纳米TiO2光催化剂在抗菌方面应用的新进展

由于TiO2半导体具有特殊的光催化性能,使它在光催化氧化环境污染物等方面具有广阔的应用前景。本文主要介绍了TiO2光催化剂的杀菌原理,其在抗菌方面的应用,以及提高TiO2光催化活性和在可见光下的杀菌效率的最新研究进展。     

微乳液法制备纳米SiO2/TiO2及其光催化性能

以无机物聚合硅酸为硅源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备了SiO2/TiO2复合光催化剂,考察了制备条件对SiO2/TiO2光催化活性的影响,并利用SEM、FTIR、XRD和BET等技术手段对光催化剂进行了表征。结果证明,SiO2和TiO2颗粒之间存在着强的相互作用,形成了Ti-O-Si键,从而抑制了TiO2粒径的增大,延缓了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。对甲基橙等染料的光催化降解实验结果表明,SiO2/TiO2的光催化活性并非随着TiO2的含量增加而提高,当硅与钛物质的量比为1∶1并在160℃的温度下水热合成2.5 h时,SiO2/TiO2光催化剂在紫外光照15 min后对甲基橙的脱色率为85.5%,与同等条件下制备的TiO2相比具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

TiO2薄膜光催化还原Hg^2＋的研究

采用溶胶法制备出TiO2、SO4^2-/TiO2、CdS/TiO2薄膜光催化剂,研究了TiO2薄膜光催化还原Hg2＋的最佳实验条件以及SO4^2-/TiO2、CdS/TiO2薄膜与TiO2薄膜、TiO2粉体与薄膜之间的光催化活性差异.结果表明：当pH=5.34时,经30 min紫外光照射,Hg^2＋的还原率达到最大;Hg^2＋初始浓度越高,光致还原量越低;光源波长越短,Hg^2＋的还原率越高;当甲醇添加量达到15%（体积比）时,反应30 min后,Hg^2＋的还原率即达100%;CdD改性薄膜的光催化活性高于未改性薄膜;CdS/TiO2薄膜的光催化活性略高于粉体.     

掺杂铁TiO2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化荆时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性,结果表明：选用Fe^3＋掺杂量为0．05％,煅烧温度在500℃下得到的Fe^3＋．TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1g／L时,其光催化活性达到最佳效果。     

织物负载TiO_2光催化剂的制备及其对活性红MS光催化动力学

实验采用溶胶—凝胶法制备纳米TiO2溶胶,低温下棉织物经过浸渍TiO2溶胶—烘干—焙烘法处理后,在织物表面形成了TiO2薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品结构和形貌进行了分析和表征。在紫外灯照射下,以活性红MS为降解物,研究了制备条件包括TiO2浓度、TiO2溶胶pH、焙烘温度和焙烘时间对薄膜光催化性能的影响。结果表明,在低温下制备的TiO2主要是锐钛矿型,并且薄膜的光催化活性与处理工艺有关。在TiO2浓度为0.423mol/L、TiO2溶胶pH为1.67、焙烘温度为80℃、焙烘时间为2min的条件下,活性红MS的光催化降解速率常数最大,拟合紫外光下光催化薄膜TiO2降解活性红MS为一级反应。     

几种类型纳米TiO2的制备及光催化活性研究

通过水解-沉淀法制备出一系列I和Fe掺杂纳米TiO2粉体。掺杂TiO2的物理性质通过XRD、UV-vis漫反射表征,光催化活性通过对MB的光催化降解来表征。讨论了不同掺杂元素对TiO2的晶型、晶粒尺寸、光响应程度及光催化活性的影响。结果表明掺杂可以减小晶粒尺寸,增加TiO2的紫外光和可见光响应程度和提高TiO2光催化活性。     

Gd,B共掺杂改性TiO_2纳米颗粒的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了Gd和B共掺杂的TiO2纳米颗粒,研究了TiO2纳米颗粒在可见光下的光催化活性。应用XRD、TEM和UV-Vis等手段对TiO2纳米颗粒的物相、粒径、形貌及光学性能进行了表征。结果表明,掺杂可以抑制TiO2晶粒增长,阻碍TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。紫外-可见吸收光谱显示,共掺杂纳米颗粒在可见光区吸收有较强提高,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应,使吸收带产生红移,提高光生载流子的分离效率。光催化降解实验表明,共掺杂TiO2纳米颗粒有很高的可见光光催化活性,以500℃热处理的共掺杂摩尔比为0.005 Gd和0.04 B的TiO2纳米颗粒光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为98.9%。     

