纳米TiO2-Cu2O可见光下光催化降解活性艳红及其机理研究

采用钛酸丁酯水解和肼还原醋酸铜的方法制备出TiO2-Cu2O复合氧化物,研究了TiO2-Cu2O复合光催化剂在可见光照射下光催化降解活性艳红X-3B的性能,考察了催化剂组成、催化剂投加量、溶解氧、H2O2等对光催化反应的影响,探讨了Cu2O及TiO2-Cu2O光催化降解有机污染物的机理。结果表明,由于TiO2和Cu2O之间存在协同作用,使得复合氧化物的活性比单一的Cu2O高。Cu2O光催化的氧化物种为·OH和光生空穴。光生电子(e-)还原吸附在Cu2O表面上的氧,产生超氧阴离子,然后再进一步生成·OH,光生空穴(h+)无法直接将吸附在Cu2O表面的OH-氧化成·OH。     

CuAl2O4掺杂改性TiO2薄膜的制备与可见光催化性能研究

采用溶胶-凝胶方法在玻璃基片上制备了CuAl2O4掺杂改性的复合薄膜．研究了CuAl2O4的掺杂量、光照时间、薄膜厚度对TiO2复合薄膜光催化性能的影响，利用可见-紫外分光光度计测定酸性红B降解前后516nm处的吸光度，依此计算出薄膜对染料的降解率．借助于紫外可见光谱、X射线衍射、接触角测定仪等研究了薄膜的结构与性能．结果表明：随着CuAl2O4掺杂量的增加，TiO2复合薄膜对酸性红B水溶液的可见光降解脱色率增大．采用吸收光谱确定了CuAl2O4掺杂量为0％、0．5％、1％、1．5％％（摩尔分数）的TiO2复合薄膜的激发极限波长，分别是350、370、380、430nm，吸收边向可见区红移了20-80nm，可见光吸收范围明显扩大．     

SiO2改性纳米TiO2及可见光催化性能研究

以四氯化钛等为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,制品为锐钛矿相和金红石相的混合物,随着热处理温度的升高,其中的锐钛矿相的比例逐渐降低,金红石相比例逐渐上升;又以Na2SiO3为原料,对TiO2进行表面改性,制得TiO2／SiO2复合材料。研究发现,原位改性后的TiO2在可见光下光催化甲醛可以发生聚合反应。     

伊红-Y敏化TiO2/SiO2催化剂的制备及可见光制氢性能

采用溶胶一凝胶法和浸渍法制得了Eosin Y染料敏化光催化剂Eosin Y-TiO2和Eosin Y-TiO2/SiO2,以可见光分解水制氢考察了催化剂活性,通过XRD、UV-Vis漫反射、BET和电化学对样品进行了表征.结果表明,伊红-Y敏化使TiO2对400～600nm可见光有强吸收.SiO2复合抑制了TiO2的相转变和晶粒生长,提高了TiO2对染料的吸附和对可见光的吸收,促进了光生电子和空穴的分离,提高了TiO2光催化活性和稳定性.     

壳聚糖／TiO2催化剂的制备及其光催化降解性能研究

以壳聚糖为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了具有较高分散性、热稳定性和光催化活性的TiO2-CS粒子。采用傅立叶红外光谱（FT—IR）对产物进行了分析和表征。并考察了CS负载量、产物用量、pH值等因素对光催化降解甲基橙的影响。结果表明：对于100mL浓度为10mg／L的甲基橙溶液,CS负载量为80％时光催化活性最好,该催化剂最佳用量为0．40g：pH值对光催化降解甲基橙有一定影响,在pH为5．0-7．0条件下降解效率较高。降解率随光照时间的增加而增加,最后逐渐趋缓。TiO2-CS光催化剂降解甲基橙的效率比普通TiO2要高。     

