PET基二氧化钛光催化涂层的制备及性能研究

采用旋涂法在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜基材上制备出二氧化钛光催化涂层。为制备纳米二氧化钛(TiO_2)粒子富集于涂层与空气界面处的光催化涂层,采用偶联剂1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷对纳米TiO_2粒子进行了表面氟化改性。采用SEM、紫外-可见分光光度计和接触角测定仪对PET基光催化涂层的结构进行了表征。结果表明,所制备的光催化涂层厚度约为4~6μm,且在可见光区具有极高的透明性。以甲基橙为目标污染物考察了光催化涂层的光催化活性,结果表明,含有氟化纳米TiO_2粒子的光催化涂层比含有纯纳米TiO_2粒子的光催化涂层具有更高的光催化活性,纳米TiO_2粒子表面氟化改性使纳米TiO_2粒子富集于涂层与空气界面处,这种粒子的分布状态有利于光催化活性的提高。     

HNTs/TiO_2/MoS_2复合材料的制备及其在氯四环素光催化降解中的应用

利用两步反应制备了HNTs/TiO_2/MoS_2复合材料,并通过X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜、紫外-可见漫反射光谱仪等对复合材料的结构形貌、化学成分以及光学性能进行了表征,并利用氯四环素(CTC)在水相中的光催化降解对制备的样品进行光催化活性的评价。结果表明,TiO_2粒子均匀地吸附在HNTs的表面,MoS_2的引入成功地扩大了TiO_2的光响应范围;与单半导体MoS_2和二元复合材料HNTs/TiO_2相比,三元复合材料HNTs/TiO_2/MoS_2具有更高的光催化活性。HNTs/TiO_2/MoS_2三元结构经过4次循环后显示出良好的光稳定性。     

Au/TiO_2纳米片异质结薄膜的制备及其光催化性能研究

采用微波辅助化学还原法制备Au/TiO_2纳米片异质结薄膜(Au/TiO_2NSF)光催化剂,通过XRD、SEM、UVVis、PL和光电流响应对其进行表征,并考察了其在模拟太阳光下降解水相中有机染料亚甲基蓝(MB)和清除气相中氮氧化物(NO_x)的性能。结果表明,Au/TiO_2NSF光催化剂对光的吸收利用好、光生电子-空穴对复合几率小,其光催化降解MB和清除NO_x的活性比TiO_2NSF高,其中1.0Au/TiO_2NSF的效果最好。     

Sm~(3+)掺杂方式对TiO_2晶相及光催化性能影响的研究

采用共沉淀法和浸渍法分别制备了Sm~(3+)掺杂(Sm-TiO_2)和负载(Sm/TiO_2)的TiO_2光催化剂。通过XRD、TEM等对经过800℃高温焙烧的Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的晶相、形貌和粒子大小进行了考察。结果表明,与共沉淀法相比,采用浸渍法时,Sm~(3+)的负载可以更有效地抑制TiO_2从锐钛矿到金红石的相变及TiO_2粒子的长大。这可能主要是因为采用浸渍法时Sm~(3+)更容易分散在TiO_2的表面上,阻挡了锐钛矿粒子之间的接触以及金红石在锐钛矿界面上的生成,从而抑制了TiO_2的相变及粒子长大。以光催化降解罗丹明B为模型反应,考察了Sm~(3+)掺杂和负载的TiO_2光催化材料的性能。结果表明,经过高温焙烧之后,Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的光催化活性均远远高于TiO_2的光催化活性。而且Sm/TiO_2具有更高的光催化性能。     

TiO_2/壳聚糖/明胶复合棉织物的制备及功能特性

采用了溶胶-凝胶法制备了TiO_2溶胶,使纳米TiO_2在棉织物的表面和内部原位生成,从而实现无机纳米TiO_2粒子与棉织物的牢固结合;再与壳聚糖明胶混合液进行浸轧,制备TiO_2/壳聚糖/明胶复合棉织物材料。用扫描电镜和X射线衍射仪对样品的形貌和结构进行表征,并测试了样品的力学性能、耐洗牢度和光催化性能。结果表明:原位生成的TiO_2与棉织物结合牢固,粒径均匀,分散性较好;纳米TiO_2主要是锐钛矿晶型;所制得试样对活性红染液具有良好的光催化降解作用。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

金负载二氧化钛纳米纤维膜来提高光催化性能

通过水热法制备二氧化钛纳米纤维薄膜,同时运用微波辅助化学还原法将Au纳米颗粒负载于TiO_2 NFF表面制得Au/TiO_2 NFF,并将其应用于光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验。     

