共沉淀-共沸蒸馏法制备掺杂Fe3+的TiO2纳米粉体及其光催化性能

采用共沉淀-共沸蒸馏法制备了掺杂Fe3+的TiO2纳米粉体,通过XRD和TEM等对掺杂Fe3+的TiO2纳米粉体的结构相变、晶粒粒度进行表征,研究了所得粉体的光催化活性.结果表明,用共沉淀-共沸蒸馏法制备出了分散性好的球形掺杂Fe3+的TiO2纳米粉体,热处理温度为450℃时粒径为7 nm左右,晶相为纯锐钛矿型;700℃时粒径为22 nm左右,晶相为锐钛矿型和金红石型混合相;通过对亚甲基橙的光催化降解研究,发现掺入0.1%Fe3+的TiO2粉体的催化活性较好,且经共沸处理的比未经共沸处理的具有更好的活性.     

溶胶-凝胶法制备改性TiO_2纳米粉体及其光催化性能的研究

以绿色制备技术路线为核心,在乙醇为单一溶剂条件下,利用溶胶-凝胶(Sol–Gel)制备了过渡金属改性的TiO2纳米粉体.研究了在该方法相同条件下的,获得的单一锐钛矿相结构的TiO2粉体和改性的M-TiO2(M:Fe,Co,Ni)粉体,及其在可见光条件下对亚甲基蓝的光催化降解情况,并用XRD,SEM,UV-VIS等仪器表征和测试了获得样品的晶相结构、微观形貌、吸光性.实验结果表明:在500℃焙烧后获得改性的M-TiO2具有良好的降解效果,尤其以0.4%Co-TiO2为最佳,70min降解效率达93%,明显优于未改性的60%的降解率及其它样品.     

两步水热法制备高温稳定的TiO2-SiO2复合粉体

用两步水热法以钛酸丁酯和硅酸乙酯为原料制备了具有高光催化活性的高温稳定的TiO2-SiO2复合纳米粉体。首先在热压釜中160℃水热4小时合成TiO2纳米晶体,然后加入硅酸乙酯再160℃水热4小时形成TiO2-SiO2复合纳米粉体。以动态光散射（DLS）、差热（DSC）、傅立叶变换红外吸收光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）表征了TiO2-SiO2复合粉体。n(TiO2) / n(SiO2)摩尔比为10：1、2：1和1：1的复合粉体分别在800℃、1000℃和1200℃煅烧2小时后仍保持锐钛矿晶型,二氧化硅含量越高,高温稳定性越高。复合粉体中Ti-O-Si键是锐钛矿TiO2高温稳定的原因。红外分析表明水热合成的复合粉体没有Ti-O-Si键,800℃煅烧2小时后才形成Ti-O-Si键。 透射电镜和动态光散射粒度分析表明复合粉体呈现分散良好的近球形,颗粒大小为10-30nm。TiO2-SiO2复合材料在紫外光作用下使20mg/L甲基橙水溶液褪色的实验表明其具有优良的光催化性能,其活性和商品TiO2 P25粉体相似。800℃和1000℃煅烧2h的复合粉体的光催化活性仍保持良好的光催化活性,比同条件处理的P25高很多;1200℃煅烧2h后的复合材料只有微弱的光催化性。     

固相研磨法制备LaCoO_3掺杂的TiO_2及其光催化活性

采用固相研磨法制备了LaCoO3掺杂的TiO2纳米粉体(x=0.3%,0.6%,0.9%,1.2%,1.5%).通过XRD,SEM等手段对所合成粉体的晶型、大小和形貌进行了表征.并以罗丹明B为目标污染物,考察了上述样品的光催化活性.结果表明:(1)所合成的粉体为锐钛矿型TiO2,球型,粒径均匀,大约为50nm,掺杂并没有改变粒子的晶型;(2)掺杂LaCoO3后,使TiO2的光催化活性显著提高,当掺杂比例为1.2%时,光催化活性最高.     

