HNO3处理对TiO2纳米薄膜的光催化活性和表面微结构的影响

通过sol-gel工艺分别在钠钙玻璃和预涂SiO₂涂层的钠钙玻璃基体上制备了TiO₂。光催化纳米薄膜.然后用1mol/L HNO₃水溶液对煅烧后的薄膜进行酸处理.用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和紫外可见光谱(UV-VIS)对酸处理前后TiO₂纳米薄膜进行了表征.用甲基橙水溶液的光催化脱色来评价TiO₂薄膜的光催化活性.结果表明:SiO₂涂层能有效阻止钠离子从玻璃基体向TiO₂薄膜的扩散;普通玻璃表面的TiO₂纳米薄膜经HNO₃处理后,薄膜的光催化活性明显增强.这是由于TiO₂纳米薄膜中的钠离子浓度降低以及表面羟基含量增加的缘故.     

微波辐射溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜及其降解铬黑T的活性

通过微波辐射溶胶一凝胶法（sol-gel）法在导电玻璃（ITO）基体上制备TiO2纳米薄膜光催化剂，考察不同加热方式、微波时间、酸处理、薄膜层数等对TiO2纳米粒子及薄膜的影响。以可见光谱（UV-VIS）、X射线衍射（XRD）对TiO2薄膜进行了表征，并通过薄膜光催化降解铬黑T溶液的性能进行了研究。实验表明，ITO玻璃表面的TiO2纳米薄膜经HNO3和微波处理后，因协同效应使薄膜的光催化活性大大增强。     

超亲水TiO2/SiO2复合薄膜的制备与表征

通过sol-gel工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2/SiO2复合薄膜,实验结果表明：在TiO2薄膜中添加SiO2,可以抑制薄膜中TiO2晶粒的长大,同时薄膜表面的羟基含量增加,水在复合薄膜表面的润湿角下降,亲水能力增强,当SiO2含量为10－20mol%时获得了润湿角为0度的超亲水性薄膜。     

TiO2-SiO2双组分膜结构与光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同Si／Ti比的TiO2-SiO2双组分膜．用紫外光照射亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．通过XRD、FTIR、HRTEM、FE—SEM、AFM以及UV—VS—NIR分光光度计等分析手段对薄膜的结构和光学性能进行了表征．结果表明：适量SiO2的引入，显著提高了TiO2薄膜的光催化活性，Si／Ti比为0．2时薄膜的光催化活性为最佳．SiO2引入TiO2薄膜后，生成了Ti—O—Si玻璃相和无定形SiO2，这两种物相聚集在TiO2晶界周围，有效地阻止了TiO2的晶粒长大，提高了锐钛矿相向金红石相的转变温度，使复合薄膜经过500℃热处理后，只有锐钛矿相存在，有利于薄膜的光催化活性的提高．     

磷掺杂解决玻璃基TiO2光催化薄膜的钠扩散问题

采用溶胶-凝胶法在钠钙硅玻璃上制备了纯的和掺磷的TiO2薄膜,分别用AFM、XRD分析了薄膜的表面形貌和晶相组成.磷的掺入降低了TiO2锐钛矿相的结晶度,并且可以与从钠钙硅玻璃基片中扩散至薄膜的钠离子形成磷和钠的化合物,从而降低热处理过程中钠离子扩散对TiO2薄膜光催化活性产生的不利影响.利用罗丹明B作为光催化降解物质来表征TiO2薄膜的光催化活性,在相同的实验条件下,纯的TiO2薄膜的降解率为24.3%,掺磷5%的TiO2薄膜的降解率为50.3%.     

