TiO_2基固体超强酸的制备及光催化性能研究进展

介绍了TiO2基固体超强酸光催化剂的制备、光催化性能等,总结了国内外关于固体超强酸光催化剂的研究,结果表明,SO42-表面修饰使得TiO2光催化剂的结构和光催化性能显著改善,催化剂表面形成具有超强酸性质的L酸和B酸协同中心,比TiO2光催化剂有优异的光催化氧化活性、稳定性及抗湿性能。对TiO2基固体超强酸光催化剂的应用进行了展望。     

纳米TiO2光催化作用的影响因素及应用现状分析

研究了纳米TiO2光催化作用机理,并从晶体结构、晶粒尺寸、表面修饰及复合等因素对纳米TiO2光催化性能的影响作了分析。综述了目前TiO2光催化剂在环境保护、杀菌抗菌、光电转换等方面的应用现状。     

纳米TiO2光催化剂的改性及其在废水处理中的应用进展

综述了近年来纳米TiO2光催化剂在表面贵金属沉积、表面耦合、表面敏化、掺杂和催化剂固定化等方面的改性研究;介绍了纳米TiO2光催化剂在对含油废水、药物废水、印染废水、造纸废水、表面活性剂废水、重金属废水和无机物非金属废水等处理过程中的应用;最后展望了纳米TiO2光催化剂的发展和应用前景.     

PANI-TiO_2复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

通过原位聚合法制备了PANI-TiO2复合光催化剂,并用XRD、FT-IR、UV-VIS DRS、TEM等手段对催化剂进行了表征。研究表明,PANI修饰没有改变TiO2的晶体结构,复合后PANI红外特征吸收峰发生了明显的位移,且PANI-TiO2复合光催化剂在可见光区域较纯TiO2显示出更强的吸收。这些结果显示PANI与TiO2之间存在着较强的相互作用。此外,活性艳蓝的光催化降解测试表明,适量的PANI修饰能显著地提高了TiO2的光催化降解能力。复合光催化剂活性的提高可归于PANI与TiO2间的协同作用。     

TiO2光催化在水中有机物降解中的应用研究进展

综述了TiO2作为半导体光催化剂在水处理中的应用。重点介绍了光催化氧化反应去除污染物的机理,以及TiO2光催化剂的改性,包括催化剂的修饰、掺杂和共掺杂的应用,形貌与晶面调控等,以提高TiO2在废水处理中的光催化活性。     

碳量子点改性纳米二氧化钛的制备及其光催化降解壬基酚聚氧乙烯醚的性能研究

以柠檬酸为碳源,以1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体为表面修饰剂,一锅热解法制备了离子液体修饰碳量子点(L-CQDs),再通过简单的水热法将L-CQDs负载到TiO_2纳米颗粒上。以表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)溶液为模拟废水,研究了L-CQDs/TiO_2复合光催化剂的光催化性能。傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征结果证明L-CQDs负载到TiO2纳米颗粒的表面上;固体紫外-可见吸收光谱结果表明,L-GQDs/TiO_2相比于TiO_2纳米颗粒在可见光区域的吸收得到了明显增强;光催化结果表明,复合光催化剂3%L-CQDs/TiO_2在500W氙灯照射下降解0.05g/LTX-10溶液3h时,复合光催化剂对TX-10的降解率最高可达83.5%,比TiO2纳米颗粒高26.6%;重复使用5次后复合光催化剂的光催化活性保持不变。     

二氧化钛光催化氧化技术的研究进展

在阐明光催化氧化反应机理的基础上分析了国内外TiO2光催化氧化反应的研究现状。提出目前国内外主要是从TiO2负载基材、TiO2光催化剂的修饰、改性以及TiO2光催化反应的影响参数几个方面进行研究,指出某些掺杂金属或非金属的TiO2光催化剂可使TiO2薄膜的吸光范围拓宽至可见光区,具有良好的应用前景。     

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。     

TiO_2光催化剂表面改性研究进展

针对TiO2光催化剂在环境净化领域的重要应用,综述了TiO2光催化剂光催化反应机理,重点介绍了TiO2光催化剂表面改性研究现状,并且提出了研究过程中存在的问题及其今后可能的研究方向。     