性能增强的双层TiO2复合膜染料敏化太阳能电池

采用水热法制备了一维TiO₂纳米棒阵列、二维TiO₂纳米片和三维TiO₂微球。将TiO₂纳米棒阵列/纳米片-微球双层薄膜应用于染料敏化太阳能电池(DSSC), 研究了TiO₂纳米片与微球的质量比对电池光电性能的影响。采用场发射扫描电镜、氮气吸附脱附等温线、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱和电化学阻抗谱对样品进行了表征。研究表明, 纳米片与微球的质量比显著影响膜电极的光学和电学特性, 以及电池的光电性能。含50wt% TiO₂纳米片膜电极具有最高的染料吸附量、最强的光吸收、最小的传输电阻和最低的荧光强度。含25wt%、50wt%、75wt%和100wt%纳米片的DSSC的效率分别为1.46%、1.71%、1.26%和1.13%。含50wt% 纳米片的电池具有最优的性能, 这是因为该组分电极具有较好的光吸收特性、较小的载流子复合速率以及较快的电子传输。     

光催化Ba2+掺杂TiO2薄膜的常温制备及其性能研究

采用旋转涂膜法制备不同Ba2+掺杂量具有光催化活性的TiO2薄膜.适量Ba2+掺杂减小薄膜接触角,提高薄膜亲水性,从而吸附更多染料分子.适量Ba2+掺杂的TiO2薄膜对紫外光的吸收有所提高,产生更多的电子和空穴.薄膜表面均匀,颗粒为球形,0.01％ Ba2+的掺入能有效地抑制颗粒团聚成二次颗粒.薄膜催化活性随着涂膜次数的增加而提高,涂膜3次以上时活性下降.Ba2+掺杂量为0.01％涂膜3次的TiO2薄膜紫外光下脱色活性红X-3B溶液,脱色率达86.1％.     

可见光响应N掺杂TiO2的制备及光催化性能研究

以NH4Cl为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了具有可见光活性的N掺杂TiO2,并用X-射线衍射、傅立叶转换红外光谱进行了表征.研究表明,在pH=3、灼烧温度为500℃时,N掺杂TiO2活性最佳.在此条件下制备的N掺杂TiO2在可见光(λ＞400nm)下对4-氯酚具有良好的降解作用,而未掺杂的TiO2几乎没有,这表明掺杂进入TiO2晶格的N原子是N掺杂TiO2具有可见光活性的主要原因.     

纳米TiO2薄膜的制备及其性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶工艺制备了TiO2溶胶,并用浸渍提拉法在陶瓷基体上负载了TiO2薄膜.探讨了前躯体浓度和热处理方式对TiO2薄膜性能的影响.此外,通过XRD表征,检测了TiO2的晶体结构.结果表明:500℃下煅烧的TiO2薄膜为锐钛型结构;随着前驱体浓度的增大,薄膜的亲水性能变化不大,光降解性能逐渐提高;陶瓷片每负载一层TiO2薄膜后煅烧一次,薄膜的附着力提高.     

NiFe2O4/TiO2纳米棒阵列薄膜光电化学性能和光催化性能研究

用水热法制备一维有序纳米棒状TiO₂薄膜(TiO₂ NRAs), 并采用浸渍沉积煅烧得到NiFe₂O₄/TiO₂ NRAs。借助SEM、TEM、XRD、Raman、XPS、UV-Vis等对样品的物相和形貌结构进行了表征, 结果表明: NiFe₂O₄纳米颗粒均匀沉积在金红石相TiO₂ NRAs表面, 使TiO₂光谱吸收范围拓展至可见光区。利用电化学工作站对其光电转换性能进行研究, 发现NiFe₂O₄改性后的TiO₂在可见光下光电流响应显著增大, 在电压-电流曲线和电流随时间开关灯变化中, NiFe₂O₄/TiO₂ NRAs的光电流密度分别是纯TiO₂ NRAs的12倍和8倍。NiFe₂O₄/TiO₂ NRAs可见光下降解偏二甲肼(UDMH)的效率是单纯TiO₂ NRAs降解率的3倍, 并对光催化降解机理进行了探讨。     

