TiO2光催化薄膜的制备及其性能

在稀硫酸溶液中的阳极氧化钛箔,采用混合增长模型技术控制氧化膜的生长,制备了TiO2光催化薄膜.TiO2薄膜通过苯酚的光催化降解实验检验,具有较高的催化活性及很好的催化稳定性.实验结果表明阳极氧化法固定TiO2薄膜切实可行,不仅解决了TiO2微粒光催化过程催化剂微粒与水难分离的问题,而且阳极氧化制膜所需时间短(几秒到几分)、工艺简单,十分有利于工业化制备.     

玄武岩纤维-Ag+/TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源、硝酸银为银源、玄武岩纤维为载体,采用溶胶-凝胶法成功制备了玄武岩纤维-Ag⁺/TiO₂光催化剂。XRD测试结果表明,TiO₂以锐钛矿型成功负载到玄武岩纤维表面。催化剂性能评价表明,在钛酸四丁酯加入量为5 mL、硝酸银加入量为0.01 g的条件下制备的催化剂加入量为90 mg,反应时间为90min的反应条件下,催化剂对罗丹明B废水可以达到最高99%的降解率,并且催化剂在经过4次重复使用后仍可达84%的降解率。研究结果表明,玄武岩纤维-Ag+/TiO₂光催化剂可以作为一种潜在的低成本绿色光催化剂。     

TiO2/FACs与TiO2/Mullite复合材料的制备及其光催化性能

分别以粉煤灰漂珠(简记为FACs)与海胆状莫来石球(简记为Mullite)为基体,采用溶胶浸渍工艺制备了TiO₂/FACs与TiO₂/Mullite型复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电子能谱(EDS)对制备的材料进行了表征。研究了TiO₂/FACs与TiO₂/Mullite型复合材料在紫外光照射下对罗丹明B(RhB)的光催化性能。结果表明：经500℃煅烧后形成的锐钛矿型TiO₂均成功负载到粉煤灰漂珠与莫来石晶体上,在粉煤灰漂珠表面覆盖了一层厚薄不均的纳米级别的TiO₂薄膜,而在莫来石晶体上则出现了大量细小的TiO₂颗粒;在降解染料时间为180 min,TiO₂/FACs与TiO₂/Mullite复合材料对罗丹明B染料的降解率分别为84.8%和96.4%,降解速率为0.01088min^-1和0.02885 min^-1。     

Ag/TiO2/PVDF复合纤维膜的制备及光催化性能研究

采用静电纺丝结合溶胶法制备了一系列不同Ag/TiO₂含量的Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、干湿重法、过滤测试法、微电脑抗张强度测定仪等对复合纤维膜的微观形貌、力学性能等进行表征和研究,结果表明添加适当的Ag/TiO₂时,所制备的Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜纤维表面比较平滑,具有较大的平均孔径和较高的孔隙率,且抗拉强度和伸长率均有所提高,但如过量添加Ag/TiO₂,则会导致膜性能受到影响。对Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜光催化降解溶液中亚甲基蓝(MB)的性能进行研究,结果表明,相较于PVDF原膜,Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜对于MB的光催化降解性能有显著提升,且其光催化降解过程符合准一级动力学模型。循环利用性能测试结果表明,Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜重复利用性较好,具有实际应用前景。     

TiO2光催化降解亚硝酸钠的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化剂,以紫外光照射下的光催化降解亚硝酸钠为模型反应,以盐酸萘乙二胺显色法测定样品的吸光度,进而得出亚硝酸钠的转化率,并采用BET、XRD和IR对催化剂进行了表征。结果表明,500℃焙烧的TiO2催化剂比表面积为42.5 m2/g,平均孔径为5.8 nm,热稳定性好。400℃焙烧2 h的TiO2尚存在一定量的无定形相TiO2,500℃焙烧的TiO2完全转变为锐钛矿型TiO2,700℃时完全转化为金红石相。本实验最佳的反应条件为:TiO2(500℃,2 h)催化剂0.2 g,100 mL 0.125μg/mL亚硝酸钠溶液中,紫外光降解150 min,亚硝酸钠的降解率为100%;添加适量浓度的H2O2溶液,可促进亚硝酸钠溶液的转化。     

SiW12/聚苯胺/TiO2复合材料的光催化性能

以SiW12/PANI/TiO2为光催化剂。在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水甲基紫溶液的光催化降解的反应,考察了催化剂投加量、染料浓度、溶液的pH值对甲基紫降解率的影响。结果表明,甲基紫溶液光催化降解的最佳条件为:pH=5,SiW12/PANI/TiO2催化剂投加量为0.0125 g,浓度为5 mg/L,经30 W紫外灯照射90 min后,其降解率为90.69%。     

