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.     

Na+掺杂CoCr2O4尖晶石制备及其光催化性能

由于CoCr2O4尖晶石纳米粉体对二氧化碳和水合成甲酸具有光催化作用,采用溶胶凝胶法制备了Co0.8Na0.2Cr2O4尖晶石纳米粉体,用X射线衍射光谱仪(XRD)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)对其成晶温度、晶体结构和光响应性能进行了表征。结果表明:CoCr2O4掺杂金属Na制备的Co0.8Na0.2Cr2O4属尖晶石结构,掺杂后晶格略有膨胀,禁带宽度变宽,吸光性能增强。在175 W高压汞灯照射下,Co0.8Na0.2Cr2O4比CoCr2O4对光催化还原CO2制取甲酸活性高。     

新型复合材料CaSO4TiO2的制备及性能研究

首次以硫酸氧钛、氧化钙为原料,进一步改进制备过程,采用沉淀水解法制备CaSO4/TiO2复合材料,并用XRD、EDX、TG-DTG等进行了表征,通过探讨不同条件如：煅烧温度、催化剂投加量、光照时间及反应过程等对光催化降解活性大红的影响。结果表明：复合粉体经500 ℃煅烧后的光催化效果最佳,当催化剂投加量为3 g/L,紫外灯照射60 min,降解率可达到90.37%。     

非水相一步合成TiO2纳米晶及其光催化性能

利用正丁醇与TiCl4反应,在非水溶剂和无表面活性剂的条件下,通过改变反应物TiCl4与丁醇的摩尔比制备了纯锐钛矿TiO2纳米粒子和金红石TiO2纳米棒.利用X射线衍射分析、拉曼光谱分析、透射电镜和比表面积测定等测试分析手段对样品进行了表征,并以罗丹明B的脱色降解为模式反应,考察了样品的光催化性能.结果表明:所制备的纳米级TiO2比表面积大、晶粒尺寸小、结晶性完好,具有比商用P25更好的光催化活性.     

N/Zr共掺杂锐钛矿型TiO_2光催化协同作用机制的第一性原理研究

采用平面波超软赝势法计算了N,Zr单掺杂和共掺杂锐钛矿型TiO2的电子结构和光学性质.根据能量最低原理比较了不同替位掺杂构型的最稳定结构,而后分析单、共掺杂构型中各自的能带结构,通过计算态密度及分波态密度分析了其光学性质改善机制.此外通过分析体系的电荷密度图得出N与Zr有团簇成键的趋势.对不同掺杂体系的光学性质进行了对比分析,发现共掺杂方法可以有效增强TiO2材料对可见光的吸收以促进其更好的利用太阳能.本文的理论计算和分析将有助于理解共掺杂方法提高TiO2光催化效应的协同作用机制.     

TiO2/SiO2复合光催化剂制备工艺参数优化及其表征

先以无机钛盐、硅酸盐为原料制取聚合硅酸硫酸钛,再通过液相水解法制得TiO2/SiO2复合光催化剂,并用SEM、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征。结果表明,TiO2/SiO2复合光催化剂制备优化工艺参数为:Ti(SO4)2作钛源、Ti/Si摩尔比为12∶1、水解反应pH值为6、煅烧温度为650℃,以此条件制备的复合光催化剂对甲基橙脱色率可达98.6%以上;TiO2/SiO2复合光催化剂为一种分散均匀的纳米级球形颗粒,其成分为以锐钛矿为主的TiO2,SiO2的复合有效抑制了TiO2晶粒的生长,同时提高了TiO2的热稳定性。     

尺寸可控的SnO_2纳米颗粒合成和高效光催化性能研究

采用水热法合成了SnO2纳米颗粒,通过XRD、TEM、HRTEM和DRS等手段系统表征了合成颗粒.结果表明:通过调节NaCl浓度可有效控制SnO2纳米颗粒的尺寸,在NaCl浓度为1.13 mol/L时SnO2纳米颗粒的晶粒尺寸约6 nm.DRS图谱显示SnO2纳米颗粒在200～400 nm的紫外光范围内有明显的吸收.该催化材料在模拟太阳光下降解罗丹明B表现出优异的光催化性能,主要是由于其颗粒尺寸较小,比表面积较大.     

硫化镉纳米粒子的水相制备及光催化降解罗丹明B

以氯化镉为镉源,硫代氨基脲为硫源,在水相中通过沉淀法制备出硫化镉纳米颗粒,并对其进行表征.以光催化降解罗丹明B作为探针反应,评价其光催化降解活性.结果表明：该制备方法简单易行,所得纳米粒子具有良好的光催化活性.     

纳米银／偕胺肟纤维复合材料的制备及其光催化性能研究

以偕胺肟纤维（AOCF）为基体,与Ag＋通过配位一还原法制得纳米银／偕胺肟纤维（Ag／AOCF）．对催化剂进行SEM表征．以太阳光下对二甲酚橙的催化降解,考察了制备、实验条件对催化剂的光催化性能的影响．实验结果表明,在硝酸银浓度为4．0×10-3mol／L、配位反应时间为40min、pH-6的制备条件下制备的催化剂对二甲酚橙的光催化降解效率最佳,当二甲酚橙溶液pH=7、太阳光光源、催化剂用量为1．6g／L时催化降解二甲酚橙,降解效率能达到99．7％,且催化剂在重复使用了8次后,其对二甲酚橙的光催化降解效率仍能保持在80％以上．     

高能GO/ TiO2制备及其光催化反渗透浓水性能

为高效率处理反渗透浓水,采用改良Hummers法、水热合成法制备具有良好的吸附以及光催化性能的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料（GO/TiO2）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征其微观形貌和物相组成;并以模拟反渗透浓水探究其性能、较佳反应条件及具有协同效应。结果表明,纳米材料中二氧化钛粒子的高能暴露面增多,有助于有效地提高其光催化活性,粒子的晶化度有所增加且均匀附着在氧化石墨烯表面,不仅增大了粒子的比表面积,还降低了二氧化钛粒子的宽带隙能,有助于提高其光催化效率;同时,由于氧化石墨烯接收的二氧化钛受激发释放的光生电子的存在,氧化石墨烯对重金属离子的静电吸附能力显著增强,提高了氧化石墨烯去除重金属离子的效率;所制备的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料具有良好的处理反渗透浓水性能,氧化石墨烯含量为80 mg的纳米复合材料与pH调节至4的模拟反渗透浓水在室温下避光搅拌3 h、光催化反应1.5 h为较佳反应条件,该纳米复合材料的Pb2+、Cd2+、Cr6+去除率分别为32.2%、19.8%、11.7%,具有协同效应。