TiO2/SiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶－凝胶法制得SiO2胶体，并将其与锐钛型TiO2微粒复合制得TiO2/SiO2催化剂。用透射电镜（TEM）观察表面形貌，用红外光谱（IR）和X－射线衍射（XRD）表征其结构。以敌敌畏溶液等为体系，考察了TiO2/SiO2的催化性能，同时与单一的锐钛型TiO2作对比。结果表明，TiO2/SiO2具有比TiO2更强的光催化性能。     

制备条件对纳米TiO_2粒子粒径与形貌的影响

研究钛酸丁酯水解沉淀法制备纳米 Ti O2 粒子的方法 ,考察水解反应介质组成、酸碱性、回流与共沸处理 ,添加聚合物等反应与处理条件对所制得 Ti O2 粒子粒径、形貌的影响 .发现钛酸丁酯在碱性或中性条件下 ,醇水之比较小的含少量聚乙二醇的介质中水解反应 ,低温短时间脱除有机溶剂并经低温短时煅烧所制得的纳米 Ti O2 粒子是由数个锐钛晶型晶粒构成的纳米 Ti O2 粒子 ,粒子粒径小 ,是近似单分散外表轮廓清晰的球形粒子     

CaO-TiO_2-SiO_2-NaAlO_2体系的反应行为研究

研究了Ca O-Ti O2-Si O2-Na Al O2体系下以锐钛矿为主的反应行为:热力学确定了平衡固相及其相对稳定程度;动力学计算反应级数、活化能,判断反应控制机制;钙化实验确定具体反应、分析了反应行为.结果表明Ca O-Ti O2-Si O2-Na Al O2体系的溶出反应行为如下:在质量比m(Ti O2)/m(Ca O)=1.42,m(Ti O2)/m(Si O2)=0.49,时间1 h,搅拌转速300 r/min,Na2O的质量浓度mk=220 g/L,分子比αk=3.1的条件下,Ti O2进入碱液生成Na2Ti O3,然后与Na Al(OH)4,Na2Si O3反应生成Al4Ti2Si O12,随温度升高Al4Ti2Si O12分解,生成钠硅渣和水化石榴石,温度继续升高,Ca Ti O3峰的强度逐渐超过其他物相成为钙化渣的主体,锐钛矿最终转型为稳定的Ca Ti O3,转变起始温度260℃.     

纳米二氧化钛颗粒的制备

以硫酸法生产钛白的废弃物 (灰箱料 )为原料 ,制备纳米级锐钛型 Ti O2 .灰箱料经净化后得到硫酸钛溶液 ,以尿素为沉淀剂 ,采用均匀沉淀法制备纳米 Ti O2 颗粒 .详细研究了溶液 p H值、反应温度、Ti(SO4) 2 浓度、反应时间等工艺条件对 Ti O2 颗粒形态结构 (晶型、大小和分布 )的影响 ,形成纳米 Ti O2 制备工艺 .利用 TG- DTA、TEM、XRD分析等手段对颗粒进行表征 .制备的 Ti O2 颗粒纯度为 96 .4%,粒径为 2 0～ 30 nm,且分布均匀 ,为锐钛相结构 .     

纳米TiO_2光催化性能的研究

应用低温热分解法制备锐钛型纳米 Ti O2 ,以主波长为 2 54nm的紫外灯作为光源 ,研究了纳米 Ti O2 对邻硝基酚的光催化降解规律 ,并与普通 Ti O2 进行了对比。结果表明 ,纳米Ti O2 表现出很高的光催化活性 ,降解邻硝基酚的速率约为普通 Ti O2 的 1倍以上 ,其降解过程符合一级动力学规律     

TiO2/SiO2复合光催化剂制备工艺参数优化及其表征

先以无机钛盐、硅酸盐为原料制取聚合硅酸硫酸钛,再通过液相水解法制得TiO2/SiO2复合光催化剂,并用SEM、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征.结果表明,TiO2/SiO2复合光催化剂制备优化工艺参数为:Ti(SO4)2作钛源、Ti/Si摩尔比为12∶1、水解反应pH值为6、煅烧温度为650℃,以此条件制备的复合光催化剂对甲基橙脱色率可达98.6％以上；TiO2/SiO2复合光催化剂为一种分散均匀的纳米级球形颗粒,其成分为以锐钛矿为主的TiO2,SiO2的复合有效抑制了TiO2晶粒的生长,同时提高了TiO2的热稳定性.     

