Ag/TiO2复合物的低温合成及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯、硝酸银为原料,采用溶胶凝胶与溶剂热相结合的方法,在低温(120℃)条件下制备了Ag/TiO₂复合物。采用SEM、EDS、XRD、XPS、DRS等对样品进行表征并对其光催化性能进行测试。结果表明：所合成的Ag/TiO₂(3%)复合物具有最佳的光催化效果,光催化活性最高,在100 W高压汞灯照射下光反应90 min对30 mg/L的活性Red 24染料的降解率就能达到100%;在500 W氙灯照射下150 min对30 mg/L的活性Red 24的降解率能达到92.6%;在紫外和可见光下对染料的降解率都能达到90%以上,具有优异的紫外/可见光光催化活性。研究结果为低温合成复合光催化材料的研究提供一种有效的思路。     

Ag/AgCl/Ag3PO4复合材料的沉淀转换——光还原法制备及光催化性能研究

利用沉淀转换—光还原法制备了Ag/AgCl/Ag3PO4,用XRD对样品进行了物相分析。通过正交实验获得了最佳降解工艺条件,并对比研究了Ag/AgCl、Ag/Ag3PO4和Ag/AgCl/Ag3PO4三种材料在紫外光和太阳光下对甲基橙的催化降解效果。结果表明,用沉淀转换—光还原法制备出的Ag/AgCl/Ag3PO4样品具有较高的纯度;最佳降解工艺条件为AgNO3∶KCl∶K2HPO4比例为4∶4∶3,光还原时间60min,甲基橙初始浓度为5mg/L。在Ag/AgCl/Ag3PO4,Ag/AgCl和Ag/Ag3PO4三种复合材料中,Ag/AgCl/Ag3PO4具有最理想的催化降解效果。在太阳光条件下,120min对甲基橙的降解率为99.2%;200min降解率为100%;而在紫外光下,200min降解率为98.72%。     

TiO2纳米管阵列的制备工艺对其光催化性能的影响

采用阳极氧化法,在醇(丙三醇、乙二醇)-水-NH4F电解液体系中制备高度有序的TiO2纳米管阵列。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米管阵列的形貌和晶型结构进行表征,讨论了阳极氧化法制备工艺(阳极氧化电压、氧化时间、电解液)对TiO2纳米管的形貌、结构及其甲基橙光催化降解性能的影响;分析了退火温度对TiO2阵列的物相及其光催化性能的影响。研究结果表明,采用高电压、增加氧化时间有利于TiO2纳米管阵列光催化的提高,在其它参数相同的情况下,采用丙三醇作为电解液制备获得的TiO2纳米管阵列较乙二醇体系具有更加优异的光催化性能。     

Ag/TiO2纳米粒子的制备及其光催化降解苯酚的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子,采用涂覆法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品。使用XRD、SEM和拉曼光谱等手段,对TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子进行了晶格结构和表面形貌研究;通过UV-Vis,研究了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品在光催化反应器中对苯酚的光催化降解性能。结果表明,制备的TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子均为纯净的金红石相,二者表面形貌并没有明显区别,Ag单质粒子成功负载在TiO₂纳米材料上;Ag单质粒子的负载,明显增强了TiO₂纳米粒子对可见光的吸收,且Ag/TiO₂纳米粒子薄膜对苯酚的光催化降解性能明显优于TiO₂纳米粒子薄膜;在光催化降解1 h后,TiO₂纳米粒子薄膜仅催化降解了溶液中30%(质量分数)的苯酚,且光催化降解出现了饱和趋势,而Ag/TiO₂纳米粒子薄膜可催化降解溶液中50%(质量分数)的苯酚,且在光催化降解3 h后,仍未出现饱和趋势。     

石墨/TiO2复合光催化剂的制备和性能

以石墨和纯的TiO₂为原料,采用球磨工艺制备了石墨/TiO₂复合光催化剂。使用XRD、SEM、TEM、XPS和DRS等手段对其性能进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,研究了石墨掺入量、球磨时间对复合光催化剂光催化活性的影响。结果表明,石墨/TiO₂复合光催化剂具有锐钛矿结构,球磨后TiO₂(101)面的衍射峰宽化并右移,TiO₂成为200 nm左右的不规则球状颗粒,在其表面均匀分布着石墨。TiO₂晶粒的Ti-O键的结合能变高,且表面有缺陷产生,使其在可见光区具有显著的吸收。石墨掺入量为5%、球磨时间为12 h的石墨/TiO₂样品对甲基橙具有优异的光催化降解效果,在70 min的降解时间内甲基橙的降解去除率可达95.08%。石墨/TiO₂复合光催化剂的光催化反应速率常数k为0.043035 min^-1,是纯TiO₂的2.64倍。     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.     