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。     

泡沫镍负载TiO2和TiO2/Al2O3薄膜的光催化性能研究

以泡沫镍为载体，Al2O3作为过渡中间层，用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜，制成泡沫金属基的TiO2和TiO2／Al2O3光催化剂，利用XRD和FE-SEM等测试手段对其性质进行表征，用乙醛气体的光催化降解测试其活性．研究表明：泡沫镍负载的TiO2和TiO2／Al2O3薄膜具有良好的光催化活性，特别是TiO2／Al2O3薄膜具有更高的催化活性．这是由于负载的Al2O3过渡中间层增大了载体的比表面积，具有吸附浓缩作用，同时也增加了负载光催化剂的活性位数量．实验表明：TiO2／Al2O3薄膜的光催化活性和稳定性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高．     

TiO2/SnO2复合薄膜的低温制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法合成了TiO2溶胶和SnO2溶胶，使用浸渍提拉法在低温下制备出底层为金红石型SnO2，表层为锐钛矿型TiO2的复合膜．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TiO2薄膜的光催化活性，随着SnO2薄膜层数的增加，光催化活性先增大后减小，但始终高于单一的TiO2薄膜．这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位，SnO2的价带电位高于TiO2的价带电位，紫外光照下，TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层，SnO2中空穴注入到TiO2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．     

Pb掺杂TiO2薄膜的制备及光催化活性研究

以硝酸铅和钛酸丁酯[Ti(OBt)4]为前驱体，用溶胶—凝胶法在活性炭表面制成了Pb掺杂TiO2薄膜，并用X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV—VIS)、透射电镜(TEM)对制得的Pb掺杂TiO2薄膜进行了表征，分别用甲基橙水溶液的光催化脱色反应、有机磷农药—氧化乐果(omethoate)水溶液的光催化降解反应评价了不同Pb掺杂TiO2薄膜的光催化活性。结果表明，薄膜为金红石和锐钛矿的混合晶相，相对于未掺杂的TiO2薄膜，由于金红石含量的增加，不同Pb掺杂TiO2薄膜的吸收带发生了微小的红移，Pb掺杂使薄膜的光催化活性明显提高，当Pb／TiO2质量分数为1．7％时，薄膜显示出最高的光催化活性。TiO2薄膜中的Pb可能以Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)两种形态存在，在紫外光的辐射下，Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)可能通过浅势俘获TiO2的光生电子和空穴而发生相互转化，减少了光生电子和空穴的简单复合，从而提高了薄膜的光催化活性。     

纳米TiO_2/SiO_2的制备与表征及其光催化活性的研究

针对二氧化钛(TiO2)纳米颗粒极易团聚、分散性差的问题,以提高TiO2分散稳定性与光催化活性为目的,采用并流中和法,以锐钛矿型纳米TiO2粉体为载体,硅酸钠(Na2SiO3)为包覆剂,使用硫酸(H2SO4)调节pH值,在纳米TiO2表面包覆致密的氧化硅(SiO2)膜。借助Fourier变换红外光谱(FTIR),X射线能量散射谱(EDS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征样品的键合情况、表面化学成分、分散性,同时借助紫外-可见分光光度计(UV-Vis Spectrophotometer)以亚甲基蓝的光催化降解反应对其光催化活性进行评价。FTIR和EDS结果表明:采用该包覆法后,SiO2以化学键合的方式沉积在纳米TiO2表面,在包覆层和纳米TiO2颗粒之间的界面上形成了Ti—O—Si键。SEM结果表明:TiO2/SiO2纳米复合粒子分散均匀,无严重团聚和大块堆积现象。光催化实验结果表明:以SiO2表面包覆后的TiO2颗粒光催化活性明显高于纯TiO2。     

