溶胶凝胶法制备三维规则排列大孔TiO2材料

以聚苯乙烯微球 (LatexSphere)离心后形成的三维规则排列的胶晶 (colloidcrystal)作模板 ,用钛酸丁酯、水、乙醇等配制的溶胶填充微球之间的间隙 ,然后原位形成凝胶 ,最后通过焙烧除去微球得到三维规则排列大孔TiO2 材料 (3DOM)。溶胶的浓度一般控制在 0 5～ 1 0md/L之间。焙烧过程的升温速度应控制在 5℃ /min以下。得到的样品表面可观察到五颜六色的彩光。从SEM照片可观察到 ,球形孔大小均匀 ,排列整齐 ,孔壁填充完全。孔径在 5 30nm左右 ,孔的排列呈面心立方结构 ,孔与孔之间由小孔窗相互交连。XRD表明孔壁含有锐钛矿和金红石两种晶型 ,2种晶型质量分数大约各占 5 0 %。     

稀土镧掺杂的TiO2微球制备及其光催化性能研究

以四氯化钛为原料,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂镧的TiO2 微球. 采用X-射线衍射、荧光光谱、扫描电镜等手段对样品进行表征,结果表明:所制得的掺杂镧的TiO2 微球直径在300~600 μm之间,微球中TiO2 晶粒为锐钛矿相和金红石相的混合晶型,且以锐钛矿为主相,平均粒径为20 nm左右. 分别在太阳光和300 W高压汞灯的光照下,考察了不同光催化剂对甲基橙染料的光催化效果,结果表明,掺杂La2 O3 的TiO2 复合微球具有较好的光催化性能.     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

纳米TiO2介孔材料研究进展

纳米TiO2介孔材料特殊的结构及性能使其在光催化、太阳能电池等领域展现出广阔的应用前景.介绍了介孔材料的合成机理,综述了纳米TiO2介孔材料的各种合成方法,包括溶胶凝胶法、水热合成法、常压液相法等.最后介绍了在制备介孔TiO2过程中模板剂的脱除方法,同时就掺杂对纳米TiO2介孔材料性能的影响及其发展前景进行了讨论.     

SiO_2-Ag(Ag_2S)介孔纳米微球的制备与表征

以三乙醇胺为催化剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过硅烷四乙酯(TEOS)和3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)共水解,成功制备了巯基功能化介孔二氧化硅纳米微球.用盐酸-乙醇混合溶液去除模板后,这种介孔纳米微球能有效吸附银离子,进一步反应得到SiO2-Ag和SiO2-Ag2S复合纳米微球.用X射线衍射、透射电子显微镜、热分析以及紫外-可见光谱表征了微球形貌、结构与性能.这种复合纳米微球平均粒径约70nm,Ag2S微粒小于10nm且担载于SiO2微球表面,而Ag量子点则包覆于介孔硅的内部,在350nm到700nm范围呈现明显的宽吸收.另外,这两种复合纳米微球作为无机抗菌剂都表现出良好的抗菌性能.     

Eu3+掺杂TiO2纳米晶的制备及光学性质研究

采用溶胶-凝胶的方法,通过烷基钛的水解、煅烧,制备了掺杂Eu3 的TiO2纳米晶发光材料.结果表明,稀土掺杂的TiO2纳米晶不仅没有改变在不同温度下TiO2的晶型,而且Eu3 离子发光与TiO2的晶型有密切关系,即Eu3 掺杂在具有锐钛矿晶型的TiO2,在波长为396、464和532 nm光的激发下该材料才能发射单色性较强的红色荧光,并讨论了不同烧结温度对材料发光性能的影响.     