复合TiO_2纳米颗粒的TiO_2纳米棒阵列的制备、表征及光催化性能研究

从提升光生电荷分离效率的角度出发,先采用一步水热法制备了单晶TiO_2纳米棒阵列,再经简单的常温化学浴处理在其表面复合TiO_2纳米颗粒,获得了核壳结构的TiO_2纳米棒阵列-TiO_2纳米颗粒(TNR@TNP),通过XRD、SEM、TEM对其结构和形貌进行了表征,并对其室温下降解气态苯的光催化性能进行了评价,通过光电流测试和XPS表征对其光催化降解机理进行了研究。结果表明,化学浴浸泡30h的TNR@TNP的光催化降解气态苯的活性最强;TiO_2纳米颗粒表面的氧空位缺陷能够捕获空穴,将空穴钉扎在其表面,而电子则沿着TiO_2纳米棒阵列方向迁移至FTO导电玻璃,从而提升光生电荷分离效率,使得TNR@TNP的光催化活性明显增强。     

二氧化钛纳米结构形貌可控合成及光催化性能

以不同方法制备棒状、球状和花状3种形貌的TiO_2纳米粒子,采用X粉末衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和紫外-可见漫反射等对TiO_2纳米粒子进行结构及形貌分析。以亚甲基蓝为降解模型,分别在紫外光与可见光条件下对TiO_2纳米粒子进行光催化性能研究,分析TiO_2的形貌结构影响光催化性能的机理。结果表明,花状TiO_2纳米粒子光催化性能最好,其中高能晶面与微观形貌尺寸对TiO_2光催化性能具有重要影响。     

Sm~(3+)掺杂方式对TiO_2晶相及光催化性能影响的研究

采用共沉淀法和浸渍法分别制备了Sm⁽³⁺⁾掺杂(Sm-TiO_2)和负载(Sm/TiO_2)的TiO_2光催化剂。通过XRD、TEM等对经过800℃高温焙烧的Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的晶相、形貌和粒子大小进行了考察。结果表明,与共沉淀法相比,采用浸渍法时,Sm(3+)掺杂(Sm-TiO_2)和负载(Sm/TiO_2)的TiO_2光催化剂。通过XRD、TEM等对经过800℃高温焙烧的Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的晶相、形貌和粒子大小进行了考察。结果表明,与共沉淀法相比,采用浸渍法时,Sm⁽³⁺⁾的负载可以更有效地抑制TiO_2从锐钛矿到金红石的相变及TiO_2粒子的长大。这可能主要是因为采用浸渍法时Sm(3+)的负载可以更有效地抑制TiO_2从锐钛矿到金红石的相变及TiO_2粒子的长大。这可能主要是因为采用浸渍法时Sm⁽³⁺⁾更容易分散在TiO_2的表面上,阻挡了锐钛矿粒子之间的接触以及金红石在锐钛矿界面上的生成,从而抑制了TiO_2的相变及粒子长大。以光催化降解罗丹明B为模型反应,考察了Sm(3+)更容易分散在TiO_2的表面上,阻挡了锐钛矿粒子之间的接触以及金红石在锐钛矿界面上的生成,从而抑制了TiO_2的相变及粒子长大。以光催化降解罗丹明B为模型反应,考察了Sm⁽³⁺⁾掺杂和负载的TiO_2光催化材料的性能。结果表明,经过高温焙烧之后,Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的光催化活性均远远高于TiO_2的光催化活性。而且Sm/TiO_2具有更高的光催化性能。     

g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料光催化活性提升路径研究

由于g-C_3N_4存在着表面积小、光生载流子复合严重等问题,限制了光催化材料的光催化活性,故以g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料为实验对象,提出g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料光催化活性提升路径研究。选取适当的实验试剂与仪器,并对试剂进行一定的处理,制备g-C_3N_4纳米片、TiO_2纳米片与g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料,设置水分解实验步骤。在不同三聚氰胺/TiO_2质量比、高温煅烧温度与高温煅烧时间条件下,制备g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料,并进行水分解实验。结果表明,当制备条件为三聚氰胺/TiO_2质量比为4∶1,高温煅烧温度为550℃,高温煅烧时间为5 h时,g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料水分解氢气量最大,即光催化活性最佳。     

纳米TiO_2表面晶相结构转化及其光催化活性研究

催化剂的表面结构对于调控其催化活性具有重要的作用。采用高温煅烧的方法诱导锐钛相纳米TiO_2发生金红石相转变,对其光催化活性和金红石相含量分析发现,仅少量的金红石相生成可显著提高纳米TiO_2光催化活性,同时明显改变催化体系中不同自由基的相对含量。·OH的生成浓度仅有稍微增加,而O_2·~-的浓度从0. 233μM/h迅速增加到0. 501μM/h,说明煅烧过程诱导纳米TiO_2的表面结构发生显著改变,金红石相TiO_2优先在纳米TiO_2颗粒表面区域生成。通过与模型金红石相/锐钛相纳米TiO_2表面异质结构对比,进一步验证了表面晶相异质结构可显著提高纳米TiO_2催化活性。     

