TiO2纳米管阵列薄膜光电催化降解甲基橙染料废水

采用电化学阳极氧化法在纯钛表面制备出TiO2纳米管阵列,应用FE-SEM和XRD表征其形貌。以该纳米管陈列薄膜为光阳极,比较了光解、光催化和光电催化对甲基橙溶液降解效率的差异,研究了pH值和外加偏压对甲基橙降解效率的影响,并建立了光电催化氧化反应的一级动力学模型来描述产生这种效果的主要因素。结果表明,在光电催化氧化体系中,TiO2纳米管阵列薄膜对甲基橙具有显著的降解作用;溶液中的电解质、溶液的pH值和外加偏压是影响光电催化效果的关键因素;最佳的降解条件为电解质存在下、pH值为3、外加偏压为1.5V,在该条件下紫外灯照射80min后降解率可达100%。     

纳米SnO2/TiO2复合粉体制备及其红外特性研究

以溶胶-凝胶方法制备纳米SnO2/TiO2复合粉体,并用XRD、TEM等方法对其进行了表征,给出了相关的工艺参数.研究了纳米SnO2及SnO2/TiO2复合材料的红外吸收特性.结果表明,本文制备的纳米SnO2/TiO2复合材料在4000～1500cm-1和1000～400cm-1范围内有较好的红外吸收.     

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。     

TiO2纳米管的结构特征对其光电催化性能的影响

研究了利用电化学阳极氧化法在不同的氧化电压和氧化时间条件下制备的TiO2纳米管(TNT)的结构特征对其光电催化性能的影响。运用场发射扫描电子显微镜,X射线衍射和X射线光电子能谱分析等手段对其进行表征,考察了其光电化学性质,研究了具有不同纳米结构特征的TiO2纳米管降解甲基橙染料废水的反应动力学性能。结果表明,TiO2纳米管的长径比对其光电催化性能影响最大。其管长和管径随着氧化电压和氧化时间的增大而增大,壁厚随着氧化电压的增大而减小。在其管长为25.85μm、壁厚为10.23nm、长径比为178、粗糙系数为175的条件下具有最大光电流密度4.8×10-2 mA/cm2,对甲基橙(MO)光电催化降解拟一级反应动力学常数达到最大值2.26×10-3/min。     

电泳沉积法制备ZnO/SnO_2复合薄膜及其光催化性能研究

在导电玻璃FTO基底上,利用电泳沉积技术成功制备了ZnO/SnO2复合薄膜,并对样品进行了SEM和XRD表征,并以降解罗丹明B为模型反应,考察不同条件下制备的复合薄膜的光催化活性。结果表明电泳沉积时间为20min时,可得到表面致密均匀的ZnO薄膜,膜厚为0.5μm,且随着电泳沉积时间的延长,薄膜的光催化速率不断增加,沉积时间为20min时,光催化速率达到最大（0.016min-1）,如此优异的光催化性能可能是由于异质结构光催化剂ZnO/SnO2减小光生电子-空穴的复合几率,提高了复合催化剂的光催化效率。此外,还研究了热处理温度对ZnO/SnO2复合薄膜光催化效率的影响,结果发现在300℃热处理的光催化薄膜对罗丹明B的降解率最好,活性最高。     

Ag/TiO2纳米管复合材料的合成及其光催化性能研究

采用水热法制备了TiO2纳米管,并采用光化学沉积法制得含Ag量不同的Ag/TiO2-NTs纳米管复合材料;利用XRD、TEM、XPS、UV-Vis及FL等分析手段对Ag/TiO2-NTs复合材料进行表征,并研究了Ag/TiO2-NTs对甲基橙(MO)的紫外光催化降解性能。结果表明,Ag纳米粒子均匀分散在纳米管表面,Ag/TiO2-NTs复合材料在可见光区域表现出较强的吸收性能;Ag含量为4%的Ag/TiO2-NTs复合材料光催化降解率最高,紫外光照射3h后,初始浓度为10mg/L的甲基橙溶液降解率达到99%,比未掺Ag的TiO2纳米管降解率提高了16.6%。     