介孔材料TiO2/SBA-15制备及光催化性能研究

以三嵌段共聚物P123为结构导向剂、甘油作为助溶剂合成了孔道长度可控的六方介孔硅基材料SBA-15,随后在绿色溶媒超临界二氧化碳中合成介孔材料TiO2/SBA-15,利用XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM和EDX等技术对其结构进行分析表征。结果表明甘油的加入可以有效调控SBA-15的孔道长度,TiO2纳米颗粒负载之后,SBA-15六方介孔结构可以得到保持。以染料亚甲基蓝作为模拟污染物对其进行光催化降解测试,合成的负载材料TiO2/SBA-15的降解效果要远远超过纳米TiO2颗粒,同时SBA-15孔道长度越短,其降解效果越好。     

TiO2/AC复合材料的制备及其对孔雀石绿的光催化降解

以活性炭为载体,用溶胶-凝胶法制备了不同TiO2负载量的TiO2/AC复合光催化剂,运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱仪(FT-IR)对该催化剂进行表征.探讨了TiO2的负载量、光催化剂质量浓度、溶液的初始质量浓度等因素对孔雀石绿降解效率的影响,并对催化剂进行了回收再生实验.结果表明,TiO2负载量为30％时的复合催化剂为锐钛矿相,对孔雀石绿的降解具有良好的光催化活性,且回收7次重复使用降解效果仍在95％以上.     

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。     

Ag改性PVA/SrTiO3/TiO2光催化材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法和化学沉淀法成功合成具有高光催化性能的可回收聚乙烯醇/钛酸锶/二氧化钛/银(PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag)复合材料。所合成样品通过XRD、SEM、TEM、EDX、XPS、UV-Vis DRS、荧光分光光度计和EPR进行表征。结构表征结果显示其具有均匀的、分层的多孔网络结构。UV-Vis DRS测试结果表明由于Ag原子的掺杂,复合材料在紫外-可见光区域具有强烈的光吸收能力,并且产生表面等离子共振效应。荧光分光光度计测试结果证实该复合材料有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。对样品进行光催化活性测试,结果证明,在紫外光下PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag复合材料对亚甲基蓝(MB)的降解具有优异的光催化性能,且光催化性能与初始MB浓度和pH密切相关。重复性研究表明,该复合材料在3个循环后,仍保持初始光催化降解活性的近90%,展现出极好的稳定性和重复使用性。     

静电纺TiO2-SiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究

采用静电纺丝技术制备了PVP-TiO2-SiO2前驱体复合纳米纤维,利用视频显微镜观察了其成纤状态和形貌结构;经600℃煅烧得到TiO2-SiO2复合纳米纤维,利用FT-IR、XRD、SEM和分光光度计对TiO2-SiO2复合纳米纤维的形成、晶型结构、形貌和光催化降解性能进行了表征。结果表明,经600℃煅烧后,PVP-TiO2-SiO2复合纳米纤维中的PVP被有效的去除,制得无定形TiO2-SiO2复合纳米纤维,且纤维呈圆柱形;TiO2-SiO2复合纳米纤维对亚甲基蓝染液具有良好的光催化效果,且光催化效率随TiO2-SiO2复合纳米纤维用量的增加而提高。     

仿生制备TiO2/ZnO复合材料及其光催化性能研究

利用结构仿生学的思想,以新鲜番薯叶为模板,利用浸渍-煅烧两步法成功制备出一系列叶片状的TiO₂/ZnO复合材料。利用SEM、XPS、XRD、BET等对复合材料进行表征。结果表明,复合材料由锐钛矿相TiO₂和纤锌矿相ZnO组成,保持了番薯叶片的多级复杂结构,具有介孔结构。光催化实验表明,TiO₂·6 h ZnO表现出最优的光催化性能。在室温下光照90 min, TiO₂·6 h ZnO对胭脂红水溶液的降解率可达到92.65%;动力学分析表明,TiO₂·x h ZnO复合材料对胭脂红溶液的降解反应均符合一级动力学模型。     

纳米TiO2/丝素复合膜的制备及其光催化性能

采用复合法制备了纳米TiO2/丝素复合膜,并用AFM、EDS和IR对复合膜进行了表征,考察了复合膜的光催化甲基橙行为。结果表明,复合膜制备方法合理,当w(TiO2)=0.1%时,它以粒径50 nm左右均匀分散于复合膜中,复合膜与普通丝素膜仅存在细微的构象差异,因纳米TiO2存在,复合膜对甲基橙降解率达91%,催化性能符合Langmu ir-H im shelwood模型。     

同轴电纺法TiO2/g-C3N4的制备及光催化性能研究

传统的静电纺丝法使用单一的毛细管状喷头喷丝,通常用于制备实心且表面光滑单一组分的纳米纤维,无法得到具有多种功能性结构的复合材料,应用范围较窄。以酞酸丁酯和尿素为原料,采用同轴静电纺丝法成功制备了TiO₂/g-C₃N₄复合材料,并用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和Brunauer-Emmett-Teller （BET）分析对样品进行了表征,通过光催化降解亚甲基蓝溶液（MB）研究了不同g-C₃N₄添加量对TiO₂/g-C₃N₄复合材料光催化性能的影响。实验结果表明,采用同轴静电纺丝法结合500℃煅烧工艺成功制备了大比表面积及高光催化性能的TiO₂/g-C₃N₄复合材料。当g-C₃N₄添加量为0.15 g时,TiO₂/g-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝溶液（MB）的光催化降解效率可达93.8%,且经过5次重复实验后降解率仍可达80%以上。     

