静电纺制备TiO2/PVA复合纳米纤维及其光催化性能研究

通过静电纺丝的方法制备一种以二氧化钛(TiO2)为催化剂,聚乙烯醇(PVA)为载体的TiO2/PVA复合纳米纤维光催化材料。使用FE-SEM,XRD,Tg,FTIR对制备的TiO2/PVA复合纳米纤维膜进行了表征,并考察了其紫外光照射下光催化降解罗丹明B(Rh B)的能力。结果表明:制备的TiO2/PVA复合纳米纤维具有较高的光催化活性。     

Au-TiO2纳米管阵列的制备及其在降解制糖废水中的应用

采用阳极氧化法在纯钛表面制备出了TiO2纳米管阵列薄膜.以罗丹明B为目标降解物,20W紫外灯（λ =253.7 nm）作为光源,探讨了制备Au-TiO2纳米管阵列（Au-TNTs）的最佳工艺,并采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射物相分析（XRD）、能谱分析（EDS）等对样品进行了表征.结果表明,以1g/L HAuC14＋ 30 g/L H3BO3为沉积液,当沉积电压为2.5V、超声条件下电沉积时间为60 s时,可制得理想稳定的Au-TNTs;Au掺入量占薄膜质量的16.71％,Au的掺入并没有改变TiO2纳米管阵列的表面形貌及晶型,但却显著提高了TiO2纳米管阵列的光催化活性.将Au-TNTs用于制糖废水的光催化降解,结果发现：当光照时间为30 h、pH值为1时,Au-TNTs对制糖废水的光催化降解率可达89.59％,比TNTs高出80％.Au-TNTs对制糖废水的光催化降解过程符合一级动力学过程.     

水热法制备碳纳米纤维与二氧化钛复合材料及其光催化性质的研究

通过静电纺丝技术和水热方法的结合,制备碳纳米纤维(CNFs)与二氧化钛(TiO2)复合材料.通过扫描电镜检测,TiO2纳米粒子成功生长在碳纳米纤维的表面.制备的CNFs/TiO2复合材料在紫外光照射下降解罗丹明B,其降解效率高于用同样水热方法制备的单纯的TiO2纳米粒子的光催化效果.复合材料光催化活性被增强主要归因于碳纳米纤维好的导电性,将光生电子及时转移,延长了TiO2电子——空穴对的分离时间.复合材料可以通过沉降被简单的回收再利用,且其光催化活性没有明显降低.     

火焰CVD法合成纳米TiO2及光催化降解罗丹明B的动力学研究

以TiCl4、工业丙烷、空气等为原料,采用火焰CVD的方法合成纳米TiO2并进行了材料表征;将TiO2应用于光催化降解染料罗丹明B并与商品化产品P25进行了比较。由XRD结果表明火焰CVD法合成的TiO2是由金红石和锐钛矿混合晶型组成,锐钛矿晶型占40%;在本实验条件下火焰CVD合成的TiO2光催化罗丹明B的速率比商品化P25快,降解过程符合假一级动力学,其起始速率随罗丹明B浓度的增加而增加,而表观速率常数则降低。在本实验分析条件下,罗丹明B有一主要产物,为N-乙基脱除产物罗丹明,浓度随着光照时间先增大而后减小。     

TiO2纳米晶的低温制备

以Ti(SO4)2为原料,利用微波辐射和低温水浴陈化,制备出粒径为4.0～7.0nm的锐钛矿相TiO2,用XRD、Raman光谱和TEM等对样品进行表征;考察了水浴陈化温度和微波辐射强度对纳米TiO2粒径及晶化度的影响;以甲基橙为目标降解物,考察了纳米TiO2的光催化活性.实验结果表明,沉化温度的升高能提高锐钛矿相纳米TiO2的晶化度和光催化活性,经微波辐射和90℃水浴陈化制备的纳米TiO2具有较好的光催化活性.     

新型等离子体光催化剂Au/Cd2Nb2O7的制备和性能研究

通过沉积-沉淀法将纳米Au颗粒负载于宽带隙的Cd2Nb2O7光催化剂上,利用纳米金的表面等离子体效应,使其具有可见光响应。样品通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)和液体荧光(PL)等表征了其晶相结构、形貌、光吸收性能、表面化学态和活性物种。结果表明,催化剂中的金是以金属态的形式存在,其粒径大约为5nm,并且在载体表面的分散性良好;催化剂在可见光区540nm处有明显的Au纳米粒子的表面等离子体共振吸收峰。光催化降解罗丹明B结果表明所合成的Au-Cd2Nb2O7具有良好的可见光光催化活性,同时对其可能的光催化降解机理也进行了探讨。     

