纳米二氧化钛/硅胶光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶 凝胶法在硅胶载体上制备了纳米二氧化钛 ,研究载体表面负载二氧化钛的结构、表面形态及其光催化性能。实验发现 ,包覆在硅胶表面的二氧化钛大小为 2 0～ 30nm ,且分布均匀 ,晶型为锐钛矿相 ,以甲基橙作为降解对象研究所制备样品的光催化性能。     

包覆沉淀法制备氧化硅改性的纳米二氧化钛及其性质

采用包覆沉淀法,以混晶纳米二氧化钛粉体为载体,硅酸钠为包覆剂,用硫酸调pH值,成功的在纳米二氧化钛表面包覆致密的二氧化硅膜.并用IR、XRD、EDS及TEM进行了表征,同时对包覆改性前后的纳米二氧化钛进行比表面积、光催化活性的测定.IR、EDS表明:该包覆方法可行,氧化硅以化学键合的方式沉积在纳米TiO2的表面,在包覆层和纳米TiO2颗粒之间的界面上形成了Ti-O-Si键.XRD证实氧化硅的添加提高了二氧化钛纳米颗粒的热稳定性能,有效地抑制纳米二氧化钛的晶型转化.TEM照片显示,包覆后的TiO2粒径减小,粒度分布均匀,表面光滑.比表面和光降解实验结果显示,改性后的TiO2具有高的比表面,而且随包SiO2含量的增大而减小.和未改性纳米TiO2相比,具有较高的光催化活性,且在煅烧温度为600℃时催化活性最好.     

纳米TiO_2/SiO_2的制备与表征及其光催化活性的研究

针对二氧化钛(TiO2)纳米颗粒极易团聚、分散性差的问题,以提高TiO2分散稳定性与光催化活性为目的,采用并流中和法,以锐钛矿型纳米TiO2粉体为载体,硅酸钠(Na2SiO3)为包覆剂,使用硫酸(H2SO4)调节pH值,在纳米TiO2表面包覆致密的氧化硅(SiO2)膜。借助Fourier变换红外光谱(FTIR),X射线能量散射谱(EDS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征样品的键合情况、表面化学成分、分散性,同时借助紫外-可见分光光度计(UV-Vis Spectrophotometer)以亚甲基蓝的光催化降解反应对其光催化活性进行评价。FTIR和EDS结果表明:采用该包覆法后,SiO2以化学键合的方式沉积在纳米TiO2表面,在包覆层和纳米TiO2颗粒之间的界面上形成了Ti—O—Si键。SEM结果表明:TiO2/SiO2纳米复合粒子分散均匀,无严重团聚和大块堆积现象。光催化实验结果表明:以SiO2表面包覆后的TiO2颗粒光催化活性明显高于纯TiO2。     

二氧化钛的表面包覆技术及其应用

二氧化钛是当今世界发展较快的无机化工产品之一,为了使其获得更优异的性能并在更多的领域得到应用,在其表面包覆其他物质.根据二氧化钛的不同用途介绍了其表面的包覆方法,综述了二氧化钛包覆的现状及前景.     

铝沉积还原制备蓝色二氧化钛

在光催化研究中, 提高光催化剂的催化效率, 降低催化剂成本吸引了广泛的研究兴趣。本研究通过铝沉积还原方法制备出表面铝原子修饰的蓝色二氧化钛。该蓝色二氧化钛具有一种独特的核壳结构, 纳米颗粒内部为结晶核, 外部为含有大量氧空位和一定量沉积铝原子的非晶层。在模拟太阳光照射下, 该蓝色二氧化钛表现出优异的光催化污染物降解和光电化学性能。在高真空条件下, 当蒸发的金属铝原子沉积在二氧化钛纳米颗粒上时, 可以进一步将Ti⁴⁺还原成Ti³⁺, 使得催化剂表面含有大量的氧空位等表面缺陷。此外, 适量的铝沉积在催化剂表面成为光生载流子阱, 促进光生载流子的分离和输运, 从而使得样品光催化活性增强。当沉积适量Al时, 样品TiO₂-Al_0.36表现出最为优异的光催化污染物降解性能, 在8 min内就可将甲基橙溶液完全降解, 且其光电流(1.47 mA·cm^-2)是本征二氧化钛(0.17 mA·cm^-2)的8倍以上, 展现出优异的光电化学性能。     

