溶剂热法制备高可见光活性TiO2-BiOI光催化剂及其光催化性能研究

通过溶剂热法将TiO2均匀负载到了BiOI花状微球上，制备了TiO2-BiOI复合光催化剂。XRD，FT-IR，XPS，SEM，TEM和UV-Vis-NIR对样品进行了表征。以甲基橙为目标降解物，研究了TiO2-BiOI复合光催化剂在可见光下的光催化性能。研究结果表明，纳米TiO2的复合为增加复合光催化剂的比表面积作出了贡献，TiO2与BiOI之间形成的异质结构可以促进光生电子和空穴分离，从而达到提高复合光催化剂光催化性能的目的。Ti:Bi摩尔比为0.4的TiO2-BiOI复合光催化剂表现出最佳的光催化降解效率，可见光（λ>420 nm）照射60 min对甲基橙的降解率达到了95%，光催化效率要远好于纳米TiO2和纯的BiOI光催化剂。     

氮镧共掺杂TiO2纳米粉的溶剂热法制备及其可见光催化性能

以TiCl4为钛源,乙醇为溶剂,采用溶剂热法制备了不同氮、镧掺杂量的TiO2纳米粉;以甲基橙为目标降解物,考察了纳米粉在可见光下的光催化性能;采用XRD、FT-IR、UV-Vis等方法表征其结构及光吸收性能.结果表明:溶剂热法制备的TiO2以锐钛矿为主相,N、La掺杂可以促进其向金红石相转变,并且在TiO2表面生成Ti-O-N键和Ti-O-La键.氮、镧掺杂TiO2纳米粉表现较好的可见光催化性能,其中掺杂4%N,0.4%La(物质的量比)光催化剂的吸收红移至580 nm,并且在可见光下的催化活性比纯TiO2提高了5.5倍.     

硫掺杂纳米TiO2可见光催化剂的制备及光催化活性

用钛酸丙酯和硫脲为原料在煅烧条件下制备了硫掺杂纳米TiO2光催化剂,用XRD、XPS、TEM和UV-vis吸收光谱对催化剂进行了表征;分别以紫外光与太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性。结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO2在紫外光区和可见光区的吸光度比纯TiO2提高了约0.23~0.46;经40~50 min降解,其在紫外光和太阳光下对甲基橙的降解率比纯TiO2分别提高了32%和69%。TEM结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO2的粒径约为15~16 nm;XRD分析结果表明,硫掺杂能够促进TiO2从锐钛矿相向金红石相的转变,减小催化剂的晶粒粒径;XPS分析结果指出,硫原子的氧化态为+6,S6+部分取代了TiO2晶格中的Ti4+,形成了硫掺杂的TiO2光催化剂。     

溶剂热法制备BiOI材料及其光催化性能研究

本文分别采用溶剂热法和水热法,以五水合硝酸铋为铋源,碘化钠为碘源,分别以无水乙醇(ETH)和去离子水(H₂O)为溶剂,将上述溶液在160℃下反应12h,成功制备了Bi OI纳米材料。利用X射线衍射仪(XRD),紫外漫反射(Uv-vis)和光致发光光谱(PL)等进行了表征和性能测试。以无水乙醇为溶剂,采用溶剂热法制备的BiOI光催化剂,表现出优异的可见光光催化活性。     

低温制备纳米TiO2及其可见光光催化活性

对TiO2纳米晶进行了研究。采用”低温水热法”在室温附近的低温下处理无定型的TiO2前驱体制备出了纳米TiO2,制备温度比传统的水热法和溶胶一凝胶法要低很多,在低于50℃的温度下即可得到金红石型TiO2。研究了TiO2的相组成与温度的关系以及TiO2的形貌。实验表明,在波长大于400nm的可见光照射下,棒状的金红石型TiO2具有良好的可见光光催化性能。     

可见光响应纳米TiO2-xNx光催化研究进展

TiO2是宽禁带(Eg=3.2ev)半导体材料,只能吸收少于5%的太阳光能,这限制了TiO2的实际应用,而金属离子掺杂、染料光敏化以及复合半导体均存在一定的缺陷.掺氮的TiO2(TiO2-xNx)可以克服这些缺陷并将吸光范围扩展到可见光区,具有令人欣慰的前景.本文就目前对TiO2-xNx光催化剂的制备以及在环境保护中实际应用的研究状况进行综述,并提出未来TiO2-xNx的研究趋势.     

