纳米TiO2-SiO2复合材料的制备及光催化性能

以钛酸丁酯和硅酸乙酯为主要原料，制备多孔纳米TiO2-SiO2复合材料，采用氮气吸附-脱附，XRD，TEM，FT-IR等测试方法对其进行表征，以甲基橙的光催化降解反应对其光催化活性进行评价。结果表明，TiO2-SiO2具有核-壳结构，为锐钛矿和金红石相的混合物，比表面达到118．62m^2／g，TiO2以粒径为12．4nm的晶粒形式被SiO2包覆，复合材料粒径约为18nm；复合材料在22min时对甲基橙降解率达100％，而纯TiO2在22min时，对甲基橙降解率仅为40％，说明复合材料光催化活性比纯TiO2有明显提高。     

Tb掺杂对纳米TiO_2光催化活性的影响

以溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2和掺杂Tb的TiO2(Tb-TiO2),用X射线衍射、示差扫描量热、热重分析、红外光谱和荧光光谱等技术对纳米TiO2和Tb-TiO2的结构进行了表征;考察了以纳米TiO2及Tb-TiO2为催化剂光催化氧化环己烷合成环己酮和环己醇的情况。表征结果表明,掺杂Tb后明显抑制了TiO2中锐钛矿相向金红石相的转变,提高了TiO2催化剂的热稳定性,晶格发生了膨胀现象,晶格膨胀可有效降低光生载流子的复合几率,减小晶粒尺寸,提高光催化活性;光催化氧化环己烷的实验结果表明,与TiO2催化剂相比,Tb-TiO2催化剂的环己烷转化率和环己酮、环己醇的选择性大幅度提高,表明Tb-TiO2催化剂的光催化活性和光催化效率提高。     

水热法制备高相变温度的二氧化钛纳米结构空心球

实验采用无模板水热法合成了高相变温度的TiO2纳米结构的空心微球,对其结构和光催化性能进行了表征。X射线衍射分析表明,160℃水热条件下即可得到结晶良好的锐钛矿型TiO2,经过900℃热处理后仍为锐钛矿型,直到1 100℃热处理后完全转变为金红石型。场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜照片表明,所得锐钛矿型TiO2颗粒为空心微球,直径约为1μm,由尺寸20～30 nm的TiO2纳米粒子组装而成。光催化测试表明,该空心球有较高的光催化氧化性能,25 min后二氧化钛空心微球对罗丹明B的降解率可达100%。     

CO_2气氛中TiO_2催化乙苯脱氢制苯乙烯的研究

研究了溶胶-凝胶法合成TiO2催化剂乙苯脱氢制苯乙烯的性能。考察了煅烧温度、反应气氛对乙苯脱氢制备苯乙烯的影响。结果表明,在相同反应条件下,随着煅烧温度的增加,乙苯转化率和苯乙烯选择性降低,但高温煅烧TiO2单位面积乙苯转化约是低温时的2倍。与N2气氛条件下相比,CO2气氛能有效促进乙苯转化为苯乙烯。XRD、BET和SEM表征结果显示,773K条件下煅烧主要为锐钛矿相TiO2,而923K条件下煅烧后,主要为金红石相TiO2;同时随煅烧温度的增加,TiO2的BET表面积减小,这可能是乙苯转化率降低的原因。     

月桂酸调控制备高光催化活性TiO2纳米晶

以钛酸丁酯为钛源、月桂酸为添加剂,采用简单溶剂热法合成了TiO₂纳米晶。结合XRD与TEM手段,以光催化降解亚甲基蓝染料为探针反应,考察了月桂酸与钛酸丁酯的摩尔比以及温度对所合成的TiO₂纳米晶的结构及其光催化性能的影响,并探讨了该体系下TiO₂纳米晶的生长机理。结果表明,月桂酸的存在有利于提高所合成TiO₂的结晶度,适当的月桂酸与钛酸丁酯的摩尔比是制备催化活性较高的TiO₂的必要条件;随着合成温度的升高,所得TiO₂的晶型由纯锐钛矿型向锐钛矿与金红石混合型转变,在200℃时所制备的TiO₂纳米晶的形貌规则、分散性高、光催化活性好。在月桂酸合成体系中,TiO₂晶粒生长符合定向吸附生长机制。     

纳米TiO2薄膜的制备及对乙烯工业废水的光催化降解

采用溶胶-凝胶法，在玻璃载片上负载纳米TiO2薄膜，并通过对乙烯工业废水的光催化降解实验来评价其活性。正交实验结果表明，溶胶制备的最佳条件为：采用滴加方式加水，加水量为1.2mL，TNB与C4H9OH，AcAc，CH3COOH的体积比分别为1：10， 5：2，1：1， AcAc与NH(C2H5O)2的体积比为1：1。用正丁醇作为溶剂，负载2层膜，在煅烧温度为420℃、煅烧时间为1h、光催化降解时间为2.5h时，制备的纳米TiO2薄膜对乙烯工业废水的光催化降解效果最佳，降解率达到84.7%。XRD和红外光谱表征结果表明，所制备的薄膜为纳米TiO2薄膜，晶型为锐钛矿型，平均粒径为12.49nm。     