固定态TiO2薄膜制备及光催化氧化性能研究

以TAi钛合金为原料,在不同的成膜电压及电流密度下,用阳极氧化法在基体表面原位生长TiO2薄膜,应用于光催化氧化及光电催化氧化反应体系降解水中的罗丹明B,采用X射线衍射法和扫描电镜对薄膜的粒径、物相进行了表征,结果表明：当成膜电压为160V,电流密度为160mA／cm^2时,薄膜中二氧化钛晶型以锐钛矿型为主,粒径45～50nm;在光催化氧化水中罗丹明B的实验中,90min去除率达到93．5％,该薄膜表现了很好的光催化活性;同时,外加一定的偏压,在降解的最初60min时,外加偏压0．6V比未加偏压(OV)的薄膜电极罗丹明B的去除率提高了33．4％,表明外加偏压可以提高光催化氧化的效率。     

钛表面原位生长TiO2膜及其光催化活性

为提高钛表面原位生长TiO2膜层的光催化活性,研究了电流密度(3、5、10、15 A/dm2)对所得膜层光催化活性的影响.用SEM和XRD分析膜层表面形貌和结构,发现随着电流密度的增加,膜层微孔增多而且膜层中二氧化钛含量增多.用所得膜层光催化降解罗丹明B,发现当电流密度为10 A/dm2时,膜层具有较高的光催化活性,这归功于膜层比表面积增加,而且膜层是由以锐钛矿型为主晶相同时含有少量金红石型二氧化钛组成.     

关于纳米二氧化钛光催化分解罗丹明B的研究

用XRD技术研究了不同温度时煅烧二氧化钛(P25)纳米微粒的结构特性，并研究了罗丹明B溶液的悬浮体系二氧化钛光催化降解活性，分析了晶粒尺寸、晶相组分和溶液pH值等诸多因素对二氧化钛光催化活性的影响。结果表明，晶相组分、晶粒尺寸和溶液的pH值在一定程度上决定了二氧化钛悬浮体系的光催化效能．发现在煅烧温度为400℃，pH为6．0，光照2h时催化效果达93．48％。     

NaF改性纳米TiO2粉体光催化性能

对P25型纳米TiO2粉体光催化降解罗丹明B的光催化过程的动力学分析表明,光催化降解为一级反应.以反应速率常数为评价指标,确定了光催化降解的最优条件为罗丹明B初始质量浓度为10 mg/L,灯与液面距离6 cm,液层厚度6 cm,TiO2加入量0.4 g/L.采用浸渍法制备了NaF掺杂改性的P25型纳米TiO2粉体.焙烧使样品的晶体颗粒长大,会导致纳米粉体的量子尺寸效应下降,NaF掺杂改性使F-进入TiO2晶格,取代了O位,从而造成了晶格畸变,使光生载流子增多,抵消了纳米粉体的量子尺寸效应下降的影响,表现为样品光催化活性提高.NaF最佳掺杂质量分数为3%.NaF掺杂量过多时,光生载流子产生量较大,纳米颗粒表面电子和空穴相邻较近,电子和空穴的复合几率增加,样品光催化性能下降.     

石墨烯／二氧化钛复合光催化剂的制备及可见光催化性能研究

以钛酸正丁酯为钛源,采用一种简单的原位水解技术制备了石墨烯／二氧化钛复合光催化剂．通过XRD、SEM、TEM、Raman、PL和UV-vis光谱仪等分析手段对产物进行了表征,并测试了该复合光催化剂在可见光区对染料罗丹明B的光催化降解性能．实验结果表明：制备的复合光催化剂主晶相为锐钛矿型二氧化钛,石墨烯表面富集的二氧化钛颗粒尺寸约为10-20nm左右,均匀弥散、形成一层致密的氧化钛膜层．样品降解罗丹明B测试结果表明,石墨烯与二氧化钛的复合,一方面使得二氧化钛光催化剂在可见光区的吸收大大增强,另外,石墨烯的存在能够促进二氧化钛半导体中电子和空穴的有效分离,并且在一定程度上提高了污染物在半导体表面的富集效率,从而使石墨烯／二氧化钛复合光催化剂对降解罗丹明B表现出良好的光催化活性．     

Ce掺杂对纳米TiO2结构和光催化性能的影响

以钛酸丁酯和硝酸亚铈为实验原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂的TiO2纳米粒子,并利用XRD、DRS、TEM、BET等测试技术对样品进行了表征,且以高压汞灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,考察了Ce掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响．结果表明：Ce掺杂能提高纳米TiO2的光催化活性,有效抑制TiO2纳米粒子的生长和在高温下的相变,增大其比表面积,并使TiO2纳米粒子的光谱响应范围拓展到可见光区,当掺杂Ce的物质的量分数为0．5%时,TiOz纳米粒子的光催化活性达到最佳．     

低量Eu3＋、Gd3＋共掺杂的TiO2的制备及光催化活性

利用溶胶一凝胶法在煅烧温度540℃制备了纯的和低量Eu3＋和Gd3＋共掺杂的TiO2粉体,并用XRD技术对样品进行了表征．研究了低量Eu3＋和Gd3＋共掺杂对样品相结构和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了低量Eu3＋和Gd3＋共掺杂对纳米TiO2的光催化活性的影响．结果表明,Eu3＋和Gd3＋共掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;与纯TiO2相比,适量掺杂Eu3＋和Gd3＋可以显著提高其光催化活性;当Eu3＋和Gd3＋掺杂量分别为0．01％和0．01％,TiO2纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为98．04％。其金红石相含量为30％．     

