TiO2纳米管制备方法的研究进展

对目前常用的TiO2纳米管的制备方法,即模板法、阳极氧化法、水热法,进行了比较和讨论.对所制得的产物在形貌、结构及光催化性能方面进行了描述和分析,展望了TiO2纳米管制备方法的研究方向和前景.     

TiO2纳米管薄膜的制备与光学性能研究

用阳极氧化法以NH4F和含水丙三醇作电解液在室温条件下制备TiO2纳米管薄膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析（XRD）和紫外可见光谱分析（UV-Vis）对纳米管薄膜的结构与性能进行表征,研究阳极氧化电压、退火处理对TiO2纳米管薄膜形貌的影响。研究结果表明：随着阳极氧化电压的增高纳米管直径增大,当阳极氧化电压为70V,80V,90V,100V时制备的纳米管直径为143nm,167nm,191nm,215nm;在阳极氧化电压为100V、退火温度为380℃时制备出的TiO2纳米管薄膜的吸收性能最好,其吸收率在紫外光区达到92%。     

钛基TiO_2纳米管光电极制备及性能研究

采用阳极氧化法在不同电解液中制备TiO2纳米管光电极,通过SEM、UV-VIS-DRS、XRD表征TiO2纳米管阵列,考察氧化时间、煅烧温度、电解液组成对TiO2纳米管形貌和尺寸的影响。结果表明:TiO2纳米管的形成需要一定的氧化时间,其光吸收性能随着氧化时间的增加而提高。在NH4F+H2SO4电解液中制备的TiO2纳米管管径在100~110 nm之间,对紫外-可见光的吸收高于在NH4F+H2C2O4、HF+H2SO4和HF三种电解液体系中氧化的纳米管。相同条件下,对在NH4F+H2SO4电解液中制备的TiO2纳米管光电极进行亚甲基蓝溶液的光电催化实验,降解30 m in脱色率达到80%,其催化效果是单纯光催化的1.3倍。     

PW11Cu/TiO2/SiO2复合膜的制备及可见光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法将Keggin型铜取代的杂多酸盐Na_5PW_(11)O_(39)Cu(II)(PW_(11)Cu)负载于TiO_2/SiO_2表面制备出PW_(11)Cu/TiO_2/SiO_2复合膜可见光催化剂,通过UV-Vis DRS、IR和SEM对其进行了表征,考察了焙烧温度和PW_(11)Cu含量对此复合膜光催化活性的影响。实验结果表明,PW_(11)Cu/TiO_2/SiO_2膜具有良好的可见光吸收活性。复合膜中PW_(11)Cu含量越多,膜的光催化活性越高,而焙烧温度增高会使得光催化活性降低。当PW_(11)Cu的含量为3.0 g(40 wt%),焙烧温度为373 K时,其具有最好的可见光催化活性,在250 W可见光下反应3 h,RhB(10μmol·L~(-1))可以达到100%降解,COD去除率达32%(4 h),经过10次循环实验,催化剂的光催化活性仍保持在93%左右。显示出该复合光催化剂对RhB降解具有高效性和较强的稳定性。     

CNT/nano TiO2-Pt修饰电极对葡萄糖的直接电氧化

多壁碳纳米管/纳米TiO2载Pt(CNT/nanoTiO2-Pt)修饰电极对葡萄糖有较高的催化活性,电极性能稳定,抗中毒能力强,不易发生氧化振荡[1]。本文用电化学循环伏安法研究了在葡萄糖浓度较低的情况下,CNT/nanoTiO2-Pt修饰电极对葡萄糖的催化作用,结果表明:在碱性介质中,CNT/nanoTiO2-Pt修饰电极有较高的灵敏性,当葡萄糖浓度较低(1.25×10-2mol.dm-3)时,有较强的响应电流(电流密度约为22.13mA/cm2),在1.0×10-1mol﹒dm-3￣1.25×10-2mol.dm-3范围内,氧化峰电流密度与浓度之间有良好的线性关系。     

阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列及其表征

采用阳极氧化法在钛金属表面制备出致密有序的TiO2纳米管膜层.利用FESEM、XRD方法研究了不同阳极氧化时间、电解液组成以及退火对TiO2纳米管形貌的影响.讨论了TiO2纳米管的形成机制.     

铁氰化钴修饰铂电极的制备及其对H2O2的电催化作用

以铂电极为基体,用电沉积方法制备了铁氰化钴修饰电极,研究了该电极的电化学特性及H2O2在该修饰电极上的电化学行为。实验表明,该电极对H2O2具有催化作用;在4．9×10^-5～1．1×10^-3mol／L范围内,峰电流与H2O2的浓度呈线性关系（R=0．9986）,检出限为1．3×10^-5mol／L。     

TiO2纳米管阵列的制备与表征

研究了阳极氧化备TiO_2纳米管阵列过程中电解液中水的含量、阳极氧化时间、阳极氧化电压、退火处理对TiO_2纳米管阵列形貌以及晶型的影响。结果表明:当电解液中水的含量为2%(V/V)时,制得的TiO_2纳米管阵列形貌清晰可见,管口完好无损;450℃退火使纳米管由无定形态转变为锐钛矿相。     

脉冲制备TiO2纳米管及其表征

研究脉冲机制中不同电压和占空比下,交流电源对TiO2纳米管形貌以及光催化性能的影响. 通过脉冲电源,采用不同脉冲电压和占空比,在纯钛基体表面制备TiO2纳米管,并采用扫描电子显微镜 （SEM） 和能量色散光谱仪（EDS） 分析该膜层的表面形貌和元素组成,探究制备TiO2纳米管较优的电压和占空比参数. 采用优化条件下的TiO2纳米管探究其光催化降解甲基橙的性能. 实验结果表明,当脉冲电压从50 V 升高至80 V,占空比为15%时,获得TiO2纳米管表面质量最好,管径随电压的升高而增大;光催化6 h后,甲基橙溶液降解了21.2%. TiO2纳米管可通过脉冲电压阳极氧化法制备,并具有光催化降解甲基橙的能力.     

