TiO2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

本文以氧化石墨烯和钛酸丁酯为原料,利用水热法一步制备了TiO2/石墨烯复合光催化材料,研究了氧化石墨烯用量、反应温度、反应时间对TiO2/石墨烯复合材料光催化活性的影响。采用XRD,SEM,TEM和氮气吸附-脱附实验(BET)对复合光催化材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征。结果表明,本实验最佳条件是:氧化石墨烯1mg,制备温度为180℃,反应时间为16 h。产物中的TiO2为锐钛矿晶型,其平均粒径约为18 nm。复合材料的比表面积为170m2/g,平均孔径为12.45 nm。在可见光照射(λ>420nm)下以TiO2/石墨烯为光催化剂对有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)进行光催化降解,其光催化活性明显高于相同条件下制备的TiO2。     

ZnS在TiO2纳米管上的分散对其光催化降解染料废水的影响

水热法制备了TiO2纳米管,并采用简单加热回流的方法制备了ZnS/TiO2纳米复合材料。采用TEM、XRD分析手段对产物进行表征,并对其光催化降解酸性玫瑰红B(AR)染料废水进行了研究。考察了反应物供给速率、硫化锌复合量、催化剂稳定性、光照对光催化降解效果的影响。研究表明控制反应物供给速率和硫化锌的负载量可使硫化锌在二氧化钛纳米管表面均匀分散。当染料废水初始浓度为10mg/L,ZnS:TiO2=8:1时,ZnS/TiO2复合材料光催化活性最高。且催化剂稳定性较好。     

石墨烯/TiO2纳米复合材料在光催化领域的研究进展

近年来,石墨烯以其独特的结构和优异的性能成为材料科学领域备受关注的研究前沿和热点。由于石墨烯具有超高的载流子迁移率以及超大的比表面积,将石墨烯与传统的光催化材料复合可显著提高复合材料的光催化性能。综述了石墨烯/TiO2纳米复合材料的研究进展,重点阐述了石墨烯/TiO2纳米复合材料的制备方法及其在光催化领域中的应用,并指出石墨烯/TiO2纳米复合材料的光催化机理是今后研究的重点方向。     

TiO2包覆上转换发光材料Pr3+∶Y2SiO5的制备及其可见光催化性能的研究

为了提高TiO2对可见光的利用率,通过溶胶-凝胶法制备了TiO2包覆上转换发光材料Pr3+∶Y2SiO5的复合材料,并借助XRD、TEM、紫外-可见吸收光谱等对制备的样品进行了表征和研究。同时,研究了不同条件下制备的复合粉体对罗丹明B光降解效率。结果表明,该方法制备出的Pr3+∶Y2SiO5/TiO2复合材料较纯TiO2和简单机械混合两种粉体在可见光下具有较强的光催化效果。验证了Pr3+∶Y2SiO5作为上转换发光材料,可吸收可见光发射紫外线,从而满足TiO2光催化降解的要求。文中最后对Pr3+∶Y2SiO5/TiO2复合材料的光催化机理进行了研究。     

γ-Bi2O3/TiO2复合纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术与溶剂热法相结合制备了γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外–可见吸收光谱(UV-Vis)等分析测试手段对材料进行了表征,并以罗丹明B(RB)的脱色降解为模式反应,考察了材料的可见光催化性能.结果表明:γ-Bi2O3纳米片均匀地生长在TiO2纤维上,形成了具有异质结构的γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料,其光谱响应范围拓宽至可见光区,有利于TiO2光生电子和空穴的分离,增强了体系的量子效率.与纯TiO2纤维相比可见光催化活性明显提高,对RB的脱色率达87.8%.     

