水热法制备TiO_2/g-C_3N_4及其光催化性能

采用水热法合成了可见光响应的TiO_2/g-C_3N_4复合催化剂,通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)法、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行了表征。并以亚甲基蓝为降解对象,考察了在可见光条件下不同催化剂对亚甲基蓝的降解能力。研究结果表明,锐钛矿型二氧化钛均匀地负载在石墨相氮化碳片层上,TiO_2/g-C_3N_4复合材料的光吸收带边扩展到470nm,具有优异的可见光催化效率,它对亚甲基蓝的光催化降解率达到99.0%。     

低温制备混晶TiO2纳米粒子及其光催化性能研究

通过低温液相合成混合晶型纳米TiO2颗粒,研究纳米TiO2颗粒的光催化活性与颗粒晶相组成之间关系.用XRD对其进行表征,并在紫外光下,以甲基橙光催化降解为模型反应,研究了不同晶相样品的光催化活性.结果表明:混合晶相中锐钛矿质量分数占69.8%、金红石质量分数占30.2%,TiO2光催化效用最好可达95.7%.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2,以甲基橙为模型污染物,考察了影响TiO2光催化活性的主要因素,并采用SEM和XRD等方法对样品进行了表征.结果表明:在450℃下煅烧2h后,可以制得具有较高光催化活性的TiO2粉末.当甲基橙溶液中TiO2的质量浓度为1.0g/L时,光催化效果最佳;TiO2粉末主要具有锐钛矿型晶体结构.     

低温水解法优化制备光催化剂TiO_2

采用低温水解法制备纳米TiO2材料,并用所制备的材料光催化降解甲基橙溶液,以甲基橙的降解率作为评价指标,考察了水浴温度、水钛摩尔比和pH对TiO2光催化性能的影响,通过正交试验优化了制备条件。运用X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对制备的样品进行了表征。结果表明:pH对TiO2光催化性能的影响最大,水钛摩尔比次之,水浴温度影响最小;而且pH=2,r(H2O/TTIP)=80,T=60℃时,样品的光催化活性最高,8mg/L的甲基橙在紫外光下降解率达85%以上,在模拟自然光下降解率可达60%以上。     

氮掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究

应用溶胶-凝胶法,以尿素和钛酸丁酯为原料制备前躯体,前躯体在500℃、焙烧3 h条件下制备不同浓度掺杂氮的TiO2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行光催化实验。结果表明:样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛,颗粒粒径小于300 nm,有一定程度的团聚,样品中含有质量分数分别为0、2.99%、6.23%、11.38%的氮元素,氮掺杂样品的光谱吸收边缘红移至400~470 nm。光催化实验表明:氮掺杂可以大大改善TiO2在可见光波段的光催化性能。     

TiO_2的光催化性能研究

利用第一性原理计算方法主要对非金属掺杂TiO_2可见光光催化活性进行了研究,揭示了非金属掺杂TiO_2在可见光条件下催化活性提高的本质规律。就目前为止,非金属掺杂TiO_2吸收可见光的原因主要归结为以下几点:(1)非金属掺杂引起能带变窄,从而降低光子跃迁能隙,产生可见光红移现象;(2)掺杂元素在TiO_2带隙中引入一部分间隙态,充当光子跃迁的过渡能级,减少光子吸收能量;(3)掺杂促使TiO_2产生结晶化,加大TiO_2颗粒的表面积,从而提高其催化活性。     

控制中和水解法制备纳米TiO2及其光催化性能的研究

用四氯化钛为原料,氨水为水解沉淀剂,采用控制中和水解的方法制备出了锐钛矿型纳米TiO2粉体.采用XRD和TEM手段对产品进行了表征分析,考察了中和水解过程中pH值、温度和浓度因素的影响.结果表明,pH值是影响产品前驱体组成的重要因素,当控制pH值在2～4的酸性条件下反应时,能得到团聚少的含有一定晶型的H2 TiO3前驱体,易于分离,收率可达97%以上,前驱体在600～800℃焙烧2h得到的是单一相锐钛矿TiO2纳米晶,平均粒径为15nm左右,高温焙烧时粒径生长缓慢,表现出很好的热稳定性.以甲基橙为目标降解物,测试了纳米TiO2样品的光催化性能.光催化降解反应60min时,甲基橙的去除率可达95.5%.     

高温水解溶剂热法合成纳米TiO_2及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,在丙酮、吡啶和乙醇的混合溶剂中,采用高温水解溶剂热法合成了纳米TiO2粉体。XRD和TEM分析结果表明,纳米TiO2的平均晶粒尺寸约为llnm,分散性好,是纯单相锐钛矿型。经不同温度煅烧处理后可知,当煅烧温度低于等于800℃时,该纳米Ti02都能保持单一的锐钛矿相,具有高的热稳定性;当煅烧温度低于等...     

