TiO_2/TiSi_2复合材料的制备及其可见光光催化性能

分别以TiSi_2和HCl为钛源和形貌控制剂,采用一步水热法合成了海胆状TiO_2/TiSi_2纳米复合材料。TiO_2/TiSi_2是由TiSi_2基体与生长在TiSi_2表面的海胆状金红石型TiO_2组成,其中,金红石型TiO_2由大量尺寸均匀、表面光洁、沿[001]晶向生长的纳米棒组成。随着盐酸浓度的增加,TiO_2纳米棒会由棒状转变为锥状。性能测试发现,相比于纯相的金红石型TiO_2,TiO_2/TiSi_2复合材料在可见光区域具备较好的光吸收性能和较高的光催化降解甲基橙效率。     

具有不同{001}晶面暴露分数的纳米TiO_2制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源、氢氟酸(HF)为形貌控制剂,采用水热法分别制备了具有40%、73%和85%{001}晶面暴露分数的纳米锐钛矿相TiO_2单晶.所制备TiO_2样品采用X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试方法进行结构和形貌表征,在此基础上评价紫外光照射下的降解甲基橙(MO)性能.结果表明:所制备TiO_2样品2 h之内对MO的降解率分别为:100%(TiO_2-9)93%(TiO_2-3)80%(TiO_2-6),Ti O_2的光催化性能是晶面效应、尺寸效应以及载流子的分离及迁移效率等协同作用的结果.     

TiO_2纳米棒薄膜的水热法制备及光催化性能研究

本文以钛酸四丁酯为原料,采用水热法在FTO导电玻璃上制备了TiO_2纳米棒薄膜,应用SEM和XRD对膜层的形貌和晶型进行了分析和表征,并通过TiO_2纳米棒薄膜对甲基橙的光催化降解,研究了TiO_2纳米棒薄膜的制备条件与光催化活性的关系。结果表明:增加钛酸四丁酯的浓度和提高水热温度,都会提高样品的结晶程度,增加金红石相TiO_2的组分,使薄膜对紫外线的吸收明显增强,光催化性能显著提高。用该法制备的TiO_2纳米棒薄膜均匀、致密、无可视缺陷、稳定性好,光催化效率高,并且不产生二次污染,具有广泛的应用前景。     

氮修饰对TiO2能带结构及光催化性能的影响

采用无模板一步水热法合成氮修饰的TiO_2样品,以12 W蓝色LED灯作为光源,甲基橙作为模拟污染物,测试了N-TiO_2样品的光催化性能.实验结果表明,光照6 h甲基橙降解率达到91.9%,N-TiO_2样品具有微球结构,微球由直径10～20 nm、长度20～200 nm的纳米棒组成.N-TiO_2样品的光吸收峰红移至600 nm,带隙能已从纯金红石型TiO_2的3.00 eV降至N-TiO_2的2.02 eV.研究发现,氮元素占据了TiO_2表面,并且氮原子取代氧原子形成了O—Ti—N化学键.研究表明表面修饰可以缩小带隙,提高光催化性能.     

纳米结构Mn2O3催化H2O2分解亚甲基蓝的研究

文章以微米球和纳米棒两种形貌的Mn2O3分别作催化剂,用XRD和TEM对其结构与形态进行了表征,研究了它们对H2O2分解亚甲基蓝的催化性能.结果表明,分别以微米球和纳米棒两种形貌的Mn2O3作催化剂,H2O2分解亚甲基蓝的脱色反应均符合一级反应动力学,反应速率常数分别为0.002 24 min1和0.007 24 min-1,Mn2O3纳米棒的催化性能优于Mn2O3微米球.在以Mn2O3纳米棒为催化剂的条件下,研究了亚甲基蓝的初始质量浓度、H2O2的质量分数以及催化剂的用量对亚甲基蓝脱色率的影响.     

CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列的制备及其光电和光催化性能

CdSe是一种具有可见光响应的半导体材料,利用CdSe对TiO_2进行敏化有望使复合材料具有可见光吸收,有效促进光生电荷的分离.采用水热法在掺杂F的SnO2(FTO)导电玻璃表面制备金红石TiO_2纳米棒阵列,再采用连续离子层吸附反应法在TiO_2纳米棒阵列表面复合CdSe纳米颗粒,制得CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列,并对其进行了表征.实验结果表明,CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列在可见光区有较强的光吸收,其光电流密度是TiO_2纳米棒阵列的10倍,对亚甲基蓝的可见光催化降解速率较亚甲基蓝的自降解和TiO_2纳米棒阵列分别提高了85%和75%.     

