高能晶面TiO_2的可控合成及其光催化性能

利用水热法合成了形貌规则并具有高表面能{101}和{001}晶面的锐钛矿TiO_2单晶,通过X射线衍射和扫描电镜等对样品的形貌和结构进行了表征,系统考察了氢氟酸浓度对所得样品中{001}晶面比例的影响以及后处理对样品性能的影响。光催化降解罗丹明B反应表明,当氢氟酸为58mmol/L、合成晶体{001}晶面比例为48%时光催化效果最强。{001}晶面不是唯一影响光催化效率的因素,{001}晶面与{101}晶面的协同作用也同样重要。     

纳米多孔二氧化钛微球光催化剂对染料污水的降解处理

通过受控的水解-水热两步法得到了TiO2颗粒.根据X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N2吸附-脱附等表征结果可知,所得样品为锐钛矿型多孔纳米TiO2微球,有介孔结构,经高温(700℃)煅烧后未观察到晶相转变,晶型结构稳定.以活性艳红染料X3 B为目标底物,使用制得的样品在氙灯光源照射下进行光催化脱色降解研究...     

铁磁性单晶TiO_2光催化剂对染料污水的降解

通过两步水热法获得单晶锐钛矿型TiO_2,并与草酸铁混合后在氩气中煅烧得到磁性铁固载化TiO_2光催化剂(Fe-TiO_2)。通过XRD和Raman光谱可知,铁在TiO_2表面主要以Fe_3O_4形式存在。Fe-TiO_2对X3B染料显示了良好的光催化降解性能,但铁含量的变化对光催化剂的活性无显著影响。体系中加入H_2O_2可与Fe(II)发生Fenton反应,生成的OH·自由基具有强氧化性,能够深度降解染料污水,实现光催化-Fenton反应的协同作用。另外,Fe-TiO_2具有较强的铁磁性,用磁力吸附的方式即可回收和循环利用,是一种高效、廉价的复合型光催化剂。     

Ce~(3+)掺杂TiO_2气凝胶的制备及其光催化活性

以钛酸丁酯(TBT)为钛源,离子液体1-正己基-3-甲基咪唑溴盐([HMim]Br)为模板剂和老化液,采用溶胶-凝胶法,在低温常压下制备了Ce~(3+)掺杂锐钛矿相TiO_2气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、静态氮吸附(BET)、紫外漫反射光谱(DRS)、透射电镜(TEM)等方法对样品结构进行表征,并对活性艳蓝KN-R染料的模拟废水进行了光催化性能测试。结果表明,此方法制备的Ce~(3+)掺杂TiO_2气凝胶具备锐钛矿晶型,晶粒平均尺寸为7.5nm,比表面积为235.170m2/g,最可几孔径为3.719nm,对活性艳蓝KN-R废水具有明显的光催化降解能力。     

胰蛋白胨辅助合成TiO_2及其光催化性能

为通过绿色合成途径制备高结晶度且高比表面积的TiO_2光催化剂,以胰蛋白胨为模板,采用溶胶凝胶法制备了具有多孔结构的TiO_2粉体.用X射线衍射仪、激光粒度仪、N_2-吸脱附、透射电镜、紫外可见漫反射、激光共聚焦显微镜和热重等技术对样品进行表征,并通过对活性艳蓝KN-R的紫外光催化降解效果评价样品的光催化性能.结果表明,煅烧法去除胰蛋白胨模板后,得到具有多孔结构的锐钛矿相TiO_2,比表面积为156.338 m~2/g,光照120 min后降解率达到93.22%,样品结晶度及活性艳蓝KN-R的光催化降解效果均得到提高.     