负载型纳米TiO2光催化降解粒子元青染料废水

以高压汞灯为光源 ,纳米 Ti O2 为催化剂 ,以砂子为载体 ,对粒子元青染料进行光催化降解 ,并且讨论了初始 p H值、H2 O2 用量等因素对光催化反应的影响。结果表明 ,锐钛型 Ti O2 对粒子元青有显著的光降解作用。实验得出的较好工艺条件为 :溶液 p H值为 6.3,H2 O2 添加量为 8m L,催化剂 Ti O2 用量为 1 .5 g。     

气相燃烧合成TiO_2纳米颗粒的形态与结构

建立了 CO气相燃烧合成纳米颗粒材料技术 ,利用 Ti Cl4 气相氧化合成粒度小于 1 0 0 nm的纯金红石相以及锐钛和金红石混合相的 Ti O2 颗粒。当混合温度升高、Ti Cl4 进料量减少、停留时间减小时 ,Ti O2 颗粒粒度减小。随混合温度升高、Ti Cl4 进料增大以及停留时间延长 ,Ti O2 颗粒中金红石含量增大。在反应物中加入 Al Cl3 作为晶型调节剂时 ,Ti O2 颗粒粒度减小 ,金红石含量增大。在 Al Cl3 含量 w>0 .0 5时 ,金红石达到 1 0 0 %     

H_2Ti_2O_5·H_2O纳米管的制备、热分解及其形成机理的研究

通过水热合成法制备了钛纳米管(Titanium Nanotubes,TNTs),采用扫描电子显微镜-能量散射X射线光谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射光谱(XRD)等一系列方法对钛纳米管的微观结构和化学组成进行了研究,并在此基础上对其分子结构和形成机理进行探讨.研究结果表明:在水热反应过程中,OH~-在高温强碱环境下进攻TiO_2,导致部分Ti-O键断裂,Na~+取代部分Ti原子,与O相连,形成一系列钛酸盐;经酸洗,H~+置换了钛酸盐中的Na~+,生成了H_2Ti_2O_5·H_2O;将TNTs置于马弗炉中于600℃灼烧,1 h后,H_2Ti_2O_5·H_2O脱去部分H_2O,质量降低9.92%,并转化为锐钛型TiO_2;灼烧时间延长至48 h,质量降低14.5%,H_2Ti_2O_5·H_2O几乎完全转化为TiO_2,且有部分锐钛型TiO_2转化为金红石型TiO_2.     

钛粉氧化法制备TiO_2及其光催化性能研究

对纯钛粉及已氧化钛粉在空气中进行加热处理,采用氧化法制备Ti O_2,利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)对制得的Ti O_2进行物相分析,以罗丹明B为目标污染物,并对其进行光催化性能分析.实验结果表明,当纯钛粉加热温度不超过450℃时,XRD未检测出Ti O_2衍射峰;当加热温度达到550℃时开始出现金红石Ti O_2,且随氧化温度升高,纯钛粉氧化生成的Ti O_2逐渐增多;650℃加热后制得的Ti O_2光催化效率最高,对罗丹明B的降解率达到71.7%;XRD检测表明已氧化的钛粉以Ti_4O_7的形式存在,对其加热至450℃时开始出现金红石Ti O_2,550℃热处理后Ti_4O_7全部被氧化成金红石Ti O_2,但其光催化性能低于纯钛粉氧化制得的金红石Ti O_2.     

溶胶-凝胶法制备TiO2/SiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯、正硅酸四乙酯制备了TiO2/SiO2复合材料,利用XRD对复合材料的物相结构进行了表征,表明制备的TiO2/SiO2复合材料为锐钛矿型.FTIR表明复合材料形成了Si—O—Ti的网络结构,TG-DTA表明复合材料的热性能提高.以罗丹明B为降解物,探讨了该复合材料的光催化活性,考察了固液比、pH值、时间对降解效果的影响,结果表明,TiO2/SiO2复合材料对罗丹明B降解率明显高于纯TiO2,当固液比为6g/L、pH为6、降解时间为120min时降解率可达到94.59%.     

Sol-Gel Preparation of TiO2/SiO2 Nanocomposites and Their Application in Self- cleaning Textiles

The present study involves the preparation of TiO2/SiO2 nanocrystals and their application in self-clcaning wool-polyester fabrics. The TiO2/SiO2 nanocrystals were successfully synthesized and deposited onto wool-polyester fabrics using the low-temperature sol-gel technique. The as-prepared nanoeomposites and the nanocomposites coated samples were characterized by X-ray diffraction （XRD） and scanning electron microscopy （SEM）, respectively. The XRD and SEM results showed that the single-phase anatase nanocrystallites were formed and loaded on the fabric surface successfully. The photocatalytic activities of TiO2 -coated and TiO2/SiO2-coated wool-polyester fabrics were measured by studying photodegradation of methylene blue dye. Comparison of the photocatalytic activity of the coated samples reveals superiority of TiO2/SiO2 modified sample with respect to that of pure TiO2 modified sample. Our observations indicate that by applying this technique to the fabrics, self-cleaning materials can be designed for practical application.     

