碳纳米管改性TiO2的光催化性能

本文研究碳纳米管改性TiO2光催化剂的制备和影响其光催化性能的因素。实验结果表明，CNT的加入方法，CNT的含量，催化剂的灼烧温度等均影响光催化剂的光催化性能。制备的CNT-TiO2光降解低浓度的甲胺脾农药(40．7lmg／L)具有很好的效果，光催化降解过程符合一级反应动力学方程。     

Au/TiO2光催化剂的制备及其催化性能

采用改进的等体积浸渍法、光化学沉积法分别制备了不同Au担载量的Au／TiO2光催化剂,以甲基橙的光催化降解反应作为模型反应,考察了金的担载量、预处理条件、制备方法等因素对其光催化性能的影响,以漫反射紫外一可见光谱（DRS）分析了不同金担载量的Au／TiO2光催化剂的光谱特征。结果显示,适当担载量的Au可显著提高TiO2的光催化活性,以改进的等体积浸渍法制备的0．8％Au／TiO2催化剂的光催化活性最高。DRS结果显示,金的担载对TiO2的光谱特征没有影响。     

纳米TiO2 的制备及其光催化降解性能

采用低温水解沉淀法以TiCl4为原料制备了纳米TiO2,其结构经TEM和XRD表征。研究了太阳光激发下纳米TiO2对甲基橙的光催化降解性能,结果显示：纳米TiO2的分散性越好,粒径越小,光催化降解能力越强;以锐钛矿为主的复合纳米TiO2晶体比纯锐钛矿晶相具有更优异的光催化活性。     

银沉积纳米TiO2光催化剂的制备及活性

银沉积纳米TiO2光催化剂的制备及活性;纳米TiO2; 银沉积; 光催化; 甲基橙     

La2O3掺杂TiO2光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3掺杂TiO2纳米光催化剂，并通过XRD、TEM、BET和XPS等手段进行了表征．掺入La2O3后，阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变，使TiO2的粒径减小，比表面积增大．以甲基橙为光催化降解反应模型化合物，考察了光催化剂的活性．测定了甲基橙在纯TiO2和La2O3掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数．考察了pH、H2O2对降解性能的影响．讨论了光催化活性与催化剂性质的关系．     

稀土杂多酸改性TiO2/分子筛纳米光催化剂的制备及性能

采用Sol-Gel法制备了以Y-分子筛为载体,La和H3PW12O40(PW12)改性的TiO2纳米光催化剂(ZLP-TiO2),通过BET,XRD,XPS,EDX,HRTEM,UV-Vis和Ramn光谱对其结构进行表征,催化剂具有Langmuir Ⅳ吸附-脱附等温线,平均孔径为3.859 nm,分布在3～8 nm之间,比表面积102.4 m2·g-1.经700℃焙烧后催化剂保持完整的锐钛矿相,La3+和PW12的改性提高了TiO2的晶相转变温度.EDX和XPS表明,催化剂由Ti,O,La,P,W,Si,Al组成.用亚甲基蓝(MB)溶液的降解评价其光活性.在1 mol TiO2中,当La3+和PW12的掺杂量分别为0.005和0.001 mol时催化剂的活性较高.当催化剂经600 ℃焙烧3 h,用量为0.2 g时,在125 W Hg灯照射120 min后,50 ml的MB(40 mg·L-1)脱色率可达98%.随着pH值的增大,MB在催化剂表面的吸附也增大.催化剂重复利用4次后,脱色率仍达95%.     

三维大孔TiO2光催化剂的制备及其催化性能

 以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,以钛酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了具有三维结构的大孔TiO2. 采用差示扫描量热、热重-微分热重、X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和氮气吸附等手段对样品进行了表征. 结果表明,高温热处理后得到的三维大孔TiO2光催化剂的孔径为200 nm左右,孔径分布均匀, TiO2纳米晶粒中锐钛矿相和金红石相的含量分别为82%和18%. 光催化氧化实验表明,此种三维结构的TiO2对甲基橙溶液具有较好的光催化氧化性能.     

电场对TiO2纳米膜光催化性能的影响

 以泡沫镍为基材,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米膜光催化剂. 在自制外加电场光催化反应装置中,对催化剂施加一定的偏电压,研究了甲基橙溶液的光电催化降解反应,考察了偏压极性、阳极偏压和甲基橙初始溶液浓度等对降解效率的影响,并比较了光电催化与光催化、光解对甲基橙溶液降解的差异. 结果表明,外加阳极偏压形成的电场可以较大幅度提高甲基橙溶液的降解效率. 从半导体和量子力学理论出发探讨了电场促进光催化反应的作用机理.     

