Pt对TiO2薄膜的结构及可见光光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法辅之以离子溅射制备了TiO2/Pt/TiO2纳米多层薄膜和TiO2/TiO2薄膜.通过SEM观察表明,TiO2/Pt/TiO2中二氧化钛颗粒的平均尺寸在20～40nm之间,而TiO2/TiO2中颗粒平均尺寸在40～80nm之间.TiO2/Pt/TiO2纳米多层薄膜的总厚度约为160nm.TEM观察及SADP结果证实单质Pt颗粒尺寸在20～40nm之间,二氧化钛为锐钛矿型.与TiO2/TiO2薄膜相比,TiO2/Pt/TiO2的光吸收曲线红移了30nm,与此同时,除本征吸收边(365nm)外,它在可见光波段还出现了一个新的吸收边650nm,对应的带隙为1.91eV,这种现象归因于沉积Pt后TiO2/Pt/TiO2薄膜中存在金属与基体的界面强相互作用(SMSI).在可见光光降解甲基蓝的实验中,扣除甲基蓝自身的分解,TiO2/Pt/TiO2多层纳米复合薄膜2h后的光降解率为18.1%.     

交联聚两性离子液基材料增强TiO_2光催化性能的研究

在低温下,通过溶胶-凝胶法(Sol-Gel)法成功将TiO_2负载到聚两性离子液体基材料(CPAIL)表面,获得了高性能催化剂CPAIL@TiO_2。通过XRD,SEM,EDS,TEM,FT-IR,TGA,XPS和N2吸脱附(BET)等方法对其结构进行了表征。结果表明,CPAIL@TiO_2为单一纯相锐钛矿结构,包含有40%的TiO_2,且其能够均匀分布在CPAIL@TiO_2中,形成C—O—Ti键。在4次循环后,对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)光催化降解程度分别可高达97%和55%,表明CPAIL@TiO_2具有高效的催化性能和循环性能。     

PI/TiO2纳米复合膜的气体分离性能

通过溶胶-凝胶法制备出系列聚酰亚胺PI(HQDPA—DMMDA)／TiO2纳米复合气体分离膜．采用TEM、WAXD和DSC等手段测试了复合膜的某些物理特性；研究了复合膜对H2、N2、O2、CO2和CH4等五种气体的透气性能及其与温度的关系，并对复合膜的结构与透气性能的关系作了推测．结果表明，TiO2的引入并未明显改变PI的分子链间距．随着PI中TiO2含量的增加，复合膜的透气系数开始逐渐增加，当TiO2含量为22．3％时，则显著增加，且仍保持很高的分离系数．提出用无机纳米网络促进传输作用来解释复合膜的透气机理．     

离子掺杂对纳米TiO2薄膜光催化活性的影响研究

研究了Ag 、Cu2 、La3 、Ni2 及W6 5种离子掺杂对釉面瓷砖表面TiO2薄膜光催化活性的影响,并采用XRD和UV-VIS检测技术对所制备的TiO2薄膜材料进行了表征.结果表明,掺杂离子能有效提高TiO2薄膜的光催化活性,且离子的掺杂存在一个最佳浓度.UV-VIS及XRD衍射发现,掺杂后的纳米TiO2薄膜有不同程度的吸收光谱带边蓝移及粒径减小的现象,具有量子尺寸效应.     

稀土掺杂TiO2光催化材料的制备和性能

采用溶胶-凝胶法制备了5种稀土（Pr、Nd、Sm,Eu、Dy）掺杂TiO2光催化薄膜,研究了稀土掺杂量,镀膜层数、烧结温度和烧结时间对光催化活性的影响．结果表明,各因素对材料的催化活性均存在一最佳值．薄膜中仅含TiO2而未见稀土氧化物,除掺锴TiO2薄膜完全由金红石相组成外,其余均由锐钛矿相和金红石相的混晶组成,其中金红石相所占比例较大,薄膜表面均存在大量缺陷;稀土掺杂TiO2薄膜对罗丹明B的光降解率可达89．3％．稀土掺杂TiO2显著提高了TiO2对可见光的响应能力,提高了材料的光催化活性．     

