CdS修饰金红石/锐钛矿混合晶相TiO_2双异质结薄膜的光催化性能研究

采用化学气相沉积法在Ti基上制备了金红石相TiO2纳米棒(A-TiO2 NRs),将其在低浓度的TiO2溶胶中浸泡后退火得到锐钛矿/金红石混合晶相TiO2核壳结构(A/R-TiO2 NRs).采用化学水浴沉积法在该结构表面修饰CdS纳米晶颗粒,得到CdS纳米晶粒修饰的锐钛矿/金红石混合晶相TiO2三元双异质结(CdS-A/R-TiO2 NRs)薄膜.将该纳米复合薄膜用做光催化剂在模拟太阳光照射下降解目标污染物甲基橙.实验结果表明,A/R-TiO2 NRs薄膜样品的光催化活性优于纯R-TiO2 NRs样品;而CdS-A/R-TiO2 NRs混合晶相双异质结薄膜的光催化活性有更显著的增强.     

磁控溅射制备Ag/TiO2复合薄膜的光催化降解性能

为了提高TiO2薄膜的光催化效率,利用中频交流磁控溅射技术,采用Ti和Ag金属靶制备了Ag/TiO2复合薄膜.利用X射线光电子能谱、 X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的成分、结构和表面形貌,并研究了其光催化降解性能.结果发现: Ag在厚度较薄时以聚集颗粒形式存在; 在Ag膜厚度为15 nm时, Ag/TiO2复合薄膜与TiO2薄膜相比其光催化效率可提高2倍; Ag/TiO2复合薄膜对亚甲基蓝的光催化降解效率与复合薄膜的透射率均随Ag膜厚度增加逐渐下降,其原因是Ag膜厚度不断增加,最终完全覆盖TiO2薄膜表面,阻挡了TiO2薄膜与污染物的有效接触, Ag作为光生电子捕获剂的有利影响消失.     

TiO2光催化剂在污水处理领域中应用

分析了TiO2光催化技术研究现状,探讨了光催化反应机制,并讨论了影响TiO2光催化反应活性的主要因素：（1）贵金属沉积可以提高催化剂表面光生载流子的分离效率,有利于生成更多的.OH;（2）金属离子掺入TiO2晶格中可能引起晶格位置缺陷或改变结晶度,抑制了电子与空穴的复合,延长载流子的寿命,从而使光催化的性能得以改善;（3）半导体复合可以提高系统的电荷分离效果,扩大对光谱的吸收范围;（4）晶粒尺寸小,光生电子和空穴从TiO2体内扩散到表面的时间短,它们在TiO2体内的复合几率减小,光催化活性高.     

影响二氧化钛光催化活性的主要因素

纳米TiO2是一种高效节能的光催化功能材料．文章探讨了纳米TiO2晶型、粒子尺寸、表面贵金属沉积、金属离子掺杂、半导体的复合、表面羟基、表面结构等因素对TiO2光催化活性的影响．     

用LPCVD法制备TiO_2薄膜光催化降解苯酚溶液

研究了用减压法制备TiO2薄膜,并对其光催化活性进行了分析,通过实验证明锐钛矿结构的TiO2薄膜光催化活性明显要高于金红石型和无定形的TiO2薄膜,用LPCVD法制备的TiO2薄膜的光催化使用寿命相当长.     

TiO2光催化反应活性研究进展

纳米TiO2是一种高效节能的光催化功能材料,本文对TiO2光催化技术研究现状及反应机理进行了综述。重点介绍了纳米TiO2晶型、粒子尺寸、表面贵金属沉积、金属离子掺杂、半导体的复合、表面羟基等因素对TiO2光催化活性的影响,并分析了纳米TiO2光催化技术所面临的问题。     

Cu微网格修饰TiO2薄膜的结构及性能

针对半导体光催化过程中光生载流子的复合问题，采用微球模板技术在TiO2薄膜表面制备了Cu微网格，分析了样品光催化性能随表面Cu负载量的变化。结果表明，与单纯TiO2薄膜相比，复合薄膜的光催化性能随Cu负载量增加有显著提高，是由于Cu微网格对TiO2薄膜表面光生栽流子的分离和传输作用，有效提高了光催化过程中的量子效率。     

纳米TiO2/水玻璃复合薄膜的制备及抗菌性能

采用水玻璃作粘合剂,氟硅酸钠作固化剂,在玻璃基底上低温制备了纳米TiO2光催化薄膜,并用UV-Vis,SEM,BJH等对薄膜的紫外光吸收性能以及表面形貌和结构特征进行了分析表征.同时,也对不同TiO2浓度的薄膜进行了杀菌实验,实验结果表明:尽管催化剂颗粒部分被包埋在粘贴剂中,此复合薄膜仍具有很高的光催化活性,在室内非直射阳光下(辐照度365 nm为0.42~0.49 mW/cm2),纳米TiO2催化剂的浓度为1%左右时,光催化薄膜对大肠杆菌的杀菌率最好,达到了98.5%.     

