[111]-/{101}晶面共暴露的锐钛矿型TiO2纳米晶的制备及可提高的光催化性能

本文以层状钛酸H1.07Ti1.73O4为前驱体,以不同含量的HF溶液为形貌控制剂,在温和的水热条件下(120~180 ℃)采用一锅法合成了共暴露[111]-/{101}晶面的方块状为主的锐钛矿型TiO2纳米晶;对制备的xHF-T180 (x = 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 mL)锐钛矿型TiO2纳米晶的晶体结构、形貌、微观结构、比表面积、元素电子态、光学性能和电荷迁移行为进行了表征;并对其光催化降解MB性能进行了评价. 研究结果表明,与CM-TiO2和其他xHF-T180锐钛矿型TiO2纳米晶相比,2.5HF-T180显示了最高的k值(0.0165 min-1),分别是Blank (0.0009 min-1)、CM-TiO2 (0.0083 min-1)、0.5HF-T180 (0.0126 min-1)、1.0HF-T180 (0.0113 min-1)、1.5HF-T180 (0.0142 min-1)、2.0HF-T180 (0.0130 min-1)和3.0HF-T180 (0.0123 min-1)样品的18.33、1.99、1.31、1.46、1.16、1.27和1.34倍. 2.5HF-T180显示了最高的光催化活性可以归因于其最小的颗粒尺寸、最大的比表面积、最弱的荧光光谱强度和最小的电阻的协同效应. 本研究为合成具有较高光催化性能的锐钛矿型TiO2纳米晶以处理有机染料废水提供了新思路.     

TiO2机能性粉末除臭实验

对制作球状光触媒TiO2材料过程中所产生的机能性粉末进行了研究,并进行了密闭空间内的香烟烟味的除臭实验。从所得臭味浓度与所经时间的曲线图看出,具有机能性粉末的除臭效果非常明显,除臭时间很短且除臭彻底。     

TiO_2粉末光催化还原Cr(Ⅵ)离子

研究以TiO2粉末作为光催化剂,光催化还原Cr(VI)离子．结果表明,12．0mg/LCr(VI)离子375W中压汞灯照射35min可被完全光催化还原至Cr(III)离子;探讨了光催化剂TiO2的用量,反应液初始州值,外加Cu(2+)．敌敌畏农药及甲苯对Cr(VI)离子光催化还原的影响;并解释了影响的机理．     

工业TiO2粉末光催化降解乙酸的特性研究

以工业品TiO2粉末为光催化剂,研究其对乙酸的光催化降解过程的影响因素。实验结果表明,TiO2光催化剂用量、溶液初始pH值、溶液温度以及污染物初始浓度等因素,对光催化降解乙酸具有显著的影响。在10~55 mg/L的浓度范围内,乙酸的光催化降解可用L-H动力学模型来描述。     

赤铁矿在污染控制方面的晶面效应研究进展

赤铁矿（α-Fe2O3）是热力学最稳定的氧化铁矿物,广泛存在于土壤和沉积物中,并在元素的生物地球化学循环中发挥重要作用.天然赤铁矿颗粒由于形成条件的差异而具有不同的形貌和暴露晶面.不同原子排列和电子结构的暴露面赋予赤铁矿特定的表面电荷性质和活性位点密度,使其反应性表现出晶面依赖性.综述了产生具有特定晶面的赤铁矿纳米颗粒的合成方法,重点探讨了赤铁矿在还原溶解、吸附、催化和水解反应中的晶面依赖效应以及对污染物去除的作用,还总结了赤铁矿晶面耦合Fe（Ⅱ）对污染控制的最新进展,并对赤铁矿未来的应用和发展进行了展望.为研究赤铁矿在元素的生物地球化学循环中的影响提供依据,并为污染控制和环境修复奠定理论基础.     