WO3/TiO2复合薄膜的制备及其电致变色性能

使用水热法在掺氟SnO₂涂覆的导电玻璃（FTO）基板上生长TiO₂纳米线,随后在TiO₂纳米线上采用水热法生长WO₃纳米线,制备出WO₃/TiO₂复合薄膜。通过循环伏安法（CV）、计时电流法（CA）、计时电量法（CC）等电化学测试技术研究了WO₃/TiO₂复合薄膜的电致变色性能;采用紫外分光光度计对薄膜的着色﹑漂白状态的响应时间进行测试。通过以上测试,计算得到了薄膜的循环稳定性﹑光调制﹑着色效率和切换时间（Y和X）等参数。结果显示WO₃/TiO₂复合薄膜的电致变色性明显提高,其中WO₃/TiO₂复合薄膜可逆性增加了6%,着色效率提高了40.96 cm2/C。      

纳米TiO2薄膜的低温制备

采用液相沉积法,在90℃下制备了纳米锐钛矿型TiO2薄膜.采用XRD、UV透射光谱、薄膜表面接触角的测量、厚度的测量及亚甲基蓝降解等手段研究了TiO2薄膜的性能.结果表明所制备的TiO2薄膜具有较好的超亲水特性及光催化活性,在可见光范围内具有较好的透明性,其平均透光率在80%以上.     

疏水性空心SiO2/TiO2光催化剂的制备及性能研究

选取TiO_2为原料,经过空心化、SiO_2包覆、疏水性改性,制备了疏水性空心SiO_2/TiO_2光催化剂,并利用TEM和FTIR对其进行表征,对比研究了改性前后的催化剂。TEM图像显示制备的催化剂具有核-壳空心结构,且其表面均匀包覆一层物质;FTIR图谱分析可知,其表面包覆层是SiO_2,且硅烷偶联剂KH-570与其成功产生化学键合;吸附实验时改性光催化剂漂浮在废水表面,提高了光照效率。以甲基橙模拟染料废水的降解率考察改性光催化剂的活性,初始甲基橙浓度为10mg/L、pH值为4时,对甲基橙的脱色率最佳,并且Langmuir和Freundlich等温模型均能较好地描述吸附过程。经动力学的一次拟合,说明该吸附是一个以化学吸附为主导作用的多因素控制过程。     

C/SnO2/TiO2纳米复合物的制备及其电化学性能研究

通过碳化吸附在SnO2/TiO2电极上的葡萄糖制备出C/SnO2/TiO2纳米复合电极材料。采用晶体粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等手段对复合电极进行了表征。将复合电极作为锂离子电池负极材料,通过循环伏安和计时电位法研究了其电化学性能。结果表明,在大的电流密度200μA·cm-2下循环30次后,放电容量仍保持在120.1μAh·cm-2。相比SnO2/TiO2电极,C/SnO2/TiO2复合电极电化学性能显著提高,交流阻抗谱图也显示C/SnO2/TiO2纳米复合材料拥有更低的电荷转移电阻。     

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／膨胀石墨复合材料的制备及光催化性能的研穷

采用快速升温法制备出以膨胀石墨为载体的TiO2／膨胀石墨光催化剂，用SEM及XRD对其表面形貌及结构进行表征，研究了光催化剂在紫外光照射下的催化能力，探讨了目标降解物溶液的初始浓度及其pH值对光催化剂的降解能力的影响。结果发现，负载量为10％的光催化剂对40mg／L的亚甲基兰溶液5h的光降解率达到58．83％，甲基橙为51．12％。     

TiO2/SnO2复合薄膜光诱导超亲水性机理的XPS研究

利用X射线光电子能谱仪对用溶胶-凝胶法制备的TiO2/SnO2复合薄膜的表面化学状态进行分析,结果表明:热处理及紫外光照前后,薄膜表面的化学状态均发生了变化,薄膜表面的碳氧或过氧化物基团增加,这些基团具有较强的活性,通过氢键和水中的极性基团作用,产生超亲水性.此外,掺杂SnO2提高了TiO2/SnO2复合薄膜的表面能,改变了薄膜表面的化学结构,使TiO2薄膜获得了较好的亲水性能和催化活性.     

