Mn^2＋-TiO2介孔复合材料的制备及其光催化降解对氯苯酚

以钛酸四丁酯为前驱体，三嵌段共聚物为模板剂，通过sol—gel工艺成功合成了掺杂Mn^2＋离子的介孔TiO2复合材料，并利用小角X-射线衍射（LAXRD）、广角X-射线衍射（XRD）及透射电镜分析（TEM）对样品进行了表征。结果表明，Mn^2＋离子的掺杂能够阻止TiO2的相转变，提高TiO2介孔结构的热稳定性。在通氧、紫外光连续照射条件下，使用掺杂Mn2％的Mn^2＋-TiO2作催化剂对初始浓度为60mg／L的对氯苯酚进行催化降解，3h后降解率达到81．7％。     

Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板,采用水热法制备了Fe3+-SiPO2掺杂纳米TiO2,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段考察了Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的结构与光学特性.实验结果表明:Fe3+、SiO2掺杂进入TiO2的晶格,可获得高纯度锐钛矿相纳米TiO2.Fe3+和SiO2的加入有助于抑制金红石相的形成和晶粒长大,提高了TiO2的热稳定性.Fe3+-SiO2掺杂将TiO2的光响应范围拓宽至可见光区,提高了纳米TiO2的光催化性能.与纯纳米TiO2相比,Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙的性能显著提高.     

介孔TiO2的材料合成及其在光催化领域的应用

在紫外光照射下TiO2是一种高效的光催化材料,具有重大的应用价值.近年来,随着纳米材料科学的发展,介孔材料的独特性质越来越受到人们的重视.介孔TiO2材料被证明在降解有害气体、有机染料等方面具有比传统颗粒TiO2更高的光催化活性.本文综述了介孔TiO2材料的合成方法及其在光催化领域的应用.     

TiO2-SiO2复合薄膜光催化活性的研究进展

TiO2-SiO2复合薄膜相对纯TiO2薄膜更有利于提高光催化活性,针对TiO2-SiO2复合薄膜在提高光催化活性方面表现的优异性能,论述了其提高光催化活性的机理。根据近年来国内外TiO2-SiO2复合薄膜的研究现状,对溶胶-凝胶法、离子自组装成膜技术、射频磁控共溅射法、液相沉积法、化学气相法等制备方法的研究进展进行了综述,并对其优缺点进行了比较和评述。展望了TiO2-SiO2复合薄膜进一步研究的方向和需要解决的问题。     

TiO2-SiO2纳米多孔材料常压干燥制备

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶法制得了TiO2-SiO2复合湿凝胶,用三甲基氯硅(TMCS)/乙醇(EtOH)/己烷(Hexane)溶液对湿凝胶进行改性,再经常压干燥制备了TiO2-SiO2纳米多孔材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收光谱(FTIR)和N2吸附/解吸法对纳米多孔材料的形貌和性质进行了分析.结果表明,所制备的TiO2-SiO2纳米多孔材料为轻质块状固体,具有连续多孔结构,密度为0.14～O.25g/cm3,孔隙率为88.6%～93.6%,比表面积为716.8～802.7m2/g.吸附和光催化降解罗丹明B的结果表明,n(Ti):n(Si)=1:3的样品吸附率最高,20h时达到86%,n(Ti):n(Si)=1:2的样品光催化降解率最高,10h时可达到94%.     

以PVP为软模板构建的层状介孔TiO2及其光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为软模板、硫酸钛为钛源,采用无机沉淀-胶溶法制备了层状介孔PVP-TiO₂。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis-Abs)、比表面积分析仪(BET)分别对样品的表面形貌、晶相组成、紫外吸收带边、比表面积和孔结构进行了表征分析,对层状结构的形成机理进行了研究。以甲基橙为目标降解物,研究了样品的光催化性能。结果表明：在相同条件下,PVP-TiO₂对甲基橙的最佳降解率达到93.84%,明显高于纯TiO₂。经PVP改性后,TiO₂试样出现了层状介孔结构,结晶度和晶粒尺寸均减小,促进了锐钛矿向金红石相的转变,并且PVP的引入使得TiO₂的光吸收带边发生了一定的蓝移。     

中孔TiO2的制备及光催化降解罗丹明性能的研究

以十六烷基三甲基溴化胺为模板剂,采用溶胶-凝胶法,在溶胶-凝胶制备过程中引入紫外光照辐射,制备出具有一定特殊性能的中孔TiO2材料.采用X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附、紫外-可见吸收、漫反射紫外、表面光电压谱等手段对其进行了分析和表征.以紫外灯为光源,通过对水溶性染料罗丹明B的光降解反应,考察了光助中孔TiO2催化剂的光催化活性.     

