纳米晶二氧化钛光催化薄膜的制备技术及表征

论述了纳米TiO2的光催化原理以及影响其光催化活性的主要因素；综述了近年来二氧化钛纳米晶光催化薄膜的制备技术和表征方法的研究成果，并对二氧化钛纳米晶光催化薄膜技术的发展方向进行了展望。     

电化学制备TiO_2多孔纳米薄膜的影响因素研究

以硫酸溶液为电解液,用阳极氧化方法制备出具有纳米孔结构氧化钛薄膜,光催化性能远远大于普通尺度的氧化钛,通过在氧化钛表面附载卟啉类光敏剂,进一步提高氧化钛薄膜的光催化性能,使得光谱响应区红移,在可见光区能够吸收,可将太阳能转化成电能。     

纳米CeFeO3的制备及其光催化性能研究

采用共沉淀法合成了纳米级钙钛矿型复合氧化物CeFeO³。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段对制得粉体的粒径、物相、形貌进行了表征。在多功能光催化反应仪中,以多种水溶性染料包括活性翠蓝KGL、活性艳蓝KGR、活性艳红X-3B、活性橙K3N等的光催化降解为模型反应,通过粉体对水溶性染料的降解情况对材料的光催化活性进行了测试,结果显示纳米级CeFeO³显示较好的光催化活性。     

TiO2 纳米薄膜微结构及光催化性能研究

以钛酸丁酯Ti(OBu)4为原料,采用溶胶-凝胶法在普通钠钙玻璃表面制备了TiO2纳米薄膜,用XRD、UV-VIS等技术对薄膜微结构及紫外吸收性能进行了表征,选用食用油光催化降解为模型对TiO2薄膜光催化性能进行了评价。探讨了退火温度对薄膜晶相结构及其光催化活性的影响,450℃退火处理的薄膜呈锐钛矿和金红石型混晶结构,锐钛矿相平均晶粒尺寸为28.8 nm,金红石相平均晶粒尺寸为40.4 nm,700℃退火后为纯金红石相。焙烧温度在450—490℃光催化活性较为理想,480℃附近光催化活性达到最高。涂膜层数增加,光催化活性增强,8层膜的光催化活性最高。     

稀土Ce掺杂ZnO光催化剂的制备及研究

以硝酸锌、柠檬酸、尿素为原料,通过水热法,制得了掺杂了不同含量的稀土Ce的纳米氧化锌的前驱体。通过在不同温度下煅烧纳米氧化锌前驱体,得到目标产物。进而以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,对纳米氧化锌的光催化活性进行研究,考察了铈的不同掺杂量和不同的煅烧温度对于ZnO的光催化活性的影响。同时对样品进行了热重、透射电子显微、傅里叶红外的表征。实验结果表明,稀土掺杂量为2%,焙烧温度为400℃的ZnO的光催化活性较好,颗粒接近球形。     

N掺杂纳米TiO2的快速合成及其光催化活性研究

以一种简单的方法快速合成了N掺杂的纳米TiO2粉末,通过X-射线衍射、紫外-可见漫反射等方法对样品进行了分析和表征。以亚甲基蓝溶液为目标污染物,研究了复合催化剂的光催化活性。结果表明,N元素的掺杂有效提高了纳米TiO2的光催化活性。     

棒状纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以醋酸锌、草酸为主要原料,乙二胺为添加剂制得棒状结构的纳米ZnO,通过XRD和TEM对产物的结构和形貌进行了表征,并以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察了样品的光催化活性。结果表明,ZnO纳米棒为纤锌矿结构的六方相ZnO,对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化活性,且乙二胺的添加量对产物的形貌和光催化活性具有显著影响。     

液相沉积法制备光催化TiO2／SiO2复合薄膜及其表征

通过液相沉积法在较低的温度下制备了TiO2／SiO2复合薄膜，利用UV-Vis、XRD和SEM等表征手段对薄膜的透明性、物相和表面形貌进行了表征；并在紫外光照下，通过薄膜对罗丹明B水溶液的光催化降解实验，评价了沉积薄膜的光催化活性。实验结果表明，在室温下制备的液相沉积膜具有较好的光催化活性。     