TiO_2/聚苯胺复合材料的合成、结构表征及光催化性能

在室温下,以苯胺为单体、钛酸四丁酯为反应物,通过化学氧化原位聚合和溶胶-凝胶的方法制备了TiO2/聚苯胺复合材料。利用X-射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪、热失重分析仪等对复合材料表面的微观结构及热稳定性进行了表征。通过光催化降解甲基橙实验评价了TiO2/聚苯胺复合光催化剂在紫外光条件下的光催化活性,实验表明,TiO2/聚苯胺复合材料的催化效率大大提高,特别是TiO2/聚苯胺(质量比例为1/2)复合材料对甲基橙的降解效率最高达到85.7%。     

ZnxCd1-xS/TiO2核壳型异质结的制备及其光催化性能

通过静电纺丝和水热法联用成功制备了ZnxCd1-xS/TiO2核壳纳米纤维。利用XRD、SEM、UV-vis、EDS、BET对样品结构等进行了表征。结果表明,在TiO2纳米纤维表面生长了一层致密的ZnxCd1-xS纳米颗粒,形成ZnxCd1-xS/TiO2核壳型异质复合材料,且其光催化活性均比纯TiO2纳米纤维高。通过调节水热温度,可以控制ZnxCd1-xS表面形貌和x值。当水热温度为200℃时,x值最大,材料光催化活性最高。     

TiO2-活性炭复合材料的合成、结构表征和光催化性能

以钛酸正丁酯和活性炭为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-活性炭复合光催化材料,利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(IR)和紫外光谱(UV)手段对样品的结构和光学性能进行了表征,发现复合材料中的TiO2以锐钛矿晶型存在和有一个宽的吸收峰。光催化氧化实验表明,复合材料对甲基橙溶液具有很好的光催化活性,这是由于复合材料不仅在紫外区,而且在可见光区域也能吸收光。因此,TiO2-活性炭复合材料具有潜在的工业应用前景。     

层层组装技术制备纳米级TiO2/聚电解质复合中空纤维催化剂

采用静电纺丝技术和层层组装技术制备了聚电解质/TiO2复合中空纳米纤维膜.通过控制PS纤维模板直径和吸附层数,TiO2中空纤维的直径和壁厚得到了很好的控制.在光催化降解乙醛性能实验中,TiO2中空纤维具有比P25更好的光催化性能.     

Ag/TiO_2复合纳米催化剂的制备和表征及其光催化性能研究

以TiCl4,AgNO3为原料,采用水热法制备了Ag/TiO2复合纳米催化剂。采用X-射线衍射仪、透射电镜等对其进行结构表征,得到金红石型均匀掺杂的Ag/TiO2复合纳米颗粒。为了评估Ag/TiO2光催化材料的催化活性,在中性条件下以Ag/TiO2作为光催化剂,进行了在自然光下催化降解甲基橙的实验,实验结果表明:Ag/TiO2复合纳米催化剂对甲基橙的光催化降解具有较好的催化作用。     

Visible-light photocatalytic activity of semiconductor composites supported by electrospun fiber

The preparation and photocatalysis of TiO₂–ZnS/fluoropolymer fiber composites were investigated. The fluoropolymer nanofiber mats with carboxyl groups were prepared by electrospinning, and then titanium and zinc ions were introduced onto the fiber surfaces by the coordinating of carboxyl of fluoropolymer in solution. The TiO₂–ZnS composites with diameters 15 nm to 1 μm were immobilized on the surface of fluoropolymer electrospun fiber using hydrothermal synthesis. The Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy analysis reveal that some chemical interaction exists between TiO₂–ZnS composites and fluoropolymer fibers, so the semiconductor composites were immobilized tightly on the surface of fluoropolymer fibers. The ultraviolet–visible absorption spectra show the TiO₂–ZnS/fluoropolymer fiber composites have low band gap and good visible-light response ability. The degradation rate of methylene blue in TiO₂–ZnS/fluoropolymer fiber composites system was considerably higher than that of TiO₂ or TiO₂–ZnS nanoparticles system under visible-light irradiation, because the TiO₂–ZnS/fluoropolymer fiber composites possess good visible-light response ability, high specific surface areas, and adsorption–migration–photodegradation process. The photocatalytic activity of TiO₂–ZnS/fluoropolymer fiber composites changes indistinctively after 10 repeating photocatalysis tests.     

Photocatalytic decolorization of methylene blue in the presence of TiO2/ZnS nanocomposites

The synthesis of distinct nanocrystalline TiO2 capped ZnS samples was carried out using a chemical deposition method. The materials characterization showed that the presence of ZnS onto TiO2 surface results in a red shift of the material band edge when compared with the initial semiconductor. The photocatalytic activity of the prepared nanocomposites was tested on the decolorization of methylene blue (MB) aqueous solutions. The dye photodecolorization process was studied considering the influence of experimental parameters such as catalyst concentration, TiO2/ZnS ratio, pH and methylene blue adsorption rate. The material with the best catalytic activity towards the methylene blue photodecolorization was the TiO2 doped with 0.2% of ZnS. The complete photodecolorization of a 20ppm methylene blue solution, at natural pH was achieved in less than 20min, nearly 70min faster than the TiO2 photoassisted process.     

