壳聚糖改性TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

摘要:以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖(CTS)改性TiO2光催化剂.考察了不同反应条件对溶胶形成的影响及其对甲基橙的光催化作用.结果表明,当去离子水与钛酸丁酯体积比为0.57,乙醇与钛酸丁酯体积比为1.4,二乙醇胺与钛酸丁酯体积比为0.4,pH值根据需要取3～5,水解温度25～35℃,500℃灼烧两小时后CTS完全分解,得到了具有光催化活性且分散性较好的锐钛矿TiO2.光催化实验表明CTS改性TiO2的光催化效果较单纯TiO2的光催化效果有明显提高,60min后甲基橙浓度去除率由32％提高到48％,TOC去除率由14％提高到23％.     

WO3／TiO2复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯、钨酸铵为原料,通过溶胶．凝胶法合成了WO3／TiO2复合光催化剂．研究了冰醋酸、无水乙醇加入量对胶凝时间的影响,以及钨掺杂量对产物光催化性能的影响．利用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）对制备的粉体进行了表征,并通过光催化降解甲基橙评价催化剂的光催化性能．结果表明,冰醋酸、无水乙醇加入量分别为1mL、10mL时,可得到稳定、透明的凝胶,钨掺杂量为0．12％（W和Ti的物质的量比即n（W）：n（Ti）,以下同）时光催化效果最好．在实验范围内,产物中未出现W-O键的红外吸收峰．     

改性TiO2的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为前驱体,利用溶胶-凝胶法制备了不同掺铁量的改性纳米Ti02光催化剂,用XRD表征了其结构特征,并以甲基橙为目标降解物,评价了改性后纳米TiO2的光催化性能。结果：掺铁质量分数为0.03％的TiO2光催化活性最高;当甲基橙的初始浓度为16mg／L、掺铁0.03％TiO2的投加量为1.2g／L、pH值为3时,40w紫外灯照射210min,甲基橙的去除率高达95％以上。     

纳米TiO2壳聚糖模板法制备及其光催化性能

以壳聚糖为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了平均粒径为15nm,具有较高分散性、热稳定性和光催化活性的纳米TiO2粒子.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)以及紫外-可见光谱(UV-vis)等手段对产物进行了分析和表征.条件实验结果表明,在500℃下灼烧1h所得TiO2产物由锐钛矿相及少量金红石相构成.光催化实验结果表明,所得产物在日光下对有机染料亚甲基蓝有很好的催化降解作用.     

电化学法制备锐钛矿型纳米TiO2及其光催化性能研究

以金属钛为“牺牲阳极”，以惰性电极为阴极，在醇溶液中加入少量电解质，通电流使阳极溶解，阴极发生还原反应制备钛醇盐，对电解液直接水解，制备纳米TiO2，结果表明，TiO2为锐钛矿型，呈球形单分散结构，晶型和结构具有一定的热稳定性，粒径在10～20nm左右，对纳米TiQ的光催化性能研究表明，自制的纳米TiQ对甲基橙的降解是有效的，其反应速度受到光照强度、催化剂投入量和溶液初始浓度等因素的影响。     

纳米TiO2/玻璃膜的制备及其光催化性能

以钛醇盐为原料, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/玻璃薄膜. XRD、AFM和厚度分析表明,纳米TiO2/玻璃薄膜中TiO2为锐钛矿型结构, 粒径为纳米级, 三层膜的总厚度为200#nm.通过调节热处理温度, 能有效控制薄膜中粒子的大小.UV-VIS吸收光谱表明,TiO2/玻璃薄膜可以有效地降解罗丹明B染料废水,其光催化活性随TiO2粒径的减小而增大,受膜厚增加的影响不大.     

N掺杂TiO2的制备、表征及其光催化性能

采用水热法制备了N掺杂TiO2光催化剂,并用X衍射、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱进行了表征,测定了其光催化氧化甲基橙的催化性能.结果表明,与未掺杂TiO2相比,N掺杂TiO2在可见光区有更大的吸收,N的掺杂还明显提高了TiO2光催化氧化甲基橙的性能.     

