活性炭纤维负载TiO2净化室内空气的研究进展

介绍了TiO₂/ACF复合材料吸附净化室内空气中甲醛及苯系污染物的方法以及影响净化效果的因素、ACF的等离子体改性对ACF表面性能的影响、TiO₂的掺杂改性对TiO₂光催化活性的影响,ACF和TiO₂的改性可以显著提高TiO₂/ACF复合材料降解室内污染物的效率。     

用于环境净化的TiO2/AC复合材料的制备及其改性研究进展

二氧化钛（TiO₂）在光照下可以产生具有强氧化性能的活性基团,活性炭（AC）具有良好的吸附性能。将TiO₂负载在AC上制备的TiO₂/AC复合材料可以有效去除大部分难降解的有机污染物,因此在环境净化领域具有良好的应用前景。本文综述了TiO₂/AC复合材料的研究现状,介绍了目前TiO₂/AC复合材料的三种主要制备工艺：溶胶-凝胶法、溶剂热法和微波合成法。其中溶胶-凝胶法所制备的材料稳定性好、溶剂热法制备条件温和、微波合成法制备周期短。针对TiO₂/AC复合材料可见光吸收率低和量子利用率低等问题,介绍了离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等现有的TiO₂/AC复合材料改性方法。之后,概述了所制备的TiO₂/AC复合材料在去除难降解有机污染物（染料废水、药物类、酚类、挥发性有机物）中的应用。最后展望了TiO₂/AC复合材料在改性研究与实际应用过程中存在的挑战性问题及可行的解决方法,为TiO₂/AC复合材料深入研究和大规模工业生产应用提供参考。     

二氧化钛基纳米复合光催化材料的制备方法及应用研究进展

TiO₂光催化剂在环境污染控制领域有着良好的应用前景,一直是光催化材料研究的热点。由于TiO₂的禁带宽度大、光生电子和空穴迁移能力低等缺点限制了在可见光照射下的光催化效率;为了克服TiO₂的局限性,人们对TiO₂进行了改性研究,以提高TiO₂在可见光下的光催化活性。本文综述了近年来二氧化钛基纳米复合光催化材料的制备方法,介绍其在污水处理、生物医药、农业生产等领域的应用。     

新型TiO2基光催化剂改性降解VOCs的研究进展

实现有机污染物(VOCs)高效清洁降解是生态环保领域亟待解决的问题。光催化技术成为解决VOCs的有效方法之一,TiO₂半导体光催化剂作为最成熟的一种光催化剂,具有催化效率高、绿色、成本低的特点,但由于TiO₂光量子效率低,电子—空穴对易复合,无法产生可见光响应等缺陷,使得TiO₂光化材料无法广泛高效的应用。文章综述了改性TiO₂基光催化材料降解VOCs的研究进展,介绍了TiO₂光催化降解VOCs的作用机理,梳理归纳并总结了近些年TiO₂光催化降解VOCs的改性研究,并对未来开发新型TiO₂基光催化材料降解VOCs提出展望。     

纳米管阵列光催化剂研究进展

TiO₂纳米管阵列以其优异的性能成为很有发展前景的新型纳米结构材料。综述了目前制备TiO₂纳米管阵列的3种方法,即模板合成法、水热合成法和阳极氧化法。阐述了提高TiO₂纳米管阵列的光催化活性常采用的改性方法,包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂和半导体复合以及TiO₂纳米管阵列在染料敏化太阳能电池、光解水制氢、光催化降解有机污染物和气敏传感材料等领域的应用研究进展,提出通过改进制备工艺和改性方法制备高性能的TiO₂纳米管阵列光催化剂是未来主要的研究方向。     

TiO2光催化技术降解印染废水的研究进展

由于TiO₂光催化技术具有无毒、稳定性好、材料易得和氧化能力强的特性,在印染废水前处理及深度处理工艺中具有较好的应用前景。文章阐述了TiO₂光催化降解有机污染物的机理,对近年来国内外不同Ti O₂改性方法进行了综述,分析了TiO₂光催化技术在处理印染废水时的效果,并对未来Ti O₂光催化技术在降解印染废水中的应用进行了展望。     