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。     

纳米TiO_2光催化剂的改性进展

较低的光量子效率是限制TiO2光催化技术实用化的主要原因,对其改性是提高TiO2光量子效率的重要手段。介绍了采用掺杂过渡金属、表面光敏化、表面螯合及衍生、贵金属沉积、复合半导体和添加电子捕获剂等方法对TiO2光催化剂进行改性,并对这些方面研究所取得的进展进行了简单的评述。     

TiO2对聚氯乙烯紫外光稳定与催化降解的影响

综述了普通和纳米TiO_2对聚氯乙烯(PVC)的紫外光稳定和催化降解的机理及研究进展,以及包覆和掺杂改性对TiO_2光稳定和光催化性能的作用。金红石型纳米TiO_2具有优异的紫外光稳定特性,锐钛型纳米TiO_2表现出极强的光催化活性。无机包覆过的金红石型TiO_2对PVC有明显的保护作用。有机改性则能提高锐钛型TiO_2的分散性,从而提高其对聚合物的光催化效率。过渡金属离子掺杂可在TiO_2晶格中引入缺陷位置或改变结晶度,从而改变PVC的光降解速率。     

氮钒共掺杂纳米TiO2的表面改性及其对涂料中甲醛的降解

利用硅烷偶联剂(KH570)对氮钒共掺杂纳米TiO2进行表面改性,考察了偶联剂用量、反应时间、反应温度及pH等改性条件的影响,从而确定最佳用量和最佳反应条件.利用元素分析、红外光谱、透射电子显微镜和热质等表征手段及亲油化度的测定,研究了表面改性的效果及分散状况.红外光谱表明,KH570以化学键合的方式结合在纳米TiO2的表面,并形成了有机包覆层,经测量,氮钒共掺杂纳米TiO2表面包覆的KH570的质量分数约为13.36％ ～14.99％.将改性后的氮钒共掺杂纳米TiO2以一定的比例加入到成膜物质中制成一系列的涂料样品,然后测定其甲醛含量.结果表明,甲醛的降解率可达到82.2％.与普通涂料相比,加入改性后的氮钒共掺杂的纳米TiO2的涂料具有优异的物理性能.     

锐钛型纳米TiO2表面疏水化改性研究

采用硅烷偶联剂对锐钛型纳米TiO_2进行表面疏水化改性研究,探讨了硅烷偶联剂的种类和用量、水和乙酸的用量、反应时间和反应温度等因素对纳米TiO_2表面疏水化程度的影响,确定了较佳疏水化改性工艺。实验结果表明,最佳修饰剂为KH570;修饰后的纳米TiO_2表面上存在KH570,而且KH570与TiO_2的表面羟基发生了反应;经过表面修饰,纳米TiO_2的晶型结构未发生改变仍为锐钛型。本文在表面修饰基础上,用对苯乙烯磺酸钠对纳米TiO_2进行包覆改性,实验结果表明,经过包覆改性后的纳米TiO_2在水体系中的分散稳定性得到较大程度的提高。     

水相介质中纳米TiO_2粒子软团聚体的解团聚

纳米TiO_2等无机粒子在水相介质中极易发生团聚,进而会严重影响其功效的充分发挥.本文考察了TiO_2水分散液体系中TiO_2粒子的团聚形式,比较了几种常规分散技术以及表面锚固改性技术对这些团聚体的解团聚效果.结果发现:大部分TiO_2粒子在水相介质中以软团聚体形式存在,高速剪切和添加分散剂对这些软团聚体的解团聚作用有限,超声分散可产生暂时性的解团聚效应,但随着超声场的去除,被分散的TiO_2粒子又会再次逐渐聚集.TiO_2粒子表面的聚合物原位锚固改性可改变其表面性质,因而对软团聚体具有更为高效稳定的解团聚作用,从而可明显提高复合粒子中的TiO_2粒子在水相介质和目标织物表面的分散性和分散稳定性.     

