介孔纳米TiO2/P3HT复合材料的制备及其光催化性能研究

采用水热合成法制备出介孔纳米TiO2;将制备的TiO2与聚3-己基噻吩(P3HT)通过共混法制备TiO2/P3HT复合微粒;分别以酸性橙II和亚甲蓝为模型有机污染物,考察TiO2以及TiO2/P3HT纳米复合材料在可见光、紫外光和阳光下的光催化活性和光催化稳定性.实验结果表明：P3HT对于介孔纳米TiO2的掺杂能显著改善介孔TiO2的光催化性能.掺杂前,介孔TiO2 在30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝的可见光降解率分别为31.26%和47.38%,紫外光降解率分别为39.47%和60.38%,阳光下的降解率分别为64.37%和76.09%;掺杂后,介孔TiO2/P3HT复合材料30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝在可见光下的降解率分别为60.09%和71.45%,紫外光下的降解率分别为82.14%和88.61%,阳光下的降解96.62%和99.50%.     

双元素金属掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纯净和掺杂Ce-Cu、Ce-Ag的纳米TiO2颗粒,使用X射线衍射(XRD)对其进行表征,并在紫外光下,以甲基橙光催化降解为模型反应,研究了不同掺杂种类掺杂量对纳米TiO2先催化活性的影响.结果表明:合适的Ce-Cu和Ce-Ag掺杂量可有效提高TiO2光催化活性,并可降低其相转变温度.     

SiO2掺杂对高温处理后纳米TiO2光催化性能的影响

以钛酸丁酯为原料,用醇盐水解法制备纳米TiO2,用SiO2掺杂纳米TiO2.并对高温处理后的掺杂纳米TiO2光催化活性进行研究。XRD和TEM研究结果表明,SiO2掺杂能有效的提高晶相转变温度,阻止TiO2从锐钛矿型向金红石型的转变和晶粒的长大。实验结果表明,在1050℃高温处理后,SiO2掺杂后的TiO2仍为锐钛矿型纳米晶体。用掺杂纳米TiO2对甲基橙的降解率来表征其光降解性能,SiO2掺杂TiO2在高温处理后依然具有较好的光催化活性,850℃处理后其甲基橙降解率由未掺SiO2时的11%提高到96.48%,晶粒尺寸则由50nm减小到20 nm.     

纳米Bi_2O_3/TiO_2光催化剂的制备及光催化活性评价

在超声波作用下采用水解法制备Bi2O3/TiO2复合光催化剂,以紫外灯为光源,对有机染料进行光催化降解实验,考察Bi2O3/TiO2的光催化性能.结果表明:Bi2O3与TiO2复合拓宽了催化剂对光的吸收范围,提高了TiO2的光催化活性,掺杂量(Bi2O3)为0.25%(w)复合光催化剂催化活性最高.考察了催化剂投加量、染料初始浓度、溶液pH值等因素对罗丹明B降解效果的影响,降解反应遵从假一级动力学模型,测得反应速率常数为0.0574min-1.     

Ce~(3 )掺杂纳米TiO_2自清洁玻璃光催化性能研究

以Ge3 掺杂TiO2溶胶制备自清洁玻璃,并研究Ce3 掺杂量在紫外光照射条件下对甲苯分解能力的影响.AFM照片显示:Ce3 掺杂纳米TiO2自清洁玻璃表面膜是由平均粒径30nm的TiO2颗粒组成的,膜厚度为53nm.光催化研究表明:Ce3 掺杂纳米TiO2自清洁玻璃在紫外光条件下,具有良好的光催化效果,其甲苯分解率都在90%以上,分解时间小于120min.在质量浓度为50μg/mL的甲苯溶液中,波长为365nm紫外光照射条件下,Ce3 与TiO2摩尔比为0.02时,玻璃表面对甲苯的降解率为92.85%;Ce3 掺杂纳米TiO2自清洁玻璃膜对甲苯的光催化分解能力随的Ce3 质量分数的增加而有一最佳值98.5%,其Ce3 /TiO2摩尔比等于0.06;甲苯溶液浓度越高,自清洁玻璃表面对甲苯的分解效率越低;自清洁玻璃表面与甲苯体积比越大,分解甲苯的效率就越高.     

高热稳定性锐钛型纳米TiO_2的合成及光催化性能

采用沸腾回流强迫水解法,以TiCl4为原料,NaH2PO4为添加剂,制备了P掺杂纳米TiO2光催化剂.利用XRD,XPS对产物进行了表征和光催化测试.实验结果表明,P掺杂能够增强锐钛矿型TiO2的热稳定性,抑制其粒径长大,TiO2的相转变温度随着P掺杂量的增加而提高.     