钛盐水解制备纳米TiO2粉末的研究

以Ti(SO4)2水溶液为前驱体,NH3*H2O为沉淀剂,十二烷基苯磺酸钠(DBS)为表面活性剂,采用常温水解沉淀法制备出了纳米TiO2粉体.用XRD测试粉体的晶相组成;用TEM分析粉末的晶体形貌.研究了溶液的pH值、表面活性剂、煅烧温度等对纳米TiO2颗粒尺寸的影响.结果表明当溶液pH值为2.0～4.0,分散剂质量分数为1.5%时,水解得到的TiO2晶粒尺寸在10～20 nm之间.研究烧结过程中晶粒的变化时发现在煅烧过程中由于DBS的包覆有效地抑制了晶粒的长大.     

纳米TiO_2粉末的溶胶-凝胶法制备及结构分析

采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶TiO2粉末。TiO2粉末的X射线衍射结果表明,所制样品的平均晶粒粒径随焙烧温度的升高而增大,在400℃以下焙烧的样品晶粒大小为4.7～10.6nm,500℃以上晶粒很快长大,600℃基本完成了从锐钛矿型向金红石型的转变。透射电镜结果显示400℃处理后晶粒尺寸为7～8nm;700℃处理后的晶粒尺寸达150nm。运用相变理论计算了晶粒长大激活能,结合晶界结构弛豫解释了粒径随热处理温度变化关系。     

水解沉淀法制备氮掺杂TiO_2 可见光光催化剂

为拓展TiO2可见光的响应范围,以氨水为氮源,在常温条件下采用水解沉淀法制备了氮掺杂TiO2粉末。以X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱和X射线光电子能谱等对TiO2进行了表征。对可见光照射下的光催化活性进行了测试,并考察了煅烧温度及掺杂量等对光催化活性的影响。结果表明:氮掺杂致使TiO2吸收边带向可见光区偏移,在降解亚甲基蓝的实验中表现出良好的可见光催化活性;随煅烧温度的增加,氮摩尔分数增加,晶粒增大,可见光催化活性减弱;煅烧温度为400℃,氮的摩尔分数为2%时制备样品的光催化活性最高。     

具有不同{001}晶面暴露分数的纳米TiO_2制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源、氢氟酸(HF)为形貌控制剂,采用水热法分别制备了具有40%、73%和85%{001}晶面暴露分数的纳米锐钛矿相TiO_2单晶.所制备TiO_2样品采用X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试方法进行结构和形貌表征,在此基础上评价紫外光照射下的降解甲基橙(MO)性能.结果表明:所制备TiO_2样品2 h之内对MO的降解率分别为:100%(TiO_2-9)93%(TiO_2-3)80%(TiO_2-6),Ti O_2的光催化性能是晶面效应、尺寸效应以及载流子的分离及迁移效率等协同作用的结果.     

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．     

氧化铝负载二氧化钛催化剂的制备与光催化降解COD性能试验

以氧化铝为载体负载二氧化钛制备光催化剂.采用溶胶一凝胶法,得到氢氧化铝凝胶,于500℃下锻烧;再将氧化铝浸泡于钛酸丁酯的乙醇混合溶液中水解,450℃焙烧得样品.对氧化铝载体及载体表面上二氧化钛的存在形态进行了研究.通过x衍射(XRD)测定、扫描电镜(SEM)测试,显示Al2O3以γ型晶体为主.TiO2颗粒在Al2O3表面上主要为锐钛矿(Rutile)型,大小介于微米与纳米级之间.     

X射线粉末衍射法测定不同温度下生成的TiO_2晶体的物相组成

用X射线粉末衍射方法测定了不同温度下生成的TiO2晶体的物相组成,并采用无标法与多相组分直接分析法分析了实验结果,两种分析结果一致。在常温及在700℃时保温5小时,TiO2均只有一种晶型——锐钛矿;而在1000℃时保温5小时,有1.3%的TiO2转变为金红石;加热至1090℃,并保温5小时,有80.1%的TiO2由锐钛矿转变为金红石。     

Zn掺杂TiO2对罗丹明B的降解研究

采用溶胶—凝胶法制备了不同浓度Zn掺杂以及纯TiO_2纳米材料,对其进行了450℃保温1 h的热处理.采用X射线衍射与荧光光谱对样品进行晶体结构以及光生电子空穴复合分析.结果表明:随着Zn掺杂浓度的增加,TiO2晶粒尺寸变小,平均晶粒尺寸在10~15 nm之间;少量浓度Zn掺杂会促进锐钛矿相向金红石相的转变.以罗丹明B的降解为目标反应物来分析Zn掺杂TiO2的光催化性能.结果表明:Zn掺杂后光催化性能低于纯TiO2,反应120 min后,纯TiO2对罗丹明B的降解率达到了98.0%,其反应速率常数k为0.030 min^-1.     

