纳米多晶TiO2的光催化性能

以纯锐钛矿型和纯金红石型TiO2为原料,通过超声分散制备复合晶态的TiO2,研究纳米TiO2的晶相组成对光催化性能的影响.通过X射线衍射分析表征晶相组成与晶粒尺寸;以甲苯为目标降解物,采用气相色谱检测复合晶态的TiO2对甲苯的降解效果.结果表明:锐钛矿型TiO2的光催化性能明显地优于金红石型TiO2,但由于协同作用,一定比例的金红石能提高纳米多晶TiO2的光催化性能;当晶相中锐钛矿型与金红石型TiO2的质量比为83∶17时,纳米多晶TiO2具有最佳光催化活性.     

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.     

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO2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.     

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.     

CdS修饰金红石/锐钛矿混合晶相TiO_2双异质结薄膜的光催化性能研究

采用化学气相沉积法在Ti基上制备了金红石相TiO2纳米棒(A-TiO2 NRs),将其在低浓度的TiO2溶胶中浸泡后退火得到锐钛矿/金红石混合晶相TiO2核壳结构(A/R-TiO2 NRs).采用化学水浴沉积法在该结构表面修饰CdS纳米晶颗粒,得到CdS纳米晶粒修饰的锐钛矿/金红石混合晶相TiO2三元双异质结(CdS-A/R-TiO2 NRs)薄膜.将该纳米复合薄膜用做光催化剂在模拟太阳光照射下降解目标污染物甲基橙.实验结果表明,A/R-TiO2 NRs薄膜样品的光催化活性优于纯R-TiO2 NRs样品;而CdS-A/R-TiO2 NRs混合晶相双异质结薄膜的光催化活性有更显著的增强.     

离子对纳米TiO2粉体晶型转化的影响

以水解钛酸丁酯沉淀制备纳米TiO2粉体，通过对比实验发现，在同样的处理和煅烧条件下，反应系统中PO4^3-,SO3^2-,SiO3^2-,Al^3 ,Ca^2 和K^ 等离子有利于锐钛矿型TiO2稳定，并可保持到较高温区，而CO3^2-,NH4^ 等离子是TiO2的金红石晶型促进剂，在700摄氏度煅烧2h，可使金红石晶型的质量分数由25％分别提高到66％和82％，且以NH4^ 为晶型转促进剂产品中无固溶体为好。     

转晶对纳米锐钛TiO2光催化活性的影响

加热处理纳米锐钛TiO2使其发生转晶,因而得到一种利用可见光激发的光催化剂,并对此催化剂用x射线衍射,红外吸收,紫外可见吸收等方法进行了表征．用该方法得到的TiO2为催化剂,进行可见光催化降解酸性红B的研究．结果表明,随着加热温度的升高,TiO2转晶比例逐渐增大,温度升到1000℃,全部锐钛型转变成金红石型TiO2,但TiO2在500℃下加热30min催化活性最高,酸性红B的光降解效果明显优于单独使用纳米锐钛型、纳米金红石型TiO2和按照转晶的比率混合的锐钛型和金红石型TiO2．这种显著提高的光催化作用归因于加热所形成的特殊锐钛-金红石界面耦合状态,导致光生电子从金红石相转移到锐钛相,避免了电子-空穴对的复合．     

焙烧温度对TiO2纳米晶型转变及粒度的影响

以阴离子交换膜为隔膜,在阴极采用电化学沉淀法制备TiO2·xH2O纳米颗粒,并在不同温度下进行焙烧,得到不同晶型和粒度的TiO2.TEM和XRD分析结果表明:在773 K时TiO2微粒呈现出锐钛矿结构,粒径约为30～40 nm;在873 K时TiO2微粒出现以锐钛矿为主含有3.85%金红石相混晶结构,粒径约为50～60 nm;在1 173 K时TiO2微粒已完全转变为金红石相,粒径达到100 nm以上.     

不同晶体结构的TiO2薄膜的制备及表面性能研究

采用溶胶凝胶法制备具有不同晶体结构的TiO2薄膜，研究了环境湿度、基体材料和催化剂酸种类等条件对薄膜质量（如完整性和晶体结构的单一性等）的影响，并在优化后的工艺条件下分别制备出了具有单一锐钛矿相和单一金红石相的均匀致密的纳米晶TiO2薄膜，结合表面能测试和红外光谱分析研究了两种不同晶体结构的TiO2的表面性能，结果发现锐钛矿型TiO2和金红石型TiO2表面都能捕获 OH基团，锐钛矿型TiO2表面有更多的 OH基团，表面能更高，表面亲水性更好.      