TiO2晶型与光催化活性关系的研究

随着工业的发展,人类本来很有限的水资源却受到日益严重的污染,清除水体中的有毒有害化学物质已成为环保领域中的一项重要工作,传统的水污染治理方法存在着能耗大、二次污染及降解不完全等缺点,而光催化降解技术可为这些问题提供较好的解决手段。光催化剂多为半导体氧化物,它们在一定波长光的照射下可将价带电子激发到带产生光生电子－空穴对,该光生电子－空穴对具有较强的氧化还原能力,可氧化水体中大部分有机污染物,TiO2以其良好的禁带宽度、较高的催化活性、抗光腐蚀及无毒、稳定性好等优点,已成为光催化剂研究的热点,本文选择具有典型偶氮染料结构的甲基橙水溶液为研究体系,对TiO2晶型与光催化活性之间的关系进行研究,得到一些有益的结果。     

TiO2/SiO2复合材料的制备与表征

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶凝胶法和水解法相结合,在室温下制备了两种形态的TiO2/SiO2复合材料.采用透射电镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射和紫外-可见光谱等测试方法对所得复合材料进行了表征,并对其光催化降解甲基橙溶液的性能进行了研究.结果表明:对TiO2进行表面处理制备的TiO2/SiO2复合材料比以SiO2为载体制备的TiO2/SiO2复合材料在光催化和抗紫外线性能上更优异.     

TiO2负载膜的制备、表征及光催化性能

采用溶胶－凝胶法制备了ＴｉＯ２纳米浸渍 法将其负载于颗粒形活性炭的表面制成ＴｉＯ２负载,利用ＳＥＭ,ＥＤＳ和ＸＲＤ等手段对膜的形貌、均匀性及晶型等进行了表征,并通过甲基橙水溶液的光催化降解反应考察了该负载膜的光催化活性。     

TiO2/活性炭负载型光催化剂的溶胶-凝胶法合成及表征

以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法在多孔活性炭(AC)表面合成TiO2前驱体,在氮气保护下程序升温处理制得TiO2/AC负载型光催化剂.采用X射线衍射、漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、能量色散谱和低温液氮吸附等对光催化剂晶相结构、光谱特征及表面结构进行了表征.结果表明,AC可提高TiO2分散性能,降低TiO2团聚体的尺寸,并抑制其由锐钛矿相向金红石相的转变.TiO2与AC接触界面处有Ti-O-C键生成.另外,AC的含量对TiO2的能阈结构和晶粒大小影响不大.苯酚溶液的光催化降解测试结果表明,AC负载可为TiO2提供高浓度反应环境,适宜量的负载可显著提高TiO2对有机稀溶液的光催化降解活性.对于50mg/L苯酚的光催化降解,AC的质量分数分别为5%,9%和11%时催化剂协同系数分别为1.1,1.5和1.3.循环使用7次后,AC含量为9%的催化剂对苯酚的降解率仍达95.84%.     

Preparation and Characterization of Bismuth Doped TiO2 Thin Films

A series of Bismuth-doped titanium oxide (Bi-doped TiO₂) thin films on glass substrates have been prepared by sol-gel dip coating process. The prepared catalysts were characterized by XRD and XPS. The photocatlytic activity of the thin film catalysts was evaluated through the photodegradation of aqueous methyl orange under UV illumination. The experiments demonstrated that the Bi-doped TiO₂ prepared was anatase phase. The doped bismuth was in the 3⁺ oxidation state. The presence of Bi significantly enhanced the photocatalytic activity of TiO₂ films. At calcination temperature of 500°C, with doping concentration of 2 wt %, Bi-doped TiO₂ thin film showed the highest photocatalyic activity.     

Fe2O3/TiO2纳米管的制备及其光电催化降解染料废水性能

采用阴极电沉积和阳极氧化法制备了Fe2O3改性TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2-NTs)电极,运用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行了表征,考察了其光电化学性能,并研究了复合电极光电催化降解甲基橙染料废水的反应性能.结果表明,Fe2O3的负载成功地将TiO2-NTs的光响应区间拓宽到可见光区域,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极的光电流密度达到TiO2-NTs电极的3倍.在光电催化反应中,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极对甲基橙的脱色效果明显优于TiO2-NTs电极,以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极,光照5min,甲基橙溶液的脱色率可达90%以上.     

