可见光响应型TiO2光催化剂研究进展

综述国内外在TiO2可见光光催化研究方面的最新进展.从染料光敏化、阳离子掺杂、阴离子掺杂及新型复合光催化剂四个方面详细探讨该类复合TiO2的制备方法、催化机理、实际效果和缺点;较系统地介绍可见光化光催化剂的研究现状、成果及前景.     

TiO2/Bi4V2O11复合光催化剂的制备及光催化性能

目的水热法制备TiO_2/Bi_4V_2O_(11)复合光催化剂并对其催化活性进行研究。方法采用XRD,BET,UV-Vis等表征手段研究催化剂的晶相结构和性能,并通过测试该复合结构对罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的可见光催化降解评估其光催化活性。结果实验结果表明,复合物的光催化效果与纯的Bi_4V_2O_(11)和TiO_2光催化剂相比,TiO_2负载量为50%时,TiO_2/Bi_4V_2O_(11)复合光催化剂降解RhB具有更高的可见光催化活性。结论 TiO_2/Bi_4V_2O_(11)样品光催化性能的提高归因于增大了催化剂的比表面积以及TiO_2与Bi_4V_2O_(11)形成了异质结,从而有效抑制光生电子-空穴对的复合,并根据捕获实验提出了可能的光催化机理。     

Cr离子注入TiO2薄膜光催化性能改进及光谱研究

在TiO2薄膜表面注入Cr离子以提高TiO2薄膜在可见光条件下的光催化能力,通过对薄膜紫外可见光谱的测试,表明注入并退火处理后的TiO2薄膜光学带隙减小.以甲基橙为降解物的光催化试验表明,Cr离子注量Φ为1×1016cm-2时,薄膜在可见光下的光催化能力最佳.     

W/TiO2薄膜光催化性能的研究

用溶胶一凝胶法制备TiO2薄膜,然后对其按不同剂量进行了w 注入研究,以甲基橙为反应物检验了含有不同剂量w/TiO2薄膜在365 nm紫外光作用下的光催化降解效率.具有最佳光催化降解效率的是注量φ(w )=7×16cm-2的w/TiO2薄膜,与未掺w 的TiO2薄膜相比,光催化效率没有出现显著的提高.     

金属离子掺杂对TiO2光催化性能影响分析

TiO2光催化剂可有效去除水中有机污染物。本文采用溶胶—凝胶法(Sol—gel)制备了掺杂不同含量金属离子的复合型TiO2光催化剂，光催化降解甲基橙溶液实验结果表明：掺杂Cr^3 的TiO2光催化活性明显高于单一TiO2和其他几种掺杂催化剂的光催化活性；当Cr^3 的掺入比例约为1．0％时，其光催化活性最高，紫外光照4h甲基橙的降解率达到90％以上，可见光照射6h甲基橙的降解率达85％以上。可望将掺杂金属离子的纳米TiO2作为一种有效的光催化剂，广泛应用于被污染水体的净化处理。     

V2O5/TiO2可见光催化降解孔雀石绿的研究

利用组合化学的方法,以三苯基胺类有机污染物孔雀石绿为降解对象,对复合光催化剂MOx/TiO2(M＝Zn,Ni,La,Mo,V,Si)的催化降解性能进行了筛选,表明V2O5/TiO2体系具有最优异的光催化降解性能.在此基础上,对V2O5/TiO2催化剂进行了优化.结果表明:当采用钛酸丁酯溶胶-凝胶法制备、n(V2O5) : n(TiO2)为15%时,V2O5/TiO2催化剂有最佳的光降解效果,降解率可达96%.     