ZnFe2O4/TiO2复合材料的表征及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯、无水氯化锌、六水氯化铁为原料,采用自组装法制备了ZnFe₂O₄/TiO₂复合材料。采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射光谱(DRS)、振动样品磁强(VSM)等手段对样品进行测试表征,并对ZnFe₂O₄/TiO₂复合材料进行了光催化性能测试。结果表明：ZnFe₂O₄/TiO₂光催化剂质量比为1∶15时具有最佳的光催化效果,100W紫外光照射下45min对活性Red 24的降解率就能达到100%,表现出优异的光催化性能,可为复合材料光催化剂的研究提供一种有效的思路。     

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。     

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。     

TiO2/石墨烯纳米复合材料的合成及其光催化应用研究进展

以石墨烯材料修饰TiO2半导体光催化材料能够促进电子-空穴的有效分离,增大半导体表面的氧化物种富集程度,提高光催化活性。因而石墨烯-TiO2复合材料在光催化领域中被广泛研究。综述了TiO2负载在石墨烯膜/片上结构、TiO2-石墨烯异质结结构、TiO2-石墨烯核-壳式结构、TiO2-石墨烯及其他掺杂物纳米复合材料的制备,及其在光催化应用中的最新研究进展。     

聚噻吩/SnO2复合材料的光化学制备及光催化性能

在紫外灯辐照下,以噻吩和光化学制备的SnO2为主要原料,通过光照诱导噻吩单体在SnO2表面原位聚合,制得了含有共轭聚合物结构的聚噻吩/SnO2(PTH/SnO2)复合材料,并通过X射线衍射、扫描电镜、EDS能谱、红外光谱等手段对复合材料进行了表征。以甲基橙为主要目标污染物,考察了PTH/SnO2复合材料在紫外光和太阳光下光催化降解污染物的性能。结果表明,与纯SnO2相比,PTH/SnO2复合材料有较好的光催化性能。     

PT／TiO2复合粒子光催化降解有机污染物的性能

在CHCl3中以FeCl3为氧化剂通过原位化学氧化方法制备了聚噻吩/二氧化钛(PT/TiO2)复合粒子。通过X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(DRS)分析,分别研究了PT/TiO2复合粒子的结构和光响应特性。结果表明,复合粒子是由PT包裹在TiO2粒子表面而形成的具有核-壳结构的粒子;复合粒子能吸收200 nm~800 nm波长的光。分别以甲基橙和苯酚为目标污染物,研究了PT/TiO2复合粒子光催化降解污染物的性能。结果表明,具有一定含量聚噻吩的复合粒子光催化降解污染物的性能优于TiO2。     

ZnO/Ag/CdCO_3纳米复合光催化剂的制备及性能研究

采用配位均匀共沉淀法制备出ZnO/Ag/CdCO3纳米复合光催化剂,用TEM、XRD、FT-IR、ICP等对产物的形貌、微观结构及组成进行了表征,着重研究了反应物配比及Cd(NO3)2浓度对ZnO/Ag/CdCO3纳米复合光催化剂催化降解甲基橙光催化活性的影响规律,结果表明,n(Zn2+):n(Ag+):n(Cd2+)=21:1.76:1.75,Cd(NO3)2浓度为0.168mol·dm-3时制得的纳米复合光催化剂对甲基橙(MO)的降解率较ZnO/Ag提高51%,ZnO/Ag/CdCO3对MO的光催化降解符合一级反应动力学方程,表观速率常数为1.4551h-1,是ZnO/Ag的7倍。     

