纳米二氧化钛粉体晶相控制实验研究

在水解－沉淀法制备纳米TiO2粉体的过程中，使用不同的沉淀剂获得了晶相不同的纳米TiO2粉体，使用混合沉淀剂，通过控制沉淀剂的比例，制备了晶相组成（金红石与锐钛矿比例）不同的纳米TiO2多晶粉体，采用相同的粉体制备工艺，不同的后续处理工艺，探讨了锐钛矿向金红石转变的相变温度，经分析研究后认为，水解－沉淀法制备的纳米粉体中的锐钛矿向金红石红转变的温度为500－800℃，完全转变的温度在800℃以上；纳米TiO2多晶粉体的晶相组成不仅与沉淀剂的种类，混合沉淀剂中沉淀剂的比例和粉体的煅烧温度有关，而且与粉体的后续处理工艺和粉体表面界面相的稳定性有关。     

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%.     

低温制备锐钛矿型TiO2溶胶的性能研究

采用溶胶-凝胶法,以水为溶剂,在低于70℃下直接合成纳米锐钛矿型TiO2溶胶,研究了反应温度、pH值对溶胶晶型、晶粒大小和稳定性的影响.以不同光照下对亚甲基蓝的降解,评价了溶胶的光催化活性.结果表明:较低pH值下溶胶中的TiO2出现了金红石相与锐钛矿相组成的混晶相,而pH值相对较高时则得到纯锐钛矿相TiO2;在紫外光、日光灯和太阳光下,与P25对亚甲基蓝的降解相比,同等条件下所制备的TiO2溶胶显示出更好的光催化活性;混晶相TiO2溶胶的光催化性优于纯锐钛矿相TiO2溶胶.     

湿式超声化学法制备TiO2纳米晶的研究

采用湿式超声化学法制备了锐钛矿相TiO2纳米晶，通过XRD、TEM及粒径统计分析等手段研究了不同工艺条件下产物的不同性质。结果表明，超声反应温度、持续时间及超声波发生方式对TiO2纳米晶的形貌、粒径及结晶度等均有不同程度的影响。     

板钛矿相对TiO2纳米晶相转变的影响研究

本文以Ti(O BU) 4为前驱体 ,采用溶胶 凝胶工艺制备了TiO2 纳米晶。通过X 射线衍射 (XRD)分析证明了所制备的锐钛矿相TiO2 纳米晶中含有一些板钛矿相 ,发现在较低的热处理温度下 ,TiO2 纳米晶就发生了相转变 ,并且板钛矿 金红石相转变的过程比锐钛矿 金红石相转变过程快 ;同时锐钛矿相的晶胞常数c的变化似乎部分归因于有板钛矿相的存在。差热 热重同步分析 (DTA TGA)表明 ,在 36 0～ 5 0 0°C之间 ,可以观察到板钛矿 锐钛矿相转变的存在。最后对TiO2 纳米晶中含有的板钛矿相对锐钛矿 金红石相转变的作用机制进行了简要的分析。     

纳米TiO2光催化降解双酚A的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2.以纳米TiO2为光催化剂,研究了在氧气存在条件下对典型内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应.分别讨论了分子氧、不同晶型、不同晶粒尺寸的纳米TiO2以及光照时间对双酚A降解反应的影响.结果表明,以0.2L/min的通氧速度进行光化学反应5h,锐钛矿型TiO2晶粒尺寸在10～20nm时对双酚A的光催化降解效率最好.     

TiO2/SiO2复合薄膜的晶化特征和结构转变研究

对TiO2／SiO2复合薄膜的晶化特征进行了分析，研究表明，随着TiO2含量的增加，其晶化温度降低，而由锐钛矿相完全转变为金红石相的速度减慢．SiO2的析晶温度也随着TiO2含量的增加而降低，即TiO2具有诱导SiO2析晶的作用．锐钛矿晶粒尺寸的增加幅度随着TiO2含量的降低和热处理温度的升高而增大．其晶粒尺寸的大小与热处理时间的平方根成正比．认为由于TiO2含量的不同，造成薄膜中由锐钛矿相完全转变成金红石相的速度差异主要来自于薄膜中应力的作用．     

有机分子控制下TiO2纳米材料的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶技术，利用表面活性剂AOT控制TiO2的生长，在不同温度下进行热处理．制备出晶粒度为10～35m的TiO2粉。研究了AOT在制备高光催化活性纳米TiO2粉中的作用。在对甲基红／乙醇溶液的降解反应过程中，纳米TiO2粉光催化活性受其晶粒大小、结构和结晶程度的影响。晶粒越小，结晶程度越高，光催化能力越强；锐钛矿相的TiO2粉具有最高的光催化活性；同时含有锐钛矿相和金红石相的TiO2粉的光催化活性与二相比率有关。本TiO2粉循环使用性较好。     