可见光下亲水性TiO_2薄膜的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了具有可见光活性的掺氮TiO2薄膜,通过X射线衍射分析和原子力显微镜研究了其晶相组成、表面形貌及表面粗糙度;为确定氮的掺杂方式,用X射线光电子能谱对试样的表面态进行测试;并对掺氮TiO2薄膜亲水性的维持情况及在可见光照射下的亲水性恢复情况进行了研究。实验结果表明,掺氮TiO2薄膜的相组成为锐钛矿或锐钛矿与金红石的混合相,薄膜中大量的纳米微孔结构及尖锐的峰状突起增加了表面的粗糙度。掺入TiO2薄膜晶格中的氮原子显著地提高了薄膜在可见光照射下的亲水性。在无光照的条件下,掺氮TiO2薄膜的亲水性可维持20d以上;经可见光照射后,掺氮TiO2薄膜的亲水性能够恢复。     

可见下亲水性TiO2薄膜的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了具有可见光活性的掺氮TO2薄膜,通过X射线衍射分析和原子力显微镜研究了其晶相组成、表面形貌及表面粗糙度;为确定氮的掺杂方式,用X射线光电子能谱对试样的表面态进行测试;并对掺氮TiO2薄膜亲水性的维持情况及在可见光照射下的亲水性恢复情况进行了研究.实验结果表明,掺氮TiO2薄膜的相组成为锐钛矿或锐钛矿与金红石的混合相,薄膜中大量的纳米微孔结构及尖锐的峰状突起增加了表面的粗糙度.掺入TiO2薄膜晶格中的氮原子显著地提高了薄膜在可见光照射下的亲水性.在无光照的条件下,掺氮TiO2薄膜的亲水性可维持20 d以上;经可见光照射后,掺氮TiO2薄膜的亲水性能够恢复.     

纳米TiO_2光催化降解苯酚

以廉价无机盐为原料,采用溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥法制备的纳米二氧化钛作为光催化剂,研究其对苯酚有机污染物的光催化降解过程。并考察了催化剂种类、催化剂用量、溶液pH、锐钛矿型和金红石型两种晶型的纳米TiO2及紫外光波长等因素对苯酚光催化降解过程的影响,取得了较好的光催化降解效果。     

钛硅沸石中非骨架钛的紫外谱图研究

采用紫外漫反射（UV－Vis)光谱对不同方法合成的钛硅沸石的配位环境进行了初步的研究,发现参比物对钛硅沸石紫外图的峰位影响较大,不同方法合成的钛硅沸石中非骨架钛的存在形式不同。水热法中,以四丙基氢氧化铵（TPAOH）为模板剂合成的钛硅沸石中,非骨架钛以说钛矿型TiO2的形式存在;而以四丙基溴化铵（TPABr)为模板剂合成的钛硅沸石中,未能进入骨架的钛是以缩合的六配位形式（非说钛矿型和非金红石型）TiO2存在。气固相同晶取代法制备的钛硅沸石中,非骨架钛则是以锐钛矿型或金红石型TiO2的形式存在。     

Controllable Synthesis of Mixed-Phase TiO_2 with Small Anatase and Rutile Particle and Its Enhanced Photocatalytic Activity

Mixed-phase TiO_2 photocatalysts with small particle size of anatase and rutile(~5 nm) have been successfully synthesized using hydrothermal method. The effects of curing temperature and curing time before the hydrothermal treatment on the crystalline phase, the phase composition, and the particle size of TiO_2 were investigated by the X-ray diffraction spectroscopy(XRD) and the transmission electron microscopy(TEM), respectively. It was found that the anatase and rutile phase contents in the TiO_2 particles were successfully controlled by simply adjusting the curing temperature and the curing time. More importantly, the particle size of both anatase and rutile is small in the mixed-phase TiO_2 particles. The photocatalytic activity of TiO_2 was evaluated by the degradation of Rhodamine B(Rh B) in aqueous solution. The Ti O2 with phase junction formed by anatase and rutile exhibited higher separation rate between the photo-induced electrons and holes, which was confirmed by the surface photovoltage(SPV) spectra, and at the same time exhibited the higher photocatalytic degradation on Rh B than pure anatase-phase TiO_2. Moreover, it was found that TiO_2 with 83% of anatase and 17% of rutile showed a highest photocatalytic activity among the mixed-phase TiO_2 samples.     

