TiO_2纳米片的合成、表征及其光催化性能

采用水热合成法,以自制TiO2粉体和NaOH为原料,成功制备出TiO2纳米颗粒向纳米管转变的过渡产物TiO2纳米片.用XRD、TEM等分析手段对TiO2纳米片的形貌和晶相结构进行表征.结果表明,形貌上粉体由颗粒状转变为片状,晶相结构由金红石相向锐钛矿相转变, TiO2纳米片的生长机理符合3D-2D的生长模型.光催化实验表明,经650 ℃煅烧的原料制备出金红石相与锐钛矿相物质量比约为32∶68的TiO2纳米片,催化剂加入量0.75 g/L时,90 min后对甲基橙的光催化降解率为94.2%;TiO2纳米片光催化性能稳定.     

功能材料二氧化钛光催化降解酸性黑染料

采用溶胶-凝胶法制备纳米粉末TiO2,运用XRD技术对样品进行了表征.以中压汞灯为光源, 在圆柱型石英光催化反应器上进行了酸性黑染料光催化反应性能考察.讨论了煅烧温度、空气流量、试液的pH值、光照时间与酸性黑染料光催化降解率的关系.实验结果表明, 煅烧温度使TiO2光催化性能得到显著改善.TiO2在400℃煅烧3h,XRD曲线上出现宽化锐钛矿型衍射峰;到500℃,所有晶粒均为锐钛矿型结构,随着煅烧温度升高,晶粒中金红石型含量相应增加;到750℃,粉末中的所有晶粒均为金红石型结构.但是对于同一煅烧温度,煅烧时间不同,晶型不发生变化.煅烧温度为600℃时,TiO2光催化活性最高.在优化实验条件下,光照140min, 酸性黑染料光催化降解率达到100%.     

共沉淀-共沸蒸馏法制备掺杂Fe3+的TiO2纳米粉体及其光催化性能

采用共沉淀-共沸蒸馏法制备了掺杂Fe3+的TiO2纳米粉体,通过XRD和TEM等对掺杂Fe3+的TiO2纳米粉体的结构相变、晶粒粒度进行表征,研究了所得粉体的光催化活性.结果表明,用共沉淀-共沸蒸馏法制备出了分散性好的球形掺杂Fe3+的TiO2纳米粉体,热处理温度为450℃时粒径为7 nm左右,晶相为纯锐钛矿型;700℃时粒径为22 nm左右,晶相为锐钛矿型和金红石型混合相;通过对亚甲基橙的光催化降解研究,发现掺入0.1%Fe3+的TiO2粉体的催化活性较好,且经共沸处理的比未经共沸处理的具有更好的活性.     

悬浮液进样端视电感耦合等离子体发射光谱直接测定二氧化钛中微量和痕量元素

0前言 二氧化钛作为高纯材料和先进陶瓷材料广泛应用于各技术领域,但如果应用于传感器、电容器等器件,则其中少量乃至痕量杂质元素都会直接或间接地影响产品的性能[1,2].在目前常用的半导体光催化剂二氧化钛由于具有催化活性高、可重复使用等特点,受到人们的瞩目和青睐[3,4].商业上开发比较成功的TiO2光催化剂多为纳米TiO2粉体,研究的重点已逐步转向如何提高TiO2光催化性能上[5].用作光催化的TiO2主要为锐钛矿和金红石,其中锐钛矿的光催化活性最高.二氧化钛中的掺杂物会显著地影响到锐钛矿-金红石相变,从而影响其性能.     

相变和晶粒尺寸对二氧化钛陶瓷无压烧结行为的影响

分别采用XRD和光学显微镜对亚微米和纳米TiO2粉体进行表征,通过恒速无压烧结,研究了相变和晶粒尺寸对二氧化钛粉体在不同升温速率下的烧结致密化过程和烧结行为的影响。结果表明,纳米锐钛矿、纳米金红石和亚微米锐钛矿型TiO2致密化开始温度分别是450、750和1 000℃;纳米锐钛矿、纳米金红石和亚微米锐钛矿型TiO2烧结致密化速率最高时所对应的温度分别是880、920和1 025℃。相变的存在可以降低烧结温度,加快烧结速率;粒径小的粉体烧结温度低,且致密度高。     

纳米TiO2粉体的制备及热处理研究

根据溶胶凝胶法纳米粉体的制备工艺,以钛酸丁酯为前驱体制备出凝胶,经研磨煅烧,得到粉米TiO2粉体。对凝胶粉末进行了热分析测试,不同温度下的煅烧产物的表面分析显示,随煅烧温度的升高粉体发生固结,比表面积急剧下降。对产物的晶相结构XRD分析表明低于700℃煅烧得到的TiO2粉体均为锐钛矿型晶相,无金红石型晶相出现。     