锐钛矿型TiO2溶胶的微波法制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,经微波处理制备出TiO2溶胶。利用XPS、XRD、TEM、UV-Vis等手段对溶胶进行了表征,并考察了其光催化性能。结果表明,经微波处理4h后,溶胶中TiO2为锐钛矿结构,粒径10nm左右;XPS分析表明溶胶中钛原子是以+4价的形态存在,O元素以O—H与O—Ti两种物相存在,C元素仅修饰在TiO2表面;该溶胶对甲基橙有较强的降解能力,当紫外光光照15min后,甲基橙脱色率达94.7%,经溶胶改性的氟碳涂层在紫外光照24h后,接触角由82°减小到13°,有望在自清洁涂料领域展现巨大的应用前景。     

TiO_2/电气石复合材料的制备及其光催化性能

以电气石为复合载体,钛酸丁酯为原料,采用超声辅助溶胶-凝胶法制备了TiO_2/电气石复合材料。用XRD、FT-IR、UV-Vis DRS、SEM等测试手段对复合材料的微观结构、光吸收性能及元素组成等进行了表征。以TNT作为目标污染物,考察了复合材料的光催化性能。结果表明,TiO_2复合电气石后,晶粒细化,材料吸收光谱产生红移,光催化活性显著提高,且具有良好的稳定性。     

高温水解溶剂热法合成纳米TiO2及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,在丙酮、吡啶和乙醇的混合溶剂中,采用高温水解溶剂热法合成了纳米TiO₂粉体。XRD和TEM分析结果表明,纳米TiO₂的平均晶粒尺寸约为11nm,分散性好,是纯单相锐钛矿型。经不同温度煅烧处理后可知,当煅烧温度低于等于800℃时,该纳米TiO₂都能保持单一的锐钛矿相,具有高的热稳定性;当煅烧温度低于等于600℃时,煅烧温度对该纳米TiO₂光催化性能的影响较小,都具有优良的光催化活性。     

Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂的制备及其光催化性能

结合强吸附能力与高光催化活性的催化剂有望更有效地除去废水中的污染物. 以Degussa P25二氧化钛为原料, 采用水热法制备了二氧化钛纳米管(简称为TNTs), 将TNTs加入到溶有氯铂酸和柠檬酸(还原剂)的无水乙醇中, 在蒸汽相水解装置中通过一步法制备了Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂. 蒸汽相处理过程中, 部分纳米管转变为锐钛矿相TiO₂, 仍有部分以管的形式存在, 使纳米复合物保留了较高的吸附能力. 利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面及孔隙度分析仪等方法对产物进行了表征. 结果表明, 粒径约为4 nm的金属性Pt较好地分散在TNTs及由纳米管转变而来、晶粒尺寸约为8 nm的锐钛矿相TiO₂晶粒表面, 复合物保留了高于216 m²/g的比表面积. 光催化降解染料酸性红及亚甲基蓝的实验结果表明, 纯管有较好的吸附能力, 但是光催化性能非常低, 经120℃蒸气处理并负载贵金属Pt后光催化活性有了显著的提高.     

光热增强光催化性能二氧化钛(B)/玻纤布复合研究

以玻璃纤维布为基底, 以TiH₂为原料, 通过简易的化学合成及溶胶-凝胶法制备了光热增强光催化性能的二氧化钛(B)/玻璃纤维布复合材料(B-T/GFC)。通过XRD、SEM和TEM检测合成材料的成分、结构和形貌, 采用分光光度计、光学接触角测量仪、太阳光模拟器对材料的性能进行了系统研究。结果表明: 该复合材料表面形成了锐钛矿晶型的黑色TiO₂薄膜, 且晶体中存在厚度约为1 nm的无序层。同时该复合材料在250~2000 nm波长范围内具有较强的光吸收能力, 且具有强疏水性; 在 1 个太阳光强度下(1 kW/m ²), 相对于玻璃纤维布具有更强的光热能力; 其光催化降解切削废液中有机污染物(COD)的能力优于黑色TiO₂(B-T)和P25, 光照2 h的降解率约为P25的2.3倍。由此可见, B-T/GFC复合材料具有优异的光热增强光催化性能, 具有广阔的应用前景。     

TiO2光催化降解有机污染物机理和影响因素

半导体TiO2光催化降解有机污染物是目前涉及物理化学、材料科学和环境科学等学科领域的研究热点.介绍了TiO2光催化分解有机污染物的机理;着重探讨了光催化反应有机物、反应条件和TiO2光催化剂等三大因素对光催化反应过程和效率的影响.最后提出了在实际应用中提高光催化降解效率需要解决的问题和发展方向.     