改性纳米TiO2/水性丙烯酸酯耐老化涂料的制备及性能研究

利用自制具有强烈紫外吸收的改性纳米TiO₂粒子,对水性羟丙二级分散体进行共混改性,搭配氨基树脂制成高温烘烤涂料。研究了改性纳米TiO₂粒子对涂层性能尤其是耐老化行为的影响规律。研究结果表明：二氧化硅包膜改性的纳米TiO₂粒子能有效提高材料的紫外吸收性能;当改性纳米TiO₂粒子在涂料中占比为0.4%时,涂层具有优异的硬度、附着力、柔韧性等机械性能;改性纳米TiO₂粒子可明显提高涂层耐老化性能。     

SiO2包覆TiO2复合纳米粒子的制备及防晒性能研究

通过溶胶-凝胶法在金红石型纳米二氧化钛（TiO₂）表面包覆二氧化硅（SiO₂）薄膜,对纳米TiO₂进行表面改性。通过优化聚乙烯吡咯烷酮（PVP）用量、硅钛比、氨水的用量确定最佳制备条件为:TiO₂用量为0.3 g,PVP用量为0.4 g,硅钛比为2∶1,氨水用量为5 m L,获得了粒径小,SiO₂包覆层薄,单分散性好的SiO₂-TiO₂复合纳米粒子。应用FT-IR,XRD,SEM,TEM和UV-vis等对改性前后的粒子进行表征。结果表明:红外光谱图中出现Si-O-Ti键的振动吸收峰,改性前后的纳米TiO₂均为金红石型,SEM及TEM显示改性后的粒子团聚现象减弱,其表面形成了约10 nm的SiO₂薄膜。经过表面改性,SiO₂成功包覆在纳米TiO₂表面,复合纳米粒子的光催化活性得到有效抑制,纳米TiO₂作为防晒剂的安全性大大提高。...     

Au对TiO2光电催化材料的改性策略研究进展

近年来,环境污染、能源枯竭问题日益严重,成为制约人类生存与发展的主要因素。光电催化技术能够同时实现污染物的降解与清洁能源的制备,有助于缓解环境污染与能源枯竭问题。作为典型的光（电）催化材料,TiO₂具有光活性强、性质稳定、廉价易得、环境友好等诸多优点,数十年来已成为光催化及相关领域的研究热点。然而,TiO₂存在的本征缺陷依然制约着其进一步推广应用,为此研究人员已提出多种方式对TiO₂进行改性。其中贵金属/TiO₂复合材料可显著提升TiO₂的光学活性并拓宽其吸收波长范围,尤其是Au/TiO₂材料体系已受到广泛关注和认可,表现出良好的应用前景。本文通过对目前Au/TiO₂复合材料的发展现状进行了总结,首先简单介绍了Au和TiO₂的化学性质及Au对TiO₂光学性能的增强原理;随后对Au/TiO₂复合材料的改性策略及相关作用机制展开讨论,包括Au对TiO₂光学性能的影响及调控、修饰方法的选择与影响等;最后总结出目前Au/TiO₂复合材料依然以克服TiO₂的两大本征缺陷为主,探讨各类新型Au/TiO₂复合材料有望使其得到逐步推广与实际应用。最后对目前Au/TiO₂复合材料的研究现状进行系统总结并探讨该材料未来的研究和发展方向。     

基于疏水性TiO2纳米颗粒的悬浮液手印显现研究

利用偶联剂N-辛基三甲氧基硅烷(KH-318)对TiO₂纳米颗粒进行改性,制备表面改性的TiO₂纳米颗粒悬浮液,考察反应温度和反应时间对亲油化度的影响,使用光学显微镜考察在不同制备条件下改性疏水性TiO₂纳米颗粒悬浮液对手印显现效果的影响。结果表明,改性的TiO₂纳米颗粒悬浮液的疏水性在45℃反应2 h时最好,显现潜在手印的效果优异,可呈现出清晰的指纹三级特征。有机官能团通过Ti—O—Si化学键成功接枝到TiO₂纳米颗粒表面,且改性后的TiO₂纳米颗粒对潜在手印表面的脂类等物质具有良好的靶向吸附能力。改性的疏水性TiO₂纳米颗粒悬浮液的性质非常稳定,适合皮脂及油质等手印的高灵敏度显现,在化学及法庭科学领域具有较好的应用前景。     