纳米TiO2的光催化行为及应用研究进展

本介绍了纳米二氧化钛光催化反应的机理及影响因素，综述了其性能改进与应用研究的进展和方向。     

TiO_2光催化降解酸性蓝染料溶液的研究

利用溶胶-凝胶法在玻璃纤维表面涂覆TiO2在紫外灯管或太阳光的照射下处理染料溶液,使染料分子降解.研究结果表明,采用该方法可以达到较好的降解效果,在溶液中添加Fe3 电子掩蔽剂或在TiO2中掺杂Y2O3,均能显著地促进光催化反应.     

PMMA胶体晶体模板法制备三维有序大孔TiO_2/SiO_2

以密堆积的聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,用一种预制备的水分散性TiO2纳米晶、正硅酸乙酯、水和乙醇制成混合溶胶,通过一种浸渍-抽滤方法,将混合溶胶充填于模板微球之间的间隙,原位形成凝胶,最终通过焙烧除去模板微球得到三维有序大孔TiO2/SiO2复合氧化物。样品的SEM结果表明,所形成的球形孔大小均匀,孔径在195$5nm,并以六方和四方的有序排列在三维方向上延伸。样品的TEM和XRD表明大孔的孔壁中含有6～7nm的锐钛矿型TiO2纳米晶。     

超临界制备TiO_2光催化剂及其活性研究

以钛酸丁脂为钛源,用溶胶-凝胶法制得催化剂前驱体,用超临界干燥法处理获得大孔及高比表面积的TiO_2超细颗粒,该样品在苯酚光催化降解反应中显示出优良的催化性能,其催化活性显著优于由直接干燥法处理获得的TiO_2颗粒,而且催化剂具有良好的热稳定性,即使经过973 K的高温焙烧,仍能保持良好的催化活性,结合催化剂的系列表征,包括XRD、TEM、氮气吸附-脱附等温线、XPS等,初步讨论了超临界干燥法对改善TiO_2光催化活性的结构因素。     

微波辐射制备TiO2薄膜及其光催化活性

采用微波辐射法由溶胶制备出TiO2薄膜,考察了加热方式、微波功率、辐射时间等因素对甲基橙降解的影响。结果表明．与传统加热法相比较,微波干燥制备的TiO2薄膜对甲基橙有更高的光催化活性;微波辐射加热时间为4min,微波功率为中低火时,制得的光催化剂催化活性较高;且TiO2薄膜性能稳定可重复利用。     

硼镍共掺杂TiO2光催化剂的制备及对孔雀石绿的降解性能

以硼酸、硝酸镍、钛酸四丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和不同比例B,Ni共掺杂的TiO2的光催化剂样品.用紫外-可见分光光度仪进行了表征,从UV-vis图可知,经过掺杂的TiO2光催化剂的吸收边向可见光方向移动,可见光催化活性提高.以孔雀石绿为底物,在不同条件下研究样品的光催化性能.结果表明,掺杂比例为B∶Ni=1∶2,催化剂用量为0.15 g,pH=9,温度为30℃时对孔雀石绿的脱色效果较好.     

TiO_2/AC光催化降解水中微量莠去津的研究

采用溶胶凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛(TiO2/AC)催化剂,研究其对水中微量莠去津的光催化降解情况.结果表明,当TiO2/AC催化剂在活化温度为500 ℃,TiO2负载量为34.4%,催化剂使用量大于15 mg/L时表现出最高的催化活性,在最优条件下TiO2/AC催化剂对水中40 μg/L莠去津的光催化降解符合准一级反应动力学方程,降解效率为91.4%,催化效果优于TiO2、P25TiO2以及TiO2+AC的混合体系.莠去津的光催化降解途径为脱氯反应生成羟基化产物OHA,OHA脱烷基生成OHDIA和OHDEA.