溶胶-凝胶法合成纳米TiO_2光催化材料工艺性能的研究

以钛酸丁酯为前驱体,聚乙二醇为模板剂,通过溶胶-凝胶工艺合成纳米TiO_2光催化材料。利用XRD、SEM、UV-Vis对试样进行表征,以甲基橙模拟污染源,测试不同煅烧温度下纳米TiO_2样品在紫外光照射下的催化活性。研究结果表明:样品在500、600℃煅烧时为单一的锐钛矿相,当温度升高到700℃时,为锐钛矿相与金红石相的混合相。双相组织晶粒细小,分散有序,形成相对有序的孔道结构,大大提高光催化的性能,最大吸收峰出现在波长432 nm处,吸收速度快,效果好。     

溶胶-凝胶法制备TiO2及其光催化性能的研究

以钛酸丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、硝酸为抑制剂,运用正交试验法确定了溶胶-凝胶法制备TiO2的初步最优条件,运用X-射线衍射技术对所制备的TiO2粉体样品进行了表征,并以大红染料作为目标降解物,研究了制备TiO2粉体活化温度、活化时间、紫外灯照射高度、催化剂投加量以及废水pH值对光催化性能的影响.结果表明,该方法制备的TiO2为纳米级锐钛矿.制备TiO2的最佳配比条件为:无水乙醇20.0 ml,蒸馏水1.5 ml,pHl.7.当活化温度为450℃、活化时间为180 min、紫外灯照射高度为10 cm、催化剂投加量为2g/L、目标废水pH为4.0时,达到最佳降解效果.     

TiO2/C制备及光催化降解性能

以钛酸四丁酯为钛源负载活性炭制备了Ti02/C复合催化剂,从催化剂的用量、循环使用次数以及与P25比较等几个方面分别考察了该复合催化剂的催化降解甲基橙的活性.实验结果表明,Ti02/C复合催化剂提高了催化活性.     

介孔TiO2的制备及光催化脱色性能研究

采用溶胶-凝胶法在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备了TiO2光催化剂,以甲基橙为模拟有机污染物对催化剂的光催化脱色性能进行了考察.用BET比表面对所制备的催化剂进行了表征,结果表明当nCTAB∶nTBOT比为1∶4,锻烧温度为450℃时,制备的TiO2为介孔;试验制备的TiO2对甲基橙光催化脱色活性是市售TiO2的2倍.     

用溶胶—凝胶法制备纳米级TiO2粒子的结晶

用溶胶－凝胶法制备了ＴｉＯ２溶胶，并用通过动态光散射了它们的表观尺寸，在反应初期阶段观察到一种不稳定的行为，在此不稳定阶段之间后粒子大小到一种稳定状态，在此，溶胶的微料大小恒定只是数目增加，只在溶胶浓度达到空们的重叠值（ｏｖｅｒｌａｐ）凝胶阶段便发生，用该法制备的样品通过喇曼光散谱和Ｘ－射线衍射法研究了材料的结晶动力学的特征。     

溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜及其对甲醛溶液的光催化性能研究

以钛酸丁酯和无水乙醇为原料,采用溶胶-凝胶法制备不锈钢网负载型TiO2薄膜来进行对醛溶液的光催化实验.研究了在光催化过程中,分别掺杂不同元素时的降解效率.结果表明,应用此法时PEG-400的投加量为1.5 mL,提拉速度为2 mm/s,锻烧的最佳温度为500 ℃,煅烧的最佳时间为2 h,负载次数为5次时,降解效率最好,降解率达到49.0%.     

