处理温度对锐钛型TiO2光催化活性的影响

高温处理锐钛型TiO2可使其转晶改变晶型比例,因此加热温度和加热时间是影响TiO2光催化活性的主要因素。通过该方法得到了可利用可见光的TiO2催化剂,并进行了可见光降解有机染料乙基紫的研究。结果表明,在TiO2和可见光共同作用下,乙基紫的光降解效果明显优于单独使用锐钛型、金红石型和按照转晶的比率混合的锐钛型和金红石型TiO2。     

普通金红石型TiO2的转晶及声催化降解酸性红B的研究

利用过氧化氢结合超声波制备出普通金红石转晶的TiO2(含锐钛相4%),用该方法得到的TiO2为催化剂,进行声催化降解酸性红B的研究。结果表明,在转晶TiO2的作用下,酸性红B的超声降解效果明显优于单独使用普通金红石型TiO2和普通锐钛型TiO2。除此之外,还考察了各种因素对转晶TiO2催化超声降解酸性红B反应的影响。实验证明在超声波频率40kHz、输出功率50W、催化剂用量1000mg/L、pH为3.00、温度为60°C、酸性红B水溶液初始浓度30mg/L的条件下,100分钟时的降解率即可达到90%以上。而相同条件下,普通金红石型TiO2和普通锐钛型TiO2降解率分别只有64.18%和54.11%。     

TiO2体系对酸性红B的催化超声降解过程的影响

采用处理过的市售的锐钛型和金红石型纳米TiO2作为声催化剂,低功率的超声波作为激发源,研究了纳米TiO2对酸性红B催化超声降解过程的影响.结果表明:锐钛矿纳米TiO2和金红石型纳米TiO2对酸性红B有着不同的超声降解过程.锐钛型纳米TiO2以空穴氧化为主,使酸性红B脱色和降解过程同时进行,而金红石型纳米TiO2则以自由基氧化为主,是先脱色后降解.锐钛型纳米TiO2降解效果明显优于金红石型纳米TiO2.单纯超声照射下酸性红B没有明显的脱色和降解过程发生.因此,锐钛型纳米TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景.     

纳米TiO2催化超声降解偶氮品红溶液的研究

采用高温处理过的市售的锐钛型和金红石型纳米TiO2作为催化剂，研究了各种因素对偶氮品红超声降解反应的影响：结果表明在锐钛型纳米TiO2作用下超声降解偶氮品红的效果明显优于金红石型纳米TiO2和单纯使用超声波的情况。超声波频率25kHz，输出功率50W，催化剂用量500mg／L、pH为3.0，偶氮品红水溶液初始浓度20mg／L的条件下，120分钟左右降解率即可达到80％以上，COD的去除率也可达到了90.0％。因此，锐钛型纳米TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景。     

硫酸溶液中钛水解物晶型的控制

对硫酸溶液中低钛浓度下钛水解产物晶型与水解条件的关系进行了研究.结果表明,通过调节硫酸钛溶液的加入速度和硫酸浓度,可控制水解物晶型.在100℃的2.5%(ω)硫酸溶液中,当硫酸钛溶液加入速度不高于2mL/h,主要生成金红石型TiO2;而当加入速度增至8mL/h或硫酸浓度增至不低于10%(ω)时,则主要形成锐钛矿型TiO2.水解速度较快的均相成核阶段较易生成锐钛型TiO2,而在晶核长大阶段,缓慢水解有助于形成酸性溶液中热力学上更稳定的金红石型TiO2.     

可见光响应型掺杂TiO2的制备与性能表征

利用溶胶-凝胶法制备氮掺杂TiO2,并利用XRD、SEM、UV—Vis光谱和光催化降解实验对其进行结构性能表征。结果表明,经过氮掺杂的TiO2主要以锐钛矿晶型存在,并有极少量的金红石晶型存在;可见光响应性能比未掺杂的TiO2有很大的提高,其可见光响应范围在380～461nm之间;最终使其在可见光奈件下对亚甲基蓝的降解活性得到显著增强,即光催化性能得到显著提高。     

二氧化钛光触媒在金属镀膜与金属防护技术中的应用第二部分溶胶-凝胶法制备二氧化钛工艺

介绍了由Ti(OR)4合成二氧化钛光触媒的反应机理和合成工艺。X射线衍射分析表明,由该工艺得到的无定形的二氧化钛粉末即使在加热到650℃,所得的光触媒仍属于锐钛型。对四氯化钛合成二氧化钛光触媒的高温工艺研究表明,乙醇的浓度对光触媒的晶型有较大的影响,从含与不含乙醇的溶剂中得到的无定型TiO2在加热到430℃时,得到的光触媒的晶型不同,前者为金红石型,后者为锐钛型;而低温工艺得到的是锐钛型的TiO2光触媒。分析了低温合成工艺的优缺点。     