TiO2/MIL-100(Fe)/锦纶复合材料的制备及其对有机染料的脱色

采用原位生长法,室温下将TiO₂和MIL-100(Fe)负载在锦纶(PA)上,制备了TiO₂/MIL-100(Fe)/PA复合材料。采用FTIR、SEM、EDS、XRD、TG等表征手段,证明TiO₂/MIL-100(Fe)成功负载到PA上。探讨了光源、H₂O₂、染料结构、NaCl、pH值对TiO₂/MIL-100(Fe)/PA复合材料脱色效果的影响。结果表明:在黑暗条件下,复合材料对活性黑KN-B染料有吸附脱色的效果。在模拟太阳光下加入H₂O₂,复合材料对不同的活性染料脱色率不同,对活性黑KN-B脱色率最高,活性艳红M-3BE次之,对活性艳蓝KN-R脱色率最差。染液中加入NaCl都会降低染料的脱色率,但影响不大。染液的pH值增加,染料的脱色率下降。     

TiO2/Fe2O3复合光催化超亲水性薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得了TiO2/Fe2O3复合薄膜,通过对薄膜及相应干凝胶和粉体的DSC、XRD、UV透射光谱等的测量,分析了Fe2O3的含量对TiO2/Fe2O3复合薄膜的光催化及超亲水性能的影响.结果表明:复合薄膜均优于纯TiO2薄膜的光催化活性,Fe2O3的摩尔含量为0.5%时光催化活性最好;复合薄膜的亲水性能也随Fe2O3含量的不同而不同,Fe2O3的摩尔含量为0.05%～0.1%时得到了接触角为0°的超亲水性复合薄膜.     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及其可见光降解甲醛

采用水解沉淀法制备了纯的和N掺杂的TiO2纳米光催化剂,并用二次离子质谱、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、比表面积、透射电镜等技术进行了表征。以GaN基兰色发光二极管为光源,研究了催化剂光催化降解甲醛的活性。实验表明,在最佳反应条件下,N掺杂的TiO2纳米光催化剂在可见光下对甲醛有良好的光催化活性。     

微乳液模板法制备多孔二氧化钛光催化薄膜

通过在钛溶胶中掺入阳离子型微乳液,并控制掺入量和pH值,使混合溶胶稳定,涂膜后经过适当热处理得到了TiO2纳米多孔薄膜.借助XRD、FT-IR、DTA、AFM、BET等测试手段,分析讨论了微乳液模板的加入对多孔二氧化钛薄膜的结晶行为、表面形貌和孔结构的影响.光催化结果表明,适当的表面形貌和孔结构可以显著提高TiO2薄膜的光催化能力.     

Al掺杂TiO2多孔薄膜的制备及其染料吸附性研究

采用溶胶-凝胶法在普通玻璃基底上制备了Al3+掺杂的TiO2薄膜,采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和紫外-可见分光光度计,分析了Al3+掺杂量对TiO2薄膜的微结构、表面形貌以及染料吸附特性的影响。结果表明:Al3+的掺杂能够抑制TiO2晶粒的生长,提高薄膜表面均匀度;但是Al3+含量过高,会造成当TiO2薄膜对染料的吸附量减小时,吸光度降低。因此,Al3+的掺杂量在TiO2摩尔量的1%左右时,薄膜具有较好的多孔结构和染料吸附量。     

染料敏化太阳能电池MO／TiO2复合薄膜的制备与表征

用溶胶-凝胶法结合旋转镀膜法制备致密TiO2薄膜，采用丝网印刷技术制备多孔TiO2薄膜，采用液相沉积法制备ZnO／Ti02、MgO／TiO2复合薄膜。用x射线能谱仪、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计对复合薄膜的化学组分、表面形貌、吸光性能等进行分析；组装电池，测定了电池性能。结果表明：ZnO／TiO2、MgO／TiO2复合薄膜具有较好的光电性能，染料敏化太阳能电池的短路电流、开路电压、填充因子、光电转换效率均得到提高。     

TiO2/膨胀石墨复合材料的制备及其对亚甲基兰的光催化降解

采用快速升温法制备出以膨胀石墨为载体的TiO2/膨胀石墨光催化剂,用SEM及XRD对其表面形貌及结构进行表征,研究了该负载型光催化剂在紫外光照射下的催化能力,探讨了在催化剂中TiO2的负载量、亚甲基兰溶液的初始浓度及其pH值对光催化剂的降解能力的影响.结果发现,负载量为10%的光催化剂对40mg/L的亚甲基兰溶液5h的光降解率达到58.8%.