TiO_2纤维的制备、表征及其光催化活性

采用常压乙二醇法制备出在可见光下具有较高催化活性的TiO2纤维。扫描电子显微镜表征结果表明,TiO2纤维直径为0.8～2.0μm、长度为5～25μm;BET比表面积和X射线衍射表征结果表明,随焙烧温度的升高,比表面积减小,TiO2纤维晶型逐渐由锐钛矿型向金红石型转变;紫外-可见漫反射光谱分析结果表明,TiO2纤维在可见光区有明显的吸收。在可见光下对甲基橙和苯酚的降解实验表明,焙烧温度为400℃时TiO2纤维的催化活性最好,对甲基橙和苯酚的降解率分别达到90.3%和84.0%;所制备的TiO2纤维比溶胶-凝胶法制备的锐钛矿型TiO2在可见光下具有更好的催化活性,原因是其能带间隙减小和吸收波长扩展到可见光区所致。     

钴氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化活性

以钛酸四丁酯为原料,采用沉淀-浸渍法制备了N和Co共掺杂纳米光催化剂Co/N/TiO_2。采用紫外-可见漫反射、X射线衍射和透射电子显微镜等技术对催化剂的吸光性能、结晶形态和粒径进行了表征。以活性艳蓝X-BR溶液为光降解模型,评价了Co/N/TiO_2的可见光催化活性,并与AEROXIDE TiO_2 P25的性能进行了对比。实验结果表明,在n(Co):n(N):n(Ti)=0.16:0.2:1、煅烧温度400℃、煅烧时间2.5 h的最优条件下制备的Co/N/TiO_2为单一的锐钛矿相,平均粒径为11.1 nm,比表面积为140.77 m~2/g;且Co/N/TiO_2的吸收边红移现象显著,吸收可见光的性能强,具有良好的可见光催化活性,在纯粹可见光(波长大于400 nm)下对活性艳蓝X-BR溶液的降解率达到87.50%。     

水热法制备高相变温度的二氧化钛纳米结构空心球

实验采用无模板水热法合成了高相变温度的TiO2纳米结构的空心微球,对其结构和光催化性能进行了表征。X射线衍射分析表明,160℃水热条件下即可得到结晶良好的锐钛矿型TiO2,经过900℃热处理后仍为锐钛矿型,直到1 100℃热处理后完全转变为金红石型。场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜照片表明,所得锐钛矿型TiO2颗粒为空心微球,直径约为1μm,由尺寸20～30 nm的TiO2纳米粒子组装而成。光催化测试表明,该空心球有较高的光催化氧化性能,25 min后二氧化钛空心微球对罗丹明B的降解率可达100%。     

微乳液法制备纳米TiO_2及其负载和催化活性研究

通过相图分析,确定制备纳米TiO2的微乳液组成为:甲苯、正丁醇以及水的质量百分数分别为88.9%,5.0%和6.1%。以硅胶为载体、钛酸丁酯为原料,通过微乳液法制得平均晶粒度为6.3nm的锐钛矿型纳米TiO2负载催化剂。研究了焙烧温度和m(TiO2)∶m(硅胶)比例对紫外光照射下纳米TiO2降解溶液中苯酚的光催化活性的影响。结果表明,焙烧温度从400℃提高到700℃时,TiO2晶粒度从6.3nm增加到的83.2nm,而催化活性先增大后降低,在450℃时催化活性最大,苯酚的去除率45.6%;随着m(TiO2)∶m(硅胶)的减小,催化剂活性先增加后降低,在m(TiO2)∶m(硅胶)为0.05/1000时催化剂活性达到最大。     

纳米TiO_2的研究与应用进展

针对近年来纳米TiO2研究的新成果,综述了纳米TiO2制备的研究进展;对影响纳米TiO2光催化降解的因素(如纳米TiO2的晶型与粒径、掺杂与改性及辅助光催化技术等)进行了讨论;对纳米TiO2在环境保护领域的主要应用进行了评述。指出纳米TiO2光催化技术尚未完全达到实际应用水平,还存在一些明显的不足,将纳米TiO2光催化技术和传统水处理技术相结合可能是一个很好的发展方向。     

