水热法制备纳米TiO2的可见光波段光催化活性的溶剂效应

采用单乙醇、丙酮、吡啶、二元以及三元混合有机溶剂的有机溶剂水热法合成高分散纳米TiO2粉体,通过XRD,TEM和DTA-TG等手段研究合成的粉体物相与表面吸附特性,以及可见光光催化降解效率.结果表明在颗粒尺寸与晶型差别不大的各种溶剂制备粉体中,含丙酮单元、二元及三元溶剂制备TiO2粉体光催化效率在76%-89%;而单乙醇、乙醇-吡啶二元溶剂制备的光催化效率很低,均在15%以下.分析表明,可见光波段光催化效率与表面吸附物结构、基团与其极性等密切相关碳链结构溶剂中,含中极性羰基的丙酮溶剂吸附的粉体光催化效率,远高于含强极性羟基的单乙醇、乙醇-吡啶溶剂吸附粉体的光催化效率.)     

一种可见光响应纳米TiO2催化剂的表面吸附特性及超声处理作用

以钛酸丁酯和丙酮为主要原料,采用丙酮溶剂水热法合成了单相锐钛矿型纳米TiO2粉体.利用漫反射吸收谱(DRS)、气相色谱-质谱(GC-MS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)及综合热分析(DTA-DTG)等手段,研究了纳米TiO2催化剂的可见光响应与表面吸附特性.结果表明所合成的纳米TiO2催化剂具有优良的可见光响应特性;纳米TiO2表面除吸附有水和残留溶剂外,还吸附了在高温高压反应条件下形成的有机类物质.纳米TiO2催化剂经超声处理研究发现,TiO2的表面吸附物在超声时发生了一定程度的脱附,同时超声处理后的试样其可见光催化活性也发生了明显变化.     

缓冲溶液对单相锐钛矿纳米TiO2表面吸附及可见光催化性能的影响

以钛酸丁酯为反应前驱物,在丙酮溶剂中采用有机溶剂水热法合成了纳米TiO2粉体.通过X-射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和差热-热失重(DTA-TG)等手段分析了物相结构、颗粒尺寸和吸附特性,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)手段,通过在不同pH值和组成的缓冲溶液中进行超声处理的方法考察样品表面吸附的有机物状态变化及其对可见光催化性能的影响.UV-Vis测试结果表明在250 nm处的有机溶出物量随超声处理液pH值的增加先增加后减小,溶液为中性时达到最大值.可见光下(≥450 nm)降解甲基橙的结果表明,样品光催化活性不仅和表面吸附的有机物有关,同时受到溶液的pH值及所含阴离子种类的影响.     

离子液体-水混合介质中合成介孔TiO_2及光催化活性北大核心CSCD

以四氯化钛为钛源,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF6）／水为混合溶剂,采用液相水解-沉淀法合成纳米TiO2光催化剂。以苯酚为模型物,考察了TiO2紫外下催化活性。采用XRD、TG／DSC、TEM、FTIR、DRS、低温N2物理吸附．脱附等技术对催化剂的结构进行表征。结果表明,在离子液体／水混合溶剂中合成TiO2的光催化活性较纯水溶剂中合成TiO2的光催化活性高,且在较宽的活化温度范围内（500—700℃）都表现出较高的光催化活性。这-结果可归因于在离子液体／水混合介质中合成的TiO2颗粒小、分散性好、比表面积大（138m^2／g）、吸附性能强。另外,离子液体的存在-定程度上降低了TiO2粒子表面羟基数量及表面酸度,提高了锐钛矿相TiO2向金红石相转变的温度。     

氮和硫共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及可见光活性研究

以钛酸四丁酯、三乙醇胺和硫脲为前驱物,采用溶胶-凝胶法合成了氮硫共掺杂纳米TiO2光催化剂,以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM、XPS等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.不同温度煅烧的催化剂在波长低于550nm的可见光区域内都有高的吸光度.可见光光催化结果表明,500℃煅烧制得的掺杂氧化钛光催化剂表现出最佳的光催化活性,180min内对甲基橙溶液的降解率达到76.7%.     

Ce改性TiO2纳米粒子的制备及光催化活性

采用浸渍法制备了Ce/纳米TiO2复合粉体,用XRD对复合粉体的晶体结构进行了表征.以紫外光照下降解甲基橙为目标,研究了Ce掺杂量和焙烧温度对Ce/纳米TiO2复合粉体的光催化能力的影响规律,并分析其机理.结果表明:Ce掺杂能有效地提高纳米TiO2光催化降解甲基橙的能力,在400℃～700℃的焙烧温度下,纳米TiO2为锐钛型晶型结构,0.4%Ce(质量分数,下同)掺杂的复合粉体具有最好的光催化降解甲基橙的能力,其原因在于Ce4+掺杂有利于在TiO2纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离,因此存在一个最佳掺杂浓度使得光催化活性最高;焙烧温度对Ce/TiO2纳米复合粉体的影响依赖于Ce的掺杂量,低掺杂量时,较高的焙烧温度降解效果较好;高掺杂量时,较低的焙烧温度降解效果较好.     