TiO_2包覆对不同粒径羰基铁粉吸波性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法,分别在粒径为6μm和1μm的羰基铁粉表面成功包覆了一层二氧化钛薄膜;利用矢量网络分析仪测量了羰基铁粉和石蜡所制成的复合材料的电磁参数,对比分析了二氧化钛包覆前后羰基铁粉复合材料在微波频段的复介电常数、复磁导率和微波吸收性能的变化。实验结果表明:二氧化钛包覆层能有效地增大粒径为1μm的羰基铁粉的复磁导率和复介电常数,改善小粒径羰基铁粉的微波吸收性能。通过分析认为二氧化钛包覆层能有效地阻隔颗粒间涡流的形成,由此能很好地解释二氧化钛包覆层对1μm羰基铁粉微波吸收性能的增强效果。     

白云母负载纳米TiO2的制备及光催化性能研究

进行了微乳液法制备负载型纳米TiO2的研究.采用微乳体系制备出纳米二氧化钛前驱体,然后将表面活性剂稳定和保护的纳米粒子在氢键吸附等作用力下包覆于云母载体的表面.XRD分析结果表明,所制得的产品为锐钛型二氧化钛.SEM结果表明,所制得的颗粒粒径为20nm左右,呈球形均匀分布于基质表面.以偶氮染料甲基橙为降解对象,考察了样品的热处理温度、溶液的初始浓度及溶液的pH值对降解率的影响.结果表明,白云母负载纳米二氧化钛具有较好的催化活性.     

MWCNT/TiO2复合材料光催化活性研究

以多壁碳纳米管(MWCNT)为基核,以钛酸丁酯为前驱体,分别用溶胶-凝胶法和水热法制备碳纳米管/二氧化钛纳米复合光催化材料.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对样品进行了表征,研究了溶胶-凝胶法和水热法工艺的控制对碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂显微组织及性能的影响.以甲基橙为目标降解物,考察了样品的自然光催化活性.结果表明,所得复合粉体中仅有碳纳米管和锐钛型二氧化钛两种物相,其中采用水热法所得样品,其纳米级的球形二氧化钛颗粒可均匀吸附在碳纳米管表面.     

核壳型TiO2／HAP纳米复合光催化剂的制备与表征

采用非均相沉淀的方法，首次在纳米TiO2的表面诱导沉积一层羟基磷灰石（HAP）。通过X射线衍射（XRD）和傅立叶红外光谱（FT-IR）对制备的样品进行结构和成分分析；用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和电子能谱仪（EDS）对样品包覆进行表征；采用甲基橙的光催化降解反应和大肠杆菌吸附率测定对所制光催化剂的光催化活性和吸附特性进行了评价；并与纯的纳米TiO2进行比较分析，文中还初步探讨了TiO2／HAP纳米复合材料的包覆机理．结果表明，TiO2／HAP为核壳结构，且包覆均匀，羟基磷灰石包覆层的厚度为8nm。所制备的样品具有良好的光催化活性和对细菌良好的吸附性能。这种核壳型TiO2／HAP纳米复合材料可用作环境净化和杀菌材料．     

一种纯锐钛纳米二氧化钛粉体的研制及应用

对纳米二氧化钛粉体进行无机包膜和有机包覆改性,制备了一种高透明度和高效屏蔽紫外线的纯锐钛纳米二氧化钛粉体,分析了改性过程中有关纳米粉体的有机包覆效果的影响因素,通过测定粉体的光催化性,间接表征了它的包覆完整性,并用TEM、XRD、ICP-OES、紫外可见分光光度法表征了纳米粉体的粒径、内部形貌、晶型、重金属含量、屏蔽紫外线性能和透明度,结果表明,产品应用于防晒化妆品时,许多性能都得到明显提升。     