TiO2纳米晶的低温制备及其抗紫外线性能

采用溶胶-凝胶法,在低温条件下制备纳米TiO2,用X射线衍射（XRD）对其结构和粒径进行表征,并测试分析了纳米TiO2溶胶对紫外-可见光的透射和吸收特性．结果表明,制得的纳米TiO2为锐钛矿型纳米晶,粒子尺寸小于10nm.纳米TiO2溶胶在波长250-350nm的紫外光区透射率极小,在220-340nm区域出现强吸收峰．将制得的纳米TiO2制成整理剂用于织物的整理．经过处理的棉织物对紫外线的阻隔率明显提高,紫外线防护指数（UPF值）从未处理时的6．72增加到50以上,表现出优异的抗紫外线性能．     

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.     

复合纳米材料TiO_2-SiO_2的制备及光催化降对硫磷的研究

以Ti(OC4H9)4和Si(OC2H5)4为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及TiO2-SiO2复合材料.确定制备纳米TiO2-SiO2复合材料的最佳条件,即Ti∶Si=1∶0.5,煅烧温度为500℃,制备溶胶pH取5～6.通过SEM测试,发现纳米复合材料的基本粒子为分散均匀的球形颗粒状结构;XRD分析结果表明,复合材料中TiO2主要以锐钛矿晶型存在,颗粒粒径在10～30nm.光催化降解实验表明,复合纳米TiO2-SiO2材料的降解效果好于纳米TiO2,改性材料的降解效果好于未改性材料.     

三维规则排列的大孔Al2O3的制备

以规则排列的聚苯乙烯胶晶为模板 ,将用Al (NO3 ) 3 ·9H2 O与柠檬酸与乙醇配成的前驱物溶液填充入模板剂的微球间隙中 ,制成前驱物样品。然后将此样品在一定的升温速度及焙烧温度下焙烧 ,最后得纯白色Al2 O3固体。在SEM下可见其具有规则排列的三维大孔结构 ,孔径约为 2 5 0nm。     

纳米结构TiO_2微孔复合膜涂膜液的研制

用异丙醇钛经溶胶 -凝胶过程制得了二氧化钛粒子溶胶 ,发现是由锐钛矿微晶组成的 ,溶胶中加入添加剂制得涂膜液在多孔AL2 O3 陶瓷支撑体上涂膜 ,可制得完整的复合TiO2 膜。     

Ag/TiO2有序多孔复合薄膜的合成及其可见光光催化活性

以自组装SiO2胶体晶体为模板,采用TiCh溶胶凝胶浸渍提拉法制备了TiO2有序多孔薄膜(TIO),然后利用AgNO3液相渗透法将Ag纳米颗粒沉积在TIO上,成功制备了Ag/TiO2有序多孔复合薄膜(ATIO).通过Raman,FESEM,TEM,XPS和Uv-vis等分析手段对复合薄膜进行了表征,结果表明:Ag纳米颗粒的平均尺寸约为10 nm,而且与TiO2晶粒之间有强的相互作用.以亚甲基蓝(MB)水溶液为目标降解物,针对不同Ag/Ti相对原子浓度比的样品,考察了其低功率可见光光催化活性及循环使用性,并与Ag/TiO2无序复合薄膜(ATF)作了对比.研究发现,AgNO3前驱体溶液浓度为10 mmol/L的ATIO样品具有最高的可见光光催化活性,其光降解率是具有相同AgNOa前驱体溶液浓度ATF的3.19倍,显著增强的光催化活性来源于Ag纳米颗粒和TIO有序多孔结构的协同效应.循环降解实验证明样品具有稳定的光催化活性.     

壳聚糖改性TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

摘要:以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖(CTS)改性TiO2光催化剂.考察了不同反应条件对溶胶形成的影响及其对甲基橙的光催化作用.结果表明,当去离子水与钛酸丁酯体积比为0.57,乙醇与钛酸丁酯体积比为1.4,二乙醇胺与钛酸丁酯体积比为0.4,pH值根据需要取3～5,水解温度25～35℃,500℃灼烧两小时后CTS完全分解,得到了具有光催化活性且分散性较好的锐钛矿TiO2.光催化实验表明CTS改性TiO2的光催化效果较单纯TiO2的光催化效果有明显提高,60min后甲基橙浓度去除率由32％提高到48％,TOC去除率由14％提高到23％.     