Ag-GO-TiO_2复合薄膜光催化降解双酚A

为改进TiO_2薄膜的光催化能力,采用溶胶-凝胶法制备氧化石墨烯(GO)掺杂TiO_2薄膜,并利用光化学沉积方法在GO-TiO_2薄膜表面沉积Ag纳米颗粒制备出Ag-GO-TiO_2复合薄膜.通过XRD、Raman、SEM、EDS、TEM和UVVis漫反射光谱对复合薄膜的晶体结构、表面形貌和光吸收范围等进行表征,并在紫外光照射条件下,进行复合薄膜光催化降解双酚A研究,以表征其光催化能力.结果表明:450℃退火后,TiO_2薄膜中仍保留有氧化石墨烯,薄膜表面沉积有Ag单质纳米粒子,且复合薄膜对紫外光吸收有所加强.紫外光照射30 min后,TiO_2薄膜、石墨烯掺杂物质的量比为3.2的GO-TiO_2薄膜和Ag-GO-TiO_2复合薄膜对双酚A溶液(质量浓度为50 mg/mL)的降解率分别为4.9%、16.7%和26.5%.研究表明在GO掺杂以及Ag纳米粒子沉积的共同作用下,TiO_2薄膜的光催化活性得到了有效提高.     

兼具光催化和化学催化双重活性的Pt-TiO2薄膜

采用提拉-光沉积两步法制得了一种新的铂化TiO2光催化薄膜,实验结果表明该光催化薄膜对甲酸的降解同时具有光催化和化学催化双重活性,因此,纳米Pt的化学催化作用可作为增强TiO2光催化氧化有机污染物效率的一种新的机理.     

Photocatalytic activity of ferric oxide/titanium dioxide nanocomposite films on stainless steel fabricated by anodization and ion implantation

A simple surface treatment was used to develop photocatalytic activity for stainless steel. AISI 304 stainless steel specimens after anodization were implanted by Ti ions at an extracting voltage of 50 kV with an implantation dose of 3 × 1015 atoms·cm?2 and then annealed in air at 450℃ for 2 h. The morphology was observed by scanning electron microscopy. The microstructure was characterized by X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. The photocatalytic degradation of methylene blue solution was carried out under ultraviolet light. The corrosion resistance of the stainless steel was evaluated in NaCl solution (3.5 wt%) by electrochemical polarization curves. It is found that the Ti ions depth profile resembles a Gaussian distribution in the implanted layer. The nanostructured Fe₂O₃/TiO₂ composite film exhibits a remarkable enhancement in photocatalytic activity referenced to the mechanically polished specimen and anodized specimen. Meanwhile, the annealed Ti-implanted specimen remains good corrosion resistance.     

Ag-TiO_2复合膜的制备及光催化性能

以载玻片为载体,用溶胶-凝胶法制备了含银量为1.0%的Ag-TiO2复合膜,并且考察了复合膜光催化脱色甲基橙溶液的催化性能。结果表明:复合膜焙烧温度为450℃时催化活性最好,TiO2呈锐钛型,Ag-TiO2复合膜光催化性能是TiO2膜的2.25倍;低pH值时复合膜催化活性较好,当甲基橙浓度≤10 mg/L时,光催化脱色反应为准一级反应,而且可以用Langmuir-Hinshelwood方程描述。复合膜使用15小时催化活性没有降低。     

一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的制备及光电性能

采用静电纺丝的方法,通过调节前驱体液中SnCl₂·2H₂O的质量分数,制备了直径为90~180nm的SnO₂纳米线,经TiCl₄溶液水解处理制备得到了SnO₂/TiO₂薄膜电极。使用SEM和EDS对薄膜电极进行表征,通过线性扫描伏安法和光电催化测试,分析研究了SnO₂/TiO₂ 纳米复合薄膜电极的光电化学性质。结果表明,当SnCl₂·2H₂O质量分数为3%时,SnO₂/TiO₂ 复合薄膜电极的光电流密度达到最大;随后将其与TiO₂、SnO₂薄膜电极相比,SnO₂/TiO₂ 复合薄膜电极产生的光电流明显增大;复合薄膜电极对罗丹明B（RhB）的光电催化降解率在90min后可达到95%,而TiO₂仅为56%、SnO₂为58%。     

光降解用WO_3-TiO_2复合光催化剂

用溶胶 凝胶法制备了纳米WO3 TiO2复合薄膜型光催化剂·利用该薄膜对罗丹明B溶液的光催化降解作用,考察了钨酸盐种类及其掺杂量、涂膜层数、溶解氧、焙烧温度、焙烧时间、基体材料等因素对光催化活性的影响·结果表明,钨酸铵加入量x(W)=1 5%、多孔钛片为基质,涂覆9层、500℃下焙烧1h得到的WO3 TiO2薄膜型复合光催化剂活性最高,其光催化活性较纯TiO2光催化剂提高1 5倍·该温度下多孔钛片负载的TiO2为锐钛矿型·     

