TiO_2/氧化石墨烯复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,在此基础上以该GO为载体,通过浸渍-沉淀法在其表面合成TiO2纳米粒子,再通过450℃的焙烧形成TiO2/GO二元复合光催化剂,研究复合光催化剂在紫外光下降解甲基橙的动力学及活性变化规律。使用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外可见漫反射光谱等分析了复合光催化剂的形貌、TiO2粒子的结晶状态以及催化剂的光吸收。结合光催化降解甲基橙实验,探索了复合光催化剂中TiO2含量对其光催化活性的影响。研究结果表明,在TiO2质量分数低于20%时,复合光催化剂中TiO2均匀分散于GO表面;质量分数超过20%复合催化剂中将会有少量TiO2团聚体出现。由于氧化石墨烯的协同效应,紫外光下TiO2/GO复合催化剂的光催化活性要远高于TiO2光催化剂。     

氮掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能

以三乙醇胺为氮源采用水热法制备了氮掺杂纳米TiO2光催化剂,采用XRD、TEM和UV—vis／DRS分析、表征氮掺杂对TiO2微晶尺寸、晶体结构、表面组成与光学性能的影响,并通过降解甲基橙溶液研究其光催化活性。结果表明：制得的氮掺杂二氧化钛均为锐钛矿型,粒径约为10nm,a掺杂引起光催化剂的吸收波长向可见光区红移。当pH=11．0,300℃焙烧3h时制得的氮掺杂TiO2光催化活性最强,甲基橙50min的降解率达98％。     

低量La~(3+)掺杂S-TiO_2光催化剂的制备、表征及其光催化活性

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了La3+/S-TiO2纳米光催化剂,通过XRD、BET、XPS、UV-Vis等手段进行了表征.以甲基橙溶液为光催化降解反应的模型化合物,考察了光催化剂的活性,探讨了低量La3+掺杂对TiO2纳米粒子光催化活性的影响机制.实验结果表明:S改性TiO2后明显提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,而La3+掺杂S-TiO2后,进一步提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,La3+的最佳掺杂量(相对于TiO2的质量分数)为0.369%;La3+/S-TiO2(ω(La3+)=0.369%)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到92.4%(光照120min);XRD和BET分析表明,低量La3+掺杂抑制了TiO2由锐钛矿向金红石的转变,阻碍了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2的比表面积;XPS分析表明,S、La3+掺杂可以导致粉体的表面羟基含量增加,掺杂S以S6+形式置换TiO2晶格中的Ti4+;UV-Vis分析表明,光催化剂La3+/S-TiO2比纯TiO2具有较强的紫外光吸收性能.与纯TiO2相比,La3+掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归因于La3+掺杂增加了表面羟基含量,增大了比表...     

SnO_2-TiO_2复合氧化物的制备、表征及日光催化研究

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SnO2-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,掺Sn 0.3%的TiO2日光催化活性比纯TiO2的明显提高。用FT-IR、TG-DTA和XRD等进行了性能表征。     

Ru/TiO2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。     

Nd掺杂介孔TiO2光催化剂的制备及其性能研究

本文以十二烷基磺酸钠为模板剂,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了介孔TiO2光催化剂和不同摩尔比的Nd掺杂介孔TiO2光催化剂,通过X-射线衍射(XRD)分析、N2吸附-脱附和孔径分布(BET和BJ H)等对其进行表征,并且以甲基橙溶液为目标污染物,考察了所制备样品光催化性能.研究表明,所制备样品均为锐钛矿型结构TiO...     

天然炭纤维负载二氧化钛颗粒的制备与光催化活性

以棉花制备的炭纤维为载体,钛酸丁酯为钛源,采用水热法制备炭纤维负载二氧化钛复合材料(CF/TiO2),利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对CF/TiO2复合材料进行结构表征.用紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)分析比较了TiO2、炭纤维和CF/TiO2,热处理温度以及溶液的pH值在紫外光照下对甲基蓝溶液的光催化降解性的影响,以及对CF/TiO2复合材料的失活性能研究.结果表明:炭纤维负载TiO2对甲基蓝光催化降解性较好,有效利用了炭纤维的吸附性与TiO2的催化活性;当热处理温度为220℃,pH =5时,甲基蓝溶液的吸附-光催化性能最大为85.9％;复合光催化剂使用后在紫外线照射后,其活性恢复,可以循环利用.     

