纳米TiO2的制备表征及其光催化性能研究

以钛酸四丁脂为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO2纳米粉体,在制备过程中,抑制剂HNO3的加入可有效地降低TiO2纳米粒子的粒径,利用XRD、TEM等分析测试手段对制备的TiO2粉体的晶相组成、晶体形貌进行了表征,研究了热处理温度对TiO2纳米粒子晶体结构和光催化性能的影响,同时讨论了纳米TiO2粉体重复使用对降解的影响。     

TiO2纳米刺球制备和表征

采用溶胶-凝胶法制备出球形TiO2纳米粒子,通过离心的方法将TiO2纳米粒子从乙醇中转移到水中.在60℃下,将分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和刻蚀剂NaBH4加入到TiO2纳米粒子水分散体系中,经61h的恒温刻蚀反应,制备出TiO2纳米刺球.此外,该刻蚀方法同样被应用于Au@SiO2@TiO2纳米刺球的制备.用扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)及X射线衍射实验(XRD)等方法对TiO2纳米粒子和Au@SiO2@TiO2纳米粒子及其纳米刺球进行表征,进而探索NaBH4刻蚀TiO2的机理.该刻蚀方法所需的设备和实验步骤相对简单,反应条件温和可控,较易实现大批量的TiO2纳米刺球的合成并且也适用于外壳层为TiO2的复合核壳结构纳米刺球的制备.     

制备工艺对TiO2纳米结构电极光电响应的影响

以钛酸四丁酯水解法合成TiO2纳米粒子胶体,用玻璃棒滚压涂膜制成TiO2纳米结构电极,研究了不同TiO2纳米结构电极的光电响应,用原子力显微镜(AFM)对电极的形貌进行了表征。结果表明:制备工艺不同,电极的光电响应有很大差异,主要与TiO2纳米粒子的粒径大小和膜的表面状态有关。     

Zn2+-TiO2悬浮体系光催化降解罗丹B(RB)的研究

用水热法制备了掺杂Zn^2 的TiO2纳米粒子，研究了Zn^2 离子掺杂的TiO2纳米粒子悬浮液先催化降解罗丹明B的能力。结果表明，Zn^2 的掺杂使得TiO2纳米粒子悬浮液光催化降解罗丹明B的能力大大提高，Zn^2 离子的掺入量有一最佳值使光催化降解罗丹明B的能力达到最大值。     

稀土掺杂TiO2纳米微粒的合成、表征及光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量铈的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征.以高压汞灯为光源、甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现: 掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到500.nm,比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4 仅有少量进入TiO2晶格中,大部分的Ce4 是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上.说明掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce摩尔分数最佳值为2.0%.     

溶胶—凝胶法制备Nd掺杂纳米TiO_2

采用溶胶—凝胶法制备稀土元素Nd掺杂纳米TiO2及纯纳米TiO2粉体试样.TEM分析表明,制备的Nd掺杂纳米TiO2与纯纳米TiO2的粒子大部分呈球形,纯纳米TiO2粒径在12 nm左右,掺杂纳米Nd5%-TiO2粒径在8 nm左右,均达到了纳米级别.     

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO_2及其可见光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同晶型的TiO2纳米粒子,以X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱和紫外-可见固体漫反射吸收光谱对其进行了表征及光吸收特性研究,以可见光下TiO2对罗丹明B的降解率评价其光催化活性.结果表明TiO2纳米粒子的晶相分别为锐钛矿纯相、锐钛矿/金红石混晶和金红石纯相,粒子的平均粒径为10 nm左右,许多纳米粒子聚集形成较大的颗粒,且表面含有活性羟基.制备的三种晶相组成的TiO2对罗丹明B均具有较高的可见光催化活性,活性均高于商品TiO2（P25）,且活性按锐钛矿纯相、混晶和金红石纯相的顺序依次降低,可见TiO2的可见光催化活性与其晶相组成密切相关.     