TiO2/Fe2O3复合光催化超亲水性薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得了TiO2/Fe2O3复合薄膜,通过对薄膜及相应干凝胶和粉体的DSC、XRD、UV透射光谱等的测量,分析了Fe2O3的含量对TiO2/Fe2O3复合薄膜的光催化及超亲水性能的影响.结果表明:复合薄膜均优于纯TiO2薄膜的光催化活性,Fe2O3的摩尔含量为0.5%时光催化活性最好;复合薄膜的亲水性能也随Fe2O3含量的不同而不同,Fe2O3的摩尔含量为0.05%～0.1%时得到了接触角为0°的超亲水性复合薄膜.     

银掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯、硝酸银为原料制备了不同银含量掺杂TiO2光催化剂,并以TG-DTA、XRD、TEM对样品进行了表征,XRD结果显示,掺杂银TiO2光催化剂为锐钛矿型,银掺杂量较低时,银均匀分布在TiO2的表面,在掺杂量为4%时,出现银的团聚。光催化亚甲基蓝结果表明,银掺杂TiO2光催化剂比未掺杂TiO2降解率明显提高,在2%银掺杂TiO2光催化剂用量为25mg,pH值为6～8,降解时间为120min,降解率可达93%。     

TiO2/膨胀石墨复合材料的制备及其对亚甲基兰的光催化降解

采用快速升温法制备出以膨胀石墨为载体的TiO2/膨胀石墨光催化剂,用SEM及XRD对其表面形貌及结构进行表征,研究了该负载型光催化剂在紫外光照射下的催化能力,探讨了在催化剂中TiO2的负载量、亚甲基兰溶液的初始浓度及其pH值对光催化剂的降解能力的影响.结果发现,负载量为10%的光催化剂对40mg/L的亚甲基兰溶液5h的光降解率达到58.8%.     

氮掺杂TiO_2中空复合微球的制备及可见光光催化性能

为了提高TiO2的可见光光催化性能,以微米级聚苯乙烯微球为模板,钛酸四丁酯为前驱体,三乙胺为氮源,采用静电吸附自组装法制备了粒径为1.20μm、壳层的厚度约为30nm且球形形貌良好的氮掺杂TiO2中空复合微球,采用SEM、XPS、XRD和紫外-可见分光光度计研究了其结构及光催化性能。结果表明:氮进入TiO2晶格内取代了部分O并改变了晶格中Ti和O的化学状态,但对TiO2晶型结构没有明显影响;氮掺杂后的TiO2中空复合微球禁带宽度变窄,氮掺杂TiO2中空复合微球不仅在紫外区有较强的光吸收能力,在可见光区也表现出较强的光响应性,对甲基橙的光催化降解率较Degussa P25型纳米TiO2的明显增强。研究结果对TiO2在光催化领域的应用具有理论指导意义。     

PEG1000用量对多孔TiO_2薄膜结构及光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为钛源,PEG1000为模板剂,乙酰丙酮为稳定剂,制备了TiO2溶胶,通过浸渍-提拉法在载玻片上制备了多孔TiO2薄膜。采用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见透射光谱、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附等对TiO2薄膜的晶相结构、表面形貌、化学组成及TiO2粉体的BET比表面积和孔径分布进行了表征。考察了TiO2薄膜对甲基橙的光催化降解活性。实验结果表明,TiO2薄膜催化剂的晶型为锐钛矿型,Ti以Ti4+形式存在。随着PEG1000添加量的增加,薄膜表面形貌变得粗糙,孔数量先增加而后下降;多孔TiO2薄膜在紫外区域内的吸收边沿向短波方向移动,薄膜透射率也发生波动,但薄膜的厚度基本不变。当PEG1000添加量为2.0g时,薄膜中存在大量的介孔,薄膜的比表面积最大,光催化性能最佳。