TiO_2纤维的制备、表征及其光催化活性

采用常压乙二醇法制备出在可见光下具有较高催化活性的TiO2纤维。扫描电子显微镜表征结果表明,TiO2纤维直径为0.8～2.0μm、长度为5～25μm;BET比表面积和X射线衍射表征结果表明,随焙烧温度的升高,比表面积减小,TiO2纤维晶型逐渐由锐钛矿型向金红石型转变;紫外-可见漫反射光谱分析结果表明,TiO2纤维在可见光区有明显的吸收。在可见光下对甲基橙和苯酚的降解实验表明,焙烧温度为400℃时TiO2纤维的催化活性最好,对甲基橙和苯酚的降解率分别达到90.3%和84.0%;所制备的TiO2纤维比溶胶-凝胶法制备的锐钛矿型TiO2在可见光下具有更好的催化活性,原因是其能带间隙减小和吸收波长扩展到可见光区所致。     

用微波干燥法制备纳米级TiO_2进行光催化降解甲基橙的研究

利用溶胶-凝胶法制备了TiO_2凝胶,采用微波对凝胶进行干燥,然后煅烧制备出纳米级TiO_2光催化剂,经XRD测定表明其为锐钛矿型TiO_2,平均粒径为12.3nm。以甲基橙为模拟污染物进行光催化降解,表明该方法制备的TiO_2的光催化活性比烘箱法TiO_2略高,并可重复使用。     

埃洛石纳米管负载氮掺杂二氧化钛的制备及其太阳光光催化性能

The N-doped TiO2-loaded halloysite nanotubes(N-Ti O2/HNTs) nanocomposites were prepared by using chemical vapor deposition method which was realized in autoclave. The photocatalytic activity of nanocomposites was evaluated by virtue of the decomposition of formaldehyde gas under solar-light irradiation. The XRD patterns verified that the anatase structured TiO2 was deposited on HNTs. The TEM images showed that the surface of HNTs was covered with nanosized TiO2 with a particle size of ca. 20 nm. The UV-vis spectra indicated that the N-Ti O2/HNTs presented a significant absorption band in the visible region between 400 nm and 600 nm. Under solar-light irradiation, the highest degradation rate of formaldehyde gas attained 90% after 100 min of solar-light irradiation. The combination of the photocatalytic property of TiO2 and the unique structure of halloysite would assert a promising perspective in degradation of organic pollutants.     

铋掺杂纳米TiO2的制备及其光电催化性能

以钛酸丁酯和硝酸铋为主要原料，采用溶胶一凝胶法制备了掺杂铋的纳米TiO2（Bi—TiO2）。用XRD、TEM等方法对产物进行了表征：晶型为锐钛矿，粒径范围15—25nm。以罗丹明B（RhB）为目标降解物，分别考察制备的Bi—TiO2催化剂的光、电催化活性。结果显示，Bi^3＋掺杂摩尔分数为0．5％、质量浓度为0．2g／L的Bi—TiO2催化剂对RhB的光催化效果最佳；采用三维电极法降解RhB，以负载Bi-TiO2的多孔材料为粒子电极的电催化降解效果最佳。     

[C2OHMIM]+Cl－离子液体-水体系中纳米TiO2的合成及光催化性能

 采用[C₂OHMIM]⁺Cl^-离子液体 水体系混合加热法制备了纳米 TiO₂光催化剂,应用 XRD、SEM 和 UV-Vis 手段对其进行了表征,考察了体系中[C₂OHMIM]⁺Cl^-质量分数、反应时间和反应温度对所制备的纳米 TiO2的颗粒结构、形貌及光催化活性的影响。结果表明,由此法得到的 TiO₂均为金红石相,由纳米晶小颗粒堆积起来的球形颗粒组成。当[C₂OHMIM]⁺Cl^-质量分数为66.6%、反应温度150℃、反应时间24 h 时,制备所得 TiO₂的光催化活性好,对罗丹明B的降解率高达96%。     

Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2催化剂光催化还原CO_2的性能

采用改良的溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂纳米TiO2(简写为Fe-TiO2)催化剂,并用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重-差热分析等方法对其进行了表征。表征结果显示,Fe-TiO2催化剂的分散性好,平均粒径为9.37nm,比表面积为85.46m2/g;掺杂Fe3+不仅使TiO2的平均粒径减小,且有效抑制了TiO2的晶相转变,该催化剂保持单一的锐钛矿相结构。考察了Fe-TiO2催化剂光催化还原CO2的性能,实验结果表明,当Fe3+掺杂量为4.0%(相对于TiO2的质量分数)的Fe-TiO2催化剂用量1.0g/L、反应时间8h、CO2流量200mL/min、反应温度90℃、反应液中NaOH和Na2SO3的浓度均为0.10mol/L时,甲醇的产率高达308.76μmol/g(以每克催化剂上生成甲醇的物质的量计)。此外,对Fe-TiO2催化剂光催化还原CO2的机理进行了探讨。     

水热法制备纳米Mn(Ⅱ)/TiO_2粉体及其日光催化活性的研究

采用水热法,在温和的条件下制备了具有较高光催化活性的Mn(Ⅱ)/TiO2光催化剂,采用X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射手段对其进行了表征。在太阳光照射下,以罗丹明B溶液的降解为模型反应,研究了光催化剂的催化活性。研究结果表明,TiO2晶型为单一的锐钛矿相,光响应波长由纯TiO2的380nm拓宽到400nm以上,达到可见光区范围,新型改性的Mn(Ⅱ)/TiO光催化剂的日光催化活性比较高。