BiOCl/TiO2复合材料的制备与光催化性能

基于半导体异质结原理,设计并制备了新型氯氧铋/二氧化钛复合光催化材料,以甲基橙为目标污染物,研究了氯氧铋制备条件和复合比例对复合材料的光催化特性的影响,随后利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、EPR等方法对催化材料进行表征,从表面形貌、自由基等角度,分析其光催化原理。结果表明,新型复合光催化材料相对氯氧铋、二氧化钛的单体,具有更强的紫外催化能力,对传统有色染料均具有良好的去除效果。这是由于氯氧铋和二氧化钛可以形成半导体异质结,光生电子传递降低了载流子负荷率,羟基自由基生成量增加,因此光催化性能大幅提升。     

CQDs/TiO2二元复合材料的制备及光催化性能研究

以柠檬酸、硫脲、尿素等廉价易得的药品为原料,采用水热法制备了3种不同荧光性能的碳量子点CQDs(绿色荧光碳量子点GCQDs、蓝色荧光碳量子点BCQDs、红色荧光碳量子点RCQDs);同时采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO₂,然后通过物理法制备了3种二元复合光催化剂GCQDs/Ti O₂、BCQDs/TiO₂、RCQDs/TiO₂。采用FTIR、PL、XRD、BET等表征方法对产品进行了结构性能表征。通过紫外光谱分析,探究了Ti O₂和3种二元复合材料对次甲基蓝溶液的催化降解性能。光催化实验结果表明,纳米TiO₂在日光照射下10min对次甲基蓝的降解率为42.2%;GCQDs/TiO₂、BCQDs/TiO₂、RCQDs/TiO₂在日光照射下10min对次甲基蓝溶液的降解率分别为73.13%、46.82%、50.82%;3种二元复合材料的催化降解性能均优于纯TiO₂,其中GC...     

PVDF/TiO2/GO复合材料的制备及其对水中四环素光降解性能的研究

在导电塑料聚偏氟乙烯(PVDF)中引入TiO_2和氧化石墨烯(GO),制备了PVDF/TiO_2/GO复合材料。由于PVDF的引入显著提高了TiO_2的分散性,并且GO作为优良的电子接收器,可以有效地提高光生电子空穴分离效率。研究结果表明:PVDF/TiO_2/GO复合材料对太阳光具有较好的利用率,在不同光源下对四环素(TC)均具有较好的祛除效率,并且在降解过程中主要的活性物种为光生电子。     

高度有序TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

室温下在NH4F、乙二醇的混合溶液中采用阳极氧化法在纯Ti片表面得到一层结构高度有序、分布均匀、垂直取向TiO2纳米管阵列,通过调整阳极氧化工艺条件可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管长等)的有效控制;对TiO2纳米管阵列进行扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)检测;测试了TiO2纳米管降解甲基橙的光催化性能。结果表明:在优化条件下制备得到了高密度排列的TiO2纳米管阵列;在500 W高压汞灯照射40 min后,初始摩尔浓度为20 mg·L-1的甲基橙在pH=2.0时,降解率达到99.4%,溶液中加入H2O2可以提高TiO2纳米管光降解催化活性。     

纳米TiO2粉体的制备及其光催化性能研究

以四氯化钛为原料,采用水解法制备了纳米TiO2粉体。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对制备的粉体进行了表征,并研究了其对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:产物为纯锐钛矿相纳米TiO2,一次粒度在100 nm以内;对甲基橙具有一定的催化降解作用,热处理温度为500℃时,产物的光催化活性较高。     

Al2O3/TiO2复合膜的结构及光催化性能

利用电沉积方法在铝硫酸阳极氧化膜表面制备了具有光催化活性的T iO2薄膜。分析了A l2O3/T iO2复合膜的结构,观察了薄膜表面形貌及断面构造,并分析了薄膜表面的化学成分,通过紫外光照射下甲基橙溶液的光催化降解反应初步研究了该复合膜的光催化活性。结果表明,未经热处理的A l2O3/T iO2复合膜处于非晶态,550℃热处理3 h后,T iO2转变为锐钛矿结构;沉积在铝氧化膜表面的T iO2薄膜厚度约5μm,呈均匀不连续状态,表面存在大量裂纹,电沉积T iO2过程中基体氧化铝存在着部分溶解;薄膜表面主要由T i、O两种元素构成,同时存在较少量的A l、S、K等元素。该A l2O3/T iO2复合膜可光催化降解甲基橙溶液,具有光催化活性。