纳米TiO_2粉末的球磨法制备及其表征

采用球磨法制备纳米TiO2粉末,并利用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对其结构和形貌进行表征.结果表明,制备的TiO2粉末为锐钛矿型;随着球磨时间的增加粉末粒度达到纳米级后锐钛矿型TiO2逐渐发生了相转变,出现金红石型和锐钛矿两结构共存的形态,并有完全向金红石型转变的趋势.     

2种晶型纳米二氧化钛材料对A549细胞的毒性效应

利用LDH活性检测的分子生物学手段结合TEM技术研究金红石型和锐钛矿型纳米TiO2材料对人肺腺癌细胞(A549)的作用及可能的机制.LDH活性检测发现:与对照组相比,金红石型300μg/mL浓度组对细胞膜的损伤最大.TEM显示,在细胞内或周围发现一些纳米TiO2颗粒,但2种晶型纳米TiO2的存在形式有所不同,并且金红石型实验组中,板层体数量明显增多,部分纳米颗粒缠绕于板层体中.这说明,2种晶型纳米TiO2材料对细胞的细胞膜及其它细胞器造成了一定的影响,且纳米TiO2材料的晶体构象不同,引起的毒性效应存在着显著差异.     

Mg2+掺杂对TiO2粉末晶型转变的影响与机理

取钛酸丁酯、无水乙醇和硝酸镁为原料，采用溶胶-凝胶法制备掺杂不同量Mg^2＋的TiO2粉末，用XRD、TEM、TGDTA对粉末的晶体结构、晶粒大小和形貌进行表征，并研究了TiO2在锐钛矿型和金红石型之间的的晶型转变过程．结果表明：粉末的平均粒径为纳米级，当物质的量分数x（Mg^2＋/Ti^4＋）-1．0％，粉末平均粒径由60nm左右减为40nm左右；Mg^2＋。’的掺人延缓了TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变，且随着Mg^2＋掺入量的增加，晶型转变越不容易发生，当物质的量分数x（Mg62＋／Ti^4＋）-2．0％时，Mg^2＋在TiO2中的固溶度已经达到饱和，XRD谱图开始出现MgTi2O5的特征峰,分析了Mg^2＋的掺杂阻碍了TiO2由锐钛矿型向金红石型转变的原因．因此，掺杂适当量Mg^2＋有利于制备热稳定性比较高的锐钛矿型粉末．     

二氧化钛纳米管阵列的制备及光催化效果的研究

用阳极氧化法制备出高度致密、有序的TiO2纳米管阵列.利用SEM和XRD表征分析纳米管阵列的形貌和结构.分析结果表明:经过450℃退火后的TiO2晶相结构为夹杂少量金红石相的锐钛矿相.以甲基橙在水溶液中的光催化降解为实例,分别研究了TiO2纳米管阵列在可见光和紫外光激发下的光催化性能.实验结果表明:该阵列在紫外光激发下有较高的光催化效率,但在可见光照射下产生降解效果不太明显.     

SiO2掺杂对高温处理后纳米TiO2光催化性能的影响

以钛酸丁酯为原料,用醇盐水解法制备纳米TiO2,用SiO2掺杂纳米TiO2.并对高温处理后的掺杂纳米TiO2光催化活性进行研究。XRD和TEM研究结果表明,SiO2掺杂能有效的提高晶相转变温度,阻止TiO2从锐钛矿型向金红石型的转变和晶粒的长大。实验结果表明,在1050℃高温处理后,SiO2掺杂后的TiO2仍为锐钛矿型纳米晶体。用掺杂纳米TiO2对甲基橙的降解率来表征其光降解性能,SiO2掺杂TiO2在高温处理后依然具有较好的光催化活性,850℃处理后其甲基橙降解率由未掺SiO2时的11%提高到96.48%,晶粒尺寸则由50nm减小到20 nm.     