Enhanced Visible‐Light‐Induced Photoelectrocatalytic Degradation of Methyl Orange by CdS Sensitized TiO2 Nanotube Arrays Electrode

In this work, CdS sensitized TiO₂ nanotube arrays (CdS/TiO₂NTs) electrode was synthesized with the CdS deposition on the highly ordered titanium dioxide nanotube arrays (TiO₂NTs) by sequential chemical bath deposition method (S‐CBD). The as‐prepared CdS/TiO₂NTs was characterized by field‐emission scanning electron microscopy (FE‐SEM) and X‐ray diffraction (XRD). The results indicated that the CdS nanoparticles were effectively deposited on the surface of TiO₂NTs. The amperometric I‐t curve on the CdS/TiO₂NTs electrode was also presented. It was found that the photocurrent density was enhanced significantly from 0.5 to 1.85 mA/cm² upon illumination with applied potential of 0.5 V at the central wavelength of 253.7 nm. The photoelectrocatalytic (PEC) activity of the CdS/TiO₂NTs electrode was investigated by degradation of methyl orange (MO) in aqueous solution. Compared with TiO₂NTs electrode, the degradation efficiencies of CdS/TiO₂NTs electrode increased from 78% to 99.2% under UV light in 2 h, and from 14% to 99.2% under visible light in 3 h, which was caused by effective separation of the electrons and holes due to the effect of CdS, hence inhibiting the recombination of electron/hole pairs of TiO₂NTs.     

Fe掺杂对纳米TiO2薄膜的结构与光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Fe掺杂的TiO2薄膜,利用X射线光电子能谱、X射线衍射技术、显微共聚焦拉曼光谱、紫外可见光谱和原子力显微镜等对薄膜进行表征,以甲基橙为反应模型对光催化活性进行测试。 结果表明,在300~600 ℃焙烧时,TiO2以锐钛矿结构存在,700 ℃焙烧时出现金红石结构。 随掺铁量和焙烧温度的增加,Fe/TiO2薄膜的表面粗糙度和晶粒尺寸均逐渐增大;随镀膜层数的增加,Fe/TiO2薄膜光谱吸收向可见光方向移动;较低含量的铁掺杂改善了TiO2薄膜的光催化活性,而较高含量的铁掺杂则使TiO2薄膜的光催化活性下降,掺铁量为0.1%时Fe/TiO2薄膜的光催化活性最好。     

板式纳米碳纤维负载二氧化钛光催化复合材料的制备及降解甲基橙的研究

以板式纳米碳纤维为载体,采用酸性氧化法对载体进行预处理之后,使用钛酸异丙酯为钛源,高温水热法制备了二氧化钛/纳米碳纤维复合光催化剂,并考察了其对甲基橙的光催化去除能力及循环反应性能.复合材料中二氧化钛含量通过改变前驱体组成进行调节.材料的结构性能通过氮气吸附、X射线衍射(XRD)、能谱分析仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG-DSC)等测试技术进行了表征.结果表明,锐钛矿型的二氧化钛以纳米颗粒形式均匀分散在纳米碳纤维表面,从而形成了高度分散的二氧化钛/碳纤维纳米复合材料.另外,复合系统中中孔吸附作用的存在,与纳米二氧化钛的光催化产生协同作用,增强了复合材料在紫外光照射下对于水溶液中甲基橙的去除能力.在光照射下反应120 min时,不同担载量样品对甲基橙的去除率最高可达80.1%,不同煅烧温度样品最高可达79.2%.此外,光催化剂有着良好重复利用性能,3次循环反应后对甲基橙去除率仍可保持80.0%.     

5,10,15,20-四(2-噻吩基)金属卟啉修饰TiO2光催化剂的制备及光催化性能

合成了5,10,15,20-四(2-噻吩基)卟啉(H₂TTP)及它的钴铜锌三种金属卟啉, 并用上述三种金属卟啉分别敏化锐钛矿型的二氧化钛, 制备了CoTTP-TiO₂, ZnTTP-TiO₂, CuTTP-TiO₂三种光催化剂, 对这三种光催化剂进行了扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、红外光谱(IR)的表征. 在300 W汞灯和400 W金卤灯照射下, 制备的光催化剂对4-硝基苯酚溶液的降解表现出比未修饰二氧化钛高的催化效率, 光催化降解反应符合反应一级动力学方程.     

TiO2催化超声降解甲基橙溶液

采用经过处理后工业生产的TiO2作为催化剂,以超声降解甲基橙反应为模型,研究了各种因素对。TiO2催化超声降解的影响。研究表明,在TiO2催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显。TiO2催化剂用量在0．3～0．5g／L之间,超声波频率25kHz,输出功率1．0W／cm^2,pH=1．0时,甲基橙水溶液初始浓度为20mg／L的条件下,90min左右基本可全部降解,COD的去除率达到99．0％。