蝴蝶结状TiO2纳米粒子的制备及其光催化性能研究

以四甲基氢氧化铵（TMAOH）为结构导向剂,钛酸四丁酯（Ti（OBu）4）为钛源,低温水浴处理,再经180℃下水热晶化制备纳米TiO2,采用FT-IR、XRD、TEM、UV—Vis等测试手段对其结构和形貌进行表征,并通过苯酚的光催化降解实验测试其光催化性能,结果表明,TiO2为锐钛矿相,结晶度高,所得TiO2粒子为纳米棒,界面清晰,规整度高,经紫外光照6h后,对苯酚的降解率可达62．3％,具有较高的光催化活性。     

单晶TiN颗粒为前驱体制备TiO2薄膜及其光催化性能（英文）

为了开发高活性的二氧化钛(TiO2)光催化剂,通过简易的两步法制备了TiO2薄膜.首先将钛片放入氮化钛(TiN)纳米颗粒悬浮液中,然后干燥这一体系制得TiN/Ti薄膜,最后通过煅烧TiN薄膜前驱体制备了平整均一的二氧化钛(TiO2)薄膜.通过考察退火温度对样品光吸收性能的影响,确定最优退火温度为500℃.在此条件下制备的TiO2为多晶锐钛矿,吸收边带400 nm.以制备的TiO2薄膜为催化剂,3 h内苯酚的降解率达到88%,远大于使用德固赛TiO2(P25)时的62%,制备的二氧化钛薄膜比P25显示出更优良的光催化性能,其光催化降解苯酚的动力学常数为P25的2.2倍.     

TiO2膜/硅胶复合微球的制备及光催化性能

采用硅胶微球为载体,以TiO2溶胶为涂膜液,制备TiO2膜/硅胶复合微球,用XRD,FT-IR和显微镜等对催化剂的物相、形貌行了表征,并考察其对甲基橙溶液的光催化降解性能.结果表明:TiO2膜和硅胶微球之间存在化学键合作用,涂膜5层微球粒径为0.5～3mm,呈白色,水溶液中透明,是理想的光催化材料.其光催化性能随涂膜层数和催化剂用量的增加而增大,涂膜的5层微球甲基橙降解率可达85%.     

TiO2@SiO2微球的制备及其光催化性能研究

采用模板法以钛酸丁酯为钛源,SiO2为模板球,制备出了TiO2包覆SiO2微球。利用SEM、TEM、XRD、EDS对样品形貌、结构和成分进行了表征分析,并测试了样品的光催化性能。结果表明TiO2@SiO2微球的光催化性能优于用相同方法制得的TiO2的光催化性能,当使用TiO2@SiO2微球为光催化剂时,在光照180min后甲基橙的降解率达到82%,而相同方法制得的TiO2为56%,较后者提高了26%,具有良好的光催化活性。     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心，采用溶胶一凝胶法制备了TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂．用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征．以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物，评价其光催化活性．结果表明，所制TiO2／SiO2／FeaO4样品为双层包覆型结构，SiO2为中间层，最外层是锐钛矿型的TiO2,该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性，并具有可利用其磁性回收重用的特点，应用前景广泛。     

TiO2与ZnFe2O4薄膜禁带宽度测定及对光催化效率的影响

采用溶胶－凝胶法在玻璃表面制备了TiO2薄膜、ZnFe2O4薄膜和掺杂ZnFe2O4的TiO2薄膜。利用紫外吸收光谱测定了薄膜的激发波长，计算得到了禁带宽度，并通过光催化分解实验进行了验证。     

硫化锌/铁酸铜复合材料的制备及其光催化性能研究

在水和乙二醇溶液体系中,采用水热法制备了硫化锌/铁酸铜(ZnS/CuFe₂O₄)复合材料,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征,考察了不同制备温度和时间下复合材料对亚甲基蓝的光催化降解,结果表明:水热温度为120℃,时间12h,对亚甲基蓝的降解效果最佳,可达98.2%。