TiO2-SiO2复合材料的制备及光催化性能

利用溶胶 凝胶技术,控制钛酸四丁酯(TBOT)与硅酸乙酯(TEOS)的水解速度,使其共同水解成溶胶、凝胶,以乙醇为溶剂进行超临界干燥,经过一定温度热处理后,得到暗黄色透明的块体材料·进行了透射电镜观察和X衍射分析,表明锐钛矿结构的纳米TiO2均匀地分散于无定形SiO2基质中·FT IR光谱分析发现纳米TiO2与SiO2基质之间存在着Ti O Si键·在对罗丹明B水溶液的光催化降解中,此块体材料显示较好的光催化活性,在1h内催化降解86%的罗丹明B·此材料克服了粉状TiO2在实际水污染治理应用中的局限性,有着广泛的应用前景·     

溶胶-凝胶制备工艺对纳米TiO2光催化活性的影响

以钛酸四丁酯为钛源、无水乙醇为溶剂、冰醋酸为螯合剂、浓盐酸为催化剂，采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂。以苯酚为模型物，系统研究了制备丁艺对溶胶-凝胶法制备TiO2前驱体胶凝时间和纳米TiO2光催化活性的影响。确定了溶胶-凝胶法合成纳米TiO2的最佳工艺：V钛酸盐=35mL，V水=32．4mL，V总乙醇=105mL（VA乙醇=35mL，VB乙醇=70mL），V冰醋酸=23ml。（钛酸四丁酯、总乙醇、水与冰醋酸的物质分量比为1：18：18：4），溶胶体系pH4，水解温度为26℃，得到的干凝胶粉末以22℃／min先升温至200℃，恒温1h除去挥发物，然后升温至450℃，煅烧2h。     

纳米TiO2／聚偏氟乙烯膜性能的影响

采用溶胶一凝胶法制备纳米TiO2溶胶,通过表面涂覆得到改性聚偏氟乙烯（PVDF）／TiO2复合膜,研究了不同TiO2浓度对其性能的影响,并借助X射线衍射（XRD）和红外光谱（FT—IR）表征了复合膜的结构。     

TiO2/SiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶－凝胶法制得SiO2胶体，并将其与锐钛型TiO2微粒复合制得TiO2/SiO2催化剂。用透射电镜（TEM）观察表面形貌，用红外光谱（IR）和X－射线衍射（XRD）表征其结构。以敌敌畏溶液等为体系，考察了TiO2/SiO2的催化性能，同时与单一的锐钛型TiO2作对比。结果表明，TiO2/SiO2具有比TiO2更强的光催化性能。     

高活性光催化剂TiO2粉体的制备条件研究

以钛酸四异丙酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法和超声波照射法制备了高活性TiO2粉体光催化剂．考察了超声处理、冰乙酸用量、异丙醇用量、陈化时间等对TiO2粉体的光催化活性的影响．染料活性艳红（X-3B）的降解实验表明：钛酸四异丙酯在超声波照射下、在纯水中水解、冰乙酸用量为10ml、陈化36h制得的TiO2粉体的光催化活性最高，比商品P25TiO2光催化剂的活性高1．4倍．     

TiO_2粉末制备方法的研究及表征分析

本文用非极性条件下溶胶—凝胶法、极性溶剂条件下溶胶—凝胶法、钛盐水解法、沉淀法四种不同的方法制备出TiO2无定型粉末．经400℃热处理2小时TiO2微细粉末全部为锐钛矿结构，经550℃热处理2小时，TiO2粉末为锐钛矿和金江石混合结构．以X—射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、比表面积测定仪等手段对不同方法制备的微细粉末进行微观结构、粒径、比表面积等进行测定，并对四种制备方法的优劣性加以分析．     

TiO2光催化剂的制备过程与配方优化

研究以钛酸丁酯为前驱物制备TiO2溶胶的工艺过程，采用L16（4^4）正交试验法以溶胶胶凝时间及制得粒子对甲基橙溶液的光降解率为评价指标，系统地研究，分析了溶胶凝胶工艺参数中水加入量，醇加入量，CH3COOH加入量和水解温度对溶胶胶凝过程及制得粒子的光催化活性的影响，正交试验结果获得了最优配方，按最优配方制备的溶胶稳定性好，所制得的粒子光催化活性高。     