介孔Co-TiO2的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,硝酸钴为掺杂剂,在室温下采用水解沉淀法制备出掺杂金属Co的纳米介孔TiO2光催化剂.采用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),N2吸附/脱附等技术对其组织结构进行表征并研究了不同热处理温度、不同掺杂量对TiO2相变和光催化性能的影响.确定了最佳的Co掺杂量和热处理温度.结果表明:通过改性的纳米介孔TiO2晶粒尺寸在20～30nm之间,比表面积达到98.231m2/g,孔容0.285cm3/g,孔径约18.5nm.Co掺杂的最佳值为x(Co):x(Ti)=0.1%,Co-TiO2光催化剂的最佳热处理温度是500℃,光催化剂最佳投放量为1.0g/L.以甲基橙为降解目标物,在紫外光下的降解率最高可达95%.     

复合模板剂自组装制备混晶纳米TiO2介孔材料及其性能研究

采用TiCh为原料,以十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）、聚乙二醇（PEG400、PEG6000）及十二烷基苯磺酸钠（SDBS）两两组合为复合模板和结构导向剂,利用常压液相-水热合成两步反应制备了纳米混晶TiO2介孔材料。XRD分析结果表明,产品为金红石-锐钛矿的混晶结构;TEM观察,样品是由均匀球形颗粒组装成的无序介孔材料,一次粒径约为10～15nm;N2吸附-脱附等温曲线形状为Langmuir Ⅳ型,是典型的介孔结构吸附-脱附等温线,最可及孔径约为11nm。光催化性能实验表明,在40W目光灯照射60min后,该系列介孔材料可有效的降解工业废水中的有毒氰根含量和有机染料。研究结果还表明,采用CTAB-SDBS作为复合模板和结构导向剂时制得的介孔材料的孔结构和光催化降解性能较好。     

Pt/介孔TiO2-SiO2的制备、表征及光催化性能研究

以正硅酸乙酯、钛酸异丙酯为前驱体，尿素为沉淀剂，改进的均匀沉淀法制备了TiO2-SiO2介孔复合材料，用XRD、FTIR、氮气吸附-脱附、XPS等对材料进行了表征．结果表明：Ti／Si摩尔比为0．5的介孔复合材料平均孔径为3．2nm，比表面积达到609m^2／g．用光还原法在材料表面沉积适量的贵金属Pt，大大提高了材料的光催化活性．     

用稻壳灰为硅源合成有序介孔二氧化硅材料的研究

用稻壳灰为硅源,用十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,在酸性或碱性条件下均成功地合成了有序介孔SiO2材料MCM-41.利用XRD、N2吸附曲线、SEM、TEM等测试方法分别对稻壳灰及介孔SiO2样品进行了表征.结果表明,稻壳灰为非晶体,呈粒状的多孔结构,其比表面积为250m2/g;在酸性条件下合成的MCM-41具有周期性规则排列的介孔结构,最可几孔径为2.4nm,比表面积为1100m2/g.     

以间苯二酚-甲醛溶胶和MCM-48原粉制备有序介孔炭分子筛

以含有机模板的介孔纯硅分子筛MCM- 48原粉为模板,以间苯二酚(R)-甲醛溶胶为炭源制备了有序介孔炭分子筛.考察了w(R)/w(MCM- 48)和w(R)/w(H2O)对合成介孔炭分子筛的影响.产物用N2吸附/脱附、XRD、SEM、TEM和TG等手段进行了表征.结果表明,w(R)/w(MCM- 48)和w(R)/w(H2O)对所得到的介孔炭分子筛的有序性和比表面积有较大的影响.优化的w(R)/w(MCM- 48)比为0.50～0.65、w(R)/w(H2O)比为0.15～0.35,此时,能形成比表面积大于1125m2/g、平均孔径在2.2～2.4nm、具有规则介孔结构的炭分子筛,且这种炭分子筛具有高的热稳定性.     

十八烷基三甲基溴化铵为模板合成有序介孔氧化硅及其表征

利用表面活性剂十八烷基三甲基溴化铵(STAB)为模板、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、盐酸为催化剂,在较低的表面活性剂浓度下(小于4%)合成了介孔氧化硅,并研究了不同的反应条件对介孔结构及有序度的影响。在热乙醇萃取或者高温煅烧除去模板剂之后,利用红外(IR)、X射线电子衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及N2的吸附-脱附曲线对合成的介孔材料进行了表征。结果表明,合成的介孔氧化硅具有MCM-41型有序的孔道结构、大的孔体积(不小于1cm3/g)和BET比表面积(不小于1400m2/g),孔径均一且分布较窄。     

以纤维素为模板制备多孔SiO2棒

以2-溴丁酰溴与羟乙基纤维素的酯化产物为原子转移自由基(ATRP)聚合的天分子引发剂,在60℃引发甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)聚合,再将PDMAEMA接枝到纤维素上.以此作为模板,在其水溶液中搅拌加入前驱体正硅酸乙酯(TEOS),水解产生二氧化硅凝胶并吸附在模板上,形成二氧化硅棒,通过红外光谱(FT...     