Ag@AgCl-TiO2-粉煤灰微珠复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能

采用离子交换法在粉煤灰微珠(FMS)表面沉积Ag@AgCl纳米颗粒,制备Ag@AgCl-FMS复合基底,采用水解-沉淀工艺,以TiCl4为钛源在复合基底表面再包覆纳米TiO2薄膜,经500℃煅烧2 h后得到Ag@AgCl- FMS-TiO2复合光催化剂. 对材料微观形貌、晶体结构、可见光光催化性能进行了表征与测试. 结果表明,复合基底表面包覆的TiO2薄膜均匀完整. 500℃煅烧后的物相为90%锐钛矿型TiO2和10%金红石型TiO2. 复合催化剂料在Ag@AgCl等离子共振效应的作用下,表现出明显的可见光响应,经可见光照射80 min后对甲基橙的降解率达99%,5次重复使用对甲基橙的降解率保持在85%.     

含钛矿渣的表征及在超声波作用下催化降解含硝基苯废水

以含钛矿渣为催化剂,在超声波作用下对硝基苯废水进行了催化降解研究.实验结果表明:钛精矿、高钛渣、攀钢渣、承钢渣4种催化剂颗粒外观相似,具有较小的比表面积(3.0～8.17 m2/g)和孔容(0.0016-0.0051 mL/g),且与水的润湿性较好.钛精矿中的钛主要以锐钛型和金红石型TiO2存在,高钛渣中的钛以主要以金红石型TiO2存在,攀钢渣、承钢渣主要含有CaTiO3,在自然光条件下,对硝基苯的降解没有光催化活性.在45 kHz超声作用下,催化剂对硝基苯的降解均显示出催化活性.相同实验条件下,催化性能与矿渣中的钛含量有关,钛含量越高,催化活性越好.     

混晶结构纳米TiO2粉体的制备与性能表征

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了具有混晶结构的二氧化钛纳米粉体材料.研究了煅烧温度、pH值对二氧化钛晶型的影响,并用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、分光光度计等对其进行测试表征.光催化降解性能测试表明:同一pH值下,随着温度的升高,金红石型TiO2的含量增加,锐钛矿型TiO2的含量减少.随着溶胶pH值的减小,TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变温度也随之降低.光催化降解亚甲基兰实验表明,锐钛矿含量为76.12%、金红石含量为23.88%时1h内光降解率达98%.     

N-Al/TiO2催化剂的制备及可见光降解染料

采用溶胶-凝胶法分别制备了N、Al单掺杂与N、Al共掺杂的TiO_2复合材料,考察了4种催化剂在可见光下对染料甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的光降解效率。采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis DRS、N2吸附-脱附手段对催化剂进行表征和评价。结果表明:N、Al共掺杂后的Ti O2骨架晶型仍保持为锐钛矿型,比表面积增加,团聚现象略有减少,且N、Al共掺杂TiO_2催化剂在可见光下对甲基橙的降解效果最佳,脱色率可达70%左右。     

利用Sol-Gel法与水热合成法制备纳米TiO2及其光催化活性研究

以Sol-Gel法及水热合成方法制备了纳米TiO2,利用XRD进行了表征,以太阳光为光源,通过对亚甲基蓝溶液的降解反应,考察了两种方法所得样品的光催化活性。结果表明,利用水热合成法制备的锐钛矿型TiO2具有更小的粒径,而通过溶胶-凝胶制得的样品为混晶型TiO2,对亚甲基蓝降解具有较高的光催化活性。     

Photocatalytic degradation of dyestuff wastewater under visible light irradiation using micron‐sized mixed crystal TiO2 powders

A phase transformation of micron‐sized TiO₂ powder from anatase to rutile was attempted by heat‐treatment in order to generate a new mixed crystal TiO₂ with high associated photocatalytic activity. Heat‐treated micron‐sized TiO₂ powders at different transition stages were characterized by X‐ray diffraction analysis (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT‐IR) and transmission electron microscopy (TEM) methods. The tests of photocatalytic activity of the heat‐treated micron‐sized TiO₂ powders were conducted by the photocatalytic degradation of Rhodamine B and Acid Red B under visible light irradiation. The results indicate that mixed crystal TiO₂ photocatalyst heat‐treated at 400 °C for 60 min shows the highest photocatalytic activity. It can effectively decompose the Rhodamine B and Acid Red B in aqueous solution after 6 h visible light irradiation. A remarkable improvement in photocatalytic activity of TiO₂ is caused by the formation of combined rutile–anatase phases and separation of photogenerated electron–hole pairs. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