Fe2O3／TiO2纳米粒子的制备及其结构表征

利用酸催化的溶胶凝胶法（ｓｏｌｇｅｌ）制备了一系列不同Ｆｅ３＋掺杂量的二氧化钛半导体纳米粒子．用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＰＬ、ＵＶ等技术对其结构及其光谱特性进行了研究．     

改性钛基二氧化铅电极制备及性能

为提高Ti/Pb O2电极的导电性能和电催化活性,通过涂覆法在钛板基体上裹覆萘酚-碳纳米管膜作为底层并通过电沉积法制备Pb O2改性电极;通过单因素变量法,研究了p H、电流强度、电解时间等因素对该电极电催化氧化苯酚模拟废水性能影响,并进行动力学分析。结果表明:改性电极导电性能增强,在最佳条件p H=6,I=1 A下降解1 h,苯酚去除率达到46. 2%,但反应产热,电能消耗增加;反应符合一级动力学方程。     

Fe_2O_3/TiO_2/蒙脱土光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为原料采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD),制备了纳米级Fe2O3/TiO2/蒙脱土复合光催化剂.以亚甲基蓝为反应模型,对催化剂的催化活性进行了评价.结果表明,3 h亚甲基蓝降解率99.3%.采用XRD,TEM,UV和ICP等手段进行了表征,TiO2以锐钛矿型形式存在,催化剂粒径在15~21 nm.比较不同制备方法制得的复合催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,分散性好,光催化活性高等特点.     

CNTs/Fe_3O_4/TiO_2纳米复合材料的制备和表征

采用水热法以钛酸四丁酯为前躯物制备了CNTs/Fe3O4/TiO2纳米复合材料,利用x射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)分析了样品的微观结构和形貌,结果表明实验成功在CNTs/Fe3O4表面负载了锐钛矿型TiO2;样品在水中有良好的分散性和磁场可控性。     

磁性纳米TiO2／Al2O3／Fe3O4光催化剂的制备及性能研究

以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe3O4为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂,并讨论了制备条件对催化剂晶体形态及磁性能的影响.采用XRD、SEM、TEM、FT-IR及VSM等对催化剂进行了表征,以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究.结果表明:磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂呈现顺磁性,具有较强的光催化活性和较高的回收率.在n(TiO2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)为12∶2∶1、煅烧时间为2.5 h、煅烧温度为400～450 ℃的条件下,制备的催化剂在酸性大红3R溶液初始浓度为100 mg/L、光催化反应降解时间为120 min、光催化剂用量为1.0 g/L时,酸怀大红3R的降解率可达到99.8%,在3次循环使用后酸性大红3R降解率仍保持在85%以上.在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离,回收率高达83%.     

静电纺丝法制备Fe_2O_3/TiO_2复合纳米纤维及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮、钛酸正丁酯和氯化铁为前驱体,利用静电纺丝法制备了Fe2O3/Ti O2复合纳米纤维.采用SEM,XRD,FT-IR和UV-Vis DRS等测试手段对纤维的形貌和结构进行了表征.通过对罗丹明B染料的光催化降解实验,探讨了煅烧温度和Fe2O3的含量对光催化性能的影响.结果表明:Fe2O3/Ti O2复合纳米纤维中Fe3+进入到Ti O2的晶格,从而改变了Ti O2的光谱响应范围.煅烧温度为600℃,0.5%(质量分数)Fe2O3含量的Fe2O3/Ti O2复合纳米纤维,在可见光范围具有良好的光催化活性.     

二氧化钛修饰电极的光伏特性研究

二氧化钛修饰电极的光伏特性研究方靖淮（南通师范专科学校，南通２２６００７）顾建华陆祖宏（东南大学分子与生物分子电子学开放研究实验室，南京２１００１８）用有机染料和窄禁带半导体修饰敏化宽禁带半导体以增加太阳光的利用率是太阳能电池研究的一个重要领域．在...     

TiO2/SiO2/Fe3O4的制备及其对溴氨酸降解的光催化活性

以共沉淀法制备的Fe2O4磁粒为核心,以钛酸丁酯、正硅酸乙酯为原料采用溶胶凝胶法制备了磁载TiO2／SiO2／Fe3O4复合微粒．运用傅里叶红外光谱、原子力显微镜和X射线衍射等测试方法对所制得复合粒子进行了表征,并通过对蒽鲲类染料溴氨酸的降解反应,考察了其光催化活性．实验结果表明,该复合微粒在30min中内对溴氨酸的脱色率可达96．2％,化学需氧量的去除率为85．1％,同时还可利用其磁性进行分离回收,多次循环利用．     

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。