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。     

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。     

N和Nd~(3+)共掺杂TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

本文以钛酸四正丁酯为前驱体,结合溶胶-凝胶法和水热法,分别制备了TiO2、Nd3+/TiO2、N,Nd3+/TiO2等系列光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见反射吸收光谱(UV-Vis)等测试手段对系列样品的结构和光谱学性能进行了初步表征;并以甲基橙为目标污染物、以氙灯为光源测试了其可见光光催化活性。结果表明:未掺杂光催化剂为锐钛矿相TiO2结构,稀土Nd3+、非金属N和Nd3+的共掺杂均有效抑制了TiO2的晶型转变,并且使TiO2光吸收范围产生了一定的红移,即拓宽了光吸收范围;稀土Nd3+、非金属N和Nd3+的共掺杂均有效提高TiO2光催化剂可见光光催化活性。     

TiO2掺杂粉体的溶胶-凝胶和水热合成及其光降解甲醛

为了研究不同掺杂对二氧化钛光化学活性的影响,采用溶胶-凝胶,水热法,由TiOCl2成功制备了掺杂氮原子的二氧化钛样品,并制备了掺杂0.5%(摩尔分数)Fe3 ,Gu2 ,V5 ,Pd2 等金属离子的可见光响应型介孔材料.样品经由X射线衍射,透射电镜,Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积,Barrett-Joyner-Halenda孔径分布,紫外可见光谱,光电子能谱和荧光光谱等表征;以荧光灯为光源(入射光波长λ≥410 nm),光催化降解甲醛为模式,评价了样品的催化活性.结果表明:掺杂Fe3 ,Cu2 ,V5 ,Pd2 的二氧化钛和单一掺氮的二氧化钛样品的粒径均为10 nm左右,BET比表面积为130 m2/g左右,均为锐钛矿相二氧化钛;Fe/TiO2,Cu/TiO2,V/TiO2,Pd/TiO2和TiO2/N样品的带隙能依次为:2.99,2.93,2.36,2.92 eV和2.87 eV,其在可见光下的光催化降解速率常数分别为:0.006 3,0.008 6,0.004 9,0.003 l/min和0.003 3/min.Cu/TiO2较高的荧光强度和较大的比表面积,导致了其较高的可见光光解活性.     

二氧化钛/氧化石墨烯复合光催化剂的合成

采用水热法,以钛酸四正丁酯及氧化石墨烯（GO）为原料,在水性体系中合成了一系列具有不同GO质量分数的TiO2/GO复合光催化剂。FE-SEM分析结果表明,分散的钛酸四正丁酯以多分子层的形式吸附到氧化石墨烯的表面,最后在水热过程中转化为锐钛型TiO2粒子。当氧化石墨烯的质量分数低于3%时,产物中含有纯TiO2微球及TiO2/GO复合物;当氧化石墨烯质量分数大于5%时,产物为单纯的TiO2/GO复合物。电化学性能测试结果表明,GO复合后,TiO2电极中载流子的传输效率提高。氧化石墨烯复合量为10%时,复合光催化剂显示了对亚甲基蓝最佳的光催化活性。当复合氧化石墨烯转化为石墨烯后,其光催化活性可得到进一步大幅度的提高。     

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。     

Hydrothermal synthesis of titanium dioxides from peroxotitanate solution using different amine group-containing organics and their photocatalytic activity

Nanosized TiO₂ particles were prepared by hydrothermal method of the amorphous powders which were precipitated in an aqueous peroxotitanate solution using different amine group-containing organics. The physical properties of prepared nanosized TiO₂ particles were investigated. We also examined the activity of TiO₂ particles as a photocatalyst for the decomposition of orange II. The TiO₂ particles calcined at 400 °C were shown to have a stable anatase phase which has no organic compounds. The particles size of titania particles decreased from 15 to 10 nm as the carbon chain length increased. The titania nanoparticles were shown to have a polygonal shape prepared using NH₄OH and tetramethylammonium hydroxide (TMAOH) as additives, however, the micrographs showed the spherical and narrow size distribution prepared using tetraethyl-ammonium hydroxide (TEAOH) and tetrabutylammonium hydroxide (TBAOH). The titania particles prepared using TEAOH as an amine group-containing organic showed the highest activity on the photocatalytic decomposition of orange II. In addition, the titania particles calcined at 500 °C showed the highest activity on the photocatalytic decomposition of orange II.     