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO2及其可见光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同晶型的TiO2纳米粒子,以X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱和紫外-可见固体漫反射吸收光谱对其进行了表征及光吸收特性研究,以可见光下TiO2对罗丹明B的降解率评价其光催化活性.结果表明TiO2纳米粒子的晶相分别为锐钛矿纯相、锐钛矿/金红石混晶和金红石纯相,粒子的平均粒径为10 nm左右,许多纳米粒子聚集形成较大的颗粒,且表面含有活性羟基.制备的三种晶相组成的TiO2对罗丹明B均具有较高的可见光催化活性,活性均高于商品TiO2(P25),且活性按锐钛矿纯相、混晶和金红石纯相的顺序依次降低,可见TiO2的可见光催化活性与其晶相组成密切相关.     

纳米TiO2分散料浆的制备方法研究

纳米粒子在水中的分散很困难,粒子极易团聚.这些团聚的粒子通常以所谓"软团聚"的方式存在.软团聚的粒子在外力的作用下很大程度能进一步分散.因此,制备粒径较小并以软团聚方式存在的纳米粒子料浆,对纳米粒子的应用具有一定的意义.研究了纳米TiO2分散料浆的制备方法.分别试验了分散介质、分散方法、分散剂种类及用量、分散时间、分散温度及分散介质pH值等分散条件.结果表明,50～70℃,pH=7.7～10.8,SiO2气溶胶与纳米TiO2粉末的质量比为0.06∶1,超声分散30 min得到了平均粒径在300 nm左右稳定的纳米TiO2分散料浆.     

磺化聚苯乙烯/二氧化钛有序交替纳米复合多层膜的制备、结构表征及其微观摩擦学行为

利用离子自组装技术在石英片表面制备了TiO2/PSS有序交替的层状纳米多层膜.采用透射电子显微镜、接触角测量仪和原子力显微镜对所制备的TiO2溶胶粒子和TiO2/PSS有序纳米多层膜进行了结构表征并研究了其微观摩擦学性能.结果表明:摩擦力随着薄膜层数的增加而减小.     

磺化聚本乙烯／二氧化钛有序交替纳米复合多层膜的制备、结构表征及其微观摩擦学行为

利用离子自组装技术在石英片表面制备了TiO2/PSS有序交替的层状纳米多层膜。采用透射电子显微镜、接触角测量仪和原子力显微镜对所制备的TiO2溶胶粒子和TiO2/PSS有序纳米多层膜进行了结构表征并研究了其微观摩擦学性能。结果表明：摩擦力随着薄膜层数的增加而减小。     

制备条件对纳米TiO2粒子粒径与形貌的影响

研究钛酸丁酯水解沉淀法制备纳米TiO2粒子的方法，考察水解反应介质组成、酸碱性、回流与共沸处理，添加聚合物等反应与处理条件对所制得TiO2粒子烃径、形貌的影响。发现钛酸丁酯在碱性或中性条件下，醇水之比较小的含水量聚乙二醇的介质中水解反应，低温短时间脱除有机溶剂并经低温短时煅烧所制得的纳米TiO2粒子是由数个锐钛晶粒构成的纳米TiO2，粒子粒径小，是近似单分散外表轮廊清晰的球形粒子。     

硫酸钛水解制备TiO2纳米粒子载荷添加剂

以硫酸钛为前驱体 ,采用溶胶凝胶超临界干燥法制备TiO2 纳米粒子润滑油载荷添加剂。采用红外光谱、BET氮容量吸附、透射电镜、热重差热分析、X 射线衍射等手段对TiO2 纳米粒子的特性进行了表征 ,分析了制备过程中的各种影响因素。结果表明 ,采用强烈搅拌、匀速滴加絮凝剂、控制反应终点的 pH值以及用乙醇为介质进行超临界干燥的方法制备出的TiO2 纳米粒子的平均粒径为 15～ 2 0nm ,比表面积约为 10 0m2 /g ,其结构为锐态型 ,表面有微量水和乙醇吸附。     

用气凝胶形式保存纳米TiO2光催化剂防团聚的研究

以钛酸正丁酯为原料,用溶胶—凝胶过程超临界CO2萃取法制备具有锐钛矿晶型结构的纳米TiO2气凝胶,用XRD、TEM、BET等分别对初生态气凝胶粒子、在常态下以气凝胶形式保存了360d的TiO2纳米粒子及以初生态气凝胶的粉体保存了360d的TiO2粒子进行表征,以光催化降解罗丹明B为模型反应.结果表明,以气凝胶形式保存纳米粒子能有力地防止纳米粒子的团聚,并基本保持初生态气凝胶粒子光催化降解罗丹明B的能力.     