纳米TiO2-xNx光催化薄膜的制备及其性能表征

采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,负载于玻璃微珠表面,并采用NH3气氛焙烧法制得掺氮纳米TiO2薄膜.运用X射线粉末衍射仪、扫描电镜和紫外-可见漫反射吸收光谱等技术,考察不同焙烧温度和负载次数对掺氮的TiO2样品性能的影响.研究结果表明,350,400,450℃热处理的样品的晶相为锐钛矿相,而在500℃时开始出现金红石相,且随温度的进一步升高,金红石相的含量逐渐增多;掺氮的TiO2样品具有可见光吸收性能,450℃热处理的样品达到最佳,其吸收边红移至约720 nm.另外,薄膜的厚度对样品的光催化性能影响显著,负载3次后,样品对罗丹明B的光催化活性最高.     

Ag/TiO2薄膜光催化性能的研究

用含有AgNO3的复合溶胶凝胶制备Ag/TiO2薄膜,然后对其进行了SEM,XRD,RBS研究,以甲基橙为反应物检验了含有不同n(Ag)/n(Ti)的Ag/TiO2薄膜在365nm紫外光作用下的光催化降解效率.具有最佳光催化降解效率的是溶胶中n(Ag)/n(Ti)=0.064的Ag/TiO2薄膜,与未掺银TiO2薄膜相比,效率提高了73%.     

光催化TiO2薄膜研究进展及其影响因素

提高光催化剂的光催化活性是多相光催化剂能否工业化应用的关键，文章介绍了半导体多相光催化材料的理论及应用的发展现状，探讨了玻璃表面TiO2薄膜光催化性能的影响因素及提高其光催化降解效率的途径。     

掺氮可见光响应TiO2-xNx光催化薄膜的制备及性能初探

采用反应磁控溅射法在玻璃基片上制备N掺杂TiO2-xNx薄膜和纯TiO2薄膜,并且对两种薄膜样品分别进行了300、400和500℃的退火处理.采用X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光光度计(UV-Vis)对经过退火处理的样品进行了表征.结果表明:成功制备了N掺杂TiO2-xNx薄膜,部分N进入了TiO2薄膜晶格,并且以N-O键形式存在;N掺杂TiO2-xNx薄膜和纯TiO2薄膜相对比,晶型和表面形貌没有什么太大的区别,但通过紫外-可见光吸收谱图可以发现经过400℃退火处理的N掺杂TiO2-xNx薄膜吸收带边从纯TiO2薄膜的400 nm红移到455 nm.     

离子注入制备锐钛矿型Fe:TiO2薄膜紫外光、可见光和自然光催化效果研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米Ti O2薄膜,然后用金属蒸汽真空弧(metal vapour vacuumarc,MEVVA)离子注入机注入从6×1015~6×1016cm24种注量的Fe离子,制备复合纳米Fe:Ti O2薄膜.用UV-Vis透射光谱和XRD对催化剂进行了表征.对薄膜在紫外光、可见光和自然光下降解甲基橙的光催化脱色效果进行了研究.     

离子注入材料改性用强流金属离子源

为满足离子注入材料改性研究和实际应用的需要。研制了一个金属蒸汽真空弧(简称MEVVA)离子源.这是一新型离子源种,它利用阴极和阳极间的真空弧放电原理由阴极表面直接产生高密度金属等离子体,经一多孔三电极系统引出得到强流金属离子束.该源脉冲工作方式,已引出Al,Ti,Fe,Cu,Mo和W等离子,脉冲离子束流强度为0.6～1.26A,Ti的平均束流强度已达10mA.引出束流大小与源的工作参数、引出结构和电压以及阴极材料有关。该源没有气体负载,工作真空度为3×10~(-4)Pa。     

注入温度对氧注入制成的SOI膜质量的影响

选择不同的靶温进行高能大剂量氧离子注入,并进行了高温退火。利用离子背散射技术、透射电子显微镜和掠角 x 射线衍射分析样片,发现:低温下注入能产生非晶层,退火后有多晶硅生成。提高靶温能有效地减小损伤,特别是440℃注入的样片经过退火表面硅层很接近未注入硅片。     