掺铁TiO2纳米晶的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯溶液为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的Fe^3 -TiO2干凝胶，在空气气氛中于400℃焙烧2h，得到锐钛矿相的纳米晶，用TG-DTA，XRD，DRS，FS等手段对其进行了表征，研究结果表明，掺杂铁离子使二氧化钛纳米晶的粒径变小，吸收带边发生红移，荧光峰明显增强，分别以汞灯和氙灯为光源，通过对染料罗丹明B的光催化降解研究，发现掺入0.01?^3 -TiO2与纯TiO2相比具有更好的催化活性，掺杂量增大后，光催化降解率反而下降。     

Pr-TiO_2光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Pr掺杂的纳米TiO2光催化剂(Pr-TiO2)。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、TEM等对Pr-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同热处理温度及不同掺杂量的Pr-TiO2对MB的光催化降解效果。结果表明,Pr掺杂纳米TiO2的晶型为锐钛矿相和金红石相的混晶相,Pr的掺入提高了TiO2光催化活性。当热处理温度为500℃,在pH值为2.5,Pr掺杂量为n(Pr):n(TiO2)=1:300的条件下制备的光催化剂的催化活性显著高于DegussaP25。     

TiO2纳米微粒的溶胶-凝胶法制备及XRD分析

本文采用溶胶 凝胶法制备二氧化钛纳米微粒。用XRD分析了二氧化钛胶体经不同温度热处理后的晶粒粒径。分析表明温度在 4 73K时TiO2 微粒呈锐钛矿结构 ,粒径约为 5 5nm。在 6 73K以上TiO2 粒径迅速增大 ,微粒出现锐钛相与金红石相混晶结构。 973K时TiO2 微粒完全转化为金红石相。用晶界结构弛豫的观点解释粒径随热处理温度变化关系     

纳米TiO2的Raman光谱研究进展

Raman光谱是研究纳米TiO2结构的最常用工具之一.纳米T2O2的Raman光谱研究是建立在以前对TiO2体材料的Raman光谱研究的基础之上.但是纳米TiO2与体相材料的表面性质和结构有较大的不同,其Raman光谱会产生明显变化.研究人员对纳米TiO2的Raman光谱已展开研究.本文概述了晶粒大小、结构、氧空位、退火温度、压力、相组成等因素对纳米TiO2的Raman光谱的影响.     

炭包覆TiO2复合物对低浓度苯的光催化降解

通过将TiO2粉末和聚乙二醇混合,随后在氮气气氛下热处理合成了炭包覆TiO2.利用粉末X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、透射电子显微镜和氮吸附对炭包覆TiO2复合物样品进行了表征,并研究了其对浓度为～1.2×10-5苯的光催化活性.结果表明:炭包覆量受热处理温度和聚乙二醇用量的影响,随着温度的升高和聚乙二醇量的减少而减少;TiO2的结晶度随着温度的升高而提高,但是炭包覆对TiO2晶体的生长有抑制作用.炭包覆锐钛矿样品比纯TiO2表现出对苯更高的光催化活性,这是由于炭吸附作用导致锐钛矿颗粒周围的苯浓度增加以及包覆炭可导致电荷的有效分离;另一个原因是锐钛矿相结晶度的提高.因此,要获得对苯具有高光催化活性的炭包覆TiO2需要综合考虑碳含量和锐钛矿晶体结构.

Abstract：

Carbon-coated TiO2 was synthesized by mixing TiO2 powders and polyethylene glycol,followed by heat treatment in nitrogen atmosphere. All samples were characterized by powder X-ray diffraction,UV diffuse reflectance spectroscopy,high-resolution transmission electron microscopy,and nitrogen adsorption. The photocatalytic activity of carbon-coated TiO2 for benzene degradation was investigated with a benzene concentration of ～ 1.2 × 10-5. Results showed that the residual carbon content was influenced greatly by heat treatment temperature (HTT)and the amount of PEG,which decreased and increased with increasing the temperature and the amount of PEG,respectively. The crystallinity of TiO2 was improved when the HTT increased. However,the carbon residue had an inhibition effect on the crystal growth of TiO2. The carbon-coated anatase samples were shown to exhibit higher photocatalytic activities than the pristine TiO2 because of the adsorption enrichment of benzene by carbon around the anatase particles and of the effective charge separation due to the electronic conduction of carbon. Another important factor affecting photocatalytic activity was the crystallinity of the anatase phase. High photocatalytic activity for benzene requires a balance between the carbon content and the anatase crystalline structure.     

