TiO_2/氧化石墨烯复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,在此基础上以该GO为载体,通过浸渍-沉淀法在其表面合成TiO2纳米粒子,再通过450℃的焙烧形成TiO2/GO二元复合光催化剂,研究复合光催化剂在紫外光下降解甲基橙的动力学及活性变化规律。使用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外可见漫反射光谱等分析了复合光催化剂的形貌、TiO2粒子的结晶状态以及催化剂的光吸收。结合光催化降解甲基橙实验,探索了复合光催化剂中TiO2含量对其光催化活性的影响。研究结果表明,在TiO2质量分数低于20%时,复合光催化剂中TiO2均匀分散于GO表面;质量分数超过20%复合催化剂中将会有少量TiO2团聚体出现。由于氧化石墨烯的协同效应,紫外光下TiO2/GO复合催化剂的光催化活性要远高于TiO2光催化剂。     

氧化石墨烯/二氧化钛复合催化氧化处理中药制药洗涤废水研究

为了处理中药制药洗涤废水使用氧化石墨烯/二氧化钛,二氧化钛和氧化石墨烯3种催化剂直接投放其中,以确定处理制药废水时催化剂类别、处理时间和药剂投加量等适宜的反应条件。结果显表明:当投加复合催化剂氧化石墨烯/二氧化钛到制药废水中,其质量与废水中COD质量的比例为1.5和反应时间为120 min的条件下,对制药废水的处理效果趋于稳定,COD去除率到达73.6%,生化性B/C达到0.59。从数据可以看出,在本实验条件下氧化石墨烯/二氧化钛复合催化剂在处理本实验中药制药废水中具有最佳性能。     

高可见光活性的棒状钒酸铋/氧化石墨烯复合光催化剂的制备

通过水热法制备了棒状钒酸铋/氧化石墨烯（BiVO4/GO）复合可见光光催化剂。用扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman光谱和紫外–可见漫反射光谱表征了所制备的样品。在可见光（λ≥420nm）光照下光催化降解亚甲基蓝水溶液来检测样品的活性。结果表明：氧化石墨烯的加入有效地提高了BiVO4的可见光光催化活性,含1%（质量分数）的氧化石墨烯的复合光催化剂活性最好。BiVO4/GO活性增强的原因是氧化石墨烯能快速捕获并转移光生电子,有效提高BiVO4光生载流子的分离效率,从而提高其光催化活性。     

二氧化钛/氧化铁复合光催化剂的制备及性能研究

TiO_2是研究最为广泛的光催化剂之一,优点众多,却也存在一些缺陷。通常采用掺杂、光敏化或半导体复合等方法对TiO_2进行改性。将二氧化钛与氧化铁复合,能解决TiO_2光吸收范围窄、光生电子与空穴易结合等缺陷,有效提高其对太阳能的利用率及催化效率。二氧化钛与氧化铁复合的方法有多种,影响制得的二氧化钛/氧化铁复合光催化剂性能的因素也有多个。本文综述了二氧化钛/氧化铁复合光催化剂的合成方法,分析了影响其光催化性能的因素。     

水热体系中氧化石墨烯复合金颗粒的合成及表征

在200℃自气压水热条件下制备了氧化石墨烯复合金.使用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜( SEM)、透射电子显微镜(TEM)等一系列仪器进行表征,结果表明氧化石墨烯复合金由大约5μm的金颗粒与氧化石墨烯复合而成,形貌分析表明氧化石墨烯对金颗粒的形成和进一步演化起到了一定的作用.     

固定化二氧化钛光催化剂的研究进展

介绍了二氧化钛的各种固定方法，系统综述了提高其催化活性的各种改性方法，并总结了光催化氧化技术的潜在优势，指出了其发展方向。     

光催化剂二氧化钛改性的研究进展

光催化技术是利用太阳能的有效方法之一,从二氧化钛光催化剂的反应机理、光催化技术发展中存在的问题、提高半导体光催化剂活性的途径等方面论述了半导体光催化剂的研究进展。     

水热体系中四氧化三铁与氧化石墨烯复合纳米颗粒的合成

在200℃自气压水热条件下制备了四氧化三铁与氧化石墨烯复合纳米颗粒。使用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等一系列仪器进行表征,结果表明四氧化三铁与氧化石墨烯复合纳米颗粒由粒径大约20 nm的四氧化三铁纳米颗粒与氧化石墨烯复合而成,数据分析表明氧化石墨烯对于四氧化三铁纳米颗粒的形成和进一步演化起到了一定的作用。     