La掺杂TiO2介孔微球的超声水热合成和光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源、硝酸镧为镧源、十二胺为模板剂,采用超声?水热法合成了La3+掺杂介孔TiO2微球,并利用XRD、XPS、TEM、BET、UV-Vis、IR、FL等手段表征了材料的结构、形貌、比表面积、孔径分布及光学性能.研究结果表明,适量La3+离子掺杂不仅能使介孔TiO2晶粒细化,比表面积增大,荧光强度减弱.La3+/TiO2的光吸收边红移,并具有比商业P25更好的光催化活性,其中介孔La3+/TiO2(2.0at%)的比表面积和平均孔径分别为132.7 m2/g和8.67 nm,光催化降解初始浓度为40 mg/L的亚甲基蓝溶液120 min时,其降解率达到98.5%,表现出最强的光降解能力.     

稻壳裂解制备SiO2气凝胶的研究

稻壳在稀盐酸中沸煮、干燥后,于540℃裂解,制得了一种SiO₂气凝胶.ICP-AES测定结果表明了该气凝胶中SiO₂质量含量为99.99％,激光粒度仪测定其体积平均粒径为20.77μm,BET法研究表明了该气凝胶的比表面积为251m²/g.并利用XRD、IR和SEM研究了稻壳在制备气凝胶过程中的结构变化.     

埃洛石为模板合成中孔炭

以天然矿物埃洛石为模板, 蔗糖为碳源合成了具有“壳-核”结构的中孔炭。通过SEM、TEM、N₂吸附、XRD、Raman、TG对样品进行了形貌和结构表征。结果表明: 模板炭具有一维管状结构, 与埃洛石具有相似的形貌。经过700℃和900℃炭化后的模板炭比表面积达到了945 m²/g和1147 m²/g, 孔容和中孔率也较埃洛石有了很大的提高。去除模板后得到的模板炭具有很高的纯度, 为无定形炭。升高炭化温度, 模板炭的拉曼特征参数R值降低, 热分解温度由563℃提高到623℃。同时, 对模板炭的形成过程及孔道形成机理进行了分析和讨论。     

介孔氧化钛的溶剂热合成及其光催化性能

以嵌段共聚体P123为结构导向剂,乙醇为溶剂,溶剂热合成了粒径在微米级的锐钛矿介孔氧化钛.利用透射电镜(TEM)、N2吸附、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段研究了晶化时间和前驱物配比对合成产物孔结构和结晶状态的影响.所得的锐钛矿氧化钛晶粒具有较大的比表面积和纳米级孔道结构.以此产品作为光催化剂对二氯苯酚具有较强的光催化效果.在低浓度原料配比下,150℃晶化10d得到的介孔氧化钛具有接近于商业化纳米氧化钛P25的降解能力.     

稻壳裂解制备SiO2气凝胶的研究

稻壳在稀盐酸中沸煮、干燥后，于540℃裂解，制得了一种SiO2气凝胶。ICP-AES测定结果表明了该气凝胶中SiO2质量含量为99.99%，激光粒度仪测定其体积平均粒径为20.77μm，BET法研究表明了该气凝胶的比表面积为251m^2/g。并利用XRD、IR和SEM研究了稻壳在制备气凝胶过程中的结构变化。     

以玉米秸秆为模板制备N掺杂BiVO4及其可见光光催化性能

以六次甲基四胺(C₆H₁₂N₄)为氮源, 玉米秸秆为模板, 采用溶胶-凝胶法制备N掺杂BiVO₄(CS-BiVO₄-xN), 并采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等表征手段对样品进行表征和分析。在可见光照射下, 通过光催化降解甲基橙溶液评价N掺杂对BiVO₄光催化剂活性的影响。结果表明: N掺杂没有改变BiVO₄的晶型; 掺杂的N取代BiVO₄中部分O, 以-N-V-O形式存在, 产生杂质能级, N掺杂导致BiVO₄表面氧空位增加, 二者协调作用致使禁带宽度变窄, 光吸收带边发生红移, 提高了其活性。以玉米秸秆为模板制备的蜂窝状BiVO₄, 颗粒分散好, 晶体粒径小, 有效提高了BiVO₄初始吸附能力, 促进了光催化活性; 可见光光照50 min时, CS-BiVO₄-12N样品对甲基橙的脱色率达80.9%, 较CS-BiVO₄(25.56%)和BiVO₄-12N(28.34%)有明显提高。