液相法制备纳米TiO2

采用醇-水溶液加热法、硬脂酸法和PEG(聚已二醇)法制备纳米TiO2粉体,并用X射线对所制备的TiO2粉体的晶粒尺寸和晶相进行分析。结果表明,用上述方法分别可制备9-15nm、10-25nm和9-20nm的纳米TiO2。500℃PEG法和醇- 水法焙烧的样品都为锐钛矿相,硬脂酸法550℃焙烧的样品为金红石和锐铁矿两相共存。     

TiO_2薄膜的制备及其在自然光下对甲基蓝溶液降解的研究

用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了负载型纳米TiO2光催化剂,在自然光(太阳光)条件下,考察其光催化活性.结果表明,在450℃焙烧1 h制备的光催化剂,具有完整的锐钛矿相,粒径约为18 nm.对甲基蓝溶液的光催化活性高于DegussaP25,且稳定性较好,可重复使用.     

有机分子模板法合成二氧化钛及其光催化性能

以有机分子β环糊精(β-CD)为模板剂,采用水热法制备了TiO2纳米粉体.利用XRD、BET 等手段对样品进行了测试.研究了模板剂添加量对粉体晶型、粒径、光催化性能的影响以及模板剂脱除方式对粉体比表面积的影响.结果表明,当β-CD/TiO2质量分数为60%时,其粒径最小为3.78nm,粉体具有较好的光催化效果;TiO2...     

二次水热法制备的TiO_2光催化分解水制氢性能研究

以钛酸四正丁酯(TBOT)、盐酸、硫酸等试剂为原料,通过水热法在不同酸性和温度条件下分别制备锐钛矿(anatase)相和金红石(rutile)相的Ti O_2纳米粉体,并分别对不同相型的Ti O_2进行二次水热处理.二次水热的条件与一次水热的条件互补,旨在研究二次水热对Ti O_2纳米粉体光催化制氢性能的影响及探讨混合相Ti O_2纳米粉体光催化制氢的性能.对一次水热和二次水热所得的纳米粉体进行X线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面积(BET)、光致发光光谱(PL)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)及高分辨透射电子显微镜(TEM)表征,对实验所得粉体分别进行光催化分解水制氢的实验.光催化结果表明,在相同条件下,锐钛矿相Ti O_2纳米粉体进行二次水热后,光催化制氢效率提高,约是一次水热时的5倍;而金红石相Ti O_2纳米粉体经过二次水热后,光催化制氢效率降低,约是一次水热时的2/5.二次水热反应的酸性环境对催化剂的二次生长和所制备的粉末样品的光催化性能有决定性的影响.     

掺杂银的纳米二氧化钛的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯、硝酸银为原料,通过溶胶—凝胶(Sol-gel)法制备了掺杂不同含量银的TiO2纳米粉体,并采用XRD、HRTEM、FT-IR手段对样品进行结构表征.XRD结果表明,掺杂银和未掺杂的TiO2纳米粉体均为四方相锐钛矿型,平均粒径大约为6-12 nm.适量银的掺杂有效抑制了粒径的增大以及向金红石型的相转化.光催化活性实验结果显示,掺银的TiO2比纯TiO2对有机染料刚果红的光催化降解活性明显提高,且银的最佳掺杂量是3%.此外,样品3%Ag-TiO2对次甲基兰和罗丹明B显示出较高的光催化活性,而对甲基橙的光催化活性不明显,原因可能与染料分子的不同结构有关.     

含Se纳米TiO_2复合物的制备及其光催化性质

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了含Se纳米TiO2复合物.分别用TEM、XRD、XPS、UV-Vis、IR、PL等对所得产物进行了一系列表征,结果表明,该复合物具有锐钛矿相结构,其粒径约为20 nm.日光下降解亚甲基蓝(MB)的实验结果表明,Se的掺入大大提高了TiO2的光催化活性.     

KIT-6分子筛负载TiO2对罗丹明B光催化降解性能研究

通过溶胶-凝胶法制备不同含量的TiO2/KIT-6催化剂,并用XRD,N2吸附,TEM,FI-IR进行表征.负载材料中TiO2的晶型为锐钛矿相,负载材料的比表面积和孔体积随其中TiO2负载量的增加而减小,TiO2的平均粒径随其负载量的增加而增大.以罗丹明B为降解物进行降解实验并对不同TiO2负载量,重复使用率上对催化剂活性进行研究.结果表明:罗丹明B的光催化降解反应遵循一级反应动力学,550℃煅烧条件下制备的30%TiO2/KIT-6的催化活性最高.0.01g的催化剂对70mL的浓度为20mg/L的罗丹明B在25min的降解率达到94.5%.     

