Preparation of Zn-doped TiO2 nanotubes electrode and its application in pentachlorophenol photoelectrocatalytic degradation

Zn-doped titanium oxide （TiO2） nanotubes electrode was prepared on a titanium plate by direct anodic oxidation and immersing method in sequence. Field emission scanning electron microscopy （FESEM） showed that the Zn-doped TiO2 nanotubes were well aligned and organized into high density uniform arrays with diameter ranging from 50 to 90 nm. The length and the thickness were about 200 and 15 nm respectively. TiO2 anatase phase was identified by X-ray diffraction （XRD）. X-ray photoelectronspectroscopy （XPS） indicated that Zn ions were mainly located on the surface of TiO2 nanotubes in form of ZnO clusters. Compared with TiO2 nanotubes electrode, about 20 nm red shift in the spectrum of UV-vis absorption was observed. The degradation of pentachlorophenol （PCP） in aqueous solution under the same condition （initial concentration of PCP： 20 mg/L; concentration of Na2SO4：0.01 mol/L and pH： 7.03） was carried out using Zn-doped TiO2 nanotubes electrode and TiO2 nanotubes electrode. The degradation rates of PCP using Zn-doped TiO2 nanotubes electrode were found to be twice and 5.8 times as high as that using TiO2 nanotubes electrode by UV radiation （400 μw/cm^2） and visible light radiation （4500 μw/cm^2）, respectively. 73.5% of PCP was removed using Zn-doped TiO2 nanotubes electrode against 45.5% removed using TiO2 nanotubes electrode in 120 min under UV radiation. While under visible light radiation, the degradation efficiency of PCP was 18.4% using Zn-doped TiO2 nanotubes electrode against 3.2% using TiO2 nanotubes electrode in 120 min. The optimum concentration of Zn doping was found to be 0.909%. The PCP degradation efficiencies of the 10 repeated experiments by Zn-doped TiO2 nanotubes electrode were rather stable with the deviation within 3.0%.     

TiO2离子筛的制备及表征

采用商品二氧化钛（P25）经过改性、浸渍、焙烧、酸洗和干燥过程制备离子筛，并通过X-射线衍射对样品晶相结构进行了表征，进一步对锂离子的吸附性能进行了研究．结果表明，P25在1173K、焙烧8h后得到了锐钛相TiO2，进一步得到对锂离子具有特殊记忆效应的离子筛；随着浸渍过程Li与Ti摩尔比的增加，前驱体中Li—Ti—O固熔体的量逐渐增加，主要物质为立方晶系的Li1.33Ti1.66O4；经酸浸脱得到的离子筛为锐钛相TiO2，对锂离子的平衡吸附量达到0．7mmol／g．     

反应气氛对铝热还原氧化钛合成氮化钛的影响

研究在流动氮气和埋炭条件下铝热还原氮化TiO2的反应过程,借助于X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别测试和观察两种气氛中不同温度下处理后产物的物相组成和显微结构。结果显示,与流动氮气氛下一样,在埋炭气氛下采用铝热还原氮化法可以制备氮化钛复相材料,但处理气氛明显影响着铝热反应的程度及产物的形貌,在埋炭条件下处理后的产物中氮化钛含量、晶粒大小、晶格常数明显低于流动氮气氛下处理产物中上述各项值;热力学计算发现埋炭条件下铝除参与铝热还原反应外,还与炭粉床中氧发生反应,使参与铝热反应的金属铝不足,造成产物中有剩余的金红石存在。     

纳米Ag/TiO2对溴虫腈的光催化降解

用紫外杀菌灯为光源,Ag/TiO2,SDS/Ag/TiO2和TiO2作光催化剂对悬浮液中溴虫腈进行光催化降解,并采用高效液相色谱、液-质联用仪和紫外-可见分光光度计对降解过程浓度变化进行分析。研究结果表明:在100mL混合中性溶液中,当溴虫腈质量浓度为100mg/L、催化剂质量浓度为1.0g/L、温度为室温条件下,溴虫腈5h的降解率分别为78%,65%和55%(空白实验为32%)。用上述3种催化剂为光降解源和空白实验制备4种纳米农药水乳剂,于玻璃上涂膜后在相同条件下进行太阳光降解实验,各制剂中溴虫腈降解率分别为62%,53%,34%和13%;在酸性条件下,溴虫腈分子和催化剂的吸附及氢键的形成十分有利,这有利于溴虫腈的降解;紫外光、太阳光下溴虫腈分解的主要中间产物为氯苯,其他中间产物含量较少。     

稀土氧化物掺杂对TiO2/沸石光催化性能的影响

以钛酸丁酯和稀土氧化物为原料, 采用溶胶 凝胶法制备了镧、 钕和镱稀土离子掺杂TiO₂/沸石光催化剂. 通过XRD和IR方法对样品进行表征, 研究了不同沸石粒径及不同稀土氧化物掺杂量(质量分数)对农药敌敌畏光催化降解性能的影响. 结果表明, 当沸石最佳粒径为0.15 mm, La³⁺掺杂量质量分数为3.0%时（以TiO₂质量计）, 稀土离子的掺杂可显著提高TiO₂//沸石的光催化降解性能.     

TiO2陶砂光催化材料的制备及对有机物降解的研究

以粘土和生石灰为主要材料,制备出陶砂材料后,在其上用溶胶-凝胶法涂敷了一层TiO2薄膜,制备成TiO2陶砂光催化材料,将其应用于降解水中有机污染物.结果表明,在热处理温度为350℃条件下,制备的TiO2光催化剂水处理效果较好,可使水中有机物的TOC值降低80%以上.     

聚噻吩修饰纳米结构TiO2膜电极光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了聚噻吩(PTh)膜和纳米结构TiO2/聚噻吩(ITO/TiO2/PTh)复合膜的光电转换性质。结果表明,PTh膜的禁带宽度为2.02eV,价带位置为-5.86 eV,导带位置为-3.84 eV。在ITO/TiO2/PTh复合膜电极中存在p-n异质结,在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离,PTh修饰ITO/TiO2电极可使光电流产生波长发生明显红移,从而提高了宽禁带半导体的光电转换效率。在实验条件下,单色光的光电转换效率最高可达到13%。     

铕、氮掺杂二氧化钛光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法结合浸渍法制备了同时掺杂Eu、N的纳米二氧化钛粉体。以甲基橙为目标污染物，对样品的光催化性进行了研究，并采用XRD对粒子晶型进行了表征。结果表明：①试验条件下，铕、氮的掺杂对于TiO2晶型基本没有影响；②在焙烧温度为450℃条件下制备出的掺铕、氮纳米二氧化钛样品具有较好的可见光光催化活性。     

超细TiO2粉末的应用和制备

根据国内外发表的有关研究成果，并结合作者使用高频等离子化学气相沉积法制制备超细ＴｉＯ２的工作，简要综述了超细ＴｉＯ２粉末的性能，应用及各种制备方法。     

纳米TIO2光催化剂的制备及降解活性红研究

采用溶胶-凝胶法，以钛酸四丁酯为前驱体合成TIO2溶胶，在不同温度下焙烧得到三种不同晶粒大小的纳米TIO2光催化剂。采用X射线衍射和电子扫描电镜（SEM）对样品的结构和形貌进行表征，考察了不同焙烧温度对TIO2纳米粒子粒径的影响。在500W汞灯照射下对活性红进行紫外光催化降解实验，考察了不同光照时间和焙烧温度对活性红催化降解活性的影响。结果表明，550℃焙烧温度下所得的TIO2光催化剂在紫外光照射下对活性红降解效果最好，30min光照后降解率可达97.9%。