水热法制备氧化硅改性的纳米二氧化钛光催化剂

采用水热法合成了氧化硅改性的具有高比表面积的纳米二氧化钛.对试样进行了TEM、FT-IR,XRD、DRS和BET表征.结果证明氧化硅的添加提高了二氧化钛纳米颗粒的热稳定性能,有效的抑制了纳米二氧化钛的颗粒增长、团聚和锐钛向金红石的晶型转换.氧化硅和二氧化钛颗粒之间存在着强的相互作用,形成了Ti-O-Si键.光催化降解亚甲基蓝证明,试样具有较高的光催化活性,并且随着氧化硅添加量的增加,光催化活性升高.     

改性TiO_2可见光催化分解水制氢研究进展

概述了近年来利用离子掺杂、染料光敏化和半导体复合等方法对二氧化钛进行可见光化改性,以提高其可见光催化分解水制氢效率的研究进展。分析了改性后二氧化钛吸收可见光的原理,详细介绍了改性二氧化钛可见光催化分解水制氢的研究近况。众多研究表明,与染料光敏化和半导体复合等改性方法相比,离子掺杂法使二氧化钛催化剂具有更高的效率和更好的光稳定性,因此掺杂改性将成为可见光催化分解水制氢研究的主要方向。     

多酸-TiO2纳米复合材料的制备及其光催化活性研究

首先制备了两类新奇的多金属氧酸盐-二氧化钛光催化剂,即饱和Keggin结构十二钨磷酸-二氧化钛(锐钛矿)和单取代多金属氧酸盐(K5[Ni(H2O)PW11O39])-二氧化钛(锐钛矿)杂化纳米孔材料.详细讨论了H3PW12O40/TiO2在可见光照射下催化降解亚甲基蓝等5种染料,TiO2-APS-PW11.Ni在紫外光下降解刚果红等4种染料的反应过程和机理.     

TiO_2光催化氧化技术的研究与发展

简述了TiO_2光催化反应的机理,重点介绍了金属离子掺杂、贵金属表面沉积、非金属元素掺杂、共掺杂、半导体复合、表面光敏化及外场耦合等提高TiO_2光催化性能的途径,总结了TiO_2光催化氧化技术对水中污染物的氧化/还原处理、对大气中挥发性有机物的氧化处理及在抗菌消毒等方面的应用,并针对TiO_2光催化氧化技术研究方面存在的问题,提出其未来的发展方向是污染物降解的动力学与热力学以及光催化反应器的宏观反应动力学的机理研究。     

TiO_2纳米光催化剂的低温制备及其性能

采用水热法低温制备了大比表面积的纯金红石型(R)和纯锐钛矿型(A)TiO2纳米光催化剂。采用XRD,TEM,HRTEM,UV-Vis DRS,BET等方法对纳米光催化剂进行了表征;考察了纳米光催化剂的可见光活性和紫外光分解水产氢活性。实验结果表明,蒸馏水作为反应介质合成了纯TiO2(R),而无水乙醇作为反应介质合成了纯TiO2(A);纳米TiO2(R)和TiO2(A)颗粒结晶度良好,形貌分别为棒形和六角形;所制得的TiO2(R)在可见光区域比商品纳米TiO2(P25)表现出更强的光吸收性能;在可见光照射下,TiO2(R)对甲基橙溶液的脱色率达到72.7%(光照6.0h),明显高于P25的47.8%;在紫外光照射下,TiO2(A)的光分解水产氢速率为24.2μmol/h,略低于P25的25.8μmol/h。     

