A review of TiO<Subscript>2</Subscript> nanoparticles

Climate change and the consumption of non-renewable resources are considered as the greatest problems facing humankind.Because of this,photocatalysis research has been rapidly expanding.TiO2 nanoparticles have been extensively investigated for photocatalytic applications including the decomposition of organic compounds and production of H2 as a fuel using solar energy. This article reviews the structure and electronic properties of TiO2,compares TiO2 with other common semiconductors used for photocatalytic applications and clarifies the advantages of using TiO2 nanoparticles.TiO2 is considered close to an ideal semi- conductor for photocatalysis but possesses certain limitations such as poor absorption of visible radiation and rapid recombination of photogenerated electron/hole pairs.In this review article,various methods used to enhance the photocatalytic characteristics of TiO2 including dye sensitization,doping,coupling and capping are discussed.Environmental and energy applications of TiO2, including photocatalytic treatment of wastewater,pesticide degradation and water splitting to produce hydrogen have been summarized.     

Ag负载SnO2/TiO2复合光催化剂的合成及其废水处理

目的合成Ag负载SnO2/TiO2复合光催化剂,并对其在废水处理中的应用加以研究。方法以钛酸四丁酯、无水乙醇和四氯化锡为原料,采用光还原法制备载Ag纳米SnO2/TiO2光催化剂,以罗丹明B为模型污染物,借助XRD和UV-Vis等测试手段研究了SnO2/TiO2复合光催化剂的UV-Vis吸收光谱和光催化活性。结果纳米SnO2/TiO2光催化剂的最佳钛锡比为156∶1时的光催化剂具有较高的光催化活性;在氙灯照射下,Ag负载SnO2/TiO2的活性明显增强,具有很强的可见光活性。废水处理实验结果表明,太阳光照射2 h,炼油厂废水COD值由原始的844 mg/L降低至472mg/L,去除率为44.08%,照光5 h,COD去除率为76.78%,且色度和气味均全部去除。载Ag纳米SnO2/TiO2复合光催化剂(摩尔比为1∶1)对炼油厂废水COD有较高的去除效果。结论以最佳工艺条件下制备的TiO2为原料,采用光还原法成功制备出载Ag纳米SnO2/TiO2复合光催化剂,适用于采油厂工业废水的处理,太阳光下照射5 h,COD去除率可达76.78%。     

可见光响应复合金属氧化物光催化剂的分子设计

本文基于密度泛函理论的第一性原理,利用模拟软件materials studio(MS)中Castep模块,研究了锐钛相TiO2晶体的几何结构、能带结构、电子密度,以及不同金属掺杂对TiO2晶体几何结构和电子结构的影响.计算得到的能带结构和态密度等数据结果标明:掺杂离子的能级位置对TiO2的可见光吸收效率有重要影响.当掺杂金属在其价带顶或导带底附近产生新的"杂质能级",可以拓宽TiO2对可见光的吸收范围,并增强吸收强度,进而认为,Bi的掺杂是较好的研究方向.     

纳米Ag-TiO_2复合光催化粉剂的制备及表征

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前驱体,硝酸银为银源,加入控制水解的鳌合剂醋酸,制备了纯纳米二氧化钛粉末及掺银量不同的银-二氧化钛复合纳米粉末.利用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)、X射线(X-ray diffraction,XRD)和紫外与可见光近红外分析仪(Ultraviolet Visible near Infrared,UV-Vis-NIR)对样品进行表征.结果表明,Ag的平均粒径为15 nm左右,Ag颗粒较均匀分布在Ti O2二次聚结基质上;焙烧温度以及银的掺入影响二氧化钛的晶型转变和粒径大小;银的掺入提高了样品的光利用效率.     

氧化锌基复合氧化物光催化剂的研究进展

为了进一步提高ZnO 的光催化效率和实际应用性,人们将其与禁带宽度不同的氧化物复合.综述了近几年来ZnO 基复合氧化物光催化剂的研究进展.     

利用半导体光催化剂Bi_2O_3处理印染废水的研究

本文利用半导体光催化剂三氧化二铋对印染废水的处理进行了研究,并讨论了光催化剂用量、试液PH、光照时间与印染废水的COD、色度去除率之间的关系。实验结果表明:在最佳条件下,光照8小时,印染废水的COD、色度去除率分别达到42.7％、50.0％。     

纳米磷钨酸银光催化剂的微波固相合成

首次应用微波辐射以H3PW12O40和AgNO3为原料,固相反应合成出Ag3PW12O40.12H2O纳米微粒;用FT-IR、UV-vis、TG-DTA确定产物的组成和结构;SEM和BET对产物的形貌、晶粒尺寸和比表面积进行了表征;结果表明,产物为纳米粒子,平均粒径为40 nm,比表面积为179.6938 m2.g-1.在固相反应中,结晶水能形成无数微小的反应水池,限制了产物粒子的晶粒尺寸大小,在微波的磁场和电场作用下,Ag+有序定向的扩散到[PW12O40]3-的外表面,由于微波有极强的穿透力,对样品是内外一起加热,物体快速均匀地升温,从而使游离的H2O、NO2和CO2瞬间同时均匀的挥发出来,溢出的气流阻止了Ag3PW12O40.12H2O颗粒间的团聚.图4,参9.     

稀土元素掺杂对纳米TiO2光催化剂性能的影响

以沉淀法制备得到了10个稀土元素(La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Dy，Ho，Er，Lu)分别掺杂的纳米TiO2光催化剂．考察了它们光催化降解水中十二烷基苯磺酸钠的活性，研究了它们的光催化活性与催化剂微晶结构、电子亲和势与离子半径比、离子的滋矩之间的关系．发现其催化活性的变化与这些元素的稳定氧化态的电子亲和势与离子半径的比值有较好的相关性．而催化剂的(101)晶面的微晶尺寸和晶格畸变应力对催化活性的影响不明显．     

TiOSO4热水解法制备超细TiO2颗粒光催化剂

采用廉价的TiOSO4为原料，通过热水解反应制备超细TiO2颗粒光催化剂，探讨了不同制备条件对光催化性能的影响，并采用XRD，TEM，BET，TG－DTG－DTA对催化剂进行表征，初步说明TiO2光催化活性与其晶型，粒径大小，比表面等微结构的关系。结果表明，经160℃热处理制备的TiO2粉末是球形和多孔型结构，比表面积约为170m^2/g，只有锐钛型单一晶相为无定型组成，颗粒平均粒径为20nm，其光催化活性与商业化Degussa P25 TiO2超细颗粒相近。     

Ag/TiO2光催化剂的表面性能表征

采用光催化还原法将 Ag沉积于 Ti O2 膜表面制备出负载型 Ag/Ti O2 光催化剂 ,通过 SEM、EDS检测出 Ti O2 表面上 A g元素的存在 ,由 TEM显示 Ag颗粒分散的均匀性 ,XPS图谱证实了 Ag是按光催化还原反应机理以单质形式存在 ,对低浓度甲基橙溶液光催化降解结果表明 ,沉积的单质 Ag对 Ti O2 光催化剂的降解活性有很大的提高作用。