Si掺杂金红石TiO2光学特性的第一性原理研究

TiO2是一种重要的n型金属氧化物半导体功能材料。近年来的实验与理论研究表明,运用杂质掺入来减小TiO2禁带宽度是提高其活性的一种有效办法。本文运用基于局域密度泛函和赝势的第一性原理方法,从理论上研究了Si掺杂金红石相TiO2的电子结构和光学特性。通过能带结构、态密度及电荷布居的分析发现,Si原子的引入使Si-Ti的键长发生明显的变化,近邻氧原子有靠近硅原子的趋势而近邻钛原子有远离硅原子的趋势。半导体禁带宽度没有明显变化,但是禁带中产生了一个杂质能级,该杂质能级主要是由Si的3p电子和Ti的3d电子杂化引起的。因此,Si掺杂能使材料的宏观特性表现为电子激发能量减小,材料活性增强,响应可见光范围达到480nm左右。     

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.     

芴与噻吩共聚物敏化二氧化钛在可见光下的光催化活性

紫外漫反射光谱表明,芴与噻吩共聚物PFT敏化二氧化钛在360~500 nm之间都有强吸收,其最大吸收边由387 nm(TiO2)红移至500 nm。荧光发射光谱显示,PFT吸附于TiO2表面时,其受激发后将电子注入TiO2导带。敏化后的TiO2在可见光下能有效将苯酚降解去除。     

磁场辅助对掺杂TiO_2薄膜光催化活性的影响

利用外加匀强磁场辅助掺杂TiO2光催化降解偶氮胭脂红B溶液,通过实验探讨外加磁场对Fe^3＋和La^3＋掺杂TiO2薄膜光催化活性的影响。研究结果表明：外加磁场使掺杂Fe^3＋／TiO2薄膜的光催化活性降低,在磁感应强度为7mT时,催化剂几乎完全失活,光催化降解率低于2．0％;而对于掺杂1．0％La^3＋／TiO2薄膜,在磁感应强度为30mT时,光催化降解率达47．4％,比无外加磁场时高12％;磁场辅助对掺杂TiO2光催化活性的影响与掺杂离子的磁导率有关。     

TiO2薄膜结构特征初探

主要研究了半导体材料TiO2的部分特征,光谱吸收率与TiO2膜厚度成正比,TiO2膜在烧结前呈水合物团块状结构,表面粗糙度大, 空气中烧结后呈等粒或椭圆粒状镶嵌结构, 表面粗糙度比未烧的小,在抽真空加氮气烧结后成等粒状结构,表面较光滑,在空气中烧结的TiO2膜放至光敏染料中泡1 h后呈等粒状结构,表面较光滑.从TiO2光电池器件输出电功率来看,TiO2膜在空气中烧至450 ℃时的电输出的功率比在氮气中烧至530 ℃的高,印刷TiO2膜的丝网目数为500目时,电输出功率较佳.     

气相燃烧合成TiO2纳米颗粒的形态与结构

建立了CO气相燃烧合成纳米颗粒材料技术，利用TiCl     

ZnO纳米颗粒沉积增强TiO_2纳米管光催化活性

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管,用光化学沉积法、将纳米管浸没在硝酸锌(Zn(NO3)2)溶液中,在纳米管表面沉积ZnO纳米颗粒.对样品进行了Raman谱、XRD和SEM表征.结果显示,TiO2纳米管为锐钛矿相,沉积ZnO没有改变TiO2的相结构.用甲基橙在紫外光辐照下的降解速率来评价ZnO/TiO2纳米管的催化活性.结果表明,Zn(NO3)2浓度为10-4 mol.L-1时制备的ZnO/TiO2纳米管,其降解甲基橙的活性最高,效率提高40.7%.