TiO2纳米管阵列的制备改性及应用研究进展

TiO₂纳米管阵列作为一种新型的三维立体纳米材料,因其大的比表面积及特殊的几何结构而受到了广泛的关注与研究。本文回顾了近年来阳极氧化法在Ti基底上原位生成TiO₂纳米管阵列所用电解液的发展趋势,介绍了TiO₂纳米管阵列的特性,如晶型结构、光学和电学特性以及催化活性,阐述了TiO₂纳米管阵列的金属离子掺杂、非金属离子掺杂、金属沉积、导电聚合物复合、半导体复合以及其他等多种改性手段,探讨了TiO₂纳米管阵列在光电催化降解污染物、光解水制氢、染料敏化太阳能电池和传感器以及其他多个领域的应用研究进展。最后,展望了TiO₂纳米管阵列的主要研究方向是对其形貌调控与表面改性等方面作进一步研究,以期为后续研究提供参考依据。     

二氧化钛光催化剂改性研究进展

光催化技术在处理有机污染物领域是一种资源节约、环境友好、极具应用前景的新型绿色环保技术。二氧化钛作为一种典型的半导体光催化剂,因具有光活性好、稳定性好、对人体无毒害、成本低廉、反应条件温和且无二次污染等特点而深受人们的青睐。然而它的宽带隙和较高的光生电子-空穴对复合率限制了它的大规模应用,这都是需要解决的技术难题。讲解了二氧化钛的催化机理,分析了传统二氧化钛的局限性,针对这些缺点介绍了提高二氧化钛催化活性的改性方法及原理,如离子掺杂、表面沉积贵金属、表面光敏化、半导体复合、负载等方法。讨论了二氧化钛光催化剂未来的研究和发展方向。     

长程TiO2纳米管阵列表面的超声清洗及其光催化性能

通过阳极氧化法在NH4F/乙二醇/H₂O的电解液中制备了长程TiO₂纳米管阵列。借助超声手段分别采用蒸馏水、丙酮和异丙醇作为超声介质清除了TiO₂纳米管阵列表面的集束,探讨其对TiO₂纳米管阵列光催化活性的影响。采用SEM、TG和XRD等对TiO₂纳米管阵列进行表征。结果表明,超声处理明显清除了纳米管阵列表面集束,超声介质对清洗过程有重要影响,丙酮相对于蒸馏水和异丙醇更适合作为超声介质,且超声超过30 min,纳米管阵列的光催化活性得到明显提高。     

Application of pulsed chemical vapor deposition on the SiO2-coated TiO2 production within a rotary reactor at room temperature

Pulsed chemical vapor deposition (P-CVD) is a promising technology for the surface modification of TiO₂ particles. For the scale-up application of P-CVD, a custom-designed rotary reactor and corresponding coating process at room temperature was developed in the present work. The obtained SiO₂-coated TiO₂ particles were characterized by various measures including high-resolution transmission electron microscope, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, etc. The results illustrated that the SiO₂ films with a thickness of (3.7 ±0.7) nm were successfully deposited onto the surface of TiO₂ particles. According to the dye degradation tests and acid solubility measurement, the deposited film can effectively inhibit the photocatalytic activity and enhance the weatherability of the TiO₂ particles. Zeta potential measurements showed that the SiO₂-coated TiO₂ is possible to be stably dispersed in the pH range of 6.9–11.6. The coating process made the whiteness of TiO₂ particles decreased slightly but still sufficient (97.3 ±0.1) for application. Furthermore, the properties of the TiO₂ particles coated by P-CVD were compared with the particles coated by traditional wet chemical deposition. It is shown that the P-CVD can produce thinner but denser films with better photoactivity suppression performance. The developed coating process within the rotary reactor was proved practically feasible and convenient for the scale-up production of SiO₂-coated TiO₂ via P-CVD.     