二氧化钛光催化材料研究的新动向

综述了TiO2超亲水性原理以及氮掺杂、过氧化氢改性、表面超强酸化、引入氧空位、微波场处理等新型提高光催化性能的方法;介绍了近年来新发展起来的微波、电化学、等离子体、生物化学与光催化反应结合的几种高效光催化反应技术的研究现状与进展,并对今后的研究作了展望.     

La3+掺杂对纳米TiO2微观结构及光催化性能的影响

以钛酸丁酯和氯化镧为原料,采用溶胶-凝胶法制备了La3+掺杂TiO2纳米粉体,讨论了不同掺杂浓度、不同热处理温度的样品催化降解刚果红染料实验中的光催化活性,并通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)分析了La3+掺杂TiO2样品的相组成、晶胞参数和晶粒大小对光催化活性的影响.结果表明:La3+掺杂能够显著提高TiO2粒子的光催化活性,最佳掺杂浓度为100∶3 0,最佳热处理温度为600℃;La3+掺杂的TiO2的相组成是影响光催化活性的决定性因素;晶格膨胀程度及晶粒大小对光催化活性的影响,主要是在相组成相同或相近时才体现得比较明显.     

铁离子掺杂TiO2的制备及其光催化性能

将Bola型两亲性短肽KI₃E在水溶液中组装成稳定的纤维状结构,以其自组装体作为有机模板并使用氨丙基三乙氧基硅烷为结构导向剂,利用其对TiO₂前驱体-二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛的水解催化作用以及肽模板与铁离子之间的分子识别作用在TiO₂矿化沉积的同时引入铁离子,在温和的水溶液中制备出铁离子掺杂TiO₂纳米材料。使用TEM、BET、UV-vis DRS、XPS、XRD等手段对其结构和性能进行了表征。结果表明,铁元素以Fe²⁺/Fe³⁺的形式存在于TiO₂晶格中,抑制了晶体生长并使晶粒尺寸变小。同时,铁离子的掺杂减小了TiO₂的禁带宽度,提高了对可见光的响应和催化性质。铁离子掺杂量为0.5%TiO₂,其光催化性能最好。     

四氯化钛络合法制备单分散纳米二氧化钛

以四氯化钛为原料,通过和三乙醇胺反应形成可溶性络合物,在１４５℃陈化反应,制得单分散性较好的二氧化钛颗粒．用ＴＥＭ和ＸＲＤ测定了颗粒的晶型和形貌．颗粒的大小可通过改变陈化液的ｐＨ值进行调节．讨论了钛可溶性络合物的形成和水解过程,测定了该络合物的紫外吸收特性．     

水杨酸和精氨酸改性二氧化钛颗粒的制备及其在油-水界面的光催化反应

采用浸渍改性法将水杨酸与精氨酸同时接枝到纳米TiO₂表面制备了水杨酸和精氨酸共改性二氧化钛颗粒(TiO₂-SA/Arg), 并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、热失重分析(TGA)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、高倍透射电子显微(HRTEM)、表面接触角测试及粒度分布分析等技术对材料的形貌、结构及性能进行表征, 同时研究了催化剂对硝基苯的吸附性能及在油-水界面的吸附能力。结果表明: 水杨酸和精氨酸分别以螯合和桥连结构稳定修饰到TiO₂表面, 与未改性TiO₂相比, 水杨酸和精氨酸共改性TiO₂疏水性及分散性更好, 对硝基苯的吸附能力更强, 并可在油-水界面稳定吸附形成O/W型Pickering乳液。研究了Pickeing乳液光催化体系对硝基苯的去除能力, 与悬浮体系相比, 改性颗粒稳定的Pickering乳液体系对高浓度硝基苯去除效率较高。     

一种具有微纳孔隙结构的二氧化钛多孔膜层光催化系统

采用溶胶-凝胶法配合以离子注入的方式,研制了一种具有纳米和亚微米(零点几个微米)孔隙结构的锐钛矿相二氧化钛光催化膜.首先通过常规的溶胶-凝胶法制得密实的二氧化钛膜层,然后采用具有一定动能的Fe离子轰击膜层,从而在膜层中形成大量的微纳孔隙.这些微纳孔隙明显提高了原膜层的比表面积.光催化降解甲基橙溶液的实验结果表明,无论是在紫外光下还是在可见光下,所得多孔膜层的光催化效果均优于未造孔的二氧化钛膜层.