加水量对溶胶-凝胶制备TiO2膜相转变和性能的影响

加水量是溶胶-凝胶制备TiO2膜的重要参数．笔者以乙酰丙酮为螯合剂，配制不同加水量的溶胶r=2，3，4，6，8[r为n（H2O）／n（钛酸丁酯）]，分别制备了TiO2膜和粉体，以考察加水量对TiO2膜性能的影响．干凝胶的TGA表明，r=6比r=2较易脱除有机物和水分．利用XRD对其进行表征．结果表明：r=6的样品比r=2的由锐钛矿相向金红石相的转变温度要高出560℃左右．光催化脱除甲醛实验结果表明，r=6的溶胶制备TiO2薄膜（镀膜6次）的光催化活性最好，光照2h甲醛的降解率达80％．     

PI／TiO2纳米复合膜的H2／CH4和H2／N2分离性能

以可溶性聚酰亚胺为基质，经乙酸修饰后的钛酸丁酯为TiO2溶胶前体，NMP为共溶剂，采用溶胶—凝胶法可制得PI／TiO2纳米复合膜。采用XPS、TEM和气体透气性能测试等手段，对复合膜的结构和H2分离性能进行了表征。结果表明，复合膜中钛酸丁酯已转化为TiO2，PI与TiO2两相结合完好。TiO2以颗粒状均匀分布在PI基质中，其颗粒粒径约为10nm。复合膜的H2，N2和CH4透气系数随着TiO2含量的增加而明显增加。当TiO2含量为22．3％时，对H2的透气系数为14．1Barrer，对H2/N2和H2／CH4的分离系数分别为187．5和143．2，因此，该复合膜是一种较为理想的H2分离和回收膜材料。     

混晶结构纳米TiO2薄膜制备及其光催化降解甲醛

以Ti（OBu）。为前驱体，采用溶胶凝胶法在不锈钢丝网表面上制备TiO2光催化薄膜，并用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和热重一差热分析（TG-DTA）法对其进行表征．结果表明，所得TiO2光催化薄膜为锐钛金红石混晶结构，平均粒径为20～30nm．室温下利用甲醛为模拟污染物，考察了该薄膜的光催化活性．实验表明：混晶TiO2光催化薄膜对甲醛有较好的去除效果，甲醛光催化降解反应符合一级反应速率方程．     

导电聚苯胺/TiO2复合纳米纤维的制备和表征

在无模板条件下,利用苯胺在纳米TiO2微粒表面的原位化学氧化聚合,成功制备了一系列不同TiO2含量的导电聚苯胺/TiO2(PANI/TiO2)纳米复合材料.通过TEM,XRD,FT-IR,TG-DTA及电导率测量等技术手段对其进行了表征.结果表明:复合材料的形貌呈纤维状,直径约20~40 nm,长度在390~420 nm范围;其中TiO2的含量为23.8%且具有金红石矿结构,聚苯胺也有一定程度的晶化;在复合材料中,TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起促进作用;TiO2的含量对复合材料导电性能有显著影响,当TiO2含量为11.1%时电导率达到极大值2.86 S/cm.     

Mg2+掺杂对TiO2粉末晶型转变的影响与机理

取钛酸丁酯、无水乙醇和硝酸镁为原料，采用溶胶-凝胶法制备掺杂不同量Mg^2＋的TiO2粉末，用XRD、TEM、TGDTA对粉末的晶体结构、晶粒大小和形貌进行表征，并研究了TiO2在锐钛矿型和金红石型之间的的晶型转变过程．结果表明：粉末的平均粒径为纳米级，当物质的量分数x（Mg^2＋/Ti^4＋）-1．0％，粉末平均粒径由60nm左右减为40nm左右；Mg^2＋。’的掺人延缓了TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变，且随着Mg^2＋掺入量的增加，晶型转变越不容易发生，当物质的量分数x（Mg62＋／Ti^4＋）-2．0％时，Mg^2＋在TiO2中的固溶度已经达到饱和，XRD谱图开始出现MgTi2O5的特征峰,分析了Mg^2＋的掺杂阻碍了TiO2由锐钛矿型向金红石型转变的原因．因此，掺杂适当量Mg^2＋有利于制备热稳定性比较高的锐钛矿型粉末．     

Anti-UV Capability of Rare Earth Doping TiO2

The sol-gel process is used in the preparation of nanostructure materials with Ti（OC4H9）4 as precursor in the start materials. TiO2 gelatin is obtained through hydrolysis and condensation process. Rare earth such as La2O3, CeO2, Eu2O3 and Gd2O3 are introduced into the nanostructure TiO2 to improve the anti-UV capacity. The phase structure of pure TiO2 and doped TiO2 and their anti- UV capacity are studied by means of XRD and UPF. The optimum doping and heat treatment temperature are chosen.     