铁酸镍负载TiO2的可磁分离光催化剂的制备及性能

A magnetically separable photocatalyst TiO2/SiO2/NiFe2O4 （TSN） with a typical ferromagnetic hysteresis was prepared by a liquid catalytic phase transfer method. When the intensity of applied magnetic field weakened to zero, the remnant magnetism of the prepared photocatalyst faded to zero. The photocatalytst can be separated from water when an external magnetic field is added and redispersed into aqueous solution after the external magnetic field is eliminated, that makes the photocatalysts promising for wastewater treatment. Transmission electron microscope （TEM） and X-ray diffractometer （XRD） were used to characterize the structure of the photocatalyst indicating that the magnetic SiOffNiFe204 （SN） particle was compactly enveloped by P-25 titania and Tit2 shell was formed. The magnetic composite showed high photocatalytic activity for the degradation of methyl orange in water. A thin SiO2 layer between NiFe2O4 and TiO2 shell prevented effectively the leakage of charges from TiO2 particles to NiFe2O4, which gave rise to the increase in photocatalytic activity. Moreover, the experiment on recycled use of TSN demonstrated a good repeatability of the photocatalytic activity.     

以玻璃珠为载体的负载型二氧化钛的制备及光催化活性研究

在溶胶-凝胶法制备。TiO2胶体溶液的基础上,用玻璃珠作载体制备了负载型TiO2光催化剂,利用SEM对玻璃珠载体和玻璃珠负载TiO2膜的粒径进行了表征分析;同时对玻璃珠负载TiO2的光催化活性进行了研究。     

金属有机物化学气相沉积法制备负载型纳米TiO2光催化剂及性能评价

纳米粉末TiO2是有效的光催化剂，但存在回收困难、分散性差、颗粒易团聚等问题，极大地限制了其在废水处理中的实际应用。为解决上述问题，采用常压金属有机物化学气相沉积技术在活性炭表面沉积构成纳米TiO2固定化非均相光催化剂。XRD图谱表明煅烧温度为773K时负载的TiO2晶型结构为锐钛矿，873K时出现金红石相。TEM分析表明负载量为8％(wt)时负载的TiO2颗粒的粒径为10～20nm；载体负载前后BET面积减少仅为6％。以对氯苯酚(4-CP)为污染物进行了光催化降解实验，结果表明制备的负载型TiO2的光催化活性不仅接近商业粉末光催化剂P25，而且可以重复使用10次其光催化活性保持不变，显示了较好的废水处理应用前景。     

二氧化硫脲为硫源制备硫掺杂二氧化钛及其光催化活性

以钛酸四丁酯为TiO2的前驱物,二氧化硫脲为掺杂硫的源物质,采用溶胶-凝胶法制备了掺硫改性的TiO2光催化剂。采用XRD对制备的掺硫二氧化钛结构进行了表征,探讨了溶胶-凝胶制备工艺、硫掺杂量及催化剂煅烧温度对该催化剂光催化活性的影响。结果表明,掺硫改性的TiO2经600℃煅烧后光催化活性有了明显提高,且硫的掺杂有一个最佳值,即二氧化硫脲的掺杂质量百分数为4%。经掺硫改性后的TiO2在可见光区具备更强的光催化活性,在波长不低于400nm的可见光作用下,对亚甲基蓝的4 h降解率最高可达89.5%。     

纳米二氧化钛溶胶的光催化活性及细胞毒性试验

利用低温合成法制备了分散有锐钛矿纳米颗粒的二氧化钛(TiO2)溶胶,该溶胶均一、透明。利用X射线衍射和透射电镜对该溶胶内纳米颗粒的结构和形貌进行研究。结果显示:颗粒呈梭形,分散性良好,其尺寸小于50nm,晶型为锐钛矿型。通过对TiO2溶胶光催化活性和老鼠内皮细胞毒性进行研究,发现该溶胶在日光照射下光催化活性较高,具有良好的生物相容性和安全性。     

微波水热法制备稀土元素铒掺杂TiO_2光催化剂及光催化活性

采用微波水热法和溶胶-凝胶法制备稀土元素Er掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Er,以甲基橙溶液为模拟污染物,在微波辐射-紫外光照(MW-UV)和太阳光照条件下,考察TiO_2-Er光催化剂的光催化降解活性。分别用N_2吸附-脱附、ICP-AES和PL光谱分析对TiO_2-Er光催化剂进行结构测试和表征。结果表明,Er掺杂能显著提高TiO_2光催化剂光催化活性,微波水热法制备的TiO_2-Er光催化剂具有较高的光催化活性;微波水热法和溶胶-凝胶法制备的TiO_2-Er光催化剂微波辐射-紫外光照50 min,甲基橙降解率分别为100%和98.5%,太阳光照4 h,甲基橙降解率分别为99.0%和97.5%。微波水热法具有晶化时间短和元素掺杂均匀的优点,制备的TiO_2-Er光催化剂具有形貌均匀、孔径较大、孔分布均匀和比表面积较大等特点,且Er掺杂能抑制光生e~-/h~+复合,使光生e~-/h~+的分离效率得到提高,有利于光催化活性的提高。