扩散火焰法制备TiO2纳米晶及其光催化活性

利用自行设计开发的扩散火焰燃烧反应器,以四氯化钛为前驱体,通过四氯化钛气相水解法,改变四氯化钛进料速率和中心环氧气含量,合成粒径和晶型组成可控的二氧化钛纳米晶。透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分析结果表明:制备的球形样品分散性好、粒径分布均匀、晶化完整。以罗丹明B染料在紫外光条件下的降解为模型反应,考察了球形二氧化钛纳米晶的粒径和晶型组成与光催化活性的关系。结果表明:晶型组成不变时,晶粒尺寸越小,光催化活性越好;而当晶粒尺寸不变时,随着锐钛矿型质量分数的增加,光催化降解罗丹明B的活性先增加后降低,锐钛矿型二氧化钛质量分数为0.80时,光催化活性最好。     

高温稳定TiO_2 -SiO_2 复合粉体的两步水热法制备

以钛酸丁酯和硅酸乙酯为原料,通过两步水热法制备了具有高光催化活性的高温稳定TiO_2-SiO_2复合粉体. 采用动态光散射粒度分析仪、差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜和X射线衍射仪等对TiO_2-SiO_2复合粉体进行了表征. 粒度分析表明,复合粉体分散良好, 颗粒大小为10～30nm,颗粒分布较窄. 热分析表明,SiO_2的加入能显著提高TiO_2的热稳定性.物相分析表明:复合粉体中SiO_2含量越高,锐钛矿型TiO_2的高温稳定性越好;TiO_2/SiO_2摩尔比为1: 1的复合粉体在1200℃处理2h后仍保持锐钛矿晶型. 红外分析表明,800℃处理2h前后的复合粉体中均无 Ti-O-Si 键. TiO_2-SiO_2复合粉体在紫外光作用下使甲基橙水溶液降解的实验表明:未经热处理的复合粉体的光催化性能和商品P25 TiO_2粉体相似;800℃和1000℃热处理2h后的复合粉体的光催化性能保持良好, 远高于相同条件处理过的P25;1200℃处理2h后的复合粉体只有微弱的光催化活性.     

具有介孔结构的锐钛矿型C,Co-MTiO2抗菌性能研究

为了开发不需要人造光源激发,只需要微弱室内光线且改性离子不易泄漏的新型无机抗菌材料,以钛酸异丙酯为钛源,表面活性剂十二胺为模板剂,通过水热合成和超声波联用技术,合成了非金属元素C和金属元素Co共掺杂的具有介孔结构的锐钛矿型二氧化钛(C,Co-MTiO2).用N2等温吸附-解吸附、X-射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和X-射线光电子能谱(XPS)对材料进行了表征,结果表明,该材料为热稳定性好,比表面积高,具有较大介孔孔径的锐钛矿型TiO2.在无人造光源激发的室内环境中,进行了材料的抗菌性能以及细菌吸附研究,结果表明这种材料在该环境中对大肠杆菌(E.colli)有很好的抑制作用和吸附作用,比Co-MTiO2的抑菌活性提高了20%,具有很好的应用前景.     

酸对TiO_2结构和光催化性能的影响

以H2SO4,HCl和一水合柠檬酸作酸催化剂,采用溶胶-凝胶法合成了纳米TiO2光催化剂。通过XRD,TEM,HR-TEM,Uv-Vis和FT-IR等分析手段对样品进行表征。以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行评价。研究结果表明,酸对TiO2的结构和性能有很大的影响:以H2SO4做催化剂时,TiO2颗粒分布均匀,粒径在7~12nm之间,全为锐钛矿相;以HCl作催化剂时,TiO2的粒径约为20nm,全为锐钛矿相;而以一水合柠檬酸作催化剂时,TiO2的粒径较大,约为30nm,且团聚严重,为锐钛矿相和金红石相的混合相。以H2SO4作催化剂制备的TiO2光催化活性最好。     

EDTA对纳米二氧化钛结构及光催化性能的影响

以TiCl4为原料、EDTA为添加剂,利用低温陈化法制备了纳米二氧化钛.分别利用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外可见光谱对产物进行了表征.以甲基橙为模拟污染物测定了产物的光催化性能.实验结果表明:掺杂EDTA有利于锐钛型TiO2的生成,混合晶型TiO2的光催化性能优于纯锐钛矿相.     