回流法制备TiO2微球及其结构和催化性能研究

采用回流法制备了介孔TiO2微球催化剂,利用XRD、FE -SEM、BET等方法对所制备的催化剂进行了表征,并与溶剂热法制备的样品进行比较,研究不同制备方法对TiO2结构、彤貌及催化性能的影响.结果表明,回流法制备的样品为锐钛矿单相微球,晶粒间堆积形成介孔结构,比表面积大;而溶剂热法制备的介孔样品含金红石和锐钛矿两相.以EtOH/HCl为回流溶剂制备的样品孔径约为5nm,孔径分布窄,比表面积可达496 m2/g,光催化去除Cr(Ⅵ)反应速率快,去除率达到99％.     

氮掺杂TiO2可见光光催化研究进展

实现TiO2的可见光催化一直是光催化领域的热点和难点。近年来,掺氮TiO2由于在可见光区具有较好的光催化活性引起了科研工作者的关注,本文详细介绍了掺氮TiO2的制备方法、掺杂的氮的化学态和可见光响应机理的情况,对未来的发展趋势作了预测。     

花状硫化铜的制备及其光催化性能研究

采用氯化铜和硫脲为原料,1,2-丙二醇为溶剂,通过溶剂热法在170℃反应5 h制备了具有紫外/可见光催化活性的花状硫化铜。采用XRD、SEM、FTIR、TG以及UV-Vis等手段对产品进行了表征,结果表明,制备的产品是六角相的CuS,在紫外/可见光区有强烈的吸收,禁带宽度Eg=1.45 e V,比表面积15.8 m~2/g。并以氙灯和汞灯为光源,亚甲基蓝为目标降解物评价了CuS微球的光催化活性。光催化结果表明,在汞灯下光照15,30 min,亚甲基蓝的降解率为69.46%,98.26%;在氙灯下光照15,30 min亚甲基蓝的降解率为89.27%,100%。此外,还分析了硫化铜微米球超结构形成机理。     

溶剂热法原位制备TiO2/Ti3C2Tx复合材料及其光催化性能EI北大核心CSCD

以Ti3C2Tx为基底材料,异丙醇(C3H8O)为诱导剂,通过溶剂热法制备TiO2/Ti3C2Tx复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对样品物相组成及微观结构进行表征。结果表明:在Ti3C2Tx层状表面均匀生长出锐钛矿晶型的TiO2,所得TiO2/Ti3C2Tx复合材料光生电子传输性能提高。TiO2/Ti3C2Tx-24 h在500 W汞灯(波长为365 nm)照射下其光催化性能最佳,75 min可降解甲基橙(MO)95%,比纯TiO2光催化剂降解效率提高了67.7%。     

硼银共掺杂二氧化钛材料的制备及光催化性能的研究

以钛酸四丁酯为钛源,硝酸银和硼酸为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备硼银共掺杂二氧化钛催化剂,采用紫外可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射光谱(XRD)对样品进行表征。以400W金卤灯为光源降解20mg/L甲基橙溶液,光照30min分别探究Ag摩尔分数、B摩尔分数、煅烧温度、煅烧时间等制备条件对光催化剂性能的影响。结果表明,银硼共掺杂二氧化钛是结构不规则、大小不均匀的块状颗粒,硼、银离子成功掺入TiO2中。硼银元素的掺入使TiO2的光谱响应范围向可见光方向发生了明显红移。当煅烧温度为400℃,煅烧时间为2h,Ag摩尔分数为1.2%,B摩尔分数为6mol%时,Ag-B-TiO2降解效果最为显著,降解率为89.47%。     

掺不同过渡金属TiO2/高岭土复合光催化剂的制备及其光催化活性的研究

以钛酸正四丁酯为原料,采用水解沉淀法,将TiO2和几种过渡金属(Ni、La、Ce、Zr、Fe)硝酸盐溶液负载到高岭土上,制备出光催化剂M/TiO2/高岭土(M为5种过渡金属Ni、La、Ce、Zr、Fe),利用XRD、IR和UV-Vis手段对其进行表征。以偶氮染料为目标降解物,研究了5种不同复合光催化剂的光催化活性。研究表明:5种催化剂对偶氮染料均表现出较好的降解效果。     

氧化铋/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

将硅藻土分散在硝酸铋溶液中,经冷冻干燥后于空气中煅烧得到了Bi2O3/硅藻土质量比为0.10:1.00～0.60:1.00的一系列复合光催化剂。用X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪对所制备的产物进行了结构表征。以500W氙灯为光源,亚甲基蓝为模拟污水中有机染料,评价了复合光催化剂的可见光催化性能。结果表明:晶粒尺寸约31.7nm的Bi2O3较好地分散在硅藻土表面,既保留了硅藻土自身的多孔结构,又发挥了Bi2O3的可见光催化性能。负载Bi2O3的复合光催化剂能吸收波长小于520nm的可见光和紫外光,Bi2O3/硅藻土质量比为0.40:1.00时,氙灯光照2h能将20mg/L的亚甲基蓝溶液降解90%以上。     

