过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能研究进展

随着环境污染的日益加剧,光催化技术可利用自然光降解大气或水体中的污染物,是解决环境污染问题最有效的手段之一。二氧化钛(TiO_2)因具有光催化活性高、稳定性好及无毒等优点,应用前景较好;但TiO_2的带隙过宽且光生电子与空穴易复合,在光催化领域的应用受到限制。对TiO_2进行掺杂改性并开发具有特殊结构的材料是目前光催化研究的热点。综述了近年来国内外在过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能方面的研究进展,分析和比较了不同类型过渡族金属离子掺杂对TiO_2晶体结构及光催化性能的影响,并对其作用机理进行了讨论,评价了影响掺杂纳米TiO_2光催化性能的关键因素,同时针对过渡族金属离子掺杂改性存在的问题提出了建议,为纳米TiO_2光催化技术的发展提供参考。     

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。     

电气石/TiO_2复合材料的光催化体系研究

采用溶胶凝胶技术制备电气石/TiO_2复合光催化材料,研究其光催化反应体系中的溶解氧含量、水分子团结构等,并结合光催化降解甲基橙实验对光催化反应机理进行了初探.研究表明,随着电气石/TiO_2复合光催化材料质量分数的增加,反应体系中溶解氧含量的增长速度明显加快,但溶解氧含量的饱和值十分接近,均在8.15 mg/L附近.同时,电气石/TiO_2复合光催化材料的质量分数为0.1%时,静置2h后的水样峰宽由93.5 Hz下降到86.2 Hz.此外甲基橙的光催化降解实验表明,电气石/TiO_2复合光催化材料的光催化活性优于粒径为50nm的纳米TiO_2,将甲基橙的光催化降解率提高了41.8%.     

Au/TiO_2纳米光催化剂的制备及光催化性能研究

采用水热法制备TiO_2纳米粒子,通过光化学还原沉积法制备了Au/TiO_2光催化剂,并利用SEM、XRD、EDS和DRS等技术对样品进行了表征,考察了不同Au含量对TiO_2纳米粒子光催化分解水制氢活性的影响。研究结果表明,通过此方法可以成功地将Au纳米粒子均匀地分散在TiO_2纳米粒子表面,用适量Au进行表面修饰不仅能提高TiO_2对可见光的吸收,还可以促进TiO_2光生电子-空穴对的分离效率,从而提高了TiO_2纳米粒子的光催化活性。其中,3%Au/TiO_2纳米粒子的光催化活性最高。     

纳米二氧化钛光催化及其降解印染废水研究进展

TiO_2光催化氧化技术在污水治理上显示出巨大的优越性,从光催化原理着手,详细阐明了光催化动力学过程包括初级反应过程和次级反应过程,并对当前TiO_2光催化降解印染废水进行综述。基于对印染废水传统处理手段的分析,认为TiO_2光催化氧化技术是一种有前景和工业化应用价值的污水处理方法。最后,对于TiO_2光催化在光催化降解印染废水的未来发展提出四点看法,包括效率优先、兼顾固定、微观机理、宏观应用。     

纳米二氧化钛光催化及其降解印染废水研究进展

TiO_2光催化氧化技术在污水治理上显示出巨大的优越性,从光催化原理着手,详细阐明了光催化动力学过程包括初级反应过程和次级反应过程,并对当前TiO_2光催化降解印染废水进行综述。基于对印染废水传统处理手段的分析,认为TiO_2光催化氧化技术是一种有前景和工业化应用价值的污水处理方法。最后,对于TiO_2光催化在光催化降解印染废水的未来发展提出四点看法,包括效率优先、兼顾固定、微观机理、宏观应用。     

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。     

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。     

光催化材料相关的专利分类号情况综述

通过对世界范围内的TiO_2光催化材料进行检索,并对检索获得的相关专利的分类号进行统计分析,进而分析国内外相关领域的TiO_2光催化材料的制备以及应用的不同。经过对光催化剂相关专利的检索分析,中国纳米TiO_2光催化材料专利主要按照组成进行分类,而国外的相关专利主要按形态进行分类,此外,国外的相关专利还出现了中国专利中鲜见的超微结构的制造或处理、以及电磁辐射方面的应用。     

纳米TiO_2在化工废水处理方面的研究进展

概述了纳米TiO_2光催化氧化机理及其在水处理技术在化工废水方面的研究与应用动态.     