二氧化钛光催化剂负载工艺研究进展

介绍了实现纳米T iO2固载化的各种物理方法和化学方法,玻璃、硅胶以及金属等不同载体对纳米T iO2光催化活性的影响。简述了采用的纳米T iO2直接修饰后涂膜、SnO2修饰的纳米T iO2复合溶胶镀膜及纳米T iO2复合电镀成膜三种有效的固载化方法。对其发展前景进行了展望,并指出溶胶法制备复合膜及复合电镀成膜应是很有发展前途的两种方法。     

CdS复合光催化剂的研究

CdS是一种重要的光电半导体材料,CdS的禁带宽度为2.4 V,在可见光下具有催化活性。本文主要介绍了CdS的结构特点,制备方法及其在光分解制氢和降解有机物方面的应用。此外还介绍了CdS/TiO2复合半导体光催化剂,CdS/ZnS复合物和CdS插层复合光催化剂的特点和制备方法。     

钛硅复合氧化物光催化剂的研究进展

介绍了溶胶–凝胶法、水解沉淀法、水热合成法制备钛硅复合氧化物光催化剂的研究进展,评述了3种制备方法的优缺点以及添加硅对TiO2光催化活性的影响:添加硅后增大了催化剂的比表面积,提高了TiO2晶型转变温度,增强了其表面酸度,生成的Ti—O—Si键抑制了TiO2粒径的增大,拓宽了催化剂的禁带宽度,从而提高了光催化剂的催化活性。并对该领域今后的研究方向提出了建议。     

聚硅硫酸钛制备复合光催化剂及降解甲基橙的研究

以无机钛盐、硅酸盐为原料,制备了聚硅硫酸钛絮凝剂,然后利用其水溶液水解产物制备复合光催化剂,考察了钛与硅摩尔比、水解pH值、调节pH值所用碱的种类、煅烧温度和煅烧时间对该复合光催化剂降解甲基橙时活性的影响,并利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对其进行了物性测试分析。结果表明：n（Ti）：n（Si）=12：1的聚硅酸硫酸钛,以NH3.H2O调节pH值,在pH值为6时水解,产物在650℃煅烧1.5h后制得的复合光催化剂活性最高,当其投加量为0.5g.L-1时,光催化反应30min后,甲基橙的脱色率可达100%。物性分析表明,聚硅钛制备的复合光催化剂是一种以锐钛矿为主、分散均匀的纳米级球形颗粒。     

氧化石墨烯复合TiO2-B薄膜的制备及其电致变色性能

目前具有一维纳米结构的TiO₂薄膜在电致变色领域应用主要受限于材料光调制幅度小、响应时间长、循环稳定性差等缺点。为了解决上述问题,本文采用沉积法将B型二氧化钛纳米管（TiO₂-B）与氧化石墨烯复合,以TiO₂粉末为原料,采用水热法得到钛酸纳米管后,利用沉积法在氟掺杂的氧化锡玻璃（FTO）基底上制备了高透明度、大光调制范围以及优良循环性能的氧化石墨烯复合B型二氧化钛纳米管电致变色薄膜（GO/TiO₂）。借助XRD、XPS、Raman、FESEM、HR-TEM等分析手段研究了氧化石墨烯用量对GO/TiO₂复合薄膜电致变色性能的影响。研究结果表明,当GO与钛酸纳米管的质量比（GO/钛酸）为7％时,GO/TiO₂复合薄膜离子扩散系数为1.46×10^-8cm²/s,着色效率值为38.1cm²/C,具有良好的电致变色性能。在-1.6V、633nm处,GO/TiO₂电致变色薄膜的光调制幅度可达77％,GO/TiO₂薄膜的着色和漂白时间分别为28.6s和4.8s,100次循环后的光调制幅度保持率为96.1％。     

用于喷墨印花染料纯化的自组装GO/TiO2复合纳滤膜的制备

数码喷墨打印技术对墨水高纯度和低含盐量要求,不断促使染料纯化技术的开发与研究。基于氧化石墨烯(GO)/纳米二氧化钛(TiO₂)自组装的纳滤膜材料的开发,探究了纳米TiO₂颗粒尺寸和与GO共混比例,所获最优GO/TiO₂复合纳滤膜中TiO₂颗粒尺寸为60 nm,与GO共混比例为1∶1。其纯水通量为10.69 L/(m²·h·bar),对NaCl和Na₂SO₄的截留分别为12.6%和15.7%,对铬黑T、刚果红和考马斯亮蓝R的截留均高于99%。采用自制的连续恒容渗滤装置对粗品墨水进行染料脱盐浓缩的实验,所获染料的浓度由最初的2.0 g/L浓缩至9.74 g/L,NaCl和Na₂SO₄浓度则由起始10 g/L分别下降至5.3 mg/L和11 mg/L,满足数码印花对墨水高纯度以及低盐度的要求。     