PbS量子点敏化B/S/TiO_2复合纳米管的制备及其光催化性能

本文首次以自制的B/S/TiO2粉末颗粒为原料采用水热法制备出了B/S/TiO2纳米管,再使用巯基乙酸为双管能链连接B/S/TiO2纳米管(B/S/TNTs),最终制得一种新型PbS量子点复合的B/S/TiO2纳米管(PbS/B/S/TNTs)材料。使用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计以及X射线光电子能谱仪等对样品晶型、形貌、光谱吸收范围和表面进行了表征。结果表明少量B和S掺杂对TiO2晶型、形貌没有影响,PbS/B/S/TNTs吸收光带边相对于纯TNTs明显红移,提高了样品对太阳光的利用率。在λ420nm的光照下,使用酸性红3R染料对样品光催化特性进行研究,表明PbS/B/S/TNTs光催化性能明显高于PbS/TNTs。     

纳米TiO2微球的制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为前驱体,在油酸和正己烷的混合溶剂中,采用溶剂热技术成功地合成了纳米TiO2微球.以X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法对产物进行了表征,并对其光催化降解甲基橙溶液的性能进行了研究.实验结果表明:纳米TiO2微球的平均尺寸约为60nm,其中含有粒径平均约4.5nm的超细粒子.此种结构趋向于高的比表面积,与P-25型光催化剂相比,两者对甲基橙溶液的脱色具有相近的光催化活性.     

以海藻酸钠为基体的Ag/AgBr/TiO2整体式光催化剂的高效制备及其光催化性能

以海藻酸钠为基体制备出尺寸均一的整体式光催化剂SA-Ag/AgBr/TiO₂, 通过SEM、TEM、HRTEM、XPS、FT-IR以及BET等手段对产物形貌、结构、比表面积和光学性质进行表征, 并测定了其对罗丹明B(RhB)溶液的光催化性能。结果表明, 整体式光催化剂SA12-Ag/AgBr/TiO₂(Ag/AgBr/TiO₂催化剂的质量分数为12%)的结构稳定, 且具有良好的光催化活性, 即在紫外光照60 min内, RhB溶液降解完全, 在可见光照120 min下RhB的降解率可达到54.1%, 且在5次重复试验中仍保持96%以上的催化活性, 稳定性良好。这种整体式光催化剂有效解决了粉体材料难回收、二次污染和固定化后光催化效率低等问题。     

TiO2@SiO2复合材料的制备及其光催化与抗菌性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备载体SiO₂, 并通过水解法制备出负载型TiO₂@SiO₂复合光催化抗菌材料, 采用SEM、XRD、BET、FT-IR、XPS和粒度仪对材料进行表征和分析。在UVA紫外光照下, 通过降解甲基橙溶液考察了复合材料的光催化性能, 在照射3 h后, 不同钛掺杂量复合材料的光催化降解率均能达到99.9%, 钛掺比为0.58时催化效率最高。通过平板涂布法检测了复合材料对大肠杆菌的抗菌效果, 发现抗菌性能随着钛含量的增加而提高, 在紫外照射条件下最高可达92%以上, 同时在可见光照射下也能表现出良好的抗菌性能。通过细菌荧光检测, 可以有效证明复合材料所产生的活性氧迁移到了细胞内部, 造成细胞体氧化损伤, 这是光催化材料抗菌机理研究的重要依据。     

Cu/TiO2 纳米线的制备及其光催化性能

以P25粉体为原料,采用水热法合成了TiO2 纳米线,通过NaBH4还原CuCl2溶液,在TiO2纳米线的表面负载了Cu纳米颗粒.利用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对产物进行了表征.结果表明,Cu纳米粒子均匀分散在纳米线表面,并且该Cu/TiO2纳米线在可见光区域表现出较强的吸收性能.光催化降解酸性红3R染料溶液测试表明,在TiO2纳米线表面负载Cu纳米颗粒对提高其催化性能具有积极作用.     

离子液体中纤维素/TiO_2复合材料的制备及其性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐BMIMCl为反应介质,钛酸丁酯作为钛前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2,并将其负载在纤维素上,制备纤维素/TiO_2复合材料。采用单因素实验对反应条件进行优化,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外光漫反射(DRS)及热分析仪(TG)对复合材料结构及性能进行表征。以紫外光为光源,研究纤维素/TiO_2复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解性能。结果表明:采用离子液体BMIMCl作为反应介质,可在常温常压下制备出高活性的光催化复合材料;TiO_2负载于纤维素后的复合材料对甲基橙的降解率在80min达到97.09%,与未负载的纳米TiO_2光催化剂相比,复合材料对甲基橙的降解率提高了37%。纤维素/TiO_2复合材料重复利用4次后对甲基橙的降解率仍能达到62.66%。