GO/TiO_2复合物的制备、表征及其光催化性能研究

以Ti(OC4H9)4为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化石墨(Graphite oxide,GO)二氧化钛粉体(GO/Ti O2),且利用X射线衍射分析(XRD)、比表面积测定(BET)及透射电镜(TEM)等仪器对其进行了初步表征.以罗丹明B(RhB)的光催化实验为探针反应,研究其光催化活性,发现与单纯Ti O2相比,复合纳米粉末的光催化活性有显著的提高.通过粉体的分子荧光光谱(PL)、紫外可见漫反射分析(UV-vis reflection)及电化学性能的测定,发现石墨的引入有助于减少电子的复合效率.同时,采用辣根过氧化物酶(POD)分光光度法、苯甲酸荧光光度法、超氧化物岐化酶(SOD)和KI分光光度法测定降解过程中的氧化物种,结果表明GO/Ti O2光催化机理涉及到超氧自由基的氧化机理,并未涉及催化剂的空穴氧化.     

TiO_2/g-C_3N_4复合物的光催化性能测试及机理研究

利用超声剥离法将块体g-C_3N_4剥离成少层g-C_3N_4,之后与TiO_2进行复合并将所得产物进行二次高温煅烧,得到一种界面间距更小,光生电子传递速率高,光催化性能强的TiO_2/g-C_3N_4的光催化剂。通过XRD,SEM,TEM和FT-IR对其结构进行表征,发现TiO_2是以化学键的形式均匀地附着在少层g-C_3N_4表面;UV-vis和PL分析表明,该催化剂实现了紫外区到可见区的全覆盖吸收,并能有效地抑制光生电子和空穴的复合;降解实验和分解水制氢实验表明TiO_2的负载量为3%时其光催化性能最好,100 min时对罗丹明B的降解率达到87.7%,光催化分解水制氢速率高达68.62μmol h~(-1)。探讨总结了该复合物的光催化机理。     

g-C_3N_4纳米棒/TiO_2/Ni/CNTs复合物的制备及其光催化性能

通过简单的快速加热回流本体氮化碳制备了缺陷较少的g-C3N4纳米棒;然后采用缓慢水解法在g-C3N4纳米棒表面负载掺杂镍的TiO2前驱体,经热处理制得g-C3N4纳米棒/TiO2/NiO纳米复合光催化剂;最后以TiO2中的Ni为催化剂,采用化学气相沉积法原位生长CNTs,制备g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNTs纳米复合光催化剂。通过XRD、TG、TEM、FT-IR、UV-Vis等测试方法对催化剂进行表征,考察了样品在紫外光和可见光下对亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性。结果表明:g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNT纳米复合物在紫外和可见光下对亚甲基蓝的降解率分别为87%和68%,光催化活性较g-C3N4/TiO2/NiO有明显提高。     

TiO_2/SiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶 -凝胶法制得 Si O2 胶体 ,并将其与锐钛型 Ti O2 微粒复合制得 Ti O2 / Si O2 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 Ti O2 / Si O2 的催化性能 ,同时与单一的锐钛型 Ti O2 作对比 .结果表明 ,Ti O2 / Si O2 具有比 Ti O2 更强的光催化性能     

CaFe_2O_4/TiO_2光催化制氢性能

本文制备了p-n复合半导体光催化剂CaFe_2O_4/TiO_2,采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)及电化学工作站对光催化剂的结构和性能进行表征。以模拟太阳光催化产氢速率评价p-n复合半导体光催化剂CaFe_2O_4/TiO_2的光催化活性。探讨光催化剂中CaFe_2O_4添加量、甲醛浓度、反应体系pH对光催化产氢性能的影响,并对光催化活性的提高进行了机制分析。结果表明:CaFe_2O_4的导带比TiO_2的导带更负,同时在CaFe_2O_4/TiO_2内存在内建电场,两者均促进了电子从CaFe_2O_4向TiO_2的迁移,增强了光催化活性,0.4%CaFe_2O_4/TiO_2具有最高的光催化活性,2 h内的产氢速率达到0.989 mmol/(g·h)。此外,CaFe_2O_4/TiO_2的稳定性较好,可多次循环使用。     

