Photocatalytic activity of TiO<Subscript>2</Subscript> sensitized by CdS quantum dots under visible-light irradiation

In this paper, CdS quantum dots sensitized TiO2 composite powders (QD-CdS/TiO2) were synthesized by impregnating TiO2 powder into CdS sol with different concentrations. X-ray diffraction pattern (XRD) shows the crystal structures of CdS and TiO2 are cubic phase and anatase phase separately in QD- CdS/TiO2 powder samples; the crystal size of CdS in QD- CdS/TiO2 is about 3-7 nm, while TiO2 crystal size is about 20 nm. With increasing CdS content in QD-CdS/TiO2 composite, the UV-Vis absorption spectrum shifted to the longer wavelength lines, exhibiting obvious quantum size effect. The fluorescence intensity of QD-CdS/TiO2 irradiated by blue light is weaker than that of pure CdS. When the molar ratio of CdS and TiO2 is about 1∶2, the QD-CdS/TiO2 powder has the best catalytic properties under visible-light irradiation, and the degradation rate of rhodamine B (RhB) is up to 92.2% within 60 min.     

二氧化钛光催化剂的改性和机理的研究进展

对二氧化钛的光催化降解有机物分子的原理进行了分析,综述了影响二氧化钛光催化效率的因素,及近年来提高二氧化钛光催化效率的各种方法及其原理。     

纳米TiO2光催化活性及其应用

纳米TiO2作为光催化环境材料能有效降解多种对环境有害的污染，使有害物质矿化为CO2，H2O及其他无机小分子物质，因此可用于废水处理、空气净化以及杀菌除臭，本文综述了纳米级TiO2的制备及其光催化的机理，扼要介绍了纳米TiO2光催化反应在农药、医药、催化剂（化工）、环境工程等各方面的研究进展及应用前景。     

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CdS微粒的制备、表征及光催化性质研究

以CdSO4和Na2S为主要原料,分别在水热体系和油酸体系中制备了纳米CdS颗粒,通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析得出其尺寸约为10nm和4.6nm。将后者用于甲基橙溶液的脱色反应,结果表明,油酸体系中得到的纳米CdS颗粒具有较高的光催化活性。     

钨掺杂二氧化钛光催化降解结晶紫的研究

溶胶-凝胶法制备了钨掺杂的TiO2纳米粒子,利用XRD对样品进行了表征,并以结晶紫水溶液的脱色为模型反应,研究了钨掺杂TiO2复合光催化材料作为光催化剂降解反应的活性。讨论了光催化剂的配比,光催化剂的用量,光照时间与结晶紫溶液脱色率的关系。实验结果表明:以经过500℃煅烧配比为X(WO3)=3%的WO3/TiO2复合材料为光催化剂,当催化剂用量为500 mg/L,结晶紫溶液的起始浓度20 mg/L时,光照2h,结晶紫的降解率达到96%以上。     

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.     

过渡元素离子表面改性锐钛型TiO2光催化活性规律探讨

试验考察第一过渡周期元素离子掺杂改性对锐钛型TiO2（A-TiO2）光催化降解水中十二烷基苯磺酸钠（DBSNa）效果的影响。结果表明，与未改性样品比较，改性后TiO2光催化活性大部分得到提高，除Cu元素掺杂外，掺杂元素电子亲和势与离子半径的比值（Ea／r）与催化活性之间存在一致性；Cu-TiO2光催化活性的降低归结于以一价形式存在。     

TiO2薄膜的制备及其光催化性能

在乙醇溶剂中,钛酸四丁酯用乙酰丙酮络合成涂膜胶体,采用浸渍提拉法在衬底材料上形成涂膜,经４５０℃焙烧制得锐钛矿型固定膜,用于刚果红溶液的光催化降解反应,并通过紫外－可见吸收光谱监测降解过程。实验结果表明,ＴｉＯ２／ＩＴＯ膜有较高的光催化活性。     

溶液共存阳离子对CdS光催化降解罗丹明B性能的影响

采用水热方法制备了纳米硫化镉光催化剂.借助粉末X-射线衍射(XRD),固体紫外可见漫反射光谱(DRS)对合成产物进行了表征.以纳米CdS和本体CdS作为可见光的光催化剂,用难降解的离子型染料罗丹明B为探针分子,讨论了溶液常见的共存金属离子种类、质量分数对CdS光催化降解罗丹明B的影响.结果表明:共存离子Cu2+对CdS光催化降解罗丹明B起抑制作用,Ag+对CdS光催化降解罗丹明B没有显著影响,而共存离子Fe3+ 和Pr3+ 能显著地提高纳米、本体CdS光催化剂降解罗丹明B的降解速率,最佳的离子质量分数分别为催化剂用量的0.5% 和10%.     