β-环糊精/TiO2复合光催化剂制备及光催化性能探讨

研究用硅烷偶联剂KH560做交联剂,以β-环糊精(β-CD)对TiO2固体表面进行改性,制备β-CD/TiO2复合材料.通过钛含量测定、红外和热重分析对β-CD/TiO2复合材料进行了表征.以甲基橙溶液为研究对象,分别考察了β-CD/TiO2复合材料和纯TiO2对甲基橙的光催化降解能力.结果表明：制得的β-CD/TiO...     

氧化硅基底负载TiO2薄膜的制备及其光催化应用研究

以钛酸丁酯为钛源,乙酰丙酮和冰醋酸为水解抑制剂,聚乙二醇为致孔剂,制备了一种稳定的TiO₂水溶胶。采用浸渍提拉法将TiO₂溶胶负载到活化的载玻片上,再经180℃水热或500℃煅烧得到TiO₂薄膜催化剂。采用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线晶体衍射（XRD）和Raman光谱等分析手段对样品进行了表征,结果表明：TiO₂薄膜是由粒径为8~12 nm的球形颗粒组成的多孔结构,其晶型为结晶度良好的锐钛矿。以甲基橙为光降解物,在紫外灯下测试薄膜的光催化性能,结果显示煅烧处理的TiO₂薄膜催化剂的光催化活性优于水热处理,对低浓度甲基橙的降解效率达90%以上,并且多次重复使用后光催化活性基本保持不变。     

TiO2/SiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶－凝胶法制得SiO2胶体，并将其与锐钛型TiO2微粒复合制得TiO2/SiO2催化剂。用透射电镜（TEM）观察表面形貌，用红外光谱（IR）和X－射线衍射（XRD）表征其结构。以敌敌畏溶液等为体系，考察了TiO2/SiO2的催化性能，同时与单一的锐钛型TiO2作对比。结果表明，TiO2/SiO2具有比TiO2更强的光催化性能。     

石墨烯纳米复合物的制备及其可见光催化性能

采用水热法制备出TiO_2及其TiO_2/石墨烯纳米复合物,通过XRD、SEM、TEM等对材料晶型、TiO_2纳米颗粒在体系中的微观结构及分散状态进行了表征,利用紫外-可见漫反射谱对材料在可见光区的响应进行了研究,并通过在可见光照射下降解甲基橙溶液评价了TiO_2/石墨烯纳米复合物具有比纯TiO_2更高的光催化活性.结果表明,水热反应温度为200℃,反应时间为24h制备出的TiO_2/石墨烯纳米复合物具有最高的可见光催化活性,当TiO_2/石墨烯纳米复合物在12mg/L甲基橙溶液中的投入量为1g/L时,在3min内的降解率达99.9%.     

稀土镧掺杂的TiO2微球制备及其光催化性能研究

以四氯化钛为原料,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂镧的TiO2 微球. 采用X-射线衍射、荧光光谱、扫描电镜等手段对样品进行表征,结果表明:所制得的掺杂镧的TiO2 微球直径在300~600 μm之间,微球中TiO2 晶粒为锐钛矿相和金红石相的混合晶型,且以锐钛矿为主相,平均粒径为20 nm左右. 分别在太阳光和300 W高压汞灯的光照下,考察了不同光催化剂对甲基橙染料的光催化效果,结果表明,掺杂La2 O3 的TiO2 复合微球具有较好的光催化性能.     

光催化剂沸石/Fe_2O_3/TiO_2的制备、表征及性能

以天然沸石为载体,以钛酸丁酯、硝酸铁为主要原料,用溶胶-凝胶法成功制备负载型Fe_2O_3/TiO_2光催化剂;采用XRD、SEM、EDS及XPS对样品进行结构表征及化学组成分析.结果表明:400℃焙烧所制得光催化剂中TiO_2主要以锐钛矿形式存在,掺杂铁元素主要以价键形式分布在沸石中,负载Fe_2O_3/TiO_2的沸石主要呈球形和类球形.降解实验表明:光催化剂对甲基橙具有良好的降解性能,且易回收再利用.     