复合SnO_2/TiO_2纳米颗粒的制备与性质研究

本文采用均匀沉淀法制备了复合SnO2/TiO2纳米颗粒,重点考察了水解温度、水解时间、焙烧温度等制备条件对复合纳米颗粒性质的影响;在优化条件下制得的复合SnO2/TiO2纳米颗粒,利用XRD等对其结构、粒子粒径、晶型等进行了表征;并以对-二甲苯为目标污染物考察了其光催化性能。实验结果表明,控制水解温度维持在80℃时,水解时间为4h,得到SnO2/TiO2纳米颗粒,并且复合SnO2/TiO2纳米颗粒随焙烧温度的增加,其粒子粒径长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变;同时复合SnO2/TiO2纳米颗粒的光催化性能随着焙烧温度的升高而降低。     

ZrO2掺杂TiO2纳米粉的共沉淀法制备及相变

为探讨离子掺杂对晶体相变的促进或抑制作用，采用共沉淀法制备了Zr^4＋掺杂量分别为0，2％，5％，7％，10％和13％（摩尔分数，余同）的纳米TiO2，研究Zr^4＋掺杂对TiO2从纳米锐钛矿型向金红石型转变的影响，透射电子显微镜研究显示所制备的锐钛矿型TiO2的颗粒直径在10～20nm之间，经X射线衍射研究发现，少量的Zr^4＋掺杂抑制了锐钛矿晶粒的长大，将锐钛矿开始向金红石转变的相变温度从750℃提高到850℃．锆可与TiO2反应生成化合物ZrTiO2，为避免该化合物的生成，Zr^4＋掺杂量不宜超过10％．     

复合SnO2/TiO2纳米颗粒的制备与性质研究

本文采用均匀沉淀法制备了复合SnO2／TiO2纳米颗粒,重点考察了水解温度、水解时间、焙烧温度等制备条件对复合纳米颗粒性质的影响;在优化条件下制得的复合SnO2／TiO2纳米颗粒,利用XRD等对其结构、粒子粒径、晶型等进行了表征;并以对-二甲苯为目标污染物考察了其光催化性能。实验结果表明,控制水解温度维持在80℃时,水解时间为4h,得到SnO2／TiO2纳米颗粒,并且复合SnO2／TiO2纳米颗粒随焙烧温度的增加,其粒子粒径长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变;同时复合SnO2／TiO2纳米颗粒的光催化性能随着焙烧温度的升高而降低。     

微波诱导制备纳米二氧化钛及其光催化性能

以TiCl4为前驱物,利用微波加热的方法制备了纳米TiO2光催化剂,采用XRD,TEM以及UV-Vis等手段对产物进行了表征.以甲基橙为模型污染物,测试所制备TiO2的光催化性能.研究了不同微波功率和不同反应物浓度对TiO2结构和形貌的影响.实验结果表明,制备的纳米TiO2分别为球形锐钛矿和锐钛-金红石混合晶型,平均粒径在30 nm.TiO2对甲基橙有较好的降解效果,采用微波制备样品有较好的光催化活性.     

水热法可控合成的高径向比金红石型纳米TiO_2颗粒

以异丙醇钛为原料,采用水热法在浓酸条件下低温合成高径向比金红石型TiO2纳米颗粒.研究了酸浓度、聚乙二醇4000(PEG4000)、十六烷基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)对产物形貌和大小的影响.首次采用Zeta电位仪测试了金红石型和锐钛矿型纳米TiO2颗粒对H+的吸附能力,从而揭示了金红石型纳米TiO2颗粒呈针状的原因.经透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析,得到的样品为金红石型,其颗粒为棒状,通过控制条件可以制得不同粒径分散均匀的纳米TiO2颗粒.     

离子对纳米TiO_2粉体晶型转化的影响

以水解钛酸丁酯沉淀制备纳米 Ti O2 粉体 ,通过对比实验发现 :在同样的处理和煅烧条件下 ,反应系统中 PO4 3-,SO32 -,Si O32 -,Al3+ ,Ca2 +和 K+等离子有利于锐钛矿型 Ti O2 稳定 ,并可保持到较高温区 ;而 CO32 -,NH4 + 等离子是 Ti O2 的金红石晶型促进剂 ,在 70 0℃煅烧 2 h,可使金红石晶型的质量分数由 2 5 %分别提高到 6 6 %和 82 % ,且以 NH4 +为晶型转化促进剂产品中无固溶体为好