染料敏化纳米薄膜太阳能电池的研究进展

本文简要地介绍了染料敏化纳米薄膜太阳能电池的结构和原理 ;对其中关键问题 ,如纳米TiO2膜、敏化染料、空穴传输材料的研究进展进行了综述     

添加磷酸根对纳米二氧化钛晶相的控制

以TiCl4为前驱体添加磷酸盐通过水热法制备了纳米TiO2。通过X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电子显微镜、比表面仪(BET)和光化学反应器等手段对所制备的TiO2的颗粒晶型、失重、形貌、比表面和降解罗丹明B的能力进行了表征。结果表明,随着磷酸根的添加,TiCl4水解生成的TiO2的晶型由纯金红石型向锐钛矿型转换,且所合成的锐钛矿和金红石的混晶样品的光催化活性明显高于单独晶相的光催化活性。     

超声-醇盐水解法制备TiO_2及其光催化性能研究

以四异丙醇钛为前驱体,通过超声-醇盐水解法一步合成锐钛矿相TiO2,利用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜测试对样品性能进行表征。结果表明,在醇盐水解过程中加入超声辅助作用,能得到光催化活性高且粒径均匀的锐钛矿相TiO2;当紫外光照180 min后,经超声处理制备的TiO2对甲基橙的降解率能达到90%以上,锐钛矿相的TiO2在紫外光照下具有很好的光催化活性。     

Ce-TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Ce离子掺杂的纳米TiO2光催化剂(Ce-TiO2),通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Ce-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度及经不同温度热处理后的Ce-TiO2样品对MB的光催化降解效果,结果表明所制备样品的晶型均为锐钛矿相和金红石相的混晶相,Ce离子的掺杂拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,提高了TiO2光催化活性。当pH值为1.5,Ce的掺杂量为n(Ce)∶n(TiO2)=1∶300,热处理温度为600℃条件下制备的样品其催化活性显著高于Degussa P25。     

Preparation and characterisation of TiO2 nanoparticle and titanate nanotube obtained from Ti-salt flocculated sludge with drinking water and seawater

This study aimed to prepare and characterise titanium dioxide (TiO2) nanoparticles and titanate nanotubes produced from Ti-sat flocculated sludge with drinking water (DW) and seawater (SW). The Ti-salt flocculated sludge from DW and SW was incinerated at 600 degrees C to produce TiO2 nanoparticles. XRD results showed that the anatase TiO2 structure was predominant for TiO2 from DW (TiO2-DW) and TiO2 from SW (TiO2-SW), which were mainly doped with carbon atoms. Titanate nanotubes (tiNT) were obtained when TiO2-DW and TiO2-SW were hydrothermally treated with NaOH solution. Structure phase, shape, crystallisation and photocatalytic activity of tiNT were affected by the incineration temperature and the amount of sodium present in different tiNT. The tiNT doped with thiourea incinerated at 600 degrees C presented anatase phase, showing a high increase of the degree of crystallisation with nanotube-like structures. The photocatalytic activity of these photocatalysts was evaluated using photooxidation of gaseous acetaldehyde. Thiourea doped tiNT-DW and tiNT-SW showed similar photocatalytic activity compared to commercially available TiO2-P25 under UV light and indicated a photocatalytic activity under visible light.     

湿法碳氮硫共掺杂TiO2的制备及其光催化活性

以全硫碳酸铵为掺杂剂,采用湿法由硫酸钛出发制得碳氮硫共掺杂TiO2,通过XRD和XPS对掺杂TiO2进行了表征,并对掺杂TiO2的光催化活性进行了考察。结果表明,微波辅助加热制备的掺杂TiO2中,C元素部分替位取代了TiO2晶格中的Ti 4+;N元素以两种掺杂形式存在,即进入TiO2晶格替位取代O2-产生掺杂和通过化学吸附进入晶格间隙产生掺杂;S元素主要提供S 2p形成S6+取代Ti 4+进入晶格进行掺杂;以甲基橙溶液为对象进行光催化降解,当掺杂量α为1.6、500℃焙烧2h时,掺杂TiO2表现出较高的可见光催化活性,光照70min使浓度为20mg/L的甲基橙溶液的降解率达到99.64%,明显提高了纳米TiO2的光催化活性。