纳米TiO2稀土元素掺杂改性光催化还原CO2制甲醇研究

讨论采用改良的溶胶-凝胶法，以钛酸丁酯为前驱体，以冰醋酸为鳌合剂，通过水解缩聚作用制备纳米TiO2，掺杂稀土金属进行改性，进行CO2光催化还原制甲醇研究；利用X射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）、BET比表面积、光致发光光谱（PL）技术来分析制得的光催化材料结构、吸光性能、化学吸附等特性，期待能弄清楚纳米TiO2结构与催化效果之间的关系，从而确定主导CO2光催化还原反应效率的因素。     

铜离子掺杂对TiO2纳米颗粒膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通的载玻片上制备了锐钛矿型TiO2和过渡金属Cu离子掺杂TiO2薄膜.通过XRD,UV-VIS,XPS,AFM表征了合成的薄膜,表明铜离子掺入后,薄膜变得更加致密.铜离子以Cu2O的形式存在.在紫外光照射下,TiO2薄膜表现出明显的亲水性.对于掺铜的TiO2薄膜,随着铜掺杂量的增加,铜(I)对亲水性能的抑制作用亦增强.     

TiO2/CdS复合光催化剂的制备及结构研究

以钛酸四丁脂为原料、乙醇为溶剂、醋酸为水解抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备CdS纳米颗粒改性TiO2光催化剂凝胶.系统地研究了干凝胶的热行为,在不同热处理温度下二氧化钛的晶体结构和二氧化钛热处理温度与晶粒度之间的关系.研究表明,670℃/3h焙烧后,TiO2由锐钛矿结构全部转变为金红石结构;当CdS的掺入量大于6%(mol)时,670℃/3h焙烧后,有CdTiO3新物相生成;CdS的掺入抑制了锐钛矿TiO2晶粒的长大和锐钛矿结构向金红石结构的转变.     

La掺杂TiO2/改性石英砂复合光催化材料的 制备及其光催化性能

采用超声强化溶胶-凝胶法,以硝酸镧和钛酸丁酯为前驱体,选取石英砂作为载体,对载体石英砂进行涂FeCl_3改性,制备了系列La-TiO_2/改性石英砂复合光催化材料,通过XRD、DSC-TG和SEM等测试手段对复合材料的结构和理化性质进行了表征分析,并选取TNT废液作为目标污染物,考察复合了光催化材料的光催化性能。结果表明,在紫外光照射下,镧掺杂量为1.5%(摩尔分数),载体石英砂经FeCl_3溶液浸渍负载5次后,比表面积增大近10倍;焙烧温度400℃时,1.5%La-TiO_2/改性石英砂的吸附性能明显优于TiO_2/石英砂,吸附30 min后,提高了4.5%。     

Ce掺杂TiO2/SiO2的制备及其光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和掺杂不同含量Ce的TiO2/SiO2复合纳米粒子.并用FT-IR,UV-Vis对样品结构进行了表征,并以罗丹明B(RB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化性能.结果表明,TiO2/SiO2催化剂中形成了新的Ti-O-Si键,Ce的掺杂使TiC2/SiO2光谱响应范围向可见光区拓展.与未掺杂的TiO2/SiO2相比较,掺杂的TiO2/SiO2具有更高的催化性能.Ce掺杂的最佳值为x(Ce)∶x(Ti)=0.0090,光催化剂最佳投放量为30mg.     

离子液体中Co掺杂介孔TiO2可见光催化剂的制备及性能研究

以离子液体([C₄MIM]BF₄)为模板剂, 采用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO₂和Co掺杂的介孔TiO₂光催化剂。研究了Co掺杂对样品的比表面积、晶相、元素价态、吸光特性及可见光活性的影响。结果表明: 所制备的Co/TiO₂光催化剂为介孔结构的具有较大比表面积的锐钛矿相纳米颗粒; XPS分析表明: Co以Co²⁺取代Ti⁴⁺进入TiO₂晶格形成杂质能级, 降低了TiO₂带隙能, 有效拓展了TiO₂的光响应范围。以亚甲基蓝水溶液为降解对象, 在可见光 (λ>420 nm)下考察制备样品的光催化活性, 结果表明: Co掺杂的TiO₂具有可见光活性, 且0.3%Co/TiO₂的活性最高。     