Ag/TiO2薄膜结构和光催化性能研究

采用溶胶-凝胶技术制备了Ag掺杂的TiO2薄膜.用XRD、氮吸附法、UV-VIS-NIR分光光度计以及XPS对Ag掺杂后TiO2薄膜结构的变化进行了分析;用分光光学法通过在紫外光照下分解亚甲基蓝的实验比较了TiO2薄膜与Ag/TiO2薄膜的光催化性能.结果发现,掺杂适量的Ag有助于TiO2薄膜光催化氧化性能的提高,原因在于:（1）Ag通过引入耗尽层提高了TiO2的电荷分离能力,并吸引空穴向薄膜表面移动,结果使薄膜表面空穴的浓度提高,薄膜光催化效率提高;（2）Ag减小了TiO2粒子的粒径,使TiO2禁带宽度增大,薄膜光催化氧化的能力提高;（3）Ag掺杂后,TiO2薄膜表面对-OH基和水的吸附增加,使光照后TiO2薄膜表面活性自由基·OH的浓度增加,空穴向薄膜所吸附物质的转移能力提高.     

溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜结构对光催化活性的影响

TiO2多孔纳米薄膜采用溶胶－凝胶法在普通载玻片上制得。薄膜的结构如孔径、孔分布和厚度可控制。通过稀醋酸的分解来测定锐钛矿TiO2多孔薄膜的结构对光催化活性的影响。     

Low-temperature Preparation of Photocatalytic TiO2 Thin Films on Polymer Substrates by Direct Deposition from Anatase Sol

Anatase TiO2 sol was synthesized under mild conditions （75℃ and ambient pressure） by hydrolysis of titaniumn-butoxide in abundant acidic aqueous solution and subsequent reflux to enhance crystallization. At room temperature and in ambient atmosphere, crystalline TiO2 thin films were deposited on polymethylmethacrylate （PMMA）, SiO2-coated PMMA and SiO2-coated silicone rubber substrates from the as-prepared TiO2 sol by a dip-coating process. SiO2 layers prior to TiO2 thin films on polymer substrates could not only protect the substrates from the photocatalytic decomposition of the TiO2 thin films but also enhance the adhesion of the TiO2 thin films to the substrates. Field-emission type scanning electron microscope （FE-SEM） investigations revealed that the average particle sizes of the nanoparticles composing the TiO2 thin films were about 35-47 nm. The TiO2 thin films exhibited high photocatalytic activities in the degradation of reactive brilliant red dye X-3B in aqueous solution under aerated conditions. The preparation process of photocatalytic TiO2 thin films on the polymer substrates was quite simple and a low temperature route.     

Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO3纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶—凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO2薄膜，并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜．结果表明铁和锌离子掺入后，TiO2薄膜变的更加致密．铁离子和锌离子分别以Fe2O3和ZnO的形式存在．在紫外光照射下，TiO2薄膜表现明显的亲水性．金属离子掺杂的TiO2薄膜，亲水性能明显增强．铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用；少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用，锌离子掺入量增大后，效果并不明显．     

Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO2纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO_2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO_2薄膜,并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜。结果表明铁和锌离子掺入后,TiO_2薄膜变的更加致密。铁离子和锌离子分别以Fe_2O_3和ZnO的形式存在,在紫外光照射下,TiO_2薄膜表现明显的亲水性,金属离子掺杂的TiO_2薄膜,亲水性能明显增强,铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用;少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用,锌离子掺入量增大后,效果并不明显。     

TiO2/SiO2薄膜中的相界扩散及晶化行为研究

本文研究了溶胶一凝胶法制备TiO2／SiO2复合薄膜的晶化行为以及复合薄膜与过渡层的相界扩散采用X-ray衍射分析了50TiO2／50SiO2薄膜中TiO2的析晶特征，研究表明，随热处理温度的升高，薄膜的结构由非晶转变为在SiO2玻璃网络中析出的锐钛矿相，再到锐钛矿和金红石二相共存，最后转变为金红石相，并伴随有磷石英和方石英的析出，且其晶粒尺寸也在逐渐增大．AES分析给出了过渡层的气孔率对复合膜中Ti的扩散能力的影响以及复合膜与过渡层之间碳的分布．SEM及EDS进一步揭示了薄膜表面存在亚微米不均匀区域，在此区域中碳的含量较高．在氧气中，提高热处理温度，可以降低碳的含量.