纳米TiO_2光催化氧化技术及其在环保领域中的应用

介绍了纳米二氧化钛光催化剂的制备方法,特性特征及其光催化氧化性能、条件和影响因素。阐述了纳米二氧化钛光催化氧化在环境领域中的应用研究及前景。     

Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2催化剂光催化还原CO_2的性能

采用改良的溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂纳米TiO2(简写为Fe-TiO2)催化剂,并用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重-差热分析等方法对其进行了表征。表征结果显示,Fe-TiO2催化剂的分散性好,平均粒径为9.37nm,比表面积为85.46m2/g;掺杂Fe3+不仅使TiO2的平均粒径减小,且有效抑制了TiO2的晶相转变,该催化剂保持单一的锐钛矿相结构。考察了Fe-TiO2催化剂光催化还原CO2的性能,实验结果表明,当Fe3+掺杂量为4.0%(相对于TiO2的质量分数)的Fe-TiO2催化剂用量1.0g/L、反应时间8h、CO2流量200mL/min、反应温度90℃、反应液中NaOH和Na2SO3的浓度均为0.10mol/L时,甲醇的产率高达308.76μmol/g(以每克催化剂上生成甲醇的物质的量计)。此外,对Fe-TiO2催化剂光催化还原CO2的机理进行了探讨。     

水热法制备高活性的纳米MoS_2催化剂

采用水热法直接制备了Co/Ni促进的纳米MoS_2催化剂,利用XRD,SEM,EDX-mapping和HRTEM方法对催化剂进行表征,并以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物考察了加氢脱硫(HDS)性能。表征结果显示,该催化剂由纳米片层堆积而成,为典型的MoS_2结构,纳米片尺寸约为5 nm,堆积度为1~2层,助剂元素均匀分布于MoS_2中。催化剂直接用于催化DBT的HDS反应具有较高的活性,原料中n(Co)∶n(Co+Mo)=0.3的催化剂活性最高,DBT转化率达到75.8%。催化剂在H_2和H_2/H_2S氛围中热处理后,晶化度提高,活性位点数减少,HDS活性降低。添加Co助剂的催化剂的活性优于添加Ni助剂的催化剂。     

铋掺杂纳米TiO2的制备及其光电催化性能

以钛酸丁酯和硝酸铋为主要原料,采用溶胶一凝胶法制备了掺杂铋的纳米TiO2（Bi—TiO2）。用XRD、TEM等方法对产物进行了表征：晶型为锐钛矿,粒径范围15—25nm。以罗丹明B（RhB）为目标降解物,分别考察制备的Bi—TiO2催化剂的光、电催化活性。结果显示,Bi^3＋掺杂摩尔分数为0．5％、质量浓度为0．2g／L的Bi—TiO2催化剂对RhB的光催化效果最佳;采用三维电极法降解RhB,以负载Bi-TiO2的多孔材料为粒子电极的电催化降解效果最佳。     

纳米二氧化钛的制备及其光催化活性的研究

研究了用溶胶—凝胶法制备二氧化钛的工艺,以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,分析了不同反应条件对二氧化钛的影响,确定了反应物的最佳体积比。应用不同晶型的二氧化钛对聚丙烯酰胺进行降解,证明了锐钛矿型和混晶型的光催化效果较好。     

超临界流体干燥法制备纳米TiO_2

以廉价的无机盐为原料,采用液相化学法结合超临界流体干燥法制备纳米TiO2,并采用TEM、XRD等手段对其物性进行表征,考察水溶胶pH、表面活性剂、陈化时间、钛盐浓度、氨水浓度对纳米TiO2粒径、形貌、收率的影响。同时还发现超临界流体干燥法可实现干燥、晶化一步完成。与普通干燥法相比,超临界流体干燥法制备的TiO2纳米粒子具有粒径分布均匀、粒径大小可控、纯度高、热稳定性好等优点。     