TiO_2-聚吡咯复合材料的制备及光催化性能

采用原位氧化聚合法制备TiO2-聚吡咯复合材料,研究吡咯与TiO2配比对TiO2-聚吡咯复合材料在紫外光和太阳光下光催化降解甲基橙的影响,利用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、紫外-可见光谱仪对样品进行表征。结果表明,TiO2-聚吡咯复合材料与纯聚吡咯相比,聚吡咯本征态特征峰和C─N伸缩振动峰峰值都向高波数偏移,TiO2和聚吡咯的复合并不是单纯的物理复合,而是产生了化学作用力;通过改变吡咯的添加量,可以控制聚吡咯在TiO2粉体表面的包覆量,聚吡咯的包覆对TiO2的晶型没有影响;聚吡咯对TiO2的包覆可降低TiO2的禁带宽度至2.90 eV,使TiO2-聚吡咯复合材料可吸收的波长范围拓宽到可见光区,提高复合材料在可见光下的光催化能力;适量的聚吡咯包覆可以提高TiO2-聚吡咯复合材料的光催化活性,以紫外灯作为光源催化降解甲基橙,当吡咯包覆质量分数为0.06时,复合材料的电子-空穴对分离效果最好;以太阳光作为光源催化降解甲基橙,当吡咯包覆质量分数为0.04时,复合材料的光谱拓展效果最好。     

氮掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究

应用溶胶-凝胶法,以尿素和钛酸丁酯为原料制备前躯体,前躯体在500℃、焙烧3 h条件下制备不同浓度掺杂氮的TiO2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行光催化实验。结果表明:样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛,颗粒粒径小于300 nm,有一定程度的团聚,样品中含有质量分数分别为0、2.99%、6.23%、11.38%的氮元素,氮掺杂样品的光谱吸收边缘红移至400~470 nm。光催化实验表明:氮掺杂可以大大改善TiO2在可见光波段的光催化性能。     

Ce掺杂TiO2光降解催化剂的制备及光催化性能

以钛酸丁酯为前驱体,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了不同Ce掺杂量的纳米TiO_2光催化剂xCe/TiO_2(x=0.3%,0.5%,1%,2%)。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、N2吸附-脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)对产物进行了表征。在紫外光照射下,以罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)为降解物,研究了不同Ce含量样品的光催化性能,结果表明,Ce的引入抑制了锐钛矿晶粒的生长,比表面积由掺杂前的72.3m2·g~(-1)增大到掺杂后的120.2m2·g~(-1),掺杂后TiO_2的光催化活性大大提高,且当Ce掺杂的摩尔分数为0.5%时,对RhB和MB的光降解催化活性最佳,经过180min紫外光光催化,RhB和MB的降解率分别达到93.7%和86.4%。     

活性炭负载TiO2光催化材料的研究

活性炭(AC)及活性炭纤维(ACF)作为光催化剂载体具有较高的比表面积和较强的吸附性能,可以有效提高负载型光催化剂TiO2/AC和TiO2/ACF对有机污染物的光催化降解效率.首先介绍了TiO2光催化剂的结构特性以及各种掺杂改性方法,对负载型TiO2/AC及TiO2/ACF光催化剂的各种制备方法进行了详细评述.在此基础上,讨论了影响有机污染物光催化降解性能的重要因素,指出了负载型TiO2光催化材料研究中有待解决的问题和发展方向.     

无机盐/离子液体对再生纤维素结构与性能的影响

合成了一种离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑亚磷酸甲酯盐([Amim][(MeO)PHO_2]),这种离子液体能很好地溶解纤维素,并加入与其阴离子结构类似的无机盐亚磷酸氢二钠(Na_2PHO_3)组成复合溶解体系。文中研究了离子液体和复合体系对纤维素结构与性能的影响,通过对原生和再生纤维素展开红外光谱、热重分析、X射线衍射及聚合度的测试表征,结果显示再生纤维素没有发生衍生化,但热稳定性和结晶度及聚合度均比原生纤维素低,且随着复合溶解体系中Na_2PHO_3含量的增大,从中再生出来的纤维素的聚合度越高、热降解温度越高、结晶度越低。这种结果可能是由于无机盐的加入降低了离子液体对纤维素的酸降解而导致的。     