ZnO/4A沸石复合物的制备及其光催化性能研究

制备了ZnO/4A沸石复合物光催化剂,并且采用了X-射线衍射仪、扫描电镜等手段进行了表征。研究表明在4A沸石表面生成了纳米ZnO颗粒,形成稳定的ZnO/4A沸石复合物。在紫外光照下选用甲基橙作为研究对象,研究了ZnO/4A沸石复合物的光催化性能,结果表明:随着ZnO纳米颗粒负载量的增大,光催化活性先提高,然后有所下降。当ZnO与4A沸石的质量比为0.5时,所制备的ZnO/沸石复合物具有较好的光催化性能。     

TiO_2/SiO_2复合材料的制备及其光催化性能的研究

以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为主要原料,用两步溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2复合材料,并对其光催化降解活性艳红X-3B溶液的性能进行了研究,考察了Ti∶Si摩尔比、焙烧温度、初始浓度和催化剂用量对其光催化降解率的影响。结果表明,当n(Ti)∶n(Si)=6∶1,焙烧温度为500℃时TiO2/SiO2复合材料的光催化活性最好,比相同条件下纯TiO2的光催化活性有明显提高;相同条件下,降解率随溶液初始浓度的升高而降低,催化剂用量存在最佳值,25 mg/L的活性艳红X-3B溶液,催化剂用量的最佳值为1.6 g/L。     

石墨烯/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能的研究

利用超声法制备石墨烯/TiO_2光催化复合材料,通过XRD、SEM、紫外漫反射对合成的系列样品进行表征,结合光催化降解罗丹明B(RhB)实验得出最佳复合条件:复合比例为1∶40,超声时间为60 min,复合温度为200℃.通过5次重复利用实验得出石墨烯/纳米TiO_2复合材料具有可见光催化稳定性.通过对石墨烯/TiO_2光致发光光谱和不同捕获剂存在下石墨烯/TiO_2光催化降解染料实验的研究,表明在石墨烯/半导体氧化物可见光催化反应过程中·OH自由基起主要的光催化作用,空穴起辅助的催化作用.     

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%.     

水热沉淀法制备TiO_2空心球及光催化性能

以碳球为模板,硫酸钛为钛源,水作溶剂,尿素为均一沉淀剂,通过水热沉淀法制备了C/TiO2核壳结构,然后在空气中适当温度下煅烧得TiO2空心球.采用XRD、SEM、TEM、FT-IR等手段对实验样品进行分析表征.实验发现,空心球的大小可以通过改变碳球的大小加以调控;光催化性能测试表明,影响空心球光催化性能的主要因素是水热温度,水热时间影响较小.     

四氯化钛水解法制备TiO_2及光催化性能的研究

实验以无机盐四氯化钛为原料,采用水解法用硫酸铵修饰四氯化钛溶液制得二氧化钛粉末。以甲基蓝模拟废水中的有机污染物,考察了硫酸铵的用量、水解温度、不同溶剂、锻烧温度以及硫酸根离子对光催化降解能力的影响,并对其机理进行了分析。得到了二氧化钛粉末适宜的制备工艺条件,降解甲基蓝120 min,当四氯化钛与硫酸铵的物质的量摩尔比为1∶2时光催化降解率达到83%、水解温度为90℃时光催化降解率达到87%、用无水乙醇溶剂进行清洗时光催化降解率达到80%、锻烧温度在500℃条件下光催化降解率达到85%。因此,采用水解法制备二氧化钛粉末最佳反应条件为:四氯化钛与硫酸铵的物质的量摩尔比为1∶2、水解温度为90℃、用无水乙醇溶剂进行清洗、锻烧温度在500℃。     

TiO_2/TiSi_2复合材料的制备及其可见光光催化性能

分别以TiSi_2和HCl为钛源和形貌控制剂,采用一步水热法合成了海胆状TiO_2/TiSi_2纳米复合材料。TiO_2/TiSi_2是由TiSi_2基体与生长在TiSi_2表面的海胆状金红石型TiO_2组成,其中,金红石型TiO_2由大量尺寸均匀、表面光洁、沿[001]晶向生长的纳米棒组成。随着盐酸浓度的增加,TiO_2纳米棒会由棒状转变为锥状。性能测试发现,相比于纯相的金红石型TiO_2,TiO_2/TiSi_2复合材料在可见光区域具备较好的光吸收性能和较高的光催化降解甲基橙效率。     

花状Ag/ZnO复合物的制备及光催化性能

采用水热合成法制备ZnO微米花状粉体,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为还原剂和分散剂,在ZnO微米花状粉体表面还原不同浓度的银氨溶液,获得花状的Ag/ZnO复合物。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电镜(TEM)对它们的物性结构和晶粒形貌进行了表征,显示Ag纳米晶分散地附着在ZnO的表面。对亚甲基蓝溶液进行紫外光催化降解实验,结果表明该复合物具有很高的光催化活性。     

含Se纳米TiO_2复合物的制备及其光催化性质

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了含Se纳米TiO2复合物.分别用TEM、XRD、XPS、UV-Vis、IR、PL等对所得产物进行了一系列表征,结果表明,该复合物具有锐钛矿相结构,其粒径约为20 nm.日光下降解亚甲基蓝(MB)的实验结果表明,Se的掺入大大提高了TiO2的光催化活性.     