Ce改性TiO2纳米粒子的制备及光催化活性

采用浸渍法制备了Ce/纳米TiO2复合粉体,用XRD对复合粉体的晶体结构进行了表征.以紫外光照下降解甲基橙为目标,研究了Ce掺杂量和焙烧温度对Ce/纳米TiO2复合粉体的光催化能力的影响规律,并分析其机理.结果表明Ce掺杂能有效地提高纳米TiO2光催化降解甲基橙的能力,在400℃～700℃的焙烧温度下,纳米TiO2为锐钛型晶型结构,0.4%Ce(质量分数,下同)掺杂的复合粉体具有最好的光催化降解甲基橙的能力,其原因在于Ce4+掺杂有利于在TiO2纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离,因此存在一个最佳掺杂浓度使得光催化活性最高;焙烧温度对Ce/TiO2纳米复合粉体的影响依赖于Ce的掺杂量,低掺杂量时,较高的焙烧温度降解效果较好;高掺杂量时,较低的焙烧温度降解效果较好.     

纳米TiO_2/Cu_2O复合物的可见光降解活性艳红和分解水制氢的机理

采用溶胶-凝胶法和化学沉积法制备纳米TiO2/Cu2O复合粉体。可见光光催化实验结果表明:TiO2/Cu2O复合粉体具有较高的可见光降解活性和分解水制氢性能。根据TiO2和Cu2O的导带和价带位置以及TiO2、Cu2O和TiO2/Cu2O复合粉体的可见光光催化实验结果,提出TiO2/Cu2O复合粉体的可见光光催化机理:在可见光照射下,Cu2O导带上产生的电子转移到TiO2的导带上,Ti4+捕获这些电子后成为Ti3+,这些被捕获的电子具有很长的寿命,能转移到复合粉体和溶液的界面。在光降解活性艳红的过程中,这些电子与吸附氧结合后可最终形成过氧化物自由基或氢氧自由基,从而氧化有机物;而在分解水制氢过程中,这些电子与H+结合后可形成H2。光照后TiO2/Cu2O复合粉体的XPS表征显示Ti3+的存在,证明机理理论的正确性。     

酞菁敏化纳米TiO2的水热法原位合成及其可见光催化性能

以钛酸丁酯为原料、三乙醇胺作络合剂、酞菁铜(CuPcTs)为敏化剂,采用水热法原位制备了CuPcTs/TiO2复合纳米光催化剂,通过XRD、TEM、DRS等对其进行了表征,通过光催化降解甲基橙(MO)对其可见光催化性能进行了研究.结果表明:所制得的样品中,TiO2呈锐钛矿晶型,颗粒尺寸在20～30nm之间,具有较好的分散性;CuPcTs的存在能有效拓展TiO2吸收光谱至可见光区,并与TiO2协同作用,使之在可见光范围具有明显的光催化性能:原位合成的CuPcTs/TiO2光催化剂的可见光催化性能明显高于浸渍法制各的CuPcTs/P25光催化剂:敏化剂的含量及热处理温度对复合光催化剂的活性有很大的影响,均存在一个最佳值.     

掺Ag量对绢云母负载纳米二氧化钛性能的影响

以绢云母为载体,采用水解-沉淀法制备出了绢云母负载纳米TiO2粉体（TiO2/M）,在粉体表面沉积不同量的Ag2CO3,经400℃焙烧,制得不同掺Ag量的绢云母负载TiO2光催化剂,采用TG、XRD、SEM、EDS、UV等手段对样品进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,甲基橙为模拟污染物检测其光催化活性,研究了Ag的掺杂量对粉体中TiO2晶相结构、粒度和光催化性能的影响。结果表明：纳米TiO2均匀负载在绢云母上形成包覆层,Ag的掺杂抑制了TiO2晶粒的长大,减缓锐钛矿向金红石相的转变,同时Ag的掺杂形成新的能级结构,随Ag＋/Ti4＋摩尔比的增加,样品对光的吸收边逐渐红移至440～520 nm,具有明显的可见光响应,当Ag＋/Ti4＋=0.05时,制得样品对甲基橙的光催化降解率是没有掺Ag的样品的1.5倍,相同条件下重复利用4次,该样品60 min对甲基橙的降解率仍然可达34%。