PEG对二氧化钛薄膜微观结构和光催化性能的影响

用聚乙二醇(PEG)1000作为添加剂,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛薄膜,通过改变PEG的含量得到不同微观结构的薄膜,进而研究了PEG的含量对二氧化钛薄膜光催化性能的影响.实验结果表明:在30 mL钛溶液中加入O g、O.3 g、O.6 g和0.9 g(PEG) 1000制备的薄膜中均主要含有锐钛矿型二氧化钛晶粒,其中溶胶中加入0.6g(PEG) 1000制成的TiO2多孔薄膜孔穴均匀分布,薄膜的表面平均粗糙度为9.11 nm,光催化性能最高,在180 min内对罗丹明B的降解率达到90.6％.     

聚乙二醇对非水解溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜结构及性能的影响

采用非水解溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2光催化薄膜.用紫外光照甲基橙的降解实验研究了聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)分子量和添加量对TiO2薄膜光催化活性的影响.应用场发射扫描电镜分析了薄膜的显微结构与其光催化性能的关系.结果表明:当PEG的相对分子量为1 000,PEG与TiCl4的摩尔比为0.1时,薄膜的比表面积大,薄膜颗粒细小,薄膜中存在均匀分布的大量微小孔隙,其光催化性能最佳.PEG的分子量和加入量过高或过低均会降低薄膜的光催化性能.当PEG的分子量过小或其加入量过少时,TiO2薄膜显微结构的特点是晶粒粗、孔隙数量多和孔径大.PEG的分子量过大或加入量过多,薄膜的颗粒细小,但前者导致薄膜致密而后者又促使薄膜多孔.     

非水解溶胶-凝胶法制备TiO2光催化薄膜

以TiCl4为前驱体,无水乙醇为氧供体,聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)为成膜控制剂,通过非水解溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化薄膜.应用X射线衍射和热重-差式扫描量热研究了TiO2凝胶在热处理过程中的物相变化.采用场发射扫描电镜和光照甲基橙的降解实验研究了TiCl4浓度和镀膜次数对TiO2薄膜显微结构和光催化活性的影响.结果表明:非水解溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜开始出现金红石相的温度为750 ℃,高于传统水解溶胶-凝胶法制备的薄膜.TiCl4浓度和PEG用量是影响薄膜结构和光催化性能的关键因素.当TiCl4浓度为0.83 mol/L,PEG与TiCl4摩尔比为0.1时,所制备的薄膜是一种晶粒细小且孔隙及孔径分布均匀的多孔膜,这有利于提高薄膜的比表面积,薄膜具有最佳的光催化性能.     

光催化超亲水性TiO_2-SiO_2薄膜的研究

采用溶胶 -凝胶法在普通载玻片上制备了TiO2 -SiO2 复合薄膜 .利用高温显微镜、SEM、红外光谱 (IR)和分光光度计 ,研究了SiO2添加量和镀膜层数对润湿角、薄膜微结构、透过率、光催化活性的影响 .结果表明 :通过在TiO2 薄膜中加入SiO2 ,能显著降低薄膜的润湿角 ,超亲水性状态可以保持很长时间 .低于 3 0 %SiO2 添加量 (以摩尔分数计 ) ,在煅烧过程中对TiO2 锐钛矿相晶粒生长有抑制作用 ,同时 ,光透过率提高 ,光催化活性有所下降 .在薄膜中 ,TiO2 和SiO2 分别单独形成颗粒 ,但有少量Ti—O—Si键形成 ,存在少量的复合氧化物 .当SiO2添加量为 10 %时 ,3层TiO2 -SiO2 薄膜的润湿角接近 0°,光催化活性为光照 2h甲基橙溶液降解率 5 3 % ,其性能最佳 .     