Influence of annealing temperature on structure and photocatalytic activity of TiO2 thin films prepared by DC reactive magnetron sputtering method

Transparent TiO₂ thin films were successfully prepared on high purity silica substrates by DC reactive magnetron sputtering method and annealed at different temperatures. The effects of the annealing temperature （300-600 ℃） on crystalline structure, morphology, and photocatalytic activity of the TiO₂ thin films were discussed. The photocatalytic activity of the films was evaluated by photodegradation of methylene blue solution. With increasing annealing temperature, the photocatalytic activity of the TiO₂ thin films gradually increased because of the improvement of crystallization of anatase TiO₂ thin films. At 500 ℃, the TiO₂ thin film shows the highest photocatalytic activity due to the improvement of crystallization of anatase TiO₂ thin films. When the annealing temperature increases to 600 ℃, the photocatalytic activity of thin film decreases owing to the formation of rutile phase and the decrease of surface area.     

Cu2O/(rGO-TiO2)复合薄膜的制备及其光催化产氢性能

在氧化亚铜（Cu_2O）和二氧化钛（TiO_2）的复合材料中,引入石墨烯（rGO）,制备出新型的Cu_2O/(rGO-TiO_2)光催化薄膜. 首先通过电化学沉积法在铜片上制备Cu_2O;然后通过水热法在TiO_2悬浊液中,将氧化石墨烯（GO）还原为rGO,并制备出rGO-TiO_2复合光催化颗粒;最后将rGO-TiO_2涂覆在Cu_2O表面制备出Cu_2O/(rGO-TiO_2)光催化剂. 催化剂的形貌和表面特征采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）进行表征,材料晶体结构采用X射线衍射（XRD）和拉曼光谱（Raman）分析,其光学特性采用紫外-可见漫反射分光光度计（UV-Vis DRS）、荧光分光光度计（PL）进行表征. 结果表明:与Cu_2O-TiO_2比较,Cu_2O/(rGO-TiO_2)薄膜表现出很强的光催化产氢性能,其中负载rGO质量分数为1.0%的样品Cu_2O/(1.0% rGO-TiO_2)薄膜在300 W氙灯的照射下,对体积分数为20%的甲醇溶液进行光催化反应,其产氢速率（326 mmolh-1m-2）是Cu_2O-TiO_2薄膜产氢速率的3.5倍. 此外,分别探讨牺牲剂类型和pH对Cu_2O/(rGO-TiO_2)光催化薄膜的光催化产氢活性的影响. 结果表明:在体积分数为20%的甲醇水溶液（中性）中,该催化剂的产氢性能最佳.     

Cu-Sn-TiO2复合光催化剂对水中苯酚降解的研究

采用硬脂酸法制备了一种新型的Cu-Sn-TiO2三元复合光催化剂,并采用XRD研究了复合催化剂的物相,且以苯酚为目标降解物对其光催化活性进行了评价.结果表明,经500℃焙烧的Cu-Sn-TiO2催化剂的晶型为锐钛矿型,并具有较高的光催化活性,以摩尔比n(Cu):n(Sn):n(Ti)=0.25:5:100为最佳,光催化反应3 h时苯酚的降解率达97.1%.     

PVA/NiO复合纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝法,以聚乙烯醇(PVA)和硝酸镍(Ni(NO3)2)为前驱物,制得PVA/Ni(NO3)2纤维;再以尿素(CO(NH)2)为碱源,通过水热合成法制备了PVA/NiO复合纳米纤维.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征,以罗丹明B为目标降解物,考察了PVA/NiO复合纳米纤维的光催化活性.结果表明:NiO纳米粒子均匀地负载于PVA纳米纤维上,形成了具有良好光催化活性的PVA/NiO复合纳米纤维光催化材料.     

壳聚糖/ZnO复合材料制备及表征

通过在壳聚糖(CS)溶液中掺入乙酸锌制备了Zn2+/CS复合膜,采用化学溶液沉积法,在Zn2+/CS复合膜上生长氧化锌(ZnO),并通过改变生长液的组成成分寻找其最简单、优化的试验方案.通过UV-Vis、XRD和SEM表征,对样品进行分析研究.结果表明,在Zn(NO)3.6H2 O和NaOH组成的化学溶液环境中,Zn2+/CS复合膜中的ZnO最易生长,在Zn2+/CS复合膜的表面首先形成了一层ZnO粒子膜,然后ZnO粒子长大成六角纤锌结构、没有明显的择优取向的ZnO棒.光学性能测试显示ZnO/壳聚糖复合材料具有良好的光致发光性能.电阻率的测定表明ZnO/壳聚糖复合材料是一种防静电材料.