新型CdS/TiO_2纳米复合材料的制备及其可见光催化性能研究

采用浸渍法和水热法相结合制备了新型的CdS/TiO_2纳米复合材料,并采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis吸收光谱(UV- VIS)、电子自旋共振谱(ESR)等对样品进行了表征,XRD、TEM表明所制备的新型CdS/TiO_2粒径小、分散均匀,TiO_2以锐钛矿型存在,CdS以高分散的立方相和六方相存在,对比直接法制备的CdS/TiO_2,新型的CdS/TiO_2对活性艳红X-3B具有明显提高的可见光催化活性;大量的束缚单电子氧空位及电子之间强相互作用是新型CdS/TiO_2可见光催化活性提高的主要原因.     

以工业偏钛酸为原料制备光催化性纳米TiO_2薄膜

以廉价的工业偏钛酸代替了常用的钛酸丁酯为原料在玻璃基体上制备了牢固透明的纳米TiO2 薄膜。扫描探针显微镜 (DFM)观察到TiO2 颗粒的粒径为 2 0～ 30nm。X射线衍射 (XRD)表明 :本研究得到的TiO2 煅烧温度在 5 0 0～ 70 0℃均为稳定的锐钛型。以光降解甲基橙溶液试验检测了TiO2 薄膜的光催化性 ,试验结果表明 :涂层越厚光催化效率越高 ,镀膜 5次时 ,光降解率达到 90 4 5 % ,掺入SnO2 后光降解率由 81 6 8%提高到 91 2 2 % ,薄膜经稀H2 SO4处理后光降解率由 81 6 8%提高到 88 31%。     

TiO_2-碳纳米管复合材料的制备和光催化性能

以多壁碳纳米管(MWCNT)为载体,四氯化钛为前驱体,经常压水解获得了TiO_2/MWCNT纳米复合材料,对纳米复合材料的晶相组成、形貌和微结构等进行了表征,测试了在酸性、中性、碱性3种体系下复合材料对甲醇的电催化氧化性能。结果表明:复合材料的晶相由锐钛矿、金红石和MWCNT组成,锐钛矿和金红石均匀地分布于MWCNT的外表面,且复合材料中锐钛矿和金红石的含量和分布与制备过程中钛与碳的质量比有关;TiO_2与MWCNT复合后,复合材料对甲醇的电催化氧化性能显著提高,且其性能与TiO_2在MWCNT外表面的含量和分布密切相关。方法 :采用常压水解法制备了TiO_2/MWCNT纳米复合材料,对纳米复合材料的晶相构成、外观等进行了表征,测试了在不同pH条件下复合材料对甲醇的电催化氧化性能。结果:TiO_2-碳纳米管复合材料对甲醇的电催化氧化性能显著提高,且其性能与TiO_2在MWCNT外表面的含量和分布密切相关。     

可磁分离Cu2O光催化剂的制备与光催化活性

采用共沉淀法制备了镍锌铁氧体,水合肼还原法制备了镍锌铁氧体负载Cu2O可磁分离光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对所制得的样品进行了表征;并以甲基橙为降解对象,考察了镍锌铁氧体负载Cu2O可磁分离光催化剂的光催化性能。结果表明:Cu2O/镍锌铁氧体复合粉体对甲基橙溶液有较高的降解能力,重复使用4次光催化效率仍保持在81%,而且Cu2O/镍锌铁氧体光催化剂可通过外加磁场进行分离,具有较好的应用前景。     

微波辐射加热制备纳米TiO_2光催化剂及光催化活性

采用溶胶-凝胶法和微波辐射技术相结合制备了纳米TiO2光催化剂,用XRD和SEM对催化剂进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,高压汞灯为光源,考察了微波功率、辐射时间等因素对TiO2光催化活性的影响。结果表明:采用微波分三阶段辐射加热,加热时间为19.5 min时,制得的光催化剂催化活性较高,其对甲基橙的降解率90 min内可达98.1%;与传统加热法相比较,采用微波辐射加热能够显著缩短加热时间,改善光催化活性。     

Sm掺杂TiO_2光催化剂的制备与催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备Sm掺杂TiO2催化剂,并用X射线衍射、TEM等技术表征了催化剂,考察了催化剂的煅烧温度、催化剂用量以及掺杂量对光催化降解甲基橙效率的影响。结果表明:催化剂煅烧温度为500℃,最佳用量为100mg/mL,钐的最佳掺杂量为Sm/Ti摩尔比1%。