CNTs/TiO_2复合材料的制备及光催化性能研究

碳纳米管具有大的比表面积、良好的导电性等优点,将其和半导体光催化剂复合,可以有效改善光催化剂活性,提高光催化效率。本文利用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱物,制备碳纳米管/二氧化钛(CNTs/TiO_2)复合光催化剂,研究其光催化活性。采用扫描电镜、XRD、拉曼光谱、吸收光谱等方法对复合材料进行表征,以甲基橙(MO)为目标降解物研究复合材料在紫外光下的光催化活性。结果表明,当煅烧温度为450℃时,TiO_2较好的和CNTs结合,TiO_2主要为锐钛矿型;CNTs/TiO_2复合材料表现出优异的光催化性能(96%);TiO_2和CNTs的质量百分比是影响光催化效果的重要因素。     

暴露{001}晶面TiO_2纳米片自组装微球的制备及光降解性能

为提高TiO_2的光催化性能,基于光催化反应的表面特性,通过一步溶剂热法制备了暴露{001}晶面TiO_2纳米片自组装微球,并研究了不同钛源、不同溶剂和不同反应时间对产物的影响;通过FESEM、TEM、HRTEM、XRD、XPS等手段对所得产物进行表征;通过甲基橙降解时评价样品的光降解性能。结果表明:选用异丙醇钛为钛源、异丙醇为溶剂、二乙烯三胺为盖帽剂、反应时间为12 h条件下合成的自组装微球具有大小均一、分散性好的多级结构并且暴露出高活性{001}晶面;且合成的TiO_2微球具有较高的光降解性能,仅在光照15 min后,甲基橙的降解率便达到了100%。     

不锈钢纤维毡负载TiO_2的制备及其光催化降解染料研究

以L316不锈钢纤维毡为载体,制备负载型纳米TiO_2光催化剂。采用罗丹明B为模拟染料进行光催化降解实验,研究负载方式、负载量、固定化温度、光照强度、染料初始浓度、染液pH值和无机盐(Na2SO4)等因素对其降解性能的影响。结果表明:粉体烧结法负载TiO_2的纤维毡光催化效果优于原位生成法;随着纤维毡上TiO_2负载量的增加,光催化活性增强,但负载量最终趋于平衡,平衡值约8mg/cm2;当固定化温度为450℃时,所制备的负载型TiO_2光催化剂活性最佳;随着紫外光照强度增加,染料初始浓度降低,染液pH值减小,染液中无机盐浓度降低,负载型纳米TiO_2光催化剂对罗丹明B的降解效果增强。     

磷酸铁催化剂降解印染废水中的有机染剂

以磷化渣中提纯出的磷酸铁、乙醇为原料, 利用溶剂热法制备催化剂, 并在高温下对催化剂进行改性处理。 研究不同体系、不同加热时间、改性前后对罗丹明B 的光催化效果的影响。利用X 射线衍射仪(XRD)、扫描电子 显微镜(SEM) 对其所得样品进行表征, 并用所得样品在光催化装置中进行光催化降解试验。通过对实验结果的分 析表明: 乙醇与磷酸铁发生反应后所得产物有较好的光催化活性, 高温煅烧改性之后的样品光催化活性更好。利用 磷酸铁制备出的催化剂进行光催化降解罗丹明B, 有利于解决我国印染废水中有机染料的处理与处置问题, 对保护 环境, 减少环境污染有着积极的作用。     

磷磷酸铁催化剂降解印染废水中的有机染剂

以磷化渣中提纯出的磷酸铁、乙醇为原料,利用溶剂热法制备催化剂,并在高温下对催化剂进行改性处理。研究不同体系、不同加热时间、改性前后对罗丹明B的光催化效果的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其所得样品进行表征,并用所得样品在光催化装置中进行光催化降解试验。通过对实验结果的分析表明:乙醇与磷酸铁发生反应后所得产物有较好的光催化活性,高温煅烧改性之后的样品光催化活性更好。利用磷酸铁制备出的催化剂进行光催化降解罗丹明B,有利于解决我国印染废水中有机染料的处理与处置问题,对保护环境,减少环境污染有着积极的作用。     

煅烧和水热法制备纳米TiO2及其光催化性能

用微乳液法制备出纳米TiO_2前驱体,通过煅烧和水热法两种后处理方式制备了纳米TiO_2,用TG-DSC,XRD和SEM等对纳米TiO_2进行表征分析。结果表明,煅烧法和水热法获得的锐钛矿型纳米TiO_2的晶粒尺寸分别为14～23 nm和4.4～5.3 nm。在紫外光照射下测试两种方法制备的锐钛矿型纳米TiO_2的光催化性能。通过比较,煅烧法后处理制备的纳米TiO_2在90 min内对亚甲基橙溶液的降解率98.36%。在相同测试条件下,水热法后处理获得的纳米TiO_2在90 min内对亚甲基橙溶液的降解率达到99.9%。     