绢云母-TiO_2复合颗粒的制备与应用

为制备具有钛白粉性能的矿物基体复合颜料,并发挥绢云母的协同效应,采用机械力化学包覆方法制备绢云母-TiO2复合颗粒,对制备工艺因素的影响、复合颗粒的结构与颜料性能进行研究。结果表明:绢云母研磨粒度、复合时间、球料质量比和TiO2用量对绢云母-TiO2复合颗粒性能影响显著,该复合颗粒的遮盖力为钛白粉的90%,吸油量和紫外线吸收性与钛白粉相同。在建筑涂料中填加绢云母-TiO2复合颗粒,其对比率显著高于单一填加钛白涂料;复合颗粒形貌观测显示,TiO2在绢云母表面形成了有效包覆。     

PMOCOPV/TiO2纳米复合材料的微观结构与性能

采用原位聚合方法制备聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔(PMOCOPV)/二氧化钛(TiO2)纳米复合材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和热失重(TG)等方法对纳米复合材料的微观结构与性能进行表征。结果显示,纳米复合材料中TiO2并不是简单地与PMOCOPV分子共混,而是被PMOCOPV分子链缠绕包裹;纳米复合材料为分散均匀的球形微粒,粒径尺寸为60nm～80nm左右;同PMOCOPV相比,纳米复合材料结晶性随着TiO2含量增加而增强,且热稳定性提高。     

负载型TiO2光催化薄膜结构控制及光催化活性

采用溶胶-凝胶法在不锈钢丝网上负载TiO₂薄膜,通过SEM、XRD和TG-DTA对其进行表征.研究了聚乙二醇(PEG)分子量及添加量、水加入量、涂膜次数和煅烧温度等工艺条件对样品光催化降解甲醛性能的影响.结果表明,通过工艺条件控制可得具有较高光催化活性的负载型TiO₂光催化薄膜.在钛酸丁酯乙醇溶液中添加适量PEG600和水,经反应制备的TiO₂溶胶,涂膜于不锈钢丝网表面,450℃煅烧后获得具有中孔结构的TiO2混晶薄膜,该薄膜对甲醛光催化降解率达90%以上.     

Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板,采用水热法制备了Fe3+-SiPO2掺杂纳米TiO2,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段考察了Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的结构与光学特性.实验结果表明:Fe3+、SiO2掺杂进入TiO2的晶格,可获得高纯度锐钛矿相纳米TiO2.Fe3+和SiO2的加入有助于抑制金红石相的形成和晶粒长大,提高了TiO2的热稳定性.Fe3+-SiO2掺杂将TiO2的光响应范围拓宽至可见光区,提高了纳米TiO2的光催化性能.与纯纳米TiO2相比,Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙的性能显著提高.     

PT／TiO2复合粒子光催化降解有机污染物的性能

在CHCl3中以FeCl3为氧化剂通过原位化学氧化方法制备了聚噻吩/二氧化钛(PT/TiO2)复合粒子。通过X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(DRS)分析,分别研究了PT/TiO2复合粒子的结构和光响应特性。结果表明,复合粒子是由PT包裹在TiO2粒子表面而形成的具有核-壳结构的粒子;复合粒子能吸收200 nm~800 nm波长的光。分别以甲基橙和苯酚为目标污染物,研究了PT/TiO2复合粒子光催化降解污染物的性能。结果表明,具有一定含量聚噻吩的复合粒子光催化降解污染物的性能优于TiO2。     

Carbothermal synthesis of titanium carbide using ultrafine titania powders

The synthesis of titanium carbide (TiC) by the carbothermal reduction of carbon coated titanium dioxide (TiO2), a novel synthesis process, and titanium dioxide (TiO2) mixed with carbon black was investigated. A high surface area (64 m2g-1) TiO2 powder consisting of anatase and rutile phases was used for starting powders. The carbon coated method is a two-step process that utilizes a precursor derived from decomposing propylene (C3H6) and depositing carbon on the TiO2 particles. TiO2 powders were also mechanically mixed with carbon black for comparison. Both starting precursors and mixtures were reacted in a tube furnace for 2 and 4 h at temperatures of 1100°C to 1550°C under 1 l min-1 flowing argon. The TiC powders were characterized using thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area analyser, chemical analysis (oxygen and carbon) and transmission electron microscopy (TEM). The carbon coating process provides high contact area between the reactants which results in a TiC product with lower oxygen content (0.6 wt%), finer particle size (0.1 m), and uniform shape when synthesized at 1550°C for 4 h.     