TiO2片状粉末的溶胶-凝胶法制备

以玻璃为基片先涂覆一层脱模层,再以溶胶-凝胶涂膜法在其表面涂覆TiO2薄膜,经丙酮浸泡后得到片状粉末。试验考察了影响溶胶形成及最后片状粉末形貌的一些因素。XRD及SEM结果表明,片状粉末于400℃煅烧3h后为锐钛矿型,具有明显片状结构,粒径小于60μm,厚度约为1μm。     

溶胶-凝胶法合成HA／TiO2生物薄膜

用溶胶-凝胶法在纯钛表面合成了HA（羟基磷灰石）／TiO2生物薄膜，并使用X射线衍射仪和扫描电镜对薄膜的相结构与表面形貌进行测试分析。HA在580℃开始结晶，其结晶率在780℃有所提高。结合良好的HA／TiO2生物薄膜出现微孔结构，HA／TiO2生物薄膜的厚度约为5μm-7μm。     

氮掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化活性

以尿素为氮源,钛酸正丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备氮掺杂纳米TiO_2。通过红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱和扫描电镜(SEM)等测试手段对材料的结构和形貌进行表征;以甲基橙模拟有机污染物,研究样品的光催化活性。结果表明,氮掺杂纳米TiO_2为锐钛矿型结构,尺寸均匀,分散性好,对甲基橙染料具有极好的光催化活性,降解率达到97%左右。     

溶胶-凝胶法制备TiO2/硅藻土复合材料及其光催化性能

采用焙烧、酸洗等工艺预处理硅藻土,以改性硅藻土和钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO₂/硅藻土复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR、TG等手段对其进行分析表征,以甲基橙为降解对象考察其光催化性能。结果表明：硅藻土表面均匀负载着锐钛矿型的二氧化钛,晶粒尺寸为35.76 nm。负载比2∶1、pH为>2～3、焙烧温度500℃制备的TiO₂/硅藻土复合材料的光催化性能最好,热稳定性良好。当TiO₂/硅藻土复合材料投入量为1 g/L,对60 mL(10 mg/L)的甲基橙溶液60 min内的降解率达到92%。     

纳米二氧化钛粉体的光催化性能

以紫外灯为光源,采用TiO_2悬浮体系,利用分光光度法,研究了各种实验条件对光催化效果的影响。结果表明:光强、甲基橙的初始浓度、TiO_2的浓度和晶型、溶液pH以及掺杂离子等对降解效率都有较大的影响。     

La、Ho掺杂 TiO2光催化抗菌材料的制备与抗菌性能

采用溶胶-凝胶法结合旋转涂膜法制备了La、Ho掺杂TiO2光催化抗菌材料.以大肠杆菌为实验菌种,普通日光灯为光源,考察了旋转速度、稀土掺杂量、涂膜层数、烧结温度、烧结时间等因素对材料抗菌性能的影响.并采用SEM、XRD、TG-DSC等方法对材料进行了表征.结果表明,稀土掺杂TiO2光催化抗菌材料在普通日光灯照射下具备较强的抗菌性能.当旋转速度1100r/min,镧掺杂量为x(La)=0.3%、烧结温度550℃、烧结时间1.5 h、涂膜层数为3层时,La-TiO2抗菌性能最佳;旋转速度1100r/min,钬掺杂量为x(Ho)=0.4%、烧结温度600℃、烧结时间1 h、涂膜层数为2层时,Ho-TiO2抗菌性能较好,且La掺杂TiO2光催化材料抗菌性能优于Ho掺杂TiO2光催化材料,其1.5h杀菌率达92.21%.     

多壁碳纳米管/TiO2复合材料的合成 及其光催化性能

TiO₂被广泛应用于环境污染治理、新能源转换以及传感器等领域.通过负载导电材料复合(碳纳米管）拓宽纳米TiO₂的光谱响应范围,提高光生电子-空穴对分离效率,是有效提高TiO₂光催化性能的研究手段.以多壁碳纳米管和钛酸异丙酯为原料,采用溶胶-凝胶法合成碳纳米管负载的TiO₂光催化剂.利用X射线单晶粉末衍射（XRD）、比表面积（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、激光拉曼（Raman）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-vis DRS）等对催化剂进行表征.通过在365 nm紫外光照射下,光催化降解亚甲基蓝来研究不同含量碳纳米管负载对TiO₂光催化活性的影响.结果表明,负载2%碳纳米管的TiO₂光催化效果有明显提高,对亚甲基蓝的降解率达90.6%.碳纳米管负载后,样品的比表面积增大,可见光吸收能力和光电流强度增强,光生电子寿命增长.同时,碳纳米管与TiO₂构建了紧密的界面接触关系引起Ti-O键的缩短而有利于光生电子和空穴的分离从而产生大量h+、·OH和超氧自由基等活性基团,能有效提高光催化性能.      