N-Fe掺杂TiO_2催化剂的研制及其对气相丙酮的光催化消除

采用溶胶凝胶法制备了N-Fe掺杂TiO2催化剂.用X光电子能谱(XPS),紫外漫反射(DRS)等方法对其进行表征.以丙酮为催化底物,测试了N-Fe掺杂TiO2催化剂分别在可见光和紫外光照射下对丙酮光催化消除反应的反应性能.结果表明:在反应温度为66℃,0.15 g的催化剂上,在可见光照下可将初始浓度为0.76 g/m3,流速为10 mL/min的丙酮100%消除;在反应温度为50℃,紫外光照射下可将初始浓度为0.89 g/m3,流速为15 mL/min的丙酮100%消除.并研究了N-Fe掺杂TiO2催化剂紫外光催化消除丙酮反应的动力学,确认光催化反应为一级动力学反应,在反应温度范围内得光催化反应的Ea=18.17kJ/mol,相关系数R2=0.99309.     

纳米Cu2+/TiO2复合材料的抗菌性能研究

采用溶胶凝胶法制备了不同掺杂量的纳米Cu2 /TiO2复合材料,研究其无紫外光照射时的抗菌性能.结果表明,n(Cu):n(Ti)=1:50～1:10时,纳米Cu2 /TiO2复合材料无需紫外光照射均具有较强的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄葡萄球菌产生透明抑菌圈,直径为6～26 mm.适量掺杂时以催化机理杀菌,过量掺杂时以溶出机理杀菌.     

Gd~(3 )掺杂纳米TiO_2自然光催化降解甲基橙的研究

以钛酸丁酯和氧化钆为原料 ,采用溶胶 -凝胶法制备了掺杂TiO2 光催化剂 ,并用XRD和TEM等手段对其进行表征 ,以甲基橙为目标降解物 ,考察了制备方法对掺杂TiO2 光催化效果的影响 .结果表明 ,适量的Gd3 掺杂能够显著提高TiO2 粒子的自然光催化降解能力 ,而且共沉淀法制备的掺杂TiO2 比负载法制备的TiO2 在自然光下具有较强的催化活性 .     

水热沉淀法制备Pt掺杂TiO2空心球及其对罗丹明B的降解

以硫酸钛、尿素为原料,碳球为模板,采用水热沉淀法制备了TiO2空心球,用水合肼还原氯铂酸的方法得到Pt掺杂的TiO2空心球.利用X线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X线光电子能谱仪(XPS)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等测试手段对所得的样品进行了表征,并以高质量浓度的罗丹明B为降解物考察了其在紫外光下的光催化活性.实验结果表明,掺杂少量的Pt不会影响TiO2空心球的晶型.光催化降解实验表明,水热沉淀法制备的Pt-TiO2空心球在紫外光下具有比商品二氧化钛P25(Degussa)更高的光催化活性,特别是Pt掺杂量2 0%的TiO2空心球的光催化活性最高,当光催化反应2 h后对罗丹明B的脱色率可达100%.     

Fe~(3+)/La~(3+)共掺杂纳米TiO_2制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备系列Fe3+/La3+共掺杂的纳米TiO2,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),X-射线能谱仪(EDS),紫外-可见吸收光谱等技术对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其在紫外光下光催化活性.结果表明:Fe3+,La3+的掺杂能有效减小TiO2纳米粒子的平均晶粒尺寸,提高了TiO2纳米粉体的分散性;Fe3+/La3+共掺杂的纳米复合光催化剂的吸收强度明显增加,在紫外光下2h后,Fe3+/La3+共掺杂TiO2对甲基橙溶液的降解率达98%以上.     

掺杂纳米TiO_2复合材料的制备方法及应用

纳米TiO2光催化性能在环境保护得到越来越多的应用,但其光催化作用要经过紫外光照射才能得以发挥,采用掺杂方式制备纳米TiO2复合材料能显著加强TiO2的光催化能力。本文讨论了掺杂纳米TiO2的制备方法、掺杂方式,及其应用前景。     

掺铅TiO2薄膜的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法在玻璃板表面制得均匀的TiO2,并利用浸渍法镀pb2 得到掺铅的TiO2,用紫外漫反射、荧光光谱分析等手段对其进行了表征.研究结果表明,掺杂铅离子使TiO2的荧光峰明显增强,吸收带边发生红移,在紫外光区和可见光区的吸收明显增强.以紫外灯为光源,通过对甲基橙的光催化降解研究,发现掺铅TiO2薄膜的光催化活性明显大于掺Ag,Bi及纯TiO2薄膜,这是提高TiO2光催化活性的有效方法.     

硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒制备及光催化性能

采用微乳法制备了铁掺杂TiO2和硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒,利用红外光谱、XRD等对结构进行表征.以0#柴油为含油模拟废水,对硬脂酸修饰铁掺杂TiO2的制备条件及光催化降解性能进行研究.结果表明,铁掺杂TiO2的光催化活性大于纯TiO2,铁最佳掺杂量为质量分数0.4％.硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒最佳修饰条件为,在超声波下温度30℃,时间40 min,硬脂酸与铁掺杂TiO2的质量分数6％.硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒催化降解含油废水效果最佳.     