Zn2+-TiO2悬浮体系光催化降解罗丹B(RB)的研究

用水热法制备了掺杂Zn^2 的TiO2纳米粒子，研究了Zn^2 离子掺杂的TiO2纳米粒子悬浮液先催化降解罗丹明B的能力。结果表明，Zn^2 的掺杂使得TiO2纳米粒子悬浮液光催化降解罗丹明B的能力大大提高，Zn^2 离子的掺入量有一最佳值使光催化降解罗丹明B的能力达到最大值。     

钛酸锶钡纳米晶及其薄膜的Sol-Gel法制备和表征

用Sol-Gel法制备了钛酸锶钡(Ba0．8Sr0．2TiO3)纳米品，用FT—IR、XRD、TG—DTA、AFM等表征技术研究了其晶化过程。结果表明，溶胶经冰乙酸适度稀释后稳定性提高，易于制备高质量的薄膜；薄膜的品化温度为750℃。在单晶硅基底上制备了粒径分布均匀、平均晶粒约为50nm的钛酸锶钡(Ba0．8Sr0．2TiO3))薄膜。     

金属离子注入纳米结构和特性

材料中纳米弥散相的形成对材料强化有着非常重要的作用,离子注入技术在材料表面容易形成这种结构.透射电子显微镜观察表明,经过Ti注入的钢,表面形成了直径为10～30nm丝状的FeTi和FeTi2相,其长度为150～320nm, 当束流密度分别为25～50μA*cm-2时,弥散相的密度分别为1.2×1011和6.5×1010 cm-2,其平均直径则分别为10和18nm. 扫描电子显微镜观察C+Ti样品表明, 注入后表面形成的抗腐蚀钝化层也为丝状纳米结构, 细丝直径25～60nm,长度100～200nm,密度约2.2×109 cm-2.这种致密的结构具有很强的抗磨损特性和抗腐蚀特性.抗磨损特性提高了8倍.电化学测量结果表明,随注量的增加,腐蚀电流密度Jp明显下降,用3×1017 cm-2注量的Ti注入H13钢Jp比未经注入之值降低到0.125%～0.050%; W注入聚脂膜(PET)形成了10～20nm W的析出相,这种相的析出使PET表面硬度增加,抗磨损和抗腐蚀特性增强,并使之形成了优良的导电层.     

P+注入KTP晶体形成平面光波导的特性研究

报导了能量为 2 .8MeV、剂量为 2× 10 15离子 /cm2 的P+ 离子注入形成的KTP平面光波导 .采用棱镜耦合法来测量光波导的暗模特性 ,发现了 6条TE模 .采用反射计算方法拟合在三种不同条件 (常温 ;2 0 0℃退火 30 0min ;77K冷处理 15 0min)下波导区内的折射率分布情况     

负载TiO2的碳纳米管光催化降解腈纶废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了负载二氧化钛的多壁碳纳米管,对其结构进行了X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜表征, 并且还探讨了负载二氧化钛的碳纳米管用于腈纶废水的处理.实验结果表明,该种催化剂具有很好的光催化活性.以300 W中压汞灯为光源,在250 mL的腈纶废水中加入100 mg负载有TiO2的碳管光催化处理1h,废水的CODcr去除率达22%;经Fenton试剂进行预处理后,加入150 mg载有TiO2 的碳纳米管进行光催化实验,经光催化氧化3 h后,CODcr去除率达到90%,处理效果非常明显.可见Fenton试剂预处理与TiO2光催化联合使用,对含腈废水中的难降解有机物去除效果好,具有一定的实用性.     

紫外光下蜂窝陶瓷负载TiO2降解邻氯苯酚水溶液研究

介绍了以钛酸丁酯为主要原料的溶胶～凝胶法(Sol-Gel)制备TiO2光催化剂的过程，提出了较为理想的制备方法。探讨了工艺条件对催化降解效果的影响。结果表明，蜂窝陶瓷表面浸涂5层TiO2催化膜，经500℃焙烧，具有良好的光催化活性；H2O2、Fe“、光照时间、TiO2催化膜层数对邻氯苯酚去除率有不同程度的影响。