制备条件对Au/TiO_2液相氧化反应活性的影响

采用沉积-沉淀法制备纳米级Au/TiO_2催化剂,以葡萄糖液相催化氧化制葡萄糖酸为探针反应,考察了催化剂制备条件对Au/TiO_2活性的影响,并利用TEM、XRD和XPS等方法对催化剂进行了表征。结果表明,Au/TiO_2对葡萄糖液相氧化反应的催化活性与催化剂的制备条件密切相关,纳米金的颗粒尺寸不是决定催化活性的惟一因素,金在催化剂中的价态对催化活性有重要影响。     

晶相结构对二氧化钛氮掺杂类型及其光催化性能的影响

采用沉淀法制备不同晶型的TiO_2,采用微波法和氨气气氛焙烧法制备了氮掺杂纳米TiO_2,对其进行了XRD、XPS和UV-Vis表征,通过光催化性能的评价,考察晶型对氮掺杂TiO_2光催化活性的影响。结果表明,在TiO_2掺氮过程中,间隙氮与取代氮形式主要由制备方法决定,并不随晶型不同而变化。两种方法掺氮后对锐钛矿和金红石结构TiO_2的可见光光催化活性均有较大提高,但复合相结构的可见光光催化活性没有明显提高。     

氧化钛光催化材料及其在陶瓷中的应用

氧化钛具有活性高、稳定性好、无毒和成本低等优点,是目前研究最为广泛的光催化剂之一,也是最有可能制备成光催化陶瓷的材料。本文就TiO_2光催化机理、光催化活性的影响因素、纳米TiO_2的制备、纳米TiO_2的相变、TiO_2光催化材料的应用及光催化陶瓷的研究进展进行了综述。     

CdSe-TiO_2光催化材料制备及降解亚甲基蓝染料的性能研究

利用醇解-醇热法制备纳米TiO_2光催化材料,并利用CdSe对制备的TiO_2光催化材料改性。XRD表征结果表明,钛酸比为1∶2时制备的TiO_2光催化材料主要为锐钛矿型。通过亚甲基蓝光催化降解实验证明CdSe改性可以显著提高TiO_2光催化性能。     

Mo掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2与Mo掺杂TiO_2纳米粒子,并利用XRD、UV-VIS、XPS等测试手段对制备的TiO_2纳米粒子进行表征;以亚甲基蓝为光催化反应模型,考察了煅烧温度、钼掺杂量等对TiO_2晶格畸变,晶粒大小,晶型,光学性能及光催化活性的影响.结果表明:大部分Mo~(6+)取代晶格中Ti~(4+)的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO_2由锐钛矿相向金红石相转变;样品经450 ℃煅烧, 随Mo掺杂量增加,激发波长红移增加,当煅烧温度升至600 ℃,1.8%Mo-TiO_2样品中锐钛矿相含量增加,致光激发波长蓝移;适量的Mo掺杂有利于提高TiO_2光催化效果,Mo掺杂物质的量分数为1.8%, 经600 ℃煅烧后样品的光催化性能最佳.     

木质素磺酸钠制备二氧化钛纳米材料及其光催化性能的研究

利用木质素磺酸钠,采用直接沉淀法制备了纳米二氧化钛(TiO_2)材料。采用XRD、SEM手段对所制备的材料进行分析表征,发现所制备的二氧化钛材料(SLS-TiO_2)具有球形粒子形貌,且为锐钛矿结构。以亚甲基蓝为降解对象进行光催化性能测试,光催化研究表明我们所制备的二氧化钛具有很高的光催化活性,其中1.0 g-SLS-TiO_2样品的光催化活性最高,对亚甲基蓝的光催化降解效率可达97.6%。     

表面修饰TiO_2催化降解LDPE薄膜的制备与性能

采用硅烷偶联剂(KH550)对纳米二氧化钛(TiO_2)进行表面改性,测试了改性前后纳米TiO_2在紫外线照射下对低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的光催化降解效率。结果表明,硅烷偶联剂成功地改善了纳米TiO_2的表面,而没有改变其晶体结构;机械性能测试结果显示,改性后的纳米TiO_2提高了复合薄膜材料的断裂伸长率;电子扫描显微镜(SEM)观察结果表明,硅烷偶联剂改性提高了纳米TiO_2在LDPE中的分散性,提高了光催化降解效率。