改性溶胶包覆法制备聚苯胺/TiO2-Fe3O4纳米复合物及吸波性能研究

通过改性溶胶法制备了Fe3O4纳米粒子均匀弥散于TiO2中的TiO2-Fe3O4二元纳米复合物,再在不同pH条件下原位聚合生长聚苯胺(PAn),获得了三元包覆纳米复合物PAn/TiO2-Fe3O4.采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、粉末X-射线衍射(XRD)及电磁测量等手段对TiO2-Fe3O4和PAn/TiO2-Fe3O4的形貌、结构及性能进行了表征.实验结果表明,通过调节TiO2溶胶形成及包覆过程温度、介质pH值,能获得Fe3O4纳米粒子均匀弥散于TiO2中的二元纳米复合物,且其中TiO2为锐钛矿结构,Fe3O4为立方晶系,而形成的三元复合物PAn/TiO2-Fe3O4则呈现微米纤维结构.当三元复合物中Fe3O4和TiO2的的质量分数分别为6.4%和15.8%时,PAn/TiO2-Fe3O4在13.6 GHz处具有最大的反射损耗-36.4 dB,小于-10 dB的吸收带宽达到4.4 GHz,具有良好的吸波性能.     

SO_4~(2-)/TiO_2光催化降解甲基橙溶液的研究

采用不同浓度的硫酸溶液浸渍处理TiO2,制得不同SO42-负载量的SO42-/TiO2光催化刺.考察了光催化剂对甲基橙溶液的光催化行为.发现SO42-/TiO2的光催化活性高于TiO2的光催化活性,浸渍液中H2SO4的浓度对SO42-/TiO2的催化活性有一定的影响,H2SO4溶液的最佳浓度为0.4 mol/dm3,催化剂的焙烧温度与光催化活性间也存在一定的关系,最佳焙烧温度为500℃,光强度与光催化反应速率相对应.     

SO42-/TiO2型固体超强酸的制备及催化合成丁酸己酯的研究

以固体超强酸SO42-/TiO2为催化剂,由丁酸与己醇合成丁酸己酯.讨论了醇酸比、pH、陈化时间和焙烧温度对酯化收率的影响,确定了合成固体超强酸SO42-/TiO2的最佳实验条件,结果表明SO42-/TiO2作为催化剂,活性高,选择性好,对设备无腐蚀,可重复使用.     

电压对氮掺杂TiO_2/Ti光催化剂在可见光下催化性能的影响

为拓展TiO2对可见光的响应范围,采用先恒流再恒压的阳极氧化法制备了TiO2/Ti光催化剂,并运用等离子体基离子注入(PBII)技术对TiO2/Ti光催化剂进行了氮的掺杂改性研究。通过SEM和XRD对不同电压下制备的氮掺杂TiO2/Ti光催化剂进行了分析。结果表明,TiO2氧化膜粗糙多孔,主要是由锐钛矿相和金红石相组成,其最佳的制备电压为160V,离子注入条件为-30kV,4×105N.cm-2。氮元素主要以三种形态存在于TiO2的薄膜上,即原子β-N、分子γ-N和O-Ti-N。在可见光的照射下与未掺杂的TiO2/Ti光催化剂相比,氮掺杂的TiO2/Ti光催化剂表现出较好的光催化活性,其对罗丹明B的去除效率提高了12%。     

等离子体Ag/介孔黑TiO2空心球用于可见光催化制氢

以介孔黑二氧化钛空心球为模板,通过真空诱导辅助热还原方法在介孔黑TiO2空心球孔道及表面生长等离子体Ag纳米粒子,制备了等离子体Ag/介孔黑TiO2空心球可见光催化剂.用XRD、UV-Vis、SEM、TEM和XPS等多种表征手段对Ag/介孔黑TiO2空心球进行了详细的结构表征.结果表明,表面Ag粒子的存在显著提升了该复合材料的表面等离子体共振(SPR)效应,使得复合材料在可见光区的吸收增强,从而提高了太阳光的利用率;适量的Ag粒子有利于光生电荷迁移与分离.相比于介孔黑TiO2空心球,等离子体Ag/介孔黑TiO2空心球在模拟太阳光AM1.5G和可见光下的光催化产氢性能显著提升.     