纳米TiO2粉体的制备及热处理研究

根据溶胶凝胶法纳米粉体的制备工艺，以钛酸丁酯为前驱体制备出凝胶，经研磨煅烧，得到粉米TiO2粉体。对凝胶粉末进行了热分析测试，不同温度下的煅烧产物的表面分析显示，随煅烧温度的升高粉体发生固结，比表面积急剧下降。对产物的晶相结构XRD分析表明低于700℃煅烧得到的TiO2粉体均为锐钛矿型晶相，无金红石型晶相出现。     

复合催化剂Fe/ZnO-TiO_2的制备及其光催化活性

采用柠檬酸溶胶自燃烧法制备粒径为12～48 nm的复合催化剂Fe/ZnO-TiO2及纯TiO2粉体.用XRD、TEM对其进行表征,研究Fe3 、Zn2 的加入、柠檬酸的加入量、燃烧合成温度对粉体组成、结构的影响.以甲基橙为模型污染物,测试其光催化活性.结果表明,锐钛矿型向金红石型转变的临界温度为500～600 ℃.当Ti(OBu)4与柠檬酸的摩尔比为9∶12,合成温度为550 ℃时,复合催化剂的主晶相为金红石型TiO2,并有少量锐钛矿相和ZnTiO3,其光催化降解甲基橙效率最高,可达95%以上.     

Sol-gel法不同工艺路线制备TiO2的实验研究

为了分析比较不同制备方法对TiO2结构及光催化性能的影响,采用Sol-gel法中的不同工艺路线制备纯TiO2粉体,并结合XRD、DRUVS等仪器表征了样品晶型、光谱响应曲线、降解率等性能指标,研究了不同方法制备样品的异同及各表征指标间的联系。结果表明:聚合凝胶法所制锐钛矿TiO2结晶更完整,粒子凝胶法制备样品粒径较小,此晶体特征决定了样品的宏观特性。样品出现锐钛矿与金红石相的相变温度分别为450℃、510℃,样品对紫外光响应,对甲基橙降解率最高为90%。研究结果为高效光催化剂的工业生产提供了理论指导。     

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO_2及其可见光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同晶型的TiO2纳米粒子,以X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱和紫外-可见固体漫反射吸收光谱对其进行了表征及光吸收特性研究,以可见光下TiO2对罗丹明B的降解率评价其光催化活性.结果表明TiO2纳米粒子的晶相分别为锐钛矿纯相、锐钛矿/金红石混晶和金红石纯相,粒子的平均粒径为10 nm左右,许多纳米粒子聚集形成较大的颗粒,且表面含有活性羟基.制备的三种晶相组成的TiO2对罗丹明B均具有较高的可见光催化活性,活性均高于商品TiO2（P25）,且活性按锐钛矿纯相、混晶和金红石纯相的顺序依次降低,可见TiO2的可见光催化活性与其晶相组成密切相关.     

氮掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能研究

以双氰胺为氮源,温和条件下采用Sol-Gel法制备氮掺杂TiO2粉末.XRD结果显示:所制备的样品是以锐钛矿相为主、含少量金红石相的混和相;UV-Vis漫反射光谱结果显示:相对于TiO2,氮掺杂纳米二氧化钛(N/TiO2)的光吸收阈值没有发生明显的红移,但可见光吸收强度明显增大.n(N):n(Ti)=0.12:1、煅烧温度400℃、煅烧时间2 h条件下制备的N/TiO2光催化剂的催化活性最佳,可见光下,300 min内可使甲基橙的降解率达到60%.     

有机酸修饰溶胶/凝胶法制备的二氧化钛纳米薄膜的表征

采用有机酸表面修饰法,通过钛酸四丁酯的可控水解制备了油酸修饰的TiO2纳米微粒,并在此基础上采用提拉法制备了锐钛型TiO2X纳米薄膜,利用FR－IR光谱,Raman光谱,紫外－可见光谱,SEM等手段进行了表征。     

微波辅助法制备纳米TiO_2及其光催化性能

在微波条件下采用Sol-Gel法制备了纳米TiO2光催化剂，通过XRD，TEM，BET，荧光吸收等考察了焙烧温度对TiO2结构的影响。以光催化降解苯酚反应为探针，考察了微波对于TiO2活性的影响。结果表明，微波用于凝胶合成能够显著提高TiO2的光催化活性，降低由锐钛矿型向金红石型的转化温度。这主要归因于微波加热可以提高反应物的分散度，在低温焙烧就可得到高结晶度的锐钛矿型TiO2，且晶粒均匀。     

纳米TiO2晶体的制备及光催化性能

采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法成功地合成了ＴｉＯ２纳米粉末，并对其光催化性能进行了研究。ＸＲＤ与ＴＥＭ研究结果表明，热处理温度，保温时间等因素对材料结构和颗粒大小影响很大，粉末的平均粒径为８．０－２９．５ｎｍ。     

响应曲面法优化硅藻土/TiO2制备及深度处理氨氮废水

为深度降解废水中的氨氮,以纳米TiO2和硅藻土为原料,利用化学沉淀法制备硅藻土负载TiO2纳米材料.在单因素设计和试验基础上,采用Box-Behnken响应曲面法,以氨氮(NH3-N)去除率为响应值建立数学模型,分析影响催化剂降解氨氮废水的多种因素.模型优化结果显示:在焙烧温度500℃,焙烧时间3h和负载量5g条件下,制备得到的负载催化剂具有最佳的去除效果,氨氮去除率为73.11%.验证试验进一步验证了建立的响应曲面在负载催化剂制备工艺优化中的有效性.     