过氧钛酸溶胶前驱体制备TiO2薄膜及其光催化性能

介绍了一种新型制备二氧化钛光催化薄膜的无机盐溶胶一凝胶法。以TiOSO4、氨水为原料,H2O2为络合剂制备了黄色、透明、稳定的中性过氧钛酸(peroxo titanic acid,PTA)溶胶。以PTA溶胶为前驱体,在玻璃片上经500℃热处理30min制备了透明的锐钛矿相TiO2光催化薄膜。用X射线衍射、扫描电镜、热重一差热分析等对PTA溶胶和TiO2薄膜进行了表征。结果表明：保持pH值呈中性可以制得透明PTA溶胶,该溶胶在200℃就产生了锐钛矿晶相。薄膜表面晶粒呈长条状,长100nm,径向直径40nm,加入聚乙二醇后,薄膜产生了孔径为20nm的多孔结构。以10mg／L甲基橙为降解对象初步考察了TiO2薄膜的光催化性能,在紫外光照120min内,其脱色率达到98．95％。     

硅掺杂和硅钒共掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了一定厚度(约120 nm)的掺硅TiO2薄膜,在配制原始溶液时,所用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙醇、水和硝酸的摩尔比为1∶y∶25∶1∶0.2.用扫描电子显微镜观察其表面形貌,用X射线衍射表征其结构.以甲基橙溶液为体系,考察掺杂后TiO2薄膜的光催化性能.结果表明当y≤0.3时,随硅掺入量的增加,TiO2薄膜的光催化性能提高;当y>0.3时,硅的掺入使TiO2薄膜的光催化性能降低.另外,用相同方法制备了钒硅共掺杂的TiO2薄膜,发现钒硅共掺杂可以进一步提高TiO2的光催化性能.     

PEG分子量对TiO2微观结构和光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同分子量的PEG改性的TiO2光催化材料(PEG-TiO2).利用X射线衍射仪和拉曼光谱,表征和分析了PEG-TiO2的微观结构,以亚甲基蓝溶液为降解对象,评价了不同分子量的PEG-TiO2的光催化性能.实验结果表明,制备的PEG-TiO2为锐钛矿和金红石的混合晶体结构,其中,锐钛矿含量与PEG...     

采用Sol-gel法制备SiO2/TiO2光催化双层薄膜

采用溶胶-凝胶(sol-gel)旋涂法在玻璃基体上制备SiO2/TiO2双层膜,提高TiO2的光催化性并赋予传统玻璃自洁净功能.通过增加SiO2阻挡层,防止玻璃中的碱金属离子向TiO2层的扩散,同时以多孔SiO2为模版,增加TiO2的比表面积,提高光的利用率,进而提高其光催化活性.对各影响因素进行了研究,得出最佳制备工艺条件.并采用降解甲基橙溶液的方法对其光催化性能进行评价,采用紫外-可见分光光度计对镀膜样品的透射比及吸光度进行测试;采用XRD对薄膜的结构进行分析.实验结果表明:SiO2溶胶陈化时间为4d,调节溶胶pH值为5,母液与阶梯醇的质量比为3∶1,旋涂速度为3000 r/min,加液量为3滴,400℃热处理保温3 min时,制备出的薄膜在可见光范围内的平均透射比可达到94.5％,比未镀膜玻璃基片提高约3.2％,具有最大透射比.400℃热处理6 min的双层膜的光催化性能最好,在紫外灯的照射下对甲基橙溶液的降解率相较于单层二氧化钛光催化薄膜明显提高,提高了25.6％.     

织物负载TiO_2光催化剂的制备及其对活性红MS光催化动力学

实验采用溶胶—凝胶法制备纳米TiO2溶胶,低温下棉织物经过浸渍TiO2溶胶—烘干—焙烘法处理后,在织物表面形成了TiO2薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品结构和形貌进行了分析和表征。在紫外灯照射下,以活性红MS为降解物,研究了制备条件包括TiO2浓度、TiO2溶胶pH、焙烘温度和焙烘时间对薄膜光催化性能的影响。结果表明,在低温下制备的TiO2主要是锐钛矿型,并且薄膜的光催化活性与处理工艺有关。在TiO2浓度为0.423mol/L、TiO2溶胶pH为1.67、焙烘温度为80℃、焙烘时间为2min的条件下,活性红MS的光催化降解速率常数最大,拟合紫外光下光催化薄膜TiO2降解活性红MS为一级反应。     