微乳溶剂热法制备暴露{001}晶面的纳米TiO_2

以NH_4F为形貌控制剂,通过微乳溶剂热法制备暴露{001}晶面的纳米TiO_2。以环己烷为油相,以十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂配制微乳液,微乳液中水与表面活性剂的物质的量比为20∶1。通过改变n(F/Ti)(F与Ti的物质的量比)以及溶剂热反应的时间,探究制备高活性{001}晶面TiO_2的最佳条件。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱仪(XPS)对制取的纳米TiO_2光催化剂进行表征。通过在紫外光下降解40 mg/L的甲基橙溶液,考察制备的TiO_2光催化剂的催化活性。结果表明:F/Ti配比为0.25、溶剂热反应42 h条件下所制取TiO_2的光催化活性最高;紫外光照降解反应1 h后,其对甲基橙的降解率可以达到93.6%;与焙烧获取的锐钛矿TiO_2相比,光催化活性明显提高。     

不同晶体学平面对无取向电工钢电磁性能的贡献及其磁性各向异性

论证了不同晶体学平面对无取向电工钢电磁性能的贡献及其磁性各向异性.结果表明,不同晶面的这两项指标均与它们在极图上的位置有关,13个重要晶面对无取向电工钢磁感应强度的贡献依照以下次序降低: {100}-{310}-{411}-{521}-{210}-{110}、{431}、{321}和{211}-{221}-{332}-{433}-{111};而磁性各向异性则以{110}晶面最强,{111}晶面最弱,{111}晶面及其他晶面的磁性各向异性以{110}晶面的极点为中心呈放射递减状分布在反极图上.     

粉末TiO2光催化剂暴露晶面结构

用透射式电子显微镜选区电子衍射法,直接观测粉末状TiO_2光催化剂的暴露晶面结构。从原子水平解释了锐钛矿型和金红石型,TiO_2的这两种同素异构体的光催化活性不同的原因,实验证明,锐钛矿型比金红石型光催化活性较高,其原因是前者的暴露晶面应是高的台阶密度、并且其基面结构与反应物匹配对应,作者认为,作为研究工具,SAD有较LEED的延伸和补充。     

掺锑二氧化锡纳米棒的制备及表征

以SnCl4·5H2O和SbCl3为原料,采用化学共沉淀法制得纳米级掺锑二氧化锡(ATO)的前驱物,经1000～1100°C焙烧1～3h,成功制备了直径为10～40nm,长为60～500nm的金红石结构的ATO纳米棒。运用热重分析(TGA)、X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子衍射(ED)及比表面仪(BET法)对棒结构和形貌进行了表征,研究了掺锑量、焙烧温度及焙烧时间等对其形貌结构的影响。并对ATO纳米棒形成机理进行了探讨。     

污染物浓度对纳米TiO_2光催化效率的影响研究

以钛酸丁酯为原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,采用溶胶凝胶工艺制备了纳米TiO_2粉体,研究了罗丹明B溶液不同起始浓度对TiO_2降解率的影响.结果表明,起始浓度为5 mg/L时,降解率最高,达到67.4%,是起始浓度为20 mg/L时的2倍.表征结果显示,纳米TiO_2粉体为锐钛矿结构,平均晶粒尺寸为14.2nm,颗粒呈现球形形貌.     

高能(001)晶面外露的锐钛矿TiO_2微球的水热制备及其气敏性能研究

采用一步水热法制备了由高能(001)晶面外露的锐钛矿相单晶组装而成的TiO_2微球.通过反应体系p H值的调控可以对TiO_2微球的微观形貌进行调控.对TiO_2微球的生长机理进行了分析.结果表明:适中的氢氟酸分子浓度对高能(001)晶面的稳定至关重要.进一步的研究表明,得益于高能(001)晶面的外露以及独特的分级形貌,这种TiO_2微球对丙酮表现出了优异的气敏性能.     

纳米银枝晶的电沉积及结构表征

采用恒电位电沉积法,选择十二烷基磺酸钠(SDS)为表面活性剂,在Ti基体上制备了具有树枝状结构的纳米银。X-射线衍射试验表明银纳米枝状体为单晶结构,属于面心立方晶系。运用扫描电镜对枝晶的形貌特征进行观察分析,通过高分辨透射电子显微术对枝晶的晶格结构进行表征,发现枝晶表面由{111}晶面组成,主干和分支互成60°分别沿110方向生长,枝晶的{111}晶面形成多次孪晶结构。树枝状晶体形态的产生符合分形生长机理。     

金红石型纳米TiO2颗粒的制备及其光催化性质

采用沉淀\|胶溶法在70 ℃合成了平均粒径为20 nm且粒度分布均匀的金红石型TiO₂纳米颗粒. 通过XRD, TEM和Raman测试表明, 样品由多晶粉末组成, 具有单一的金红石型TiO₂结构, 粒度分布均匀. 金红石型TiO₂纳米颗粒对罗丹明B染料的光降解作用优于热处理得到的金红石型TiO₂纳米颗粒的光催化作用, 略低于P25 TiO₂纳米颗粒对罗丹明B染料的光催化能力.     