钛阳极氧化过程中直接附载光敏剂工艺研究

基于电化学阳极氧化的方法,将光敏剂直接附载到具有纳米孔的阳极氧化钛薄膜上。将金属钛作为阳极,在添加了光敏剂5,10,15,20-对四羧基四苯基卟啉的硫酸水溶液中进行阳极氧化,制备出附载了光敏剂的具有纳米孔结构的敏化氧化钛薄膜。通过对附载前后氧化钛薄膜荧光、紫外等光谱特性表征,结果表明,电压、温度等因素对敏化氧化钛薄膜的光谱性质有很大的影响。     

水热法合成纳米CeO2及其光催化性质研究

用水热法制备了纳米CeO2,通过XRD、TEM、IR等测试手段对产物的物相结构、形貌和纳米尺度进行了表征.XRD分析表明,制得的纳米CeO2粒子为萤石结构且晶型比较完整;TEM表明产物颗粒基本为球形,且分散性较好,还分析了热处理温度对CeO2粒子大小的影响.以罗丹明B的光降解为模型反应,研究了在紫外光照射下的CeO2光催化活性,结果表明水热法制备的CeO2粒子,粒径小,吸光能力强,光催化活性高.     

负载型纳米TiO_2负载方法综述

纳米TiO2因其廉价、无毒、光活性强而在污染治理领域广泛被用作光催化剂。但是,将纳米TiO2分散到水介质中会产生催化剂难以回收再利用等问题,从而影响它的实际应用。许多学者采用不同方法将TiO2负载于不同的载体上制成负载型光催化剂,取得了明显的效果。本文将重点对各种方法进行介绍。     

纳米二氧化钛催化氧化废水中硫离子的研究

二氧化钛具有较高的光稳定性和反应活性，可以用于光催化氧化法去除水中的有毒物质，本文以含有S^2-的废水为研究体系，探讨了纳米二氧化钛用量、反应起始浓度对光催化氧化反应的影响结果。     

颜料二氧化钛光催化特性评价

采用悬浆外照式光催化反应器,研究了在紫外光照下低活性颜料二氧化钛光催化降解罗丹明B的反应动力学特性。考察了二氧化钛浓度、罗丹明B浓度、紫外线波长及光强对光催化反应速率的影响,确定了适合颜料二氧化钛光催化特性评价的优化检测条件。研究表明,颜料二氧化钛光催化降解罗丹明B具有一级反应动力学特性。确定颜料二氧化钛光催化特性检测方法的优化操作条件为二氧化钛浓度约为4 g·L^-1、罗丹明B浓度为2~10 mg·L^-1、紫外光源主发射波长为254 nm。实验检测了表面包硅二氧化钛样品的光催化特性,表明该检测方法能够对颜料二氧化钛及包膜二氧化钛的光催化特性进行快速定量的评价。     

镍掺杂对二氧化钛光催化性能影响的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛以及不同掺镍量的TiO₂纳米粒子(原料中Ni∶TiO₂的摩尔分数为1%、3%、5%、7%、9%)。用紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验研究了掺镍对二氧化钛光催化剂催化效率的影响，试验结果表明,当用n（Ni）∶n（TiO₂）＝5%的Ni(NO₃)₂溶液进行镍掺杂时，制得的TiO₂催化剂光催化效率最高，但与纯TiO₂相比，镍掺杂会减弱TiO₂的光催化效率。X射线衍射分析表明，未掺杂的TiO₂以锐钛矿和金红石两种晶型混合存在，镍掺杂后TiO₂的晶型几乎全为锐钛矿。镍掺杂后会减小TiO₂粒子的尺寸，增大其比表面积。     

纳米TiO2去除水中铬离子的研究

对纳米TiO2去除水中铬离子进行了研究,并对反应条件对金属离子脱除率的影响进行了系统的讨论。研究结果表明,对于铬离子体系,pH值越小,其光催化效果越显著。此外,EDTA的添加有助于有效地去除铬离子。     