纳米二氧化钛光催化剂共掺杂的研究进展

综述了近年来纳米二氧化钛光催化剂共掺杂的研究进展。介绍了纳米二氧化钛光催化剂的作用机理,从促进二氧化钛可见光响应、抑制光生电子与空穴的复合、造成晶格缺陷,增加氧空位、提高二氧化钛光催化剂表面羟基含量等方面解释了纳米二氧化钛光催化剂掺杂改性的作用机理。分析比较了非金属与非金属共掺杂、非金属与金属共掺杂、金属与金属共掺杂等不同掺杂方式对二氧化钛光催化剂的催化性能影响,并对今后的研究方向提出了建议。     

掺杂元素对Mn基催化剂SCR性能及抗硫性能的影响

采用溶胶凝胶法制备M-Mn/TiO₂催化剂,M=Fe、Ce、Ni、Sm、Cu,考察掺杂元素对催化剂SCR性能和抗硫性能的影响,并采用XRD、H₂-TPR表征手段考察掺杂组分对催化剂性质的影响。结果表明,掺杂金属元素后,催化剂的晶粒尺寸和还原性能发生变化,表现为Fe、Ni的掺杂明显降低催化剂粒径尺寸而Ce、Sm、Cu的掺杂增加了粒径尺寸;Cu和Ni的掺杂有利于提高催化剂的还原性能。SCR实验结果表明,Cu、Sm的掺杂在整个反应温度区间内都会抑制催化剂脱硝活性,而Fe、Ni、Ce的掺杂主要抑制低温活性,在高温阶段则会促进反应的进行。掺杂金属元素后催化剂T₈₀活性窗口顺序为：Fe-Mn/TiO₂＞Ni-Mn/TiO₂＞Ce-Mn/TiO₂≈Mn/TiO₂＞Sm-Mn/TiO₂＞Cu-Mn/TiO₂。Sm-Mn/TiO₂和Ce-Mn/TiO₂能保持与Mn/TiO₂基本相似的抗硫性能,但掺杂Fe、Cu、Ni会导致催化剂在较短时间内因硫中毒失活,尤其是Fe-Mn/TiO₂催化剂的活性中心受SO₂硫酸盐化影响最大,但是水洗再生之后其活性基本恢复,且Fe-Mn/TiO₂和Ni-Mn/TiO₂催化剂的抗硫中毒性能在水洗后得到提高。     

光催化剂TiO2改性的研究进展

TiO₂具有光催化性能好、化学性质稳定、毒性低、价格低廉等优点,但由于禁带较宽,只对紫外光有响应,且电子和空穴容易复合,导致光催化活性和效率降低。本文介绍了TiO₂的几种主要改性方法的最新研究进展。表面沉积贵金属、半导体复合、染料敏化可以降低TiO₂的禁带宽度,增加其响应波长,提高太阳光的利用率。离子掺杂可使得TiO₂晶体表面产生缺陷,抑制光生电子和空穴的复合,增加表面活性中心的数量。碳纳米管和石墨烯掺杂则能够提高TiO₂对可见光的吸收率,扩大光响应范围,同时加快电子传输,减少载流子复合,提高催化效率。指出石墨烯作为新型掺杂材料具有很大的发展潜力,TiO₂基多组分复合型光催化剂可获得比单种组分表面改性或者掺杂TiO₂更好的效果。最后介绍了TiO₂表面的亲/疏水改性研究进展。     

介孔TiO2对不同蛋白的选择性固定化性能

通过500℃下焙烧H₂Ti₂O₅制备介孔TiO₂-500作为高效液相色谱的固定相填料,测试牛血清蛋白（BSA）、肌红蛋白（myoglobin）、溶菌酶（lysozyme）在不同pH环境下的停留时间分布,结果表明,在pH=4.7,三种蛋白质几乎都固定化,在pH=7.4和11条件下,三种蛋白通过色谱柱的停留时间为溶菌酶>肌红蛋白>牛血清蛋白。三种蛋白在介孔TiO₂-500表面的宏观常压吸附量的结果与色谱结果相一致,介孔TiO₂-500对于三种蛋白的固定化能力为溶菌酶>肌红蛋白>牛血清蛋白。因此,该介孔TiO₂对不同蛋白的显著的固定化性能的差异使其在蛋白质的吸附和分离、固定化酶等领域有着潜在的应用。