Grain Size and Photocatalytic Activity of Nanometer TiO_2 Thin FilmsPrepared by the Sol-gel Method

Transparent anatase TiO2 nanometer thin films with photocatalytic activity were prepared via the sol-gel method on soda-lime glass. The thickness , crystalline phase, grain size, surface hydroxyl amount and so on were characterized by scanning electron microscopy (SEM) , X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy ( TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and UV-visible spectrophotometer ( UV-VIS). The photocatalytic activity of TiO2 thin films was evaluated for the photocatalytic decolorization of aqueous methyl orange . The effects of film thickness on the crystalline phase, grain size, transmittance and photocatalytic activity of nanometer Ti02 thin films were discussed.     

空气中微量苯的光催化降解研究

选取硫酸钛沸腾回流水解法制备二氧化钛粉体并用于光催化降解空气中的微量苯。通过试验确定出二氧化钛的最佳制备条件;考察了二氧化钛载体对其光催化活性的影响.结果表明以吸附性强的载体(如活性炭)负载二氧化钛的光催化剂的催化降解效果较好.     

界面光催化剂对罗丹明B的吸附及其光催化性能研究

以中空粒子TiO2@@SiO2为载体,通过表面烷基化改性,制备出一种能漂浮于水面的界面光催化剂TiO2@@SiO2-O,并用IR,TG,接触角对其进行表征。结果表明:在无搅拌状态下,与中空粒子TiO2@@SiO2相比,界面光催化剂TiO2@@SiO2-O对罗丹明B的吸附性大大增加,其光催化效率提高了30%。     

吸附相反应技术制备沸石负载TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,采用吸附相反应技术,以沸石表面吸附的水层为"纳米反应器",制备了沸石/TiO2光催化剂。运用红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析对沸石/TiO2光催化剂进行了表征。结果表明,在沸石表面成功地负载了纳米TiO2。以250W紫外线高压汞灯为光源,以有机颜料甲基橙为目标降解物,研究了沸石/TiO2光催化剂的光催化性能,并探讨了沸石中TiO2负载量、沸石/TiO2用量与催化剂催化活性之间的关系。结果表明,当沸石与钛酸丁酯质量比为1∶3时,沸石/TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。提高沸石/TiO2光催化剂的用量能提高其对甲基橙溶液的光催化降解效率。     

Co2+离子掺杂对TiO2结构与光催化活性的影响

论文采用溶胶-凝胶法制备Co2+掺杂的TiO2纳米粉末,以苯酚为目标污染物研究了Co-TiO2在不同的光源（紫外、可见）下的光催化活性,并利用XRD、EFSEM、UV-DRS和XPS等手段分析Co-TiO2结构与光催化活性的关系。结果表明,一部分Co2+离子成功进入TiO2晶格,有助于金红石相向锐钛矿相转变;另一部分Co2+离子在催化剂表面生成Co3O4,可与TiO2形成p-n异质结,两种结构变化均增强了光催化活性,且催化剂光谱吸收范围拓展至可见光区域。当Co2+掺杂量为1.0%,焙烧温度为773K时,Co-TiO2比表面积约为28.4m2/g,锐钛矿含量达到70.6%,光催化活性最好。2小时内,在紫外和可见光下,Co-TiO2对苯酚的降解率分别为97.7%和52.3%,均优于纯TiO2。     

Photocatalytic oxidation of Rhodamine B in a three-phase internal circulating fluidized bed with TiO2/SiO2 as photocatalyst

A novel photoreactor of three-phase internal circulating fluidized bed was applied to the degradation of Rhodamine B with TiO2/SiO2 catalyst and TiO2 powder,respectively.The experimental results showed that the photocatalytic activity of TiO2/SiO2 catalyst was much higher than that of TiO2 powder under the same condition,and the half life of Rhodamine B using TiO2/SiO2 was 9.5 min,much lower than 63 min when using TiO2 powder.Moreover,TiO2/SiO2 had a good adsorption capacity of Rhodamine B,which played an important role on degradation.In addition,it was found that the degradation kinetics of Rodamine B with TiO2/SiO2 catalyst did not follow the first order reaction.The degradation kinetics model in terms of the adsorption process of catalyst and the analytic solution of reactant degradation rate in liquid phase could be deduced,which consisted of two parts.The first part was due to the adsorption,while the second part was due to the photocatalysis.In the beginning of the reaction,the adsorption process was dominant.However,when the adsorption achieved a balance,the degradation of Rhodamine B in liquid phase and solid phase was mainly caused by photocatalysis and the degradation kinetics model conformed to the first order reaction.