纳米二氧化钛光催化剂膜分解甲基橙

采用溶胶—凝胶法，以普通载玻片为基底材料，制备了纳米二氧化钛薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEn)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2薄膜进行晶相结构和薄膜结构表征。利用制备的TiO2薄膜光催化分解甲基橙溶液。实验结果表明：焙烧温度500℃时，制备的TiO2薄膜牢固、透光性能好、光催化活性强。随着紫外光照射时间的延长，镀膜次数达5次时，光催化效率较高。     

TiO2-SiO2复合材料的制备及光催化性能

利用溶胶 凝胶技术,控制钛酸四丁酯(TBOT)与硅酸乙酯(TEOS)的水解速度,使其共同水解成溶胶、凝胶,以乙醇为溶剂进行超临界干燥,经过一定温度热处理后,得到暗黄色透明的块体材料·进行了透射电镜观察和X衍射分析,表明锐钛矿结构的纳米TiO2均匀地分散于无定形SiO2基质中·FT IR光谱分析发现纳米TiO2与SiO2基质之间存在着Ti O Si键·在对罗丹明B水溶液的光催化降解中,此块体材料显示较好的光催化活性,在1h内催化降解86%的罗丹明B·此材料克服了粉状TiO2在实际水污染治理应用中的局限性,有着广泛的应用前景·     

非水相一步合成TiO2纳米晶及其光催化性能

利用正丁醇与TiCl4反应,在非水溶剂和无表面活性剂的条件下,通过改变反应物TiCl4与丁醇的摩尔比制备了纯锐钛矿TiO2纳米粒子和金红石TiO2纳米棒.利用X射线衍射分析、拉曼光谱分析、透射电镜和比表面积测定等测试分析手段对样品进行了表征,并以罗丹明B的脱色降解为模式反应,考察了样品的光催化性能.结果表明:所制备的纳米级TiO2比表面积大、晶粒尺寸小、结晶性完好,具有比商用P25更好的光催化活性.     

纳米TiO2对甲基橙的吸附及光催化降解

采用新型氯化法制备纳米TiO₂，研究了纳米TiO₂悬浆体系对甲基橙溶液的降解脱色情况。研究表明，自制纳米TiO₂对甲基橙具有良好的吸附性，避光暗处也能够对甲基橙得到部分降解作用。考察了避光及不同光源照射下纳米TiO₂对甲基橙的脱色情况，并在 160W汞灯照射下，对甲基橙溶液初始浓度、催化剂投加量、反应时间和反应温度对甲基橙溶液的降解脱色速率的影响情况进行了研究。结果表明，光源对甲基橙的降解脱色速率影响不大；纳米TiO₂投加量为 5.0～13.0g/L时，对100～400mg/L的甲基橙溶液可达到良好的脱色效果；常温情况下纳米TiO₂ 投加量为 13g/L时，与100mg/L的甲基橙溶液反应30min，在160W汞灯照射下甲基橙脱色率可达91.1%，避光暗处脱色率可达86.9%。     

TiO2/竹炭复合材料对甲基橙的吸附和光催化降解动力学

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/竹炭复合材料,并研究其对甲基橙的暗态吸附规律和光降解性能。结果表明:复合材料对甲基橙的吸附是物理吸附,吸附规律较好地符合Freundlich吸附等温模型;复合材料对甲基橙溶液的降解率随pH值升高而降低。在pH≈3时,紫外光辐照90 min条件下,复合材料投加量为16g/L时,对3.0×10-5mol/L的甲基橙溶液的降解率可达到90.68%;复合材料对甲基橙光催化反应可用一级反应动力学方程进行描述。     

纳米TiO2掺杂Fe3O4光催化剂活性的研究

制备了Fe3 O4掺杂纳米TiO2 光催化剂 ,当Fe3 O4量与TiO2 摩尔比为 0 .5 :10 0时 ,在 30 0℃焙烧 ,催化剂用量为 1.0g·L-1时对甲基橙的水溶液分解效果最佳。SEM、XRD及紫外 -可见光谱分析表明 ,纳米粒子均匀 ,平均粒径 80nm ,有一定团聚 ,掺杂催化剂有一定红移。研究了掺Fe3 O4量 ,焙烧温度 ,溶液的pH值 ,溶液的体积 ,氧化剂的加入等对催化剂降解的影响。紫外光辐射实验表明Fe3 O4的掺入对光催化降解率有一定的提高 ,反复使用不降低催化剂的活性。