低温醇解法制备Bi掺杂TiO_2光催化剂

为考察低温醇解法制备金属离子掺杂型TiO2的光催化活性,本文以TiCl4为原料,采用低温正丁醇醇解法制备Bi掺杂的光催化剂TiO2.在紫外光照和太阳光照条件下,以亚甲基蓝溶液作为降解物研究不同铋掺杂量二氧化钛样品的催化性能.结果表明：当Bi2O3/TiO2的摩尔百分比为0.25%、醇解时间为8 h时,TiO2在紫外光下的光催化活性达到最高,是不掺杂铋的4.14倍;太阳光照射下,Bi2O3/TiO2光催化剂的光催化活性是15 W紫外灯照射下的2.8倍.     

活性炭搭载TiO_2降解溴化乙锭的试验研究

不同光源、光照时间、催化剂的用量和溶液的pH来分析降解溴化乙锭(EB)的效率,同时比较了纳米TiO2降解EB、掺杂Fe3+的TiO2降解EB和负载活性炭的TiO2降解EB的效率.实验结果表明:TiO2对EB的降解具有较好的效果.而在制备TiO2催化剂的时候,将TiO2负载到活性炭上对EB的降解效果最好,而且便于催化剂的回收.对于20 mL,1μg/mL的EB溶液,用60mgTiO2/AC作为催化剂、溶液pH=9.6、在紫外灯下照射2.5h,能达到最佳的降解效果.     

纳米复合Y_2O_3/TiO_2催化剂的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备复合半导体Y2O3/TiO2纳米材料.以酸性红B溶液的光催化降解反应为实验模型,考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性,探讨了Y2O3掺杂量、pH值、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响及溶液浓度、光照时间、催化剂用量对酸性红B溶液降解率的影响.结果表明,Y2O3掺杂量为0.1%时,其催化活性是同样条件下催化剂TiO2的2.1倍;最适宜焙烧温度为400~450℃;焙烧时间为3h,凝胶pH=10时,催化效果最佳.在酸性红B溶液浓度为20mg/L的条件下,催化剂用量为0.15g,光照时间为2.5h对酸性红B溶液的降解率可达96.8%以上.     

TiO_2光催化活性的研究

采用搅拌式光催化反应器,以中压汞灯作光源,甲基橙为模型化合物,考察了SO42- 处理及Cu2+对TiO2 光催化活性的影响.研究发现,SO42- 处理以及Cu2+ 的加入都能够提高TiO2 的光催化活性,在此反应体系中甲基橙的降解为一级反应,甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比,TiO2 光催化剂的投加量为150 mg/L,Cu2+的加入量为200μg/L时光催化效果最佳.     

氯掺杂TiO2光催化剂的水热法制备及其对苯酚降解性能研究

采用水热法,以Ti（SO4）2为钛源,NaCl为氯源制备了具有高催化活性的氯掺杂二氧化钛（Cl/TiO2）光催化剂.X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等手段对样品进行表征.结果表明,焙烧温度、氯投加量等都影响Cl/TiO2光催化剂的光催化活性.750℃焙烧、氯投加量为15%（与钛的物质的量比）时的Cl/TiO2具有最佳的光催化活性,其平均粒径大小为67.0nm,比表面积为9.3m2/g.该催化剂是锐钛矿和金红石相的混晶,其中锐钛矿含量为74.1%.苯酚降解实验表明：该催化剂的光催化活性高于商品二氧化钛P-25,200min光照时苯酚的降解率可达90.6%.     