TiO_2/SiO_2的制备及光催化氧化降解甲基橙

采用溶胶凝胶法制备了TiO_2/SiO_2和TiO_2.用XRD,N2吸附-脱附进行了表征.以甲基橙为降解物,汞灯为光源,双氧水为降解氧化剂,考察了样品的光催化活性.研究发现:Si的引入能够抑制TiO_2由锐钛矿向金红石转化,控制TiO_2颗粒的长大,提高TiO_2的比表面积;TiO_2/SiO_2的光催化活性高于TiO_2.以600℃下煅烧3h制得的TiO_2/SiO_2为催化剂,甲基橙初始pH=3,V30%H_2O_2=3mL,催化剂的投加量为0.50g/L时,光照180min,10mg/L甲基橙的降解率达到98.03%.此外还发现在降解过程中光源、催化剂、H_2O_2三者协同作用.     

水热后处理对二氧化钛光催化性能的提升作用及其机理

为了进一步提高商品P25光催化活性,采用了一种温和且简单的水热方法对其进行后处理,整个处理过程只需加入去离子水。通过对处理前后的样品进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及氮气吸脱附等温线等测试表明:处理后的样品粒径减小,介孔结构更加突出,比表面积、平均孔径和孔容等相对于商品P25都有大幅提高,对入射光吸收有明显红移。同时,还考察了不同后处理条件对TiO_2形貌和光催化活性的影响,包括温度、时间和溶剂类型等。结果表明:当水热温度为180℃、处理时间为4 h时,TiO_2对染料的光催化降解效果最好,反应速率常数(k_(app)=0.11 min~(-1))是未处理商品P25的3倍(k_(app)=0.034 min~(-1)),且反应溶液的总有机碳(TOC)去除率达64.63%,证明有机物得到了较为彻底的分解。自由基淬灭实验显示:经水热后处理的样品可以在光照下产生更多的活性氧化物种,因而加快了有机染料的降解过程。     

纳米TiO2的制备及其光催化降解茜素红的研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法成功制备了纳米TiO2粉末,用X射线衍射(XRD)对其进行了表征,并对影响其制备过程的因素进行了研究,讨论了不同焙烧温度对其光催化降解茜素红的影响.XRD结果显示,产物为锐钛矿型TiO2,其粒径为30.3nm,锐钛矿型TiO2的光催化活性明显高于金红石型TiO2,锐钛矿型向金红石型转变的临界温度在600～700℃之间.当焙烧温度为500℃时,其光催化降解茜素红效率最高,可达93%以上.     

电解液温度对TiO_2纳米管阵列结构和光催化性能的影响

在有机溶剂(NH4F+水+丙三醇)体系电解液中,采用电化学阳极氧化法在钛片表面制备了高度有序的TiO_2纳米管阵列,主要研究了电解液温度和阳极氧化时间对TiO_2纳米管结构和表面形貌的影响,观察到TiO_2纳米管的形貌,包括内径、壁厚和长度,随实验条件呈现规律性改变。所得的TiO_2纳米管阵列在450℃退火后可得到锐钛矿相。随着阳极氧化电解液温度的升高,TiO_2纳米管阵列的结晶度有所提高。通过在紫外光的照射下降解亚甲基蓝水溶液评价其光催化活性,分析了制备条件对TiO_2纳米管阵列的光催化性能的影响,得出材料形貌是否规整是影响光催化性能的重要因素。     