溶胶凝胶法制备掺杂纳米TiO2粉末及其光催化性能

采用溶胶–凝胶法制备掺锌纳米TiO2粉末、掺氮纳米TiO2粉末以及锌氮共掺纳米TiO2粉末(掺杂量均为1%)。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱测试仪及紫外可见–分光光度计等分析粉末的物相、形貌、光学性能及光催化性能。结果表明:在纳米TiO2粉末中掺锌或氮,既不会改变粉末的晶体结构,也不会产生新相。与纯TiO2粉末相比,掺锌或掺氮后粉末光催化性能更好。但同时掺入锌和氮,反而会降低TiO2粉末的光催化性。在热处理温度为500℃条件下制备的掺氮TiO2粉末光催化活性最高。     

溶胶-凝胶法制备烧绿石型复合氧化物Sm_2InNbO_7及其光催化性能

以Nb2O5、In(NO3)3和Sm(NO3)3为原料,采用溶胶-凝胶法制备新型光催化材料Sm2InNbO7。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy)技术对该材料的结构、形貌和光吸收性能进行表征。以可见光下亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察煅烧温度、催化剂用量、H2O2用量和pH值对Sm2InNbO7光催化性能的影响。结果表明,煅烧温度为700℃时即可获得具有烧绿石结构的Sm2InNbO7。随焙烧温度升高,催化剂结晶度增加,粒径增大,比表面积下降,吸收边界出现一定的蓝移;在850℃下煅烧3 h获得的Sm2InNbO7样品具有最高的催化活性,当50 mL质量浓度的10 mg/L的MB溶液中催化剂用量为0.1 g、30%H2O2溶液用量为0.5 mL、pH=6时,亚甲基蓝的降解率高达93.8%,明显优于固相法制备的Sm2InNbO7以及P-25 TiO2。较高的pH值有利于光催化反应的进行。     

高分子网络凝胶法制备SnO2/TiO2复合粉及其光催化性能

以TiCl3和SnCl4·5H2O为原料,采用高分子网络凝胶法制备SnO2/TiO2复合粉体.用制备的复合粉体对大红染料的稀释溶液进行脱色检验其光催化性能,并用XRD、TEM对粉体进行表征.结果表明利用高分子网络凝胶法制备的复合光催化剂粒径小、分布均匀可控.一定量的Sn掺杂使复合光催化剂活性明显优于单一的TiO2,n(SnO2)/n(TiO2)=6%时复合催化剂具有最高的催化活性.     

锐钛矿型纳米TiO2溶胶的低温制备及其光催化活性评价

研究了以四氯化钛和氨水为原料,在常温下通过两步法制备TiO2溶胶。TEM和XRD分析表明,TiO2溶胶粒径小于10 nm,并存在一定数量的锐钛矿型晶相结构。自然光照条件下,通过对亚甲基蓝水溶液的光催化降解试验和对新鲜馒头的防霉试验,考察了TiO2溶胶的光催化活性,同时检验了TiO2溶胶的稳定性。结果表明,TiO2溶胶具有较好的光催化活性和稳定性。     

铈掺杂TiO2光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量Ce的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征和解释,以高压汞灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到了500 nm;掺杂Ce的TiO2纳米粒子比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4+仅有少量进入TiO2晶格中,而大部分的Ce4+没有进入TiO2晶格中,而是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上,说明掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce量有最佳值.实验结果表明在TiO2中掺杂Ce的摩尔百分含量为2%,甲基橙起始浓度为20 mg·L-1,CeO2/TiO2用量为0.400 g,双氧水用量为5.88 mmol·L-1,pH值为6.4时,光照8 h,甲基橙的脱色率可达96.8%.