不同碳黑种类掺杂对TiO2纳米粉光催化性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备了具有光催化性能的TiO2纳米粉体,研究了3种碳黑（普通炭黑,接枝碳黑,普通炭黑加双氧水）对其光催化性能的影响。结果表明,3种炭黑的加入都有利于提高TiO2纳米粉体的光催化性能,掺杂浓度在0.75%最合适。掺0.75%普通炭黑加双氧水的TiO2纳米粉体具有最大的比表面积,光催化活性最高,掺接枝碳黑TiO2纳米粉末次之,掺普通炭黑TiO2纳米粉末最差。     

表面活性剂对掺铁纳米TiO_2光催化性能的影响

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2粉末,在其中添加了过渡金属元素铁,并在表面包覆少量的表面活性剂(CTAB)。经紫外光照射后,通过紫外-可见分光光度计测量了光催化降解反应后降解率的变化,探讨了在两者共同作用下的TiO2粉体的光催化活性。实验结果表明:在样品中掺杂一定量的Fe3+并包覆表面活性剂(CTAB),TiO2的结构上并没有发生改变;在Fe3+和CTAB的作用下的纳米TiO2的光催化活性有了显著地提高。     

热处理对纳米TiO2光催化活性的影响

本文对纳米TiO2光催化剂在空气气氛中进行程序升温热处理,以苯酚的光催化降解反应评价光催化剂活性,以XRD、FTIR分析TiO2的晶相结构、粒子大小和表面结构随处理温度的变化情况。分析了热处理作用条件下TiO2光催化活性的变化机理。400℃条件下热处理TiO2具有最高光催化活性。适宜的表面结构、粒子大小及晶相结构是纳米TiO2光催化剂表现出较高催化活性的主要原因。     

无机阴离子掺杂TiO_2薄膜光催化性能及红外光谱分析

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前躯体制备了掺杂钼酸根离子(MoO42-)、钨酸根离子(WO42-)和锡酸根离子(SnO32-)等复杂无机阴离子的二氧化钛光催化薄膜。研究了浓度、掺杂薄膜结构对薄膜光催化性能的影响,结果表明钼酸根离子和钨酸根离子的掺杂都在不同程度上降低了薄膜的光催化性能,而一定浓度的锡酸根离子掺杂能提高薄膜的光催化活性。傅立叶红外光谱分析了它们对纳米二氧化钛表面结构的影响,结果表明SnO32-掺杂后TiO2的晶格振动峰出现明显的宽化,分析认为酸性条件下SnO32-通过热分解产生SnO4,抑制TiO2粒子在热处理过程中生长,有利于形成更细小的晶体,从而提高其光催化活性。     

SnO2/ZnO复合中空纤维材料的制备及其光催化性能

采用天然棉花为模板制备了具有高光催化活性的SnO2/ZnO复合中空纤维光催化材料;利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术对其相结构和形貌进行了表征;以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了Sn4+和Zn2+物质的量比为0.1∶1时煅烧温度对其催化性能的影响。实验结果表明:制备的样品为复制了棉花纤维模板形貌、具有中空结构的SnO2和ZnO半导体复合材料(SnO2/ZnO);煅烧温度对材料SnO2/ZnO的结晶度、晶粒大小﹑表面微结构和催化性能等有显著影响;650℃左右所得样品在太阳光下的催化活性最好,1 h可使MB溶液的脱色降解率达100%;该材料易于离心分离,具有良好的催化活性和重复使用性能。     

TiO_2/AC复合光催化剂的研究进展

TiO2是绿色水处理技术——光催化氧化法常用的催化剂,近年来,为解决TiO2催化活性低、难以回收再利用等问题,将其负载到活性炭上得到的TiO2/AC复合光催化剂已成为光催化领域研究的热点。目前,国内外研究者对TiO2/AC的光催化机理、TiO2与AC的协同作用机理、TiO2/AC的制备方法以及TiO2的晶型与负载量、外加试剂及废水pH值等因素对TiO2/AC光催化活性的影响进行了较为深入的研究。今后的研究趋势是:一方面在制备方面加强TiO2与AC结合的牢固性以提高其使用效率,另一方面开发在自然光源下可以产生良好催化活性的复合光催化剂。     