电子墨水用TiO_2显色颗粒的表面改性及其分散性能的研究

为使电子墨水用TiO2显色颗粒能较好地悬浮在有机介质中,利用超声波处理方法,采用硅烷偶联剂(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)在水体系中对TiO2进行表面改性,得到亲油性的TiO2颗粒。研究了硅烷偶联剂用量、pH、超声波处理时间对TiO2亲油化度的影响。实验结果表明,当m(硅烷偶联剂)∶m(TiO2)=3∶10,pH=6,超声波处理时间为30 min时,改性TiO2的亲油化度达到50.51%。傅立叶变换红外光谱(FTIR)图表明硅烷偶联剂已接枝到TiO2颗粒表面。改性TiO2在乙醇中静置24 h只有40%发生沉降,之后基本保持稳定,而未经改性的TiO2仅8 h就几乎完全沉降。经表面改性后TiO2颗粒在乙醇溶剂中的Zeta电位提高到-36.90mV。索氏抽提后,改性TiO2的亲油化度仍能达到47%,TiO2和硅烷偶联剂之间结合力较强。     

纳米TiO_2表面改性

本文分析了纳米 ＴｉＯ_２团聚与分散机理,介绍了纳米 ＴｉＯ_２表面改性的方法及改性效果表征。     

贵金属修饰型TiO2 的催化活性及Fermi能级对其光催化性能的影响

采用自制纳米TiO2粉末,以磷酸铝为粘结剂,制备了负载型TiO2光催化剂。将Ag,Pt或Pd3种金属的盐溶液滴涂在负载TiO2的表面,从而得到修饰型负载光催化剂(M／TiO2)。通过甲基橙溶液降解实验研究了贵金属的掺杂种类和含量对TiO2光催化性能的影响。实验结果表明：适量掺杂Ag,Pt或Pd3种金属粒子均可提高TiO2的光催化活性,且3种金属粒子的最佳掺杂质量分数分别为0．5％,1．0％和1．0％。在最佳掺杂量时,Ag／TiO2[w(Ag)=0．5％]的光催化活性要高于Pt／TiO2[w(Pt)=1．0％]或Pd／TiO2[w(Pd)=1．0％]。另外,通过金属-半导体接触理论阐述了M／TiO2的光催化机理,并通过Ag,Pt,Pd金属的Fermi能级的不同,解释了Ag／TiO2,Pt／TiO2和Pd／TiO23种光催化剂催化性能的差别。     

不同载体表面负载TiO2薄膜的离子掺杂研究

TiO₂薄膜是解决TiO₂回收的有效方法，缺点是TiO₂活性低，寻找合适的载体以及提高TiO₂薄膜的光催化活性,是TiO₂负载薄膜技术需要解决的核心问题。研究了13种离子对负载在釉面瓷砖、玻璃、陶瓷、钛片、铝片和不锈钢片6种载体上TiO₂薄膜的掺杂，并从界面材料结构、双电层结构等方面讨论了离子掺杂与载体对TiO₂薄膜光催化活性的影响。结果表明，TiO₂薄膜的离子掺杂效果不仅和离子掺杂浓度、种类有关，而且还与载体类型有关。TiO₂薄膜和非金属载体主要形成复合半导体结构，改善掺杂离子对载流子的捕获能力。金属载体与TiO₂薄膜之间主要形成肖特基势垒，有利于电子与空穴的分离。载体与TiO₂薄膜之间形成的界面双电层结构能改变离子捕获中心与TiO₂半导体费米能级间的相对位置，从而提高或降低离子对载流子的捕获能力。     

用于化妆品的SiO2/TiO2复合微球的制备及表征

通过溶胶凝胶法在微米级的二氧化硅(SiO2)微球上包覆一层纳米级的二氧化钛(TiO2)粒子,将制备出的复合微粒表面接枝聚合改性,改性前后的复合颗粒用FT-IR、XRD表征,并用扫描电镜观察了微粒的形貌,用紫外分光光度计扫描了添加改性后复合微粒的自制防晒液的紫外吸收谱图,发现经复合后的纳米TiO2粒子的分散性能得到明显改善,复合处理后TiO2粒子的紫外吸收能力较纯TiO2增强80%,且光催化能力得到很大抑制,TiO2作为防晒剂安全性能大大提高,并讨论了该复合粒子在化妆品中的应用。