Nanostructured carbon-doping anodic TiO2 from TiC and its photoelectrochemical properties

In this paper, nanostructured carbon-doped titanium dioxide (TiO(2-x)Cx) has been fabricated from titanium carbide (TiC) thin film using electrochemical anodization in a solution containing fluorine ion. The resulting samples were characterized via scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray (EDX) analysis, X-ray diffraction (XRD), and photoelectrochemistry. The SEM images and EDX analysis indicated that a nanostructured thin film of carbon-doped titanium dioxide had been formed. The XRD pattern showed the structural change from TiC to anatase type TiO2 after annealing. A series of photoelectrochemical measurement showed an increase in photovoltage and in photocurrent for the electrode of anodized TiC sample. The results demonstrated the feasibility to process carbon doped nanostructured TiO2 through anodization promising for applications in high efficient photoelectrochemical conversion.     

氮掺杂TiO2光催化杀菌性能的研究

以廉价的TiOSO4为原料,通过水解法制备正钛酸前驱体,然后向正钛酸前驱体中加入尿素作为氮源,经煅烧制备氮掺杂纳米TiO2,采用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和扫描电镜等方法对制备的样品进行了表征,研究了不同N/Ti配比、煅烧温度、TiO2浓度、细菌浓度对光催化杀菌的影响.结果表明,制备的样品均为锐钛晶型,氮掺杂使TiO2在可见光区的光吸收明显增强;煅烧温度和N/Ti配比对光催化杀菌效果影响显著;当TiO2的质量浓度为1.5g/L时杀菌效果最好;当细菌浓度低于106细胞/mL时,氮掺杂TiO2的杀菌率可达90%以上.     

Determination of trace lead in water samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry after preconcentration with nanometer titanium dioxide immobilized on silica gel

Nanometer titanium dioxide immobilized on silica gel (immobilized nanometer TiO2) was prepared by sol-gel method and characterized using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The adsorptive capability of immobilized nanometer TiO2 for lead was assessed in this work using column method. It was found that lead can be quantitatively retained by immobilized nanometer TiO2 in the pH range 4-7, then eluted completely with 1.0molL(-1) HCl. The adsorption capacity of immobilized nanometer TiO2 for Pb was found to be 3.16mgg(-1). A new method has been developed for the determination of trace lead based on preconcentration with a microcolumn packed with immobilized nanometer TiO2 prior to its determination by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GFAAS). The detection limit of this method for Pb was 9.5ngL(-1) with an enrichment factor of 50, and the relative standard deviations (R.S.D.s) was 3.2% at the 10ngmL(-1) Pb level. The method was validated using a certified reference material, and was applied for the determination of trace lead in water samples.     

金属掺杂对TiO2光催化还原CO2制甲酸甲酯活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备掺杂金属改性的TiO2光催化剂,并研究其光催化还原CO2制甲酸甲酯的反应效果。以钛酸丁酯为主要原料,制备纳米TiO2。通过改变金属掺杂量、焙烧温度、前躯体pH等,确定出适宜的催化剂制备条件。结合SEM、XRD、UV-vis等对催化剂进行了形貌、结构和吸光行为的表征。进而考察了其光催化还原CO2的活性。结果表明:溶胶-凝胶法制备掺杂金属的TiO2,可使金属均匀地分布于TiO2表面,经催化活性评价,获得适宜的掺杂元素和掺杂量,优选的制备条件为溶胶pH=2.5～3、凝胶焙烧温度500℃,在催化剂用量1mg/mL,光照强度2880μw/cm2的反应条件下,可有效地促进TiO2光催化还原CO2制甲酸甲酯。