碳掺杂TiO2光催化剂的制备及其性能表征

在室温下,以钛酸丁酯为钛源、葡萄糖为碳源,用醇解法制备了C掺杂TiO2.以活性艳红X-3B作为目标降解物,评价了不同焙烧温度、投加量和反应液初始pH值等因素对样品光催化性能的影响.利用紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、X-射线粉末衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)、扫描电镜(SEM-EDS)等手段对样品进行理化性能表征.结果表明,C-TiO2具有典型的锐钛矿相结构,对活性艳红X-3B具有良好的可见光降解效果.在催化剂煅烧温度500℃、投加量1.5 g.L-1、pH值7~9、可见光光照2 h的条件下,对质量浓度为100 mg.L-1的活性艳红X-3B的脱色率可达70%以上.     

MnOx/TiO2催化剂的制备及其低温NH3选择性催化还原NO性能

为了研究MnOx/TiO2催化剂的低温催化还原NO性能,采用微乳液法在不同的煅烧温度下制备了不同晶相的纳米TiO2,并以此为载体,利用浸渍法制备了一系列MnOx/TiO2催化剂.然后,利用BET,XRD,HRTEM,H2-TPR等方法研究了载体和催化剂的微观结构、分散状态和氧化还原性质.实验结果表明:随着煅烧温度的增加,纳米TiO2从锐钛型逐渐向金红石型转变,700℃煅烧得到的纳米TiO2呈混晶相,800℃煅烧得到的纳米TiO2则为纯金红石型;锐钛型及混晶相TiO2载体与活性氧化物MnOx之间的相互作用较为强烈,当纳米TiO2中金红石型与锐钛型并存时,MnOx优先与锐钛型纳米TiO2作用;纯金红石型纳米TiO2与MnOx之间的相互作用较弱.模拟NH3选择性催化还原NO的反应活性测试结果表明,500℃煅烧得到的MnOx/TiO2催化剂表现出较高的低温活性.     

SO_4~(2-)/ZrO_2和SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂的X射线衍射研究

用XRD技术研究了浸渍H2SO4后的无定性ZrO2和TiO2在不同焙烧温度下的晶化、相变及平均晶粒度的变化情况，并对四方相ZrO2的含量进行了初步的考察．实验结果表明，SO4(2-)的引入提高了氧化物的晶化温度，并对晶型的形成有走向诱导作用，使ZrO2易于形成四方相型，TiO2易于形成金红石型四方相的ZrO2含量主要受焙烧温度和处理液浓度的影响，焙烧温度越高，酸浸渍液浓度越大，四方相ZrO2含量越低     

超声分散法制备WS2/TiO2复合光催化剂及其光催化性能

本文采用超声分散方法制备WS2/TiO_2复合物,在光照条件下,对罗丹明B的降解效果进行了一系列研究.在确定WS_2与TiO_2的混合比例后,同时又对WS_2/TiO_2煅烧温度、煅烧时间、催化剂的用量、光照时间、光照功率、染料浓度等影响因素分别进行了讨论.实验结果表明,催化剂的量为1.00g/L、染料的初始浓度为10.00mg/L,WS_2/TiO_2(1∶11)、焙烧温度为350°C、焙烧时间为90min时,对罗丹明B染料的降解效果最佳.     

掺杂改性TiO2 /AC的制备及气相甲苯降解性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe、N离子共掺杂的TiO2/AC和TiO2/ACF负载型光催化剂,采用SEM、XRD、UV-Vis分光光度计等分析方法对催化剂样品进行了表征。选取甲苯为室内气相空气污染物的模型化合物进行光催化降解实验,探讨了催化剂制备过程中离子掺杂量、抑制剂种类、焙烧温度以及载体等对光催化剂活性的影响。结果表明, 催化剂在ACF上的分散效果优于AC上,制备的光催化剂均以锐钛矿相存在,Fe、N离子共掺杂实现了光催化剂在可见光区和紫外光区的双增强;以冰醋酸为抑制剂、离子掺杂量分别为N 8%和Fe 8%,ACF为载体,500 ℃下焙烧2 h所得TiO2/ACF光催化剂对气相甲苯的降解活性最高。