用扩散火焰燃烧合成Fe3+掺杂TiO2纳米晶的结构及紫外光催化性能

采用气相火焰燃烧合成Fe3+掺杂TiO2纳米晶,利用XRD、XPSI、CP-AES和EPR等手段分析了物相结构,考察了Fe3+掺杂TiO2纳米晶在紫外光辐照下降解罗丹明B活性,探讨了紫外光催化机理。结果表明:Fe3+掺杂显著提高了TiO2纳米晶的光催化活性,Fe3+最佳掺杂摩尔分数为0.05%。Fe3+作为光生电子和空穴的双重浅势捕获陷阱,有效地分离了光生载流子,提高了光催化活性。但在TiO2体相中过多Fe3+富集将增加因多次捕获而造成的载流子复合,降低光催化活性。     

电气石/TiO_2复合材料的组成与微观形态

为了揭示电气石/TiO_2复合材料使电气石增白和具有颜料性质的内在机制,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试和电气石、TiO_2颗粒表面官能团性质的分析等方法,研究了电气石/TiO_2复合材料的组成与微观形态。研究结果表明,电气石/TiO_2复合材料由包核物电气石颗粒和其表面包覆的结晶Ti_O2所组成,Ti_O2在电气石表面形成均匀、牢固的包覆层。研究结论初步反映了电气石和Ti_O2的作用性质,有助于对电气石/Ti_O2复合材料综合性能的认识和应用。     

Fe2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙溶液的研究

采用实验室合成的Fe2O3掺杂TiO2作为催化剂，以甲基橙超声降解反应为模型，研究了各种因素对Fe2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的影响，研究表明在Fe2O3掺杂TiO2催化剂作用下超声降解甲基橙的效果非常明显，催化剂用量在0．3-0．5g／L之间，超声波频率25kHz，输出功率1．0W／cm^2，pH为1．0时，甲基橙水溶液初始浓度为20mg／L的条件下，90min左右基本可全部降解，COD的去除率也达到了99．0％，因此，Fe2O3掺杂TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景。     

TiO2发光性和磁性研究进展

综述了国内外纳米TiO2的研究、应用及其发展现状；重点介绍了稀土离子掺杂TiO2纳米材料的研究现状，总结了稀土离子掺杂的种类及发光机理。对Fe、Co、Ni、V、Mn、Cr掺杂TiO2磁性体系的发展现状进行了细致地分析，探讨了其存在的不足和未来的发展方向。     

微波反应制备纳米TiO2-Fe2O3复合材料及其光催化性能

以TiCl4,FeCl3为原料,尿素为沉淀剂,采用微波加热,均相沉淀法合成了一系列纳米TiO2-Fe2O3复合材料.XRD分析证明反应前驱体为非晶态,500 ℃以上转变为锐钛矿结构.TEM形貌观察,粒子基本为球形,平均粒径为20 nm.EDS分析证明产品中Ti∶Fe的分析测定值与实际的投料值基本一致,并且掺杂均匀性好.光吸收及光催化实验发现Fe的摩尔分数为5%时,光催化效果最好,在日光照射180 min后,此TiO2-Fe2O3复合材料对藏蓝染料溶液降解率接近100%.     

光催化氧化脱除S_2O_3~(2-)

利用固体超强酸SO42-/T iO2及SO42-/W O3对硫代硫酸钠进行了光催化氧化的研究,并讨论了影响硫代硫酸钠氧化率的主要因素.实验结果表明:SO42-/T iO2对硫代硫酸钠的氧化能力比SO42-/W O3强.选择浓度为1.5 m o l/L的硫酸浸渍制得的SO42-/T iO2作为催化剂,用量为0.500 g,硫代硫酸钠溶液的起始浓度为50.0 m g/L、pH值为10.0,光照4小时,硫代硫酸钠的氧化率达99.4%.     

TiO2(110)表面负载Ni及共吸附CO的密度泛函研究

采用DFT/B3LYP方法对Ni在TiO2(110)表面的5种可能负载模式及CO的6种吸附模型进行优化,计算了它们的吸附能、振动频率.结果表明,Ni倾向以垂直于O(2f)的形式负载在TiO2(110)表面,CO以C端与2个Ni原子桥连的方式吸附在Ni/TiO2(110)面时有利于C-O键的断裂.通过态密度分析发现,Ni/TiO2(110)体系是由Ni3dyz和3dxz组成的表面态,正是该表面态提高了完整TiO2(110)面对CO催化分解活性.计算结果与实验一致.