BiOBr可见光催化降解环丙沙星的晶面依赖性能

采用水热法制得了分别择优暴露{110}、{010}和{001}晶面的BiOBr.XRD研究结果显示,相应样品{110}与{102}衍射峰的强度之依次减小;可见光下BiOBr光催化降解环丙沙星的实验结果表明,BiOBr{110}、BiOBr{010}和BiOBr{001}上环丙沙星降解反应速率常数依次为0.008 9、0.001 2和0.000 9 min-1,即暴露的{110}晶面越多,其光催化降解环丙沙星的活性越高.BiOBr{110}晶面具有强的内电场,应是其高催化性能的内在原因.     

双频大气压冷等离子体射流制备TiO_2的表面形貌研究

利用N_2携带先驱体钛酸异丙酯,通过双频驱动的Ar/O_2大气压冷等离子体制备了TiO_2薄膜,探究了不同放电参数对TiO_2表面形貌的影响.研究结果表明,不同的放电参数可以制备出纳米纤维状、球状和塌陷的球状不同形貌的TiO_2.制备的TiO_2包含锐钛矿相和金红石相.同时利用光谱仪和射频分析仪对离子体的光学特性和电学特性进行了检测.     

一次氧气对氢氧焰水解制备纳米TiO_2颗粒的影响

在氢氧焰燃烧合成细米TiO2时,一次氧气浓度直接影响燃烧过程性质、火焰的特征。通过调节一次氧气浓度,可以得到大小、形貌和晶型不同的纳米颗粒。在未达到化学计量比以前,φO2增加,二氧化钛一次粒子的粒度减小,粒度分布变窄,颗粒中的金红石含量显著下降。当四氯化钛进料浓度为0.47mol/m3,φO2由0增加到0.10时,纳米TiO2颗粒平均粒径由70nm降到32nm,金红石的质量分数由0.93降到0.03。水解制备的TiO2颗粒为球形。     

暴露｛111｝面的截顶点四棱双锥锐钛矿多面体的制备(英文)

以四氟化钛为前驱物、P123为表面活性剂、柠檬酸为稳定剂、盐酸为酸性调节剂、氟化铵为添加剂,利用水热方法首次制备出暴露{111}面的截顶点四棱双锥锐钛矿多面体.通过XRD,SEM,TEM,HRTEM,SEAD和EDX对所制备的多面体的组成、结构和形貌进行了分析和表征.结果显示:柠檬酸和氟化铵的使用,有利于锐钛矿多面体的取向生长和{111}晶面的保留.同时研究发现,所制备的多面体在碱性和紫外光照条件下对亚甲基蓝(MB)具有很好的催化活性和降解效果,显示出潜在的应用价值.     

N、Pt共掺杂三维海胆型TiO_2制备及光电性能研究

采用水热法制备了N、Pt共掺杂三维海胆型TiO_2材料,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对材料进行表征分析,同时采用电化学方法对其进行光电转化性能测试.结果表明,N取代TiO_2中O晶格结点的位置,Pt取代Ti晶格结点,成功地掺杂至TiO_2晶格中. N、Pt的掺杂不仅有利于TiO_2从金红石相向锐钛矿相转变,而且对其晶体的生长也起了抑制的作用. N、Pt共掺杂的TiO_2是由具有共同中心的纳米棒组装而成的三维海胆球形结构,球的尺寸分布较窄,直径约为1～2μm,组装纳米棒的直径约为7～8 nm,长度约为100～150 nm.当掺杂摩尔比为5∶5时,样品在紫外和可见光的吸收达到最高,UV-Vis吸收边红移将近100 nm.从光电转换图和线性扫描伏安曲线可以看出,在比表面积、带隙宽度、晶型、载流子数量及元素间协同作用下,掺杂摩尔比为5∶5样品的光电转化效率高达22.4%,为纯海胆型TiO_2的4.48倍.所有试剂均为分析纯.     

NH_2-MIL-125(Ti)/TiO_2复合纳米纤维的合成及其脱硫性能

随着清洁燃料的需求量迅速增加,探索高效的催化剂成为研究的热点。采用静电纺丝技术结合溶剂热法制备了NH_2-MIL-125(Ti)/TiO_2复合纳米纤维。通过XRD、FT-IR、SEM等测试表征了复合纳米纤维的结构和形貌。NH_2-MIL-125(Ti)/TiO_2复合纳米纤维是由NH_2-MIL-125(Ti)和混相TiO_2(金红石相和锐钛矿相)构成,复合纳米纤维直径大约为220 nm。将该复合纳米纤维用于燃油脱硫性能研究,探索了不同催化剂、NH_2-MIL-125(Ti)的负载量、催化剂用量、反应温度等脱硫影响因素。结果发现,在萃取催化氧化脱硫体系中,在60℃下,使用31μL H_2O_2(氧硫比为6∶1)时,0.02 g 0.30NH_2-MIL-125(Ti)/1.25TiO_2复合纳米纤维作为催化剂,可以在40 min内将浓度为500 ppm的模拟油中的DBT完全除去。NH_2-MIL-125(Ti)/TiO_2纳米纤维至少能够重复使用3次,且脱硫效率没有明显的降低,为此类纳米材料的工业应用提供了实验依据。