Copper reduced defective TiO2 nanoparticles with enhanced visible light photocatalytic activity

Defective TiO₂ attracted increasing attention due to its high photocatalytic activities. Herein, we report a facile and efficient method to fabricate gray defective TiO₂ by vacuum annealing raw TiO₂ materials with copper powders. The treated TiO₂ nanoparticles exhibit significantly enhanced visible‐light‐photocatalytic performance with photo‐degradation rate increased to 400% as that of pristine commercial P25 under visible light. The performance enhancements can be attributed to the disordered structure, optimized optical and electronic properties of defective TiO₂. In addition, this facile Cu reduction method provides an effective way to generate defective sites in other metal oxides for various potential applications.     

Ni2P/TiO2对甲苯的催化加氢反应性能

以TiO2为载体,磷酸盐为前驱物,用程序升温还原方法制备了系列Ni2P/TiO2催化剂。用X射线衍射（XRD）对催化剂样品的物相进行了分析表征。以甲苯气相加氢反应考察了Ni2P/TiO2催化剂的加氢反应性能。结果表明,TiO2载体上制备的催化剂主要物相为Ni2P。Ni2P/TiO2催化剂对甲苯加氢反应具有较高的转化率、100％产物选择性以及良好的稳定性能。反应温度和反应H2流速对甲苯转化率有影响,随反应温度的增加,甲苯转化率先增加后降低,250℃时,相对较高。随反应H2流速的增加,甲苯转化率降低。Ni负载量及前驱体中P含量对催化剂的性能也有影响,随Ni负载量及P含量的增加,催化剂的活性均先升高后降低,P含量较低的催化剂有部分失活。     

Pd-Fe/TiO2催化加氢合成2-氯-3-氨基吡啶的研究

2-氯-3-氨基吡啶是一种重要的医药和农药中间体。用Pd-Fe/TiO2催化2-氯-3-硝基吡啶常压下选择性加氢合成了2-氯-3-氨基吡啶,考察了Pd和Fe质量分数、催化剂用量、溶剂及其用量、反应温度和反应时间等对加氢反应的影响。结果表明,Pd-Fe/TiO2对2-氯-3-硝基吡啶的加氢反应有很高的催化活性和选择性,在2-氯-3-硝基吡啶0.05 mol,催化剂0.15 g,无水乙醇40 mL,氢气压力0.1 MPa,50℃反应2 h的条件下,2-氯-3-氨基吡啶的收率98.3%,选择性达到99.5%,无脱卤现象。催化剂经重复使用10次,催化活性和选择性仍无明显下降。     

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分别做光催化剂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。     

掺杂铁TiO_2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Fe3+掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂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Fe3+掺杂量为0.05%,煅烧温度在500℃下得到的Fe3+-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1 g/L时,其光催化活性达到最佳效果。     

Bi、S共掺杂对TiO_2纳米颗粒的结构和光催化性能的影响

以钛酸丁酯、硝酸铋和硫脲为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同n[Bi(S)]/n(Ti)的Bi、S共掺杂的TiO2光催化剂。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、激光拉曼光谱(FT-Raman)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV/vis DRS)、微反等方法对光催化材料进行了研究。结果显示,Bi、S元素在TiO2纳米颗粒中分别以Bi2O3和SO42-形式存在,共掺杂未能改变TiO2的锐钛矿结构。Bi掺杂后,通过形成Bi—O—Ti键在TiO2禁带中产生了杂质能级,降低了纳米材料的禁带宽度,从而提高了光吸收效率;而S的引入,增多了催化剂表面的酸性位,有利于光催化活性的提高。Bi、S掺杂能明显改善TiO2纳米颗粒光催化甘油水溶液制氢的性能,3%Bi、S共掺杂TiO2具有最高的产氢速率,在紫外光和模拟太阳光照射下,其产氢速率可分别达到1 514.9和190.2μmol/(h·g)。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

纳米TiO_2的制备及光催化性能的研究

以TiCl4为钛源,用正交实验设计方法,探究了水解法制备TiO2最佳反应条件,即烧结温度为600℃,盐酸用量为1.7 mL,pH值为8。同时研究了催化剂用量和时间对TiO2光催化降解甲基橙的降解率的影响,实验结果表明,当催化剂用量为4 g/L,光催化时间为60 min时,降解率可达到90%以上。     

石墨烯/TiO2复合材料的制备及其光催化性能的研究

本实验以细鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨,经超声波振荡得到氧化石墨烯,加入水合肼回流制得石墨烯材料。采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型TiO2及石墨烯/TiO2复合材料。在紫外光照射下,分别以石墨烯/TiO2复合材料及锐钛矿型TiO2为催化剂,在甲基橙溶液中进行光催化降解,结果显示,石墨烯/TiO2光催化性能明显高于相同条件下的锐钛矿型TiO2。     

TiO2/高岭石负载型催化剂的制备与表征

以高岭石颗粒为载体,采用TiCl4水解法制备TiO2/高岭石负载型催化剂。以SEM、IR、XRD、BET方法对其进行了表征。SEM观察到催化剂的表面形貌有了较大的变化,IR、BET结果表明有部分TiO2插入高岭石层间。以草酸为目标降解物考察其光催化活性,结果表明所制得的TiO2/高岭石负载型催化剂的光催化活性比对比样品纳米TiO2高,同时探讨了焙烧温度对催化剂光催化活性的影响。     