掺杂钇的纳米TiO2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％。     

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.     

Co/TiO2粒子的制备及其光催化降解罗丹明B的研究

通过溶胶—凝胶法制备掺杂Co2+的纳米TiO2,并用XRD和TEM进行了分析和表征.以汞灯为光源,通过对罗丹明B的降解反应,考察了Co2+/TiO2的光催化活性.结果表明,Co2+的掺杂减小了TiO2颗粒的粒径,提高了TiO2的光催化活性,Co2+惨杂量为1.0%时的光催化活性最高.另外,本文还研究了催化剂投加量对罗丹明B光催化降解效率的影响.     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

稀土掺杂TiO2光催化抗菌材料的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法并结合旋转涂膜法制备了稀土掺杂光催化抗菌薄膜(Ce/TiO2,Pr/TiO2,Gd/TiO2,Dy/TiO2,Y/TiO2,Eu/TiO2),研究了烧结制度、烧结温度、烧结时间、稀土掺杂量等因素对材料光催化抗菌性能的影响,分别确定了最佳制备工艺条件.结果表明,除Ce掺杂TiO2薄膜含有极少量金红石型TiO2外,其余全部由单一锐钛矿型TiO2构成,薄膜表面均存在缺陷;RE/TiO2光催化抗菌薄膜对大肠杆菌平均杀菌率皆在90%以上,较纯TiO2杀菌率(34%)有明显提高.稀土元素掺杂显著提高了光催化材料对可见光的响应.材料经反复使用和高温、高压、冲刷等处理,薄膜完整不脱落,始终有很...     

Photocatalytic Activity of TiO2 Coating on Natural Feather Zeolite in Degradation of Orthomonochlorphenol

Ti02 coatings on natural feather zeolite are respectively prepared by a collosol （Sol-gel） method and two powder coating methods with deionizod water or dehydrated ethanol as a dispersant. During degradation of orthomono- chlorphenol solutions by ultraviolet, the strong adsorption capability of the zeolite results in increased concentration of substrate on its surface. The Ti（h film coated on feather zeolite further enhances the photocatalytic activity. The TiO~ film on the zeolite prepared by the Sol-gel method is found more effective as a catalyst than that by two powder coating methods.     

溶胶液浓度和镀膜层数对TiO2薄膜光催化活性的影响

作者用sol-gel法制备了不同浓度、不同层数的锐钛矿纳米TiO2薄膜。利用薄膜对亚甲兰溶液的光催化降解作用,研究了溶胶液浓度、镀膜层数及两者间的相互关系对薄膜光催化性能的影响。发现并非浓度越大、镀膜层数越多、膜的光催化性能越好。不同浓度的溶胶液匀有各自催化性能最佳的膜层数,超过该层数后膜的催化性能降低。浓度大的膜在层数较少的催化性能好,浓度小的膜随层数增加,光催化性能增加的幅度大。     

机械力化学法改性TiO2研究

考察一种新的改性手段—机械力化学法对光催化剂TiO2的改性效果。试用高能球磨将Fe(OH)3对TiO2进行了改性处理,XRD、FT-IR对改性样品进行了结构分析;并以亚甲基蓝为模型化合物对其进行光催化降解实验,考察了球磨时间、掺杂量及溶液pH对光催化性能的影响。结果表明:通过机械能的作用,TiO2得到有效的改性,与改性前相比,其光催化活性得到较大提高。     

纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基蓝的性能

用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛,使用XRD和SEM确定产物的晶相和形貌,用激光粒度仪分析产物的表观粒径和粒径分布.考察了光催化剂二氧化钛的量、溶液的初始浓度、pH值和H2O2的量等因素对光催化降解甲基蓝的影响.     

CdS / TiO2复合半导体的表面态及光催化性能

采用浸渍法制备了CdS／TiO2复合半导体光催化剂．使用XPS和UV-Vis扩散—反射谱对样品的表面组成及光吸收特性进行了分析．结果表明,样品中的硫主要以CdS形式存在,其外层包裹了一层CdSO4;由于在TiO4表面修饰了CdS,使样品的吸收带边由400nm(3．1eV)红移至530nm(2．3eV)．采用粉末电导装置对CdS／TiO2薄膜的表面态能级进行了测试,并以活性艳红X-3B水溶液的光催化脱色为指标反应,对CdS／TiO2的活性进行了评价．与单一TiO2相比,CdS／TiO2的表面态更靠近TiO2的导带,有利于电子在表面的捕获,从而提高了样品中自由电荷的浓度,加速了活性艳红X-3B水溶液的光催化脱色反应。