热蒸发法制备ZnO微／纳米材料的光催化性能研究

采用简单的热蒸发法,调控温度与催化剂制备了ZnO微／纳米材料,通过扫描电子显微镜（SEM）和X-射线衍射（xRD）对产物的结构和形貌进行了表征,并以甲基橙溶液为光催化反应模型降解物,考察了样品的光催化活性。结果显示,ZnO微／纳米材料为六角纤锌矿结构,Ni（NO3）2催化剂的存在对不同温度下生成的ZnO光催化效率有较显著影响。     

Improvement in photocatalytic activity of morphologically controlled Pd-supporting TiO2 particles via sol–gel process using inkjet nozzle

The purpose of the present study is to prepare palladium-supporting porous titania particles via a sol–gel process using an inkjet nozzle and to improve the photocatalytic activity of the particles. The morphology of titania particles produced by the sol–gel process using an inkjet nozzle was evaluated by scanning electron microscopy and nitrogen physisorption measurements. The photocatalytic activity of the obtained titania particles was evaluated using the changes in the concentration of a methylene blue solution under UVC light irradiation and the effect of palladium supported on the inner and outer surfaces of the titania particles on the photocatalytic activity was investigated.The titania particles prepared by inkjet processing exhibited spherical porous structures. The particle and pore size distributions of the obtained titania particles were more uniform than those of the titania particles prepared using the non-inkjet nozzle. The titania particles supporting palladium on the inner and outer surfaces exhibited a faster rate of photocatalytic degradation than the titania particles supporting palladium on only the outer surface, with anatase titania particles exhibiting the highest rate of photocatalytic degradation. Thus, we have successfully improved the photocatalytic activity of titania particles by supporting palladium on the inner and outer titania surfaces. This sol–gel process using an inkjet nozzle is an effective method for the preparation of porous titania particles supporting palladium on their inner and outer surfaces.     

掺镧纳米TiO2的光催化性能研究

研究了掺镧纳米TiO₂的物理特性及光催化活性，探讨了它们之间的关系，通过对甲基橙和罗丹明两种不同结构物质的降解实验，发现掺镧纳米TiO₂光催化性能具有广泛性。用于实际印染废水处理，再次验证掺镧能提高TiO₂的光催化效能，掺镧摩尔分数为0.02%时光催化效果最好。     

Nano-twinned structure and photocatalytic properties under visible light for undoped nano-titania synthesised by hydrothermal reaction in water-ethanol mixture

Nano-TiO₂ crystals showing visible light driven photocatalytic activity were synthesized by hydrothermal reaction in an ethanol-water mixture. The experiments were conducted to optimise the synthesis conditions for nano titania, in the range of temperature from 200 to 400 °C. X-ray diffraction depicted that the products obtained were anatase at 250 °C and above. For the products obtained at 250 °C, detailed analysis was conducted since it depicted high crystallinity with smallest particle sizes. Shape of the crystal was rounded rectangular with the size of 4 ± 1 nm to 7 ± 1 nm. The high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) revealed the existence of novel nano-twin structure in anatase grains and surface defects around the nanocrystals. Photocatalytic property was investigated for these undoped titania samples under UV and visible light. The nano twin structure, surface defects, and nano-meter size of the synthesized titania are believed to play a crucial role for the high catalytic activity.     

Correlating Photoluminescence and Photocatalytic Activity of Mixed-phase Nanocrystalline Titania

Mixed-phase nanocrystalline titania with varying rutile-content has been synthesized via solvent mixing and calcination treatment of sol–gel derived nanocrystalline anatase and rutile precursors. The mixed-phase nanocrystalline titania has been characterized using different analytical techniques for analyzing their phase contents, nanocrystallite size distribution, band-gap, and photoluminescence. The photocatalytic activity of mixed-phase nanocrystalline titania has been studied by monitoring the degradation of methylene blue dye in an aqueous solution under ultraviolet-radiation exposure. A strong correlation between photoluminescence and photocatalytic activity has been demonstrated for the mixed-phase nanocrystalline titania.