不同基团有机物在二氧化钛上的光催化制氢

采用水热法、溶胶凝胶法和光沉积法在氧化锌表面制备花状二氧化钛催化剂,并利用不同结构有机物制氢。结果表明,制备的二氧化钛具有花状形貌,比表面积大且具有良好的产氢性能。通过用不同结构的醇、醛、羧酸、醚、酮、酯、烷烃及芳香族有机物等制氢发现：有机物的结构对制氢活性的影响较大,苯环结构由于其强稳定性难以被裂解而无法产生氢气。总之,分子与催化剂的氢键吸附作用和羟基对分子的植入效率是决定有机物制氢的两个重要因素,决定着产氢效率。     

固定化的TiO2薄膜光催化降解苯酚废水

研究了二氧化钛经马福炉烘烧固定化后作为催化剂,用紫外灯为光源,降解工业废水苯酚。实验得出：烘烧温度、二氧化钛掺杂物、降解液中添加物、粘合剂均对苯酚转化率有影响。结果表明：烘烧温度400℃,用淀粉作为粘合剂,降解液中加入双氧水,二氧化钛中掺入铁、镁、铜粉均对转化率有所提高。     

TiO2-硅藻土复合光催化剂降解二甲基甲酰胺研究

以硅藻土为固体活性添加物,采用溶胶-凝胶法水解钛酸四丁酯制备硅藻土负载TiO2复合光催化剂。以二甲基甲酰胺(DMF)溶液的光催化降解为模型反应,研究制备条件中煅烧温度、溶胶pH值、H2O与Ti(OR)4的量比、涂覆次数等条件对光催化活性的影响。结果表明,合成复合催化剂的最佳煅烧温度为500℃、溶胶pH值为1.3、H2O与Ti(OR)4的量比为15.75、涂覆次数为3次;在300W紫外光照射、反应2h、催化剂投量为1g/L、DMF的质量浓度为200mg/L时,最大降解率为84.27%,表现出较强的光降解性。     

二氧化钛的沉积-沉淀水热制备及其光催化性能

以硫酸钛为原料,采用沉积-沉淀水热法制得了TiO2粉体光催化剂。以光催化降解活性艳红X-3B作为模型反应,考察了所制得的TiO2粉体的光催化性能。发现140℃沉积-沉淀水热反应20 h、600℃焙烧制得的TiO2粉体光催化活性明显高于Degussa P25 TiO2,并且该TiO2粉体光催化剂沉降性好,易分离。     

掺钇纳米TiO2光催化性能研究

稀土钇改性TiO2光催化性能在不同的实验室得出不同的结论,基于此本文采用溶胶—凝胶法制备了不同搀杂量和不同温度下煅烧的光催化剂,以亚甲基蓝为探针反应,研究了亚甲基蓝降解的工艺,结果表明：pH值在中性或弱碱性范围内,降解效果最佳;空气流速达到1．3L／min时,降解效果基本达到最好;催化剂的最佳用量是1．5g／L。     

石墨烯基二氧化钛光催化剂的合成与应用现状

本文综述了石墨烯(GR)分别作为电子受体、催化剂垫、敏化剂在石墨烯基二氧化钛(GR-TiO2)光催化剂中的作用,总结了GR-TiO2的制备方法,系统介绍了GR-TiO2在光催化分解水制氢、光催化降解污染物等领域的最新研究进展,认为GR-TiO2吸附作用的研究、实现对催化剂简单易行的回收利用等方面是GR-TiO2未来的研究趋势.     

纳米TiO2的修饰与光催化降解甲苯的性能

在有机树脂乳液中,采用溶液原位还原法修饰纳米TiO2粉,制备了不同金属含量的Cu/TiO2,Ag/TiO2纳米胶乳,将其涂于玻璃表面制备光活性涂层,实验考察了此光活性涂层对空气中有机挥发物甲苯的光催化降解性能。     

纳米TiO2的制备及其对苯酚的光催化性能研究

以TiCl4为原料,采用NH4NO3分解法制备了粒径在10～20nm之间的二氧化钛。并用热分析仪、X光衍射仪、透射电子显微镜和比表面分析仪等对其进行了强要的表征。以高压汞灯为光源,研究了二氧化钛悬浮液对苯酚的催化降解作用,当苯酚的初始浓度为80mg／L,催化剂TiO2投加量为1．0g/L和溶液的pH=3～4时,苯酚的光催化降解效率最好。     

铁和镧共掺杂二氧化钛的光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和铁镧共掺杂的TiO2纳米粒子,对样品进行了X射线和紫外-可见吸收光谱分析。结果表明,500℃煅烧的未掺杂和共掺杂TiO2均呈锐钛矿结构,铁镧共掺杂抑制了TiO2粒径的长大,使TiO2的吸收带边红移且在可见光区的光吸收增强;光催化降解甲基橙表明,未掺杂的TiO2光催化活性高于P25,而适量铁镧共掺杂TiO2光催化活性进一步得到提高,最佳掺杂比是0.05%的Fe和0.5%的La。     

多孔矿物负载纳米TiO2光催化材料的研究进展

纳米半导体光催化技术几乎可以矿化所有有机污染物,被认为是一种最为环保的环境污染物深度处理技术。多孔矿物负载纳米TiO2光催化材料是高效、易回收、易于推广的纳米材料复合体系光催化荆,是目前光催化材料领域的研究热点。介绍了多孔矿物负栽纳米TiO2光催化材料的制备及应用的研究现状,主要包括多孔矿物／纳米TiO2复合体系、金属离子／多孔矿物／纳米TiO2复合体系、金属氧化物／多孔矿物／纳米TiO2复合体系,并对其应用前景进行了展望。