低温制备纳米晶TiO2薄膜及其光催化性能

以无机盐TiOSO4、氨水、H2O2为原料,通过沉淀、胶溶、络合、回流等步骤制备了含有锐钛矿晶粒的回流溶胶(refluxed sol,RS).以RS为前驱体在玻璃基片上用红外灯100 ℃干燥,在低温下制备了纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射、热重、扫描电镜、紫外可见光吸收光谱等测试手段对TiO2薄膜进行了表征.结果表明:低温制备的TiO2薄膜呈透明状,在可见光下透光率超过80 %,附着力良好,薄膜表面均匀分布着球形锐钛矿晶粒,晶粒粒径随回流时间延长而增加.以10 mg/L甲基橙为降解对象,考察了TiO2薄膜的光催化性能,由100 ℃回流6 h的RS-6溶胶制备的TiO2薄膜光催化性能最好,120 min内甲基橙脱色率达到99%以上,说明采用RS前驱体制备的TiO2薄膜光催化性能良好.     

钨离子掺杂对钛片表面TiO2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了负载在钛片上掺杂W⁶⁺的TiO₂薄膜光催化剂。研究结果表明,焙烧温度为520 ℃,TiO₂薄膜光催化剂活性最好;W⁶⁺的掺杂提高了TiO₂薄膜的光催化活性。当W⁶⁺掺杂浓度为6.04×10¹⁶个·cm^-3时,W⁶⁺-TiO₂薄膜光催化剂光催化活性最高,XRD结果表明,掺杂W⁶⁺前后TiO₂均为锐钛矿相,并未检测出任何钨的氧化物。     

纳米二氧化钛薄膜的制备及特性研究

纳米二氧化钛薄膜由于具有优良的光催化活性而受到人们的重视。采用阳极电沉积的方法在ITO基体上制备二氧化钛钠米薄膜。研究了阳极电流密度和沉积时间对纳米二氧化钛薄膜结构和附着力的影响，利用扫描电子显微技术和X射线衍射技术分析了二氧化钛薄膜的表面形貌和组织结构，探讨了其光催化活性和亲水性。结果表明，纳米二氧化钛薄膜是由纳米级的颗粒组成，颗粒间存在纳米级小孔，该薄膜对于波长为400－700nm的可见光是透明的，具有优良的光催化活性和亲水性。     

Ag+修饰改性TiO2薄膜的制备、表征及日光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,制备了Ag^＋/TiO2薄膜.利用XRD、SEM等测试手段进行了样品的表征分析,以降解罗丹明B为反应模型,研究了薄膜的日光催化活性和薄膜的重复使用效果.结果表明,Ag掺杂以后可以明显地提高TiO2薄膜的催化活性,薄膜的使用次数可达到5次以上,且仍有明显的降解效果.     

TiO2 纳米薄膜微结构及光催化性能研究

以钛酸丁酯Ti(OBu)4为原料,采用溶胶-凝胶法在普通钠钙玻璃表面制备了TiO2纳米薄膜,用XRD、UV-VIS等技术对薄膜微结构及紫外吸收性能进行了表征,选用食用油光催化降解为模型对TiO2薄膜光催化性能进行了评价。探讨了退火温度对薄膜晶相结构及其光催化活性的影响,450℃退火处理的薄膜呈锐钛矿和金红石型混晶结构,锐钛矿相平均晶粒尺寸为28.8 nm,金红石相平均晶粒尺寸为40.4 nm,700℃退火后为纯金红石相。焙烧温度在450—490℃光催化活性较为理想,480℃附近光催化活性达到最高。涂膜层数增加,光催化活性增强,8层膜的光催化活性最高。     