VxTi复合氧化物催化剂用于二氧化碳气氛乙苯脱氢的研究

采用溶胶-凝胶法制备了以TiO₂为基体的VxTi复合氧化物催化剂，该催化剂用于乙苯二氧化碳低温氧化脱氢制苯乙烯反应。考察了活性组分含量和焙烧温度对催化剂活性的影响。结果表明，活性金属钒的添加有助于提高脱氢反应性能，但存在一适量值，摩尔分数超过5%，催化脱氢活性下降。通过XRD分析发现，不同焙烧温度制备的VxTi催化剂中TiO₂的晶相不同，随着温度的升高，TiO₂的晶相将由锐钛矿型转变为金红石晶相。TiO₂锐钛矿型晶相有利于苯乙烯选择性的提高，而金红石晶相则不利于催化剂的脱氢反应。     

N修饰纳米TiO_2可见光催化降解氮氧化物

为了充分利用可见光催化转化氮氧化物,采用碳酸铵作为N源,用浸渍的方法制备了掺N的纳米TiO2。XRD分析结果表明,修饰和煅烧过程没有改变TiO2的晶型;由X光电子能谱(XPS)可得,N在TiO2晶格中形成N—Ti—O键;催化剂的UV-Vis漫反射光谱显示,N修饰TiO2催化剂的吸收光谱发生了一定程度的红移,在可见光区有一定的吸收。N修饰TiO2催化在蓝光照射下对NO2有一定的转化。合适的N修饰量和煅烧温度对修饰过程非常重要,m[(NH4)2CO3]/m(TiO2)为0.20的混合物在600℃下煅烧1.0 h的催化剂在可见光下转化NO2的活性最高。     

多孔陶瓷负载TiO_2光催化剂降解亚甲基蓝

以多孔轻质陶瓷作为TiO_2催化剂载体,采用溶胶凝胶方法制备负载型催化剂,比较了不同的煅烧温度条件下TiO_2的晶形变化情况,并将这些催化剂用来降解亚甲基蓝,以比较它们的降解活性。研究结果证明,随着煅烧温度的升高,部分锐钛矿会转变为金红石,从而降低了TiO_2催化剂的活性。紫外照射TiO_2催化剂比自然光照射时,其活性更高。     

负载TiO2纤维布的制备及光催化性能的研究

采用涂膜法直接将非晶态纳米TiO₂胶体负载于纤维布上，制备了纳米TiO₂光催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、比表面及孔径分析仪观察了催化剂的表面形貌和结构特征。以甲基橙溶液、气态苯胺为研究对象，考察了负载TiO₂纤维布的光催化活性。结果表明，负载于纤维布上的TiO₂为锐钛矿型，具有中孔结构，且有较好的光催化降解能力。纳米TiO₂光催化降解气态苯胺的中间产物主要有苯酚、苯醌、亚硝基苯和偶氮苯等。推断了其光催化降解历程。     

硫掺杂纳米TiO_2可见光催化剂的制备及光催化活性

用钛酸丙酯和硫脲为原料在煅烧条件下制备了硫掺杂纳米TiO2光催化剂,用XRD、XPS、TEM和UV-vis吸收光谱对催化剂进行了表征;分别以紫外光与太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性。结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO2在紫外光区和可见光区的吸光度比纯TiO2提高了约0.23~0.46;经40~50 min降解,其在紫外光和太阳光下对甲基橙的降解率比纯TiO2分别提高了32%和69%。TEM结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO2的粒径约为15~16 nm;XRD分析结果表明,硫掺杂能够促进TiO2从锐钛矿相向金红石相的转变,减小催化剂的晶粒粒径;XPS分析结果指出,硫原子的氧化态为+6,S6+部分取代了TiO2晶格中的Ti4+,形成了硫掺杂的TiO2光催化剂。     

氟、硼共掺杂对纳米TiO_2能带结构与可见光光催化性能的影响

以钛酸四丁酯、氟化铵、硼酸为原料,采取改进的溶胶-凝胶法制备了氟、硼共掺杂的纳米二氧化钛粉体.XRD结果显示氟、硼共掺杂不仅可以抑制晶粒生长,还可以阻止锐钛矿相向金红石相的转变.当氟、硼物质的量比为5∶ 20时,其表现出更好的可见光响应.XPS 结果表明:氟和硼分别和钛形成了F-Ti键和B-Ti键,它们的形成可提高价带中光生空穴的氧化能力和拉窄二氧化钛的带隙,从而提高了其可见光照射下的光催化活性.可见光照射下降解4-氯苯酚,结果表明:经600 ℃煅烧2 h的样品,氟、硼物质的量比为5∶ 20,其降解率分别是单掺杂和纯二氧化钛的1.5到3倍.总有机碳(TOC)分析结果表明4-氯苯酚在可见光照射下被光催化剂有效地矿化.