锐钛矿相纳米TiO_2的拉曼光谱表征及光催化活性的研究

为了研究锐钛矿型纳米TiO2光催化活性,本文以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶—凝胶法制备了纯锐钛矿型TiO2纳米粉体及不同金属离子掺杂的锐钛矿型TiO2纳米粉体,采用XRD、Raman光谱对纳米TiO2进行了表征,考察了不同金属离子掺杂对TiO2光催化降解甲基橙活性的影响。结果表明:不同离子掺杂后的TiO2与纯TiO2相比,拉曼谱峰强度降低,平均粒径变小,光催化活性提高。     

TiO_2介孔球的形貌控制及其在染料敏化太阳能电池中的应用研究

本文通过简单溶胶-凝胶和溶剂热后处理反应,以价格低廉、相对环保正己胺作结构向剂合成尺寸分均匀、孔径为18.9nm、比表面积为89.76m2g-1锐钛矿相TiO2介孔球.通过使用不同烷基碳链长度有胺作为结构向剂合成介孔球研究表明：较长烷碳链,有利于形成质量较高的TiO2介孔球;但是,只有当有胺烷碳链长度适中时,能获形貌最佳TiO2介孔球.改变水与钛源摩尔比可实现TiO2介孔球直径在300-1400nm间有效调节.延长反应时间,球表面越来越光滑,直径逐渐增加,最后可达近1400nm.选用正己胺为结构向剂、添加水、反应18h并经溶剂热后处理TiO2介孔球作为染料敏化太能电池光极料,吸附N719染料后敏化太能电池光电转化效率达5.56%,与相同条件下用P25作光极料效率（5.27%）相比提高5.5%,初步显示了TiO2介孔球在太能利用领域中应用潜力.     

UV-辐照TiO_2纳米管阵列脱色甲基橙废水研究

在近中性的电解液中,采用恒电压阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列膜催化剂,研究了阳极氧化电压、氧化时间、电解液中氟离子浓度等对二氧化钛纳米管阵列表观形貌的影响,并分析了其晶型.以甲基橙模拟废水为目标物,测试了催化剂的光催化脱色效率.结果表明:催化剂的制备条件影响其表观形貌和晶型,进而影响其光催化效率;本实验制备的TiO2纳米管阵列的孔内径约为30~50 nm,壁厚约20~25 nm;热处理前催化剂为无定形型,550℃下热处理后的催化剂晶型以锐钛矿为主;同直接光解相比,光催化脱色甲基橙废水的效率提高了40%.     

Pt/TiO2-xNx光催化剂的制备及其产氢活性研究

以四氯化钛(TiCl4)为原料,用溶胶凝胶法制备了纳米氮杂二氧化钛光催化剂(TiO2 xNx),并利用化学还原法在纳米TiO2 xNx 的表面负载了铂单质(Pt/TiO2 xNx).X射线衍射(XRD)结果表明,Pt/TiO2 xNx光催化剂为锐钛矿型结构,由紫外可见漫反射光谱显示催化剂的能隙与纯TiO2 不同,而与TiO2 xNx 相一致.产氢实验结果表明,Pt的负载可以明显提高光催化剂的产氢活性,并且催化剂的产氢活性与Pt的质量分数之间呈现双峰现象,当Pt的质量分数为0 05%和0 35%时,产氢活性分别达到极大值.研究结果表明,当Pt的质量分数为0 05%时,表面Pt粒子的大小约为10 nm且分布均匀,显示该尺度的Pt粒子对于催化剂的产氢活性有较大的促进作用.