Ag-TiO2薄膜的制备与光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛的前驱体,硝酸银为银物种掺杂给体,采用溶胶-凝胶法制备经Ag掺杂改性的TiO2溶胶,利用浸渍提拉法在普通玻璃片上制得了Ag-TiO2薄膜,以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了煅烧温度、掺银量对Ag-TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明,随煅烧温度的升高,TiO2的结晶度提高,复合薄膜表面的TiO2颗粒形貌逐渐变为规则形状,当煅烧温度为500℃时,复合薄膜具有较好的光催化活性。随着掺银量的增加,复合膜的光催化活性先增大后减小,当AgNO3质量分数0.5%时,复合薄膜具有较好的光催化活性。     

TiO2/SnO2复合薄膜的光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法常温合成含有一定晶型的TiO2溶胶和SnO2溶胶,使用浸渍提拉法在普通载玻片上制备出TiO2/SnO2复合膜。考察了不同SnO2薄膜层数对TiO2/SnO2复合膜光催化活性的影响,并对其光催化活性提高的机理进行了探讨。结果表明,SnO2层的加入能有效提高薄膜的光催化活性,这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位,其价带电位高于TiO2的价带电位,光激发下,TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层,有效抑制了薄膜内电子-空穴对的复合,增加了复合薄膜表面空穴的浓度,因而光催化活性得到了显著的提高。     

光催化自洁净玻璃的研制

用溶胶－凝胶法制备了表面镀有Ag-TiO2光催化薄膜的自洁净玻璃,并利用XRD,SEM等方法研究了光催化薄膜的结构与特征,考察了不同银含量以及不同膜厚度对自洁净玻璃光催化活性的影响。研究结果表明：光催化薄膜主要由20－100nm的Ag和TiO2颗粒构成;掺入适量银,可提高光催化活性,在[Ag]/[TiO2]=2/50（浓度比）时为最好。在[Ag]/[TiO2]＝2／50时,膜厚为0．87μm时光催化活性最高。     

SiO2/TiO2薄膜对水中腐殖酸降解及大肠杆菌灭活效果的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SiO2/TiO2粉体并采用XRD、TG-DTA及Uv-vis对其结构进行了表征.采用热沉积法将其负载于玻璃板上,以水中天然有机物腐殖酸和典型菌种大肠杆菌为代表物考察了SiO2/TiO2薄膜的光催化活性,并对其机理进行了推测.研究结果表明,SiO2/TiO2薄膜具有较高的光催化活性及抑菌作用.硅的引入不仅使催化剂的带隙变宽,提高了催化剂表面上光生e-h+的氧化还原能力,而且使催化剂表面出现了更多有利于光生空穴-电子转变为·OH的吸附氧,这是SiO2/TiO2薄膜使水中污染物降解及细菌灭活的主要原因.     

AUGMENTATION OF PHOTOCATALYTIC ACTIVITY OF TiO2 THIN FILMS PREPARED BY A SOL-GEL TECHNIQUE

In order to increase the photocatalytic activity on TiO₂ thin film per its external surface area, the structure of flat thin film was modified by adding a small amount of polyethylene glycol (PEG) to TiO₂ sol solution. By firing PEG contained in a TiO₂ gel film, a porous structure was developed. The photocatalytic activities of the thin films prepared thus were evaluated by the degradation of 2-propanol in the aqueous solutions under black light illumination. The photocatalytic activity of TiO₂ thin film prepared with added PEG 400 by 2.6 wt% or PEG 2000 by 9.5 wt% was increased by about 30% as compared to that prepared without added PEG.     

Enhanced photocatalytic activity of Au-buffered TiO2 thin films prepared by radio frequency magnetron sputtering

Au-buffered TiO₂ thin films have been prepared by radio frequency magnetron sputtering method. The structural and morphological properties of the thin films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy. The photocatalytic activity of the samples was evaluated by the photodecomposition of methylene blue. The Au-buffer thin layer placed between the TiO₂ thin films significantly enhanced photocatalytic activity by 50%. Annealing the Au-buffered TiO₂ thin film at 600 °C decreased the film roughness, but it increased the surface area and anatase crystalline size, enhancing the photocatalytic activity.