Cu~(2+)/TiO_2-SiO_2催化剂的制备及其光催化降解气相间二甲苯的性能

以钛酸丁酯、正硅酸乙酯和硝酸铜为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了Cu2+/T iO2-S iO2催化剂,分别用X射线衍射、BET比表面积测试、透射电子显微镜、紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱对其进行了表征;以间二甲苯为代表物,评价了Cu2+/T iO2-S iO2催化剂对气相挥发性有机物的光催化降解活性,并讨论了复合S iO2和掺杂Cu2+的Cu2+/T iO2-S iO2催化剂对光催化降解间二甲苯活性的影响。实验结果表明,在500℃煅烧后的Cu2+/T iO2-S iO2催化剂呈锐钛矿结构,粒子分布均匀,平均粒径为9nm,比表面积为285m2/g;掺杂Cu2+促进了Cu2+/T iO2-S iO2催化剂对可见光的吸收,显著提高了光量子效率。用Cu2+/T iO2-S iO2催化剂光催化降解质量浓度100m g/L的气相间二甲苯,反应240m in后,间二甲苯的降解率达96.4%。     

溶胶-凝胶法制备氮掺杂TiO_2的制备条件优化

以二乙醇胺为氮源,乙酸为抑制剂,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂TiO_2。以苯酚为污染物,在模拟太阳光(氙灯)下,考察了氮掺杂TiO_2制备过程中水用量、乙酸用量、乙醇用量、二乙醇胺用量、陈化温度、煅烧温度和煅烧时间7个因素对氮掺杂TiO_2光催化活性的影响,并采用正交实验优化了氮掺杂TiO_2的制备条件。实验结果表明,煅烧温度对氮掺杂TiO_2的光催化活性具有非常显著的影响;最优的制备条件为:n(钛酸四丁酯):n(水):n(乙酸):n(乙醇):n(二乙醇胺)=1:462:17 3:3:0.4(n(钛酸四丁酯)=0.015 mol),陈化温度为45℃,煅烧温度为400℃,煅烧时间为4 h。在此条件下制备的氮掺杂TiO_2对苯酚光催化反应3 h,其降解率达到75.13%,是未掺杂氮TiO_2的1.7倍。     

碱金属掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂K^＋或Cs^＋的纳米TiO2催化剂。以甲基橙为目标降解物,研究了K^＋或Cs^＋的掺杂量对纳米TiO2光催化活性的影响,讨论了催化剂加入量以及催化降解时间对甲基橙降解效果的影响。结果表明,适量掺杂K^＋能够提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂量（摩尔分数）为1％;掺杂Cs^＋只会降低TiO2的光催化活性。对浓度为20mg／L的甲基橙溶液进行催化降解,催化剂K^＋-TiO2（K^＋掺杂量1％）最佳用量为2g／L,降解时间60min,甲基橙的降解率可达98％。     

二氧化钛纳米棒在可见光下的光催化活性及其在降解有机污染物中的应用

The FTO/TiO2 seed layer/TiO2 nanorods were prepared by ion beam deposition and hydrothermal methods. Under UV light, the photocurrent density of FTO/TiO2 seed layer/TiO2 nanorods can reach 1.39 mA/cm2, which is higher than that without seed layer and nanorods structure. Not only that, the FTO/TiO2 seed layer/TiO2 nanorods can also adsorb visible light, which overcomes the defect that traditional TiO2 can not absorb visible light. The photocurrent density of FTO/TiO2 seed layer/TiO2 nanorods can reach 0.21 mA/cm2 under visible light. The increased performance resulted from the deposition of the TiO2 seed layer, which can reduce the band gap of TiO2. FTO/TiO2 seed layer/TiO2 nanorods also exhibited high photodegradation ability for organic pollutant methylene blue (MB). Within 120 min, 77.3% MB can be degraded, and the degradation rates remained almost unchanged after four cycles. Not only that, compared with powdered photocatalysts, FTO/TiO2 seed layer/TiO2 nanorods is easy to recover, and it can be reused by rinsing it with water several times and drying it naturally after the reaction.