铕掺杂的TiO2空心微球的制备及光催化性能

通过溶胶-凝胶法制备未掺杂和铕掺杂的TiO₂空心微球, 采用XRD、SEM、TEM、HRTEM、BET和XPS等技术对样品进行表征, 以亚甲基蓝的光催化降解为目标反应, 评价其光催化活性。结果表明, 钛酸四丁酯(TBOT)的加入量对微球的形貌影响较大, 当滴加1.5 mL的TBOT时, 可得结构清晰、分散性良好的TiO₂空心微球。XRD分析表明, 400℃煅烧的纳米TiO₂空心微球为锐钛矿, 掺铕可抑制TiO₂的晶相转变。光催化实验表明, 铕掺杂能显著提高TiO₂空心微球的活性。当铕掺量为0.7%时, 所得样品粒径和孔径最小, 比表面积最大, 光催化活性最高。     

光热增强光催化性能二氧化钛(B)/玻纤布复合研究

以玻璃纤维布为基底, 以TiH₂为原料, 通过简易的化学合成及溶胶-凝胶法制备了光热增强光催化性能的二氧化钛(B)/玻璃纤维布复合材料(B-T/GFC)。通过XRD、SEM和TEM检测合成材料的成分、结构和形貌, 采用分光光度计、光学接触角测量仪、太阳光模拟器对材料的性能进行了系统研究。结果表明: 该复合材料表面形成了锐钛矿晶型的黑色TiO₂薄膜, 且晶体中存在厚度约为1 nm的无序层。同时该复合材料在250~2000 nm波长范围内具有较强的光吸收能力, 且具有强疏水性; 在 1 个太阳光强度下(1 kW/m ²), 相对于玻璃纤维布具有更强的光热能力; 其光催化降解切削废液中有机污染物(COD)的能力优于黑色TiO₂(B-T)和P25, 光照2 h的降解率约为P25的2.3倍。由此可见, B-T/GFC复合材料具有优异的光热增强光催化性能, 具有广阔的应用前景。     

新型离子液体-CO_2吸收制冷工质对选择及吸收特性

离子液体(ILs)-CO_2作为一种新型吸收制冷工质对,ILs种类的选择对其工质对性能及吸收式制冷循环特性至关重要。ILs对CO_2的吸收性能与ILs种类、阳离子结构、体系温度及CO_2分压有直接关系。本文建立了一套ILs吸收CO_2的实验台,并以低粘度、较优吸收性能为原则初选了4种咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐ILs([emim][Tf_2N]、[bmim][Tf_2N]、[hmim][Tf_2N]和[omim][Tf_2N])为研究对象。在温度298.15 K、313.15 K及328.00 K,压力2.0~5.0 MPa条件下,分别测定了CO_2在以上4种ILs中的溶解特性。结果表明:咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐ILs对CO_2有较好的吸收性能;CO_2在同族ILs中的溶解度随阳离子烷基链长度的增加而增大,其在4种ILs中的溶解度顺序为:[emim][Tf_2N][bmim][Tf_2N][hmim][Tf_2N][omim][Tf_2N];随着温度和压力的逐渐升高,CO_2溶解度的变化幅度逐渐减小。本文还给出了3种温度下CO_2在[omim][Tf_2N]中的溶解度与压力的关联式。     

离子液体中纤维素/TiO_2复合材料的制备及其性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐BMIMCl为反应介质,钛酸丁酯作为钛前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2,并将其负载在纤维素上,制备纤维素/TiO_2复合材料。采用单因素实验对反应条件进行优化,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外光漫反射(DRS)及热分析仪(TG)对复合材料结构及性能进行表征。以紫外光为光源,研究纤维素/TiO_2复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解性能。结果表明:采用离子液体BMIMCl作为反应介质,可在常温常压下制备出高活性的光催化复合材料;TiO_2负载于纤维素后的复合材料对甲基橙的降解率在80min达到97.09%,与未负载的纳米TiO_2光催化剂相比,复合材料对甲基橙的降解率提高了37%。纤维素/TiO_2复合材料重复利用4次后对甲基橙的降解率仍能达到62.66%。