光催化还原法制备载银二氧化钛

利用重金属离子光催化还原技术在不同条件下制备不同的Ag/TiO2,并用TEM等方法对这些催化剂的载银量、银的分布进行表征,同时利用这些Ag/TiO2催化剂对亚甲基蓝和甲基橙进行降解实验。结果表明Ag/TiO2对亚甲基蓝和甲基橙的脱色效果较TiO2有很大提高,而且载银量存在最佳值。在还原体系中加入EDTA时,可以适当提高催化剂的载银速度。     

旁热式TiO2/MoO3复合厚膜邻二甲苯气敏陶瓷元件的制备及特性表征

采用溶胶-凝胶方法,在TiO2中以不同配比掺杂MoO3,制得TiO2/MoO3复合粉体.经过调浆、涂覆、烧结、陈化和封装等工艺,进而制得旁热式厚膜陶瓷元件.以电阻为感量,以氮气为稀释气体,分别在不同浓度的邻二甲苯,甲醇,乙醇,H2,CO或O2气气氛中,测试元件的气敏特性,获得了仅对邻二甲苯具有良好灵敏度、选择性和响应时间的气敏元件,为检测和治理工业废气和废水中的邻二甲苯有机污染,提供了可供开发应用的传感元件.     

第一过渡系金属离子掺杂的TiO2纳米粒子光催化活性的研究

用溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂第一过渡系金属离子(V5 、Cr3 、Mn2 、Fe3 、Co2 、Ni2 、Cu2 和Zn2 )的TiO2纳米粒子,以甲基橙的光催化氧化评价纳米粒子的活性,借助XRD考察掺杂对TiO2相变及粒径的影响,探讨金属离子的物化性质与其对TiO2性能影响的关系,研究掺杂改性的机制.结果表明:除Cr3 外的其它离子掺杂均能提高TiO2活性且最佳掺杂量相近,反应过程中V2O5析出使0.1%V-TiO2活性逐渐降低;掺杂均能轻微抑制锐钛矿向金红石的转变,对晶粒长大轻微抑制或无影响;离子适中的Ea/r及全充满或半充满的电子构型均有利于TiO2活性提高,两者谁占主导地位随掺杂离子不同而不同;离子化合价高于 4时高化合价对催化剂活性的正效应能完全克服不适的Ea/r与电子构型的负效应.第一过渡系金属离子掺杂对TiO2活性的影响由金属离子的Ea/r、电子构型及价态共同决定,与掺杂对TiO2结构相变和粒径的影响关系不大.     

表面修饰纳米TiO2光催化动力学及EIS分析

采用溶胶-凝胶法以掺杂Fe3+和沉积Ag做表面修饰,制备了TiO2、0.03%Fe3+-TiO2、3%Ag-TiO2三种纳米材料工作电极,并用XRD表征了膜的晶相结构和晶粒尺寸.考察了膜电极催化降解反应.以高压汞灯为光源,通过紫外-可见分光光度计测定证实RhB在催化剂作用下的光催化动力学为一级反应,反应速率常数及在同一实验条件下的降解率依TiO2、0.03%Fe3+-TiO2、3%Ag-TiO,的顺序增大.用IM-6e电化学阻抗仪进行了电化学阻抗谱(EIS)的测量,设计了模拟电路并得到了拟合值.在实验的扫描范围内(10-5-105Hz)发现此光催化反应的速控步为电荷转移过程,得到的Nyquist图的圆弧半径及其模拟阻值大小与光催化降解动力学常数及降解率变化趋势相反.     

Pd改性TiO2的光谱特性及气相甲苯光催化降解性能

采用等体积浸渍法和溶胶-凝胶法制备了Pd负载(用Pd/TiO2表示)和Pd掺杂(用Pd-TiO2表示)两类TiO2催化剂,用XRD、SEM、UV-Vis DRS等对其进行分析.结果表明,用溶胶-凝胶法制备Pd-TiO2,能有效抑制产物晶粒的增长和团聚,提高晶体的相转变温度和对可见光的吸收;而用浸渍法制备Pd/TiO2,虽然也能抑制晶粒的团聚,但在500 ℃焙烧温度下,产物晶相中便出现了金红石相,且晶粒大小比纯TiO2还大.将Pd-TiO2催化剂应用于气相甲苯光催化降解反应,得到了良好的效果,当n(Pd)/n(Ti)=0.3％时,Pd-TiO2催化剂的甲苯单程降解率达到45.1％.