TiO2/SnO2复合薄膜的光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法常温合成含有一定晶型的TiO2溶胶和SnO2溶胶,使用浸渍提拉法在普通载玻片上制备出TiO2/SnO2复合膜。考察了不同SnO2薄膜层数对TiO2/SnO2复合膜光催化活性的影响,并对其光催化活性提高的机理进行了探讨。结果表明,SnO2层的加入能有效提高薄膜的光催化活性,这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位,其价带电位高于TiO2的价带电位,光激发下,TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层,有效抑制了薄膜内电子-空穴对的复合,增加了复合薄膜表面空穴的浓度,因而光催化活性得到了显著的提高。     

CeO_2-TiO_2复合光催化剂的制备及日光催化研究

采用水热法,在温和的条件下制备了具有较高光催化活性的CeO2 TiO2复合光催化剂,在太阳光照射下以罗丹明B的光降解为模型反应研究了其光催化活性。结果表明,适量Ce的掺杂能有效提高TiO2的日光催化活性。用FT IR、TG DTA和XRD等进行了性能表征。     

玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能

制备了玻璃负载纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜,以甲基橙溶液作为模拟废水研究了其光催化性能,分别考察了光催化膜中m(Ti O_2)∶m(Si O_2)、膜厚度、使用次数和中试扩大以及再生方式对甲基橙模拟废水降解率的影响。试验结果表明,在太阳光下照射4 h,厚度为200~400 nm的光催化膜对10 mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%,失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜可应用于光催化水处理设备、建筑易清洁玻璃和太阳电池玻璃。     

Ag／TiO2聚丙烯负载膜的制备及其光催化与抗菌特性研究

以聚丙烯负载二氧化钛膜为载体，在一定浓度的AgNO3水溶液中，利用光还原在氧化钛膜表面还原Ag，制备载银二氧化钛负载膜，在室光和太阳光下，分别选择Ag／]riO2聚丙烯膜、TiO2聚丙烯膜和活性炭聚丙烯膜，研究膜的抗菌特性和光催化特性．结果表明：Ag／TiO2负载膜由于同时具有Ag和TiOe的双重效用，显示了良好的杀菌特性，无论是在室内还是太阳光下，都没有检测到活的微生物；在水溶液中检测Ag／TiO2负载膜和TiO2负载膜的光催化特性，发现由于银离子的催化活性中心的作用，光催化降解甲基橙的能力与TiO2负载膜相比，能够提高10％左右，显示了良好的光化学特性。     

SnO2纳米花的水热合成及其光催化性能研究

采用简单水热法合成出了成分纯净、形貌良好、光催化性能优良的SnO2纳米花,并对合成产物进行物相分析、形貌观察、微观结构分析、比表面积测试及光催化性能测试.结果表明:该SnO2纳米材料形貌均一,呈花形,花片厚度为5 nm左右.合成产物为四方金红石相结构,成分纯净、结晶性好,比表面积大,对亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明B、刚果红四种有机染料具有良好的光催化活性,降解时间短,降解率高.该合成产物作为光催化剂具有可重用性.     

Ru/TiO_2粉末的制备、表征及其日光催化研究

采用简单、易操作的水热法制备了Ru/TiO2复合光催化剂,并用FT-IR和XRD等进行了性能表征,以罗丹明B的光降解为模型反应研究了在太阳光照射下的光催化活性。结果表明,Ru的掺杂能有效提高TiO2的日光催化活性。     

聚苯胺/SnO2复合材料的制备及其光催化应用

用光化学合成SnO<,2>为主要原料,在酸性苯胺溶液中,通过苯胺在SnO<,2>粒子表面原位聚合,制备了聚苯胺/SnO<,2>复合材料.用XRD、SEM和紫外-可见漫反射(UV-Vis)等对复合材料进行了表征.以甲基橙为目标污染物,考察了聚苯胺/SnO<,2>复合材料光催化障解污染物的性能.结果表明,含适量聚苯胺(PA...