棉纤维素基TiO_2@C光催化剂的制备

以棉纤维素为模板,钛酸四丁酯为前驱体,无水乙醇为溶剂,通过表面溶胶-凝胶法和火焰燃烧的方法制备具有精细纤维素形貌的锐钛矿型二氧化钛和碳(TiO_2@C)的复合光催化材料。研究了磷酸二氢铵处理对TiO_2@C光催化剂的光催化性能的影响,分析了钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比、沉积次数以及沉积后棉布的煅烧时间对TiO_2@C光催化剂性能的影响,通过测试棉纤维素基TiO_2@C光催化剂对染料的吸附降解性能,对TiO_2@C光催化剂的制备工艺进行优化。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等方法对棉纤维素基TiO_2@C光催化剂进行结构和形貌分析。优化制备工艺为:采用质量分数为20%的磷酸二氢铵溶液浸渍棉布20h,钛酸四丁酯与无水乙醇体积比为1∶1的溶液抽滤沉积、水解、烘干,反复沉积10次,空气中煅烧150min得到棉纤维素基TiO_2@C光催化剂。棉纤维在沉积钛酸四丁酯前利用磷酸二氢铵浸渍,起到了催化纤维素成炭的作用,一定程度阻碍了二氧化钛晶粒的凝聚。     

Fe~(3+)-Er~(3+)共掺纳米TiO_2紫外及可见光下催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯性能

采用溶胶-凝胶-微波法以无水乙醇为溶剂,制备了Fe~(3+)和Er~(3+)不同摩尔配比共掺的TiO_2纳米粒子,在N2保护下加热至500℃,获得具有稳定锐钛矿型结构的Fe~(3+)和Er~(3+)共掺TiO_2纳米晶体(Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2)光催化剂.对于Fe~(3+),Er~(3+)不同摩尔配比共掺的纳米TiO_2光催化剂,在掺入量相同时,紫外及可见光下的光催化活性最强.采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品的表面结构进行测试,结果显示Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2纳米光催化剂晶体尺寸为25 nm~30 nm;X衍射仪测试样品,其XRD图谱峰值显示晶型结构为锐钛矿型,荧光光谱(FL)和紫外-可见(UV-Vis)光谱显示材料的吸收波长范围为370 nm~770 nm.利用Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2纳米光催化剂在紫外及可见光下降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯,反应过程以高效液相色谱(HPLC)对N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯浓度进行检测,结果显示掺入Fe~(3+),Er~(3+)可提高TiO_2的光催化活性,从反应动力学和机理分析掺入Fe~(3+),Er~(3+)可增加光反应孤对电子从而提高反应液中HO·含量.     

纳米TiO2的制备及其光催化降解茜素红的研究

以钛酸丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法成功制备了纳米TiO2粉末，用X射线衍射（XRD）对其进行了表征，并对影响其制备过程的因素进行了研究，讨论了不同焙烧温度对其光催化降解茜素红的影响。XRD结果显示，产物为锐钛矿型TiO2，其粒径为30．3nm，锐钛矿型TiO2的光催化活性明显高于金红石型TiO2，锐钛矿型向金红石型转变的临界温度在600～700℃之间。当焙烧温度为500℃时，其光催化降解茜素红效率最高，可达93％以上。     

硫氮共掺杂纳米TiO_2光催化降解蒽醌染料研究

以硫脲为硫源、尿素为氮源、钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备硫氮共掺杂纳米TiO_2光催化剂(S-N-TiO_2)。利用X射线衍射仪、紫外-可见漫反射吸收光谱仪、透射电镜和X-射线光电子能谱仪,表征分析所制备的S-N-TiO_2的晶体结构和光谱性质;以蒽醌结构的活性艳蓝L-KN-R染料为目标降解物,研究其可见光催化性能。结果表明,所制备的SN-TiO_2均为锐钛矿相,平均粒径为13.9nm;其吸收边带红移至610nm;在金卤灯照射下,光催化反应180min,对活性艳蓝L-KN-R染料的降解率达89.14%。     

TiO2薄膜的低温制备及其光催化活性研究

利用所制备的锐钛矿型TiO2水溶胶提拉法成膜,用Raman和TEM分析了TiO2薄膜的晶型和基团结构.可知TiO2颗粒为锐钛矿晶型,晶粒在10 nm左右,并以多个单晶的形式粘结成膜.气体光催化和甲基橙降解实验表明,所制得的TiO2薄膜具有良好的光催化活性.