具有不同{001}晶面暴露分数的纳米TiO_2制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源、氢氟酸(HF)为形貌控制剂,采用水热法分别制备了具有40%、73%和85%{001}晶面暴露分数的纳米锐钛矿相TiO_2单晶.所制备TiO_2样品采用X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试方法进行结构和形貌表征,在此基础上评价紫外光照射下的降解甲基橙(MO)性能.结果表明:所制备TiO_2样品2 h之内对MO的降解率分别为:100%(TiO_2-9)93%(TiO_2-3)80%(TiO_2-6),Ti O_2的光催化性能是晶面效应、尺寸效应以及载流子的分离及迁移效率等协同作用的结果.     

Au/石墨烯改性富含{001}晶面TiO2及光催化性能

以钛酸丁酯为Ti源、HF为形貌控制剂,通过水热法制备富含{001}活性晶面的锐钛矿TiO2,并以Au和石墨烯(GP)对其进行复合改性。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X线光电子能谱(XPS)及荧光光谱(PL)等方法对光催化剂进行结构表征,并考察光催化剂在氙灯照射下催化降解罗丹明B(RhB)的活性。结果表明:经过Au和GP复合改性后,TiO2的光谱响应和光生电子-空穴分离的能力显著增强,光催化活性显著提高,为高活性光催化剂的研究提供了新的思路。     

[111]-/{101}晶面共暴露的锐钛矿型TiO2纳米晶的制备及可提高的光催化性能

本文以层状钛酸H1.07Ti1.73O4为前驱体,以不同含量的HF溶液为形貌控制剂,在温和的水热条件下(120~180 ℃)采用一锅法合成了共暴露[111]-/{101}晶面的方块状为主的锐钛矿型TiO2纳米晶;对制备的xHF-T180 (x = 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 mL)锐钛矿型TiO2纳米晶的晶体结构、形貌、微观结构、比表面积、元素电子态、光学性能和电荷迁移行为进行了表征;并对其光催化降解MB性能进行了评价. 研究结果表明,与CM-TiO2和其他xHF-T180锐钛矿型TiO2纳米晶相比,2.5HF-T180显示了最高的k值(0.0165 min-1),分别是Blank (0.0009 min-1)、CM-TiO2 (0.0083 min-1)、0.5HF-T180 (0.0126 min-1)、1.0HF-T180 (0.0113 min-1)、1.5HF-T180 (0.0142 min-1)、2.0HF-T180 (0.0130 min-1)和3.0HF-T180 (0.0123 min-1)样品的18.33、1.99、1.31、1.46、1.16、1.27和1.34倍. 2.5HF-T180显示了最高的光催化活性可以归因于其最小的颗粒尺寸、最大的比表面积、最弱的荧光光谱强度和最小的电阻的协同效应. 本研究为合成具有较高光催化性能的锐钛矿型TiO2纳米晶以处理有机染料废水提供了新思路.     

微乳溶剂热法制备暴露{001}晶面的纳米TiO_2

以NH_4F为形貌控制剂,通过微乳溶剂热法制备暴露{001}晶面的纳米TiO_2。以环己烷为油相,以十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂配制微乳液,微乳液中水与表面活性剂的物质的量比为20∶1。通过改变n(F/Ti)(F与Ti的物质的量比)以及溶剂热反应的时间,探究制备高活性{001}晶面TiO_2的最佳条件。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱仪(XPS)对制取的纳米TiO_2光催化剂进行表征。通过在紫外光下降解40 mg/L的甲基橙溶液,考察制备的TiO_2光催化剂的催化活性。结果表明:F/Ti配比为0.25、溶剂热反应42 h条件下所制取TiO_2的光催化活性最高;紫外光照降解反应1 h后,其对甲基橙的降解率可以达到93.6%;与焙烧获取的锐钛矿TiO_2相比,光催化活性明显提高。     

具有高活性能量{001}晶面锐钛矿TiO2的进展研究

概述了近年来国内外众多有关高活性能量{001}晶面锐钛矿TiO2的研究进展。简述了其在光催化分解水制氢、降解有机物、染料敏化太阳能电池、光催化选择性及锂电池等方面的应用,以及展望了其今后的研究方向。