TiO_2纳米复合结构的进展研究

TiO_2纳米复合结构实现了功能的组合与增强,展示出更高的光催化活性和吸附分离能力,在环境修复领域具有更强的应用前景。基于此,文章对TiO_2纳米复合结构、制备方法及应用范围进行总结与阐述,旨在更深入地理解TiO_2纳米复合结构的结构性质,促进TiO_2纳米复合结构的应用推广。     

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。     

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。     

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。     

二氧化钛多相光催化降解有机污染物影响因素研究进展

介绍了TiO_2多相光催化降解有机污染物影响因素的最新研究进展,及pH、外加剂等对TiO_2多相光催化降解的影响。在高pH溶液中,能产生较多的·OH,即使TiO_2和污染物静电引力较弱,仍可能具有较强的光催化降解性能。特别指出,TiO_2多相光催化技术不适合处理浓度较大的有机废水,但对浓度低、毒性强的新兴污染物处理呈现良好的应用前景。     

稀土掺杂纳米二氧化钛光催化剂的研究进展

纳米二氧化钛(TiO_2)催化剂由于其高效、价廉、无毒、稳定等优点,被认为是一种极具应用前景的环境友好型光催化材料,它在空气净化、环境治理、光解水制氢、废水处理等环保领域得到了广泛的研究和应用。在对TiO_2改性研究中发现,稀土金属掺杂是较为有效和经济的手段,稀土离子的掺入不仅可以提高对有机污染物吸附量,还可以延迟锐钛矿相向金红石相的转变,增强TiO_2的光催化性能。目前,有关稀土掺杂TiO_2的综合性报道较少。本文简单介绍了稀土掺杂纳米TiO_2提高其光催化性能的机理,从单一稀土元素掺杂、稀土元素与其他元素共掺杂、稀土元素与稀土元素共掺杂纳米TiO_2光催化剂3个方面阐述了稀土掺杂纳米TiO_2光催化剂的研究进展,并在最后指出了稀土掺杂纳米TiO_2中存在的问题和未来的研究方向。     

以钛酸正丁酯为钛源合成介孔二氧化钛及其光催化应用

本文在合成介孔TiO_2的基础上,研究了介孔TiO_2的光催化活性,表明介孔TiO_2的光催化性能与P25(Degussa公司生产)纳米TiO_2的光催化性能相当。     

改性纳米TiO_2可见光催化性能分析

在繁杂多变的催化剂之中,作为最早应用于解决能源和环境问题的半导体光催化剂,TiO_2因其高活性、性质稳定、廉价易得、安全无毒等优势如今依旧耀眼。得益于70年代开始不断进步的纳米技术,TiO_2纳米粒子、纳米棒、纳米管等具备纳米效应的光催化材料以不同方法被制备,TiO_2的光催化活性得到了很大改善。本文将基于改性纳米TiO_2的机理,结合影响改性纳米TiO_2可见光催化性能的因素分析,从离子掺杂、贵金属沉积和半导体复合三个实验途径,提升了改性纳米TiO_2可见光催化活性与性能。     

光催化空气净化涂料及其评价

综合纳米表面工程技术及光催化理论及方法,针对空气环境污染问题,系统地介绍了光催化材料及其空气净化涂料的制备技术、相关产品的性能评价方法;对光催化空气净化涂料的前景进行了展望;为纳米TiO_2光催化材料在功能性涂料中的应用以及空气环境污染治理提供了新的研发思路。