Synthesis of hydrophobic carbon nanotubes/reduced graphene oxide composite films by flash light irradiation

Carbon nanotubes/graphene composites have superior mechanical, electrical and electrochemistry properties with carbon nanotubes as a hydrophobicity boosting agent. Their extraordinary hydrophobic performance is highly suitable for electrode applications in lithium ion batteries and supercapacitors which often employ organic electrolytes. Also the hydrophobic features enable the oil enrichment for the crude oil separation from seawater. The ever reported synthesis routes towards such a composite either involve complicated multi-step reactions, e.g., chemical vapor depositions, or lead to insufficient extrusion of carbon nanotubes in the chemical reductions of graphene oxide, e.g., fully embedding between the compact graphene oxide sheets. As a consequence, the formation of standalone carbon nanotubes over graphene sheets remains of high interests. Herein we use the facile flash light irradiation method to induce the reduction of graphene oxides in the presence of carbon nanotubes. Photographs, micrographs, X-ray diffraction, infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis all indicate that graphene oxides has been reduced. And the contact angle tests confirm the excellent hydrophobic performances of the synthesized carbon nanotube/reduced graphene oxide composite films. This one-step treatment represents a straightforward and high efficiency way for the reduction of carbon nanotubes/graphene oxides composites.

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微波加热法制备TiO2/膨润土复合光催化材料

提出了一种制备TiO₂/膨润土复合光催化材料的新方法-微波加热法，并通过改变微波加热功率、微波加热时间、焙烧温度和焙烧时间等得到最佳制备条件。在模拟染料废水中，对催化材料的光催化性能进行了研究，结果发现微波加热法制备的复合光催化材料具有同常规法相当的光催化降解性能。     

High-performance composite photocatalytic membrane based on titanium dioxide nanowire/graphene oxide for water treatment

In this study, a novel dopamine-modified TiO₂ nanowire (NW)-intercalated graphene-oxide-based photocatalytic (NWC) membrane was prepared by vacuum-assisted filtration using a commercial cellulose acetate membrane as a support layer. At the same time, compared with the synthesized reduced graphene-oxide/polydopamine/TiO₂ nanoparticle composite (NPC) membrane, it was found that the NWC membrane has high water flux (273 L m⁻² h⁻¹) and removal rate (above 98%) on the dye-oil emulsion. After 5 cycles of experiments, the NWC membrane maintained a relatively stable permeation flux and removal rate, which was significantly better than the NPC membrane. The results showed that the NWC membrane had a more uniform distribution of TiO₂ NW, and had better antifouling ability, recyclability, and photocatalytic performance than NPC membrane. In summary, the NWC photocatalytic membrane of this study shows excellent water purification potential and provides a new path for photocatalytic water treatment. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48488.     

氧化石墨烯的制备及在复合材料中的应用研究进展

综述了氧化石墨烯的制备方法,重点介绍了氧化石墨烯在复合材料的制备中的巨大用途,为今后人们进行这方面的研究提供理论参考。     

TiO2-SiO2复合氧化物的理化性质及其对柴油加氢精制性能的影响

采用溶胶-凝胶法结合CO₂超临界流体干燥技术制备了不同Ti/Si原子比的TiO₂-SiO₂复合氧化物（TS-n）,考察了Ti/Si原子比、焙烧温度对复合氧化物比表面积、孔结构、酸性及原子结合状态的影响,通过重油催化裂化柴油加氢精制反应考察了以TS-1、TS-4为载体的催化剂脱硫性能的差异.结果表明,TiO2经SiO2复合改性后,热稳定性和晶态稳定性大幅度提高;TiO₂-SiO₂复合氧化物的酸性及原子间的相互作用与Ti/Si原子比有直接的关系;载体的晶态组成及酸性和催化剂的酸性对催化剂的加氢脱硫性能有显著影响,复合氧化物中锐态型TiO₂的存在强化了载体与金属组分之间的相互作用,提高了催化剂的加氢脱硫活性,不同类型的酸性中心对柴油中不同类型的硫化物具有不同的脱除能力,Bronsted 酸中心较多的催化剂对结构简单的硫化物脱除能力强,Lewis酸中心较多的催化剂对结构复杂的硫化物有较好的脱除效果.