离子液体中钴离子掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,以离子液体溴化1-乙基-3-甲基咪唑以为反应介质,制备未掺杂TiO2(TiO2-IL)和钴离子掺杂的纳米TiO2(Co/TiO2-IL),并用XRD、UV-Vis、光生电流等进行表征。以邻硝基苯酚作为降解目标,在紫外光下研究Co/TiO2-IL的光催化活性。结果表明,Co/TiO2-IL的光催化活性高于没有离子液体的反应介质中制备的Co/TiO2,这表明了离子液体可以提高TiO2的光催化活性。而且,研究了溶液的pH对Co/TiO2-IL催化活性的影响,Co/TiO2-IL在酸性条件下具有更好的光催化活性。     

氮掺杂纳米TiO2的制备及其可见光催化活性的研究

以钛酸四丁酯为原料,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂TiO2光催化剂.研究了溶胶液的pH,溶胶液的温度,N掺杂量以及焙烧温度对TiO2光催化剂催化活性的影响,并用XRD、UV-Vis、XPS等手段对催化剂性能进行了表征,考察了催化剂在可见光和紫外光下的催化活性.结果表明最佳的制备条件为:饱和尿素溶液的加入量为4 mL、溶胶液的pH为2.5、溶胶液的反应温度为40℃、焙烧温度为500℃.制得的N/TiO2催化剂为锐钛矿相、平均粒径为18.5 nm.该催化剂在钨灯可见光照射5 h后对亚甲基蓝溶液的去除率为41.8%,比同样条件下用纯TiO2高11.9倍.     

Ag~+注入对TiO_2薄膜光催化、抗菌和亲水性能的影响

为提高TiO2材料的光催化能力,采用匀胶法在载玻片上制备TiO2薄膜,通过离子注入技术在TiO2薄膜表面掺杂Ag+,离子注入时加速电压为40kV,注入剂量分别为5×1015、1×1016、3×1016、6×1016和1×1017ions/cm2.以甲基橙为降解物,研究了Ag+注入对TiO2薄膜紫外光作用下光催化效率的影响,并通过大肠杆菌在紫外光照射下的存活率考察了Ag/TiO2薄膜的抗菌效率.此外,利用接触角测量仪测量Ag/TiO2薄膜分别在避光和紫外光照射下水接触角的变化情况,研究了Ag+注入对TiO2薄膜亲水性的影响.实验结果表明:注入剂量为1×1016ions/cm2时,TiO2薄膜光催化效率最高,与未注入薄膜比较提高了约1.26倍.此外,适量的Ag+注入有利于TiO2薄膜抗菌效率的提高,并改善了薄膜的亲水性能,紫外光作用下,薄膜具有最佳抗菌性和亲水性时,Ag+的注入剂量为3×1016ions/cm2.     

Ag 掺杂TiO2薄膜的低温制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛前驱体,硝酸银为银物种掺杂给体,采用溶胶—凝胶法低温制备经Ag+掺杂改性的TiO2溶胶,并采用旋涂法在普通盖玻片上制备TiO2薄膜,用XRD、FTIR等测试手段对制备的样品进行表征。以2,4-二氯苯酚为模拟污染物,考察了Ag+-TiO2薄膜的光催化活性。结果表明:掺杂Ag+对TiO2的晶型转变有影响,可促进锐钛矿相向金红石相转变;银物种以Ag2O与Ag2TiO3形式存在。在实验条件下,掺杂Ag+的摩尔分数为1.5%时,其光催化性能最好,且薄膜的光催化重复使用性能良好。     

溶胶-凝胶法制备La3+、碳纳米管掺杂纳米TiO2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3 掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3 与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3 掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3 摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3 与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3 (摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8～25 nm.     

B位复合离子取代对Na1/2Bi1/2TiO3无铅压电陶瓷介电特性的影响

采用传统陶瓷制备方法,制备无铅新压电陶瓷材料(1-x)Na1/2Bi1/2TiO3-xNa1/2Bi1/2(Sb1/2Nb1/2)O3.利用X射线衍射,精密阻抗分析仪研究Na1/2Bi1/2TiO3陶瓷B位复合离子(Sb1/2Nb1/2)4+取代对晶体结构、弥散相变与介电弛豫行为的影响,并根据宏畴-微畴转变理论探讨该体系陶瓷产生介电弛豫的机理.研究结果表明,在所研究的组成范围内,陶瓷材料均能够形成纯钙钛矿固溶体.该体系陶瓷具有2个介电反常峰tf和tm,表现出与典型弛豫铁电体明显不同的弛豫行为,掺杂量低的陶瓷仅在低温介电反常峰tf附近表现出明显的频率依赖性,而掺杂量高的陶瓷材料在室温和tf之间都表现出明显的频率依赖性.