掺杂钇的纳米TiO_2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和硝酸钇为主要原料,采用溶胶一凝胶法制备了掺杂钇的纳米TiO2（Y—TiO2）．用XRD、TEM等方法对其进行了表征,晶型为锐钛矿,粒径范围12～25nm,以罗丹明B（RhB）为目标降解物,考察催化剂的光催化活性。结果显示,当Y^3＋的掺杂摩尔分数为0．5％,催化剂质量浓度为0．2g／L,紫外光照80min时,RhB的降解率可达98．2％,较纯TiO2光催化活性提高了160％。     

低温制备TiO_2对碱性品红光催化性能的研究

研究溶胶凝胶法低温制备TiO_2及掺杂型光催化剂。以碱性品红为模拟降解对象,在不同条件下对碱性品红进行紫外光催化降解、吸附实验。分别考察凝胶温度、加水量、氨水量、不同Si、Fe掺杂量对光催化效果的影响。实验结果表明,凝胶温度为70℃,钛水比为1∶32,钛和氨水比为1∶0.2时,对碱性品红的降解效果较好;通过Si、Fe掺杂的光催化剂对碱性品红的降解效果比二氧化钛的明显。实验致力于探索在较低温度下制备对碱性品红的可见光吸附和紫外光催化降解效果最好的二氧化钛的最佳条件。     

高比表面积TiO_2纳米颗粒的制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,采用流变相法制备出了具有高比表面积的二氧化钛（TiO2）纳米颗粒.采用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）和比表面积及孔径分析仪（BET）对TiO2的晶型、形貌及比表面积进行了表征,结果显示产物为锐钛矿型,平均粒径约为8.4 nm,比表面积为423.7 m2/g.光催化实验表明,样品在可见光（λ〉420 nm）下反应180 min后,能将罗丹明B（RhB）降解95%左右.     

TiO_2纳米棒薄膜的水热法制备及光催化性能研究

本文以钛酸四丁酯为原料,采用水热法在FTO导电玻璃上制备了TiO_2纳米棒薄膜,应用SEM和XRD对膜层的形貌和晶型进行了分析和表征,并通过TiO_2纳米棒薄膜对甲基橙的光催化降解,研究了TiO_2纳米棒薄膜的制备条件与光催化活性的关系。结果表明:增加钛酸四丁酯的浓度和提高水热温度,都会提高样品的结晶程度,增加金红石相TiO_2的组分,使薄膜对紫外线的吸收明显增强,光催化性能显著提高。用该法制备的TiO_2纳米棒薄膜均匀、致密、无可视缺陷、稳定性好,光催化效率高,并且不产生二次污染,具有广泛的应用前景。     

Fe_2O_3/TiO_2/蒙脱土光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为原料采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD),制备了纳米级Fe2O3/TiO2/蒙脱土复合光催化剂.以亚甲基蓝为反应模型,对催化剂的催化活性进行了评价.结果表明,3 h亚甲基蓝降解率99.3%.采用XRD,TEM,UV和ICP等手段进行了表征,TiO2以锐钛矿型形式存在,催化剂粒径在15~21 nm.比较不同制备方法制得的复合催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,分散性好,光催化活性高等特点.     

rGO-BiV-O4-BiOCl三元复合物的制备及光催化性能

采用溶剂热法合成了rGO-BiVO_4-BiOCl异质结,讨论了样品在可见光下对亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性.结果表明,rGO-BiVO_4-BiOCl复合物的吸收波长可达到580 nm,提高了催化剂对可见光的吸收能力.采用300 W氙灯(λ 420 nm)模拟可见光,rGO-BiVO_4-BiOCl质量比为1∶400∶1 000的样品照射120 min对MB降解率达到96.3%,分别是BiVO_4和BiOCl的2.5倍和2.2倍.三元复合物提高了电子和空穴的分离效率,增强了光催化活性.