介孔TiO_2微米棒的制备及电化学脱嵌锂性能研究

以空气中稳定的乙酰丙酮钛为钛源,乙二醇为反应介质,采用多元醇工艺制备了聚羟基乙酸钛前驱体微米棒,然后将前驱体热解或水解得到介孔TiO2。500℃热解得到的TiO2由于颗粒烧结,比表面积仅有16m2/g,孔隙率为0.05cm3/g;沸水中水解得到的TiO2比表面积与孔隙率与热解得到的TiO2相比大大提高,分别为240m2/g和0.30cm3/g。最后对锐钛矿介孔TiO2进行电化学性能测试,结果表明水解制备的TiO2由于丰富的介孔结构以及大的比表面积,锂离子扩散路径短,电荷转移极化小,因此倍率性能高于热解制备的TiO2。     

离子对纳米TiO_2粉体晶型转化的影响

以水解钛酸丁酯沉淀制备纳米 Ti O2 粉体 ,通过对比实验发现 :在同样的处理和煅烧条件下 ,反应系统中 PO4 3-,SO32 -,Si O32 -,Al3+ ,Ca2 +和 K+等离子有利于锐钛矿型 Ti O2 稳定 ,并可保持到较高温区 ;而 CO32 -,NH4 + 等离子是 Ti O2 的金红石晶型促进剂 ,在 70 0℃煅烧 2 h,可使金红石晶型的质量分数由 2 5 %分别提高到 6 6 %和 82 % ,且以 NH4 +为晶型转化促进剂产品中无固溶体为好     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

有序介孔金属氧化物的合成及其光催化性能表征

以钛酸异丙酯[Ti(OCH(CH3)2)4]、正硅酸四乙酯[Si(OC2H5)4,TEOS]、钽酸乙酯[Ta(OC2H5)5]、铌酸乙酯[Nb(OC2H5)5]为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成了80TiO2.20SiO2和TaNbO5复合介孔分子筛.XRD表征结果表明,新合成样品的介观结构皆具有高的有序度;550℃焙烧去除模板剂后,仍保持良好的有序度.在焙烧过程中80TiO2.20SiO2骨架内有锐钛矿纳米晶粒产生,而TaNbO5仍保持无定形相.在紫外光照射下,介孔80TiO2.20SiO2和TaNbO5对分解H2S气体皆表现出高的光催化活性.介孔80TiO2.20SiO2分解H2S的活性是无孔80TiO2.20SiO2的近16倍.     

Ag掺杂对TiO_2性质影响的第一性原理研究

采用Ag原子对锐钛矿型TiO2半导体进行掺杂,利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Ag掺杂TiO2的晶体结构和能带结构.计算表明,Ag掺杂导致TiO2电子局域能级的出现及禁带变窄,从而导致吸收光谱红移.同时对Ag、Cu这两种同族原子进行掺杂比较,结果证明,用Ag原子对锐钛矿型TiO2进行掺杂在提高光催化性能方面效果更好.     

MnOx/TiO2催化剂的制备及其低温NH3选择性催化还原NO性能

为了研究MnOx/TiO2催化剂的低温催化还原NO性能,采用微乳液法在不同的煅烧温度下制备了不同晶相的纳米TiO2,并以此为载体,利用浸渍法制备了一系列MnOx/TiO2催化剂.然后,利用BET,XRD,HRTEM,H2-TPR等方法研究了载体和催化剂的微观结构、分散状态和氧化还原性质.实验结果表明:随着煅烧温度的增加,纳米TiO2从锐钛型逐渐向金红石型转变,700℃煅烧得到的纳米TiO2呈混晶相,800℃煅烧得到的纳米TiO2则为纯金红石型;锐钛型及混晶相TiO2载体与活性氧化物MnOx之间的相互作用较为强烈,当纳米TiO2中金红石型与锐钛型并存时,MnOx优先与锐钛型纳米TiO2作用;纯金红石型纳米TiO2与MnOx之间的相互作用较弱.模拟NH3选择性催化还原NO的反应活性测试结果表明,500℃煅烧得到的MnOx/TiO2催化剂表现出较高的低温活性.     

Fe_2O_3/TiO_2/蒙脱土光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为原料采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD),制备了纳米级Fe2O3/TiO2/蒙脱土复合光催化剂.以亚甲基蓝为反应模型,对催化剂的催化活性进行了评价.结果表明,3 h亚甲基蓝降解率99.3%.采用XRD,TEM,UV和ICP等手段进行了表征,TiO2以锐钛矿型形式存在,催化剂粒径在15~21 nm.比较不同制备方法制得的复合催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,分散性好,光催化活性高等特点.     

热处理对纳米TiO_2/SiO_2复合粒子微结构的影响

为了掌握热处理对纳米复合材料微结构的影响情况,采用溶胶-凝胶法制备了高比表面积及大孔容的纳米TiO2/SiO2复合粒子.利用热分析、XRD、FTIR和比表面积测试仪等仪器对不同热处理条件的纳米复合粒子进行了表征.结果发现,纳米复合粒子中TiO2的锐钛矿型和金红石型晶型转变温度分别由一般的350℃和600℃升高到660℃和770℃,晶粒度随热处理温度的升高和时间的延长而增大;同时,随着热处理温度的升高,复合粒子的比表面积逐渐减小,且微孔减少比例由小孔径微孔占多数逐渐转变为较大孔径微孔占多数.