光分散聚合法合成TiO_2/PMMA复合微球

本文制备了表面带光引发基团的纳米TiO2粒子（TiO2-IPTS-2959）,并将其作为光引发剂,应用于甲基丙烯酸甲酯（MMA）光分散聚合的体系中,实现以纳米TiO2晶体表面为光引发活性中心来引发分散聚合反应,成功制备了TiO2/PMMA复合微球。     

复合SnO_2/TiO_2纳米颗粒的制备与性质研究

本文采用均匀沉淀法制备了复合SnO2/TiO2纳米颗粒,重点考察了水解温度、水解时间、焙烧温度等制备条件对复合纳米颗粒性质的影响;在优化条件下制得的复合SnO2/TiO2纳米颗粒,利用XRD等对其结构、粒子粒径、晶型等进行了表征;并以对-二甲苯为目标污染物考察了其光催化性能。实验结果表明,控制水解温度维持在80℃时,水解时间为4h,得到SnO2/TiO2纳米颗粒,并且复合SnO2/TiO2纳米颗粒随焙烧温度的增加,其粒子粒径长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变;同时复合SnO2/TiO2纳米颗粒的光催化性能随着焙烧温度的升高而降低。     

复合SnO2/TiO2纳米颗粒的制备与性质研究

本文采用均匀沉淀法制备了复合SnO2／TiO2纳米颗粒,重点考察了水解温度、水解时间、焙烧温度等制备条件对复合纳米颗粒性质的影响;在优化条件下制得的复合SnO2／TiO2纳米颗粒,利用XRD等对其结构、粒子粒径、晶型等进行了表征;并以对-二甲苯为目标污染物考察了其光催化性能。实验结果表明,控制水解温度维持在80℃时,水解时间为4h,得到SnO2／TiO2纳米颗粒,并且复合SnO2／TiO2纳米颗粒随焙烧温度的增加,其粒子粒径长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变;同时复合SnO2／TiO2纳米颗粒的光催化性能随着焙烧温度的升高而降低。     

Li~+离子掺杂TiO_2纳米粒子的表面光电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和掺Li+的TiO2纳米粒子,利用XRD、XPS、UV-Vis和表面光电压谱(SPS)测试技术对样品结构进行了表征.分析了不同退火温度及不同Li+掺杂量对TiO2纳米粒子表面光电性能的影响,讨论了Li+掺杂对TiO2纳米粒子表面光电性能影响的机制.实验结果表明:Li+掺杂TiO2在退火温度600℃时已完全转化为金红石相,相对于纯TiO2而言,Li+掺杂降低了相转化温度;退火温度为500℃,Li+掺杂量为1%的TiO2纳米粒子的表面光电压显著增强,这可能与Li+掺杂所引起的光吸收能力的提高以及缺陷有关.     

硫酸钛水解制备TiO2纳米粒子载荷添加剂

以硫酸钛为前驱体，采用溶胶－凝胶－超临界干燥法制备TiO2纳米粒子润滑油载荷添加剂。采用红外光谱、BET氮容量吸附、透射电镜、热生－差热分析、X－射线衍射等手段对TiO2纳米粒子的特性进行了表征，分析了制备过程中的各种影响因素。结果表明，采用强烈搅拌、匀速滴加絮凝剂、控制反应终点的pH值以及用乙醇为介质进行超临界干燥的方法制备出的TiO2纳米粒子的平均粒径为15－20nm，比表面积约为100m%2/g，其结构为锐态型，表面有微量水和乙醇吸附。     

TiO2纳米晶表面羟基自由基的生成对光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2.用X射线衍射谱(XRD)测定了TiO2粒子的晶相结构;以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了TiO2表面羟基自由基的生成;以降解罗丹明B(RhB)为模型反应,考察了TiO2粒子的光催化活性.结果表明,TiO2粒子的晶相结构对其羟基自由基的生成和光催化活性产生显著影响;羟基自由基的生成速率越大,光催化活性越高.