纳米TiO2的光催化行为及应用研究进展

本文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.     

超声-光催化氧化联合法降解甲基橙的研究

采用光催化氧化-超声分散联合法,以纳米微粉TiO2为光催化剂,对低浓度甲基橙溶液进行降解脱色研究。结果表明单一超声波反应对甲基橙的脱色效果不明显;加入超声波后,联合法与单一光催化相比使甲基橙溶液的脱色率提高了29.4%,这是由于在光催化反应中加入超声波后对催化剂粒子起着即时分散的作用,有效地阻止了体系中催化剂颗粒的团聚。光催化剂用量为0.20%,超声波发生仪的发生电流I=4.0A时,对初始质量浓度为25mg/L的甲基橙溶液有很好的脱色效果。     

TiO2光催化涂膜的制备及性能研究

研究以丙烯酸—有机硅乳液为粘结剂，以粘结成膜的方式，将Ti02光催化剂固定化。确定了以TiO2和粘结剂为主的光催化涂覆材料的基础配方。适量聚硅氧烷的加入可以提高光催化涂膜的硬度及改善涂膜与基底的附着状况。对涂膜的光催化性能、耐久性和活性等进行了研究。     

TiO2的微波辐射Sol-Gel法制备及其光催化性能

采用微波辐射Sol-Gel法在石英砂表面制备负载型TiO2光催化剂，考察不同加热方式。微波功率以及微波加热温度对溶胶质量的影响，微波加热反应制备的溶胶粒子平均粒径小于常规加热反应制备得到的溶胶粒子，微波加热反应适宜条件是微波功率600W，反应温度为90℃、以苯酚为光催化降解研究对象，考察了两种方式制备的负载型TiO2光催化剂的催化性能，实验结果表明微波辐射Sol-Gel法制备的负载型TiO2光催化剂光催化性能也优于常规Sol-Gel法制备的负载型TiO2光催化剂。     

联吡啶钌络合物敏化钠晶多孔TiO2薄膜电极光电性能研究

<正>用有机光敏染料敏化半导体电极,拓展其光谱响应,可以改进宽禁带半导体的光电转换性能。近来,Graetzel研究联吡啶钉络合物敏化纳晶多孔TiO₂薄膜,使光电转换效率大大提高,进一步证明这是提高半导体光电性能的一个非常有效的措施。联吡啶钌络合物有较强的可见光吸收,其氧化态稳定性高,是一种理想敏化剂。为设计、发展新型有机光敏体系、进一步提高敏化效果,本文研究联吡啶钌的空间结构因素和纳晶多孔TiO₂薄膜电极的表面处理改性对其敏化性能的影响。     

纳米二氧化钛上环己烷光催化氧化反应的动力学及影响因素

介绍了用不同起始浓度环己烷的乙腈溶液进行光催化实验，并对纳米二氧化钛上环己烷光催化氧化反应的动力学进行了研究．从反应的初始浓度与光催化氧化产物的初始生成速率的关系上得出：光催化氧化反应的动力学符合ＬａｎｇｍｕｉｒＨｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ动力学模型，并以产物的生成速率倒数对反应物初始浓度的倒数作图得到一线性关系，从另一侧面说明ＬＨ模型的正确．进一步的研究表明：无机盐离子及分子氧的浓度对该反应有较大的影响     

复合氧化物SrTiO3—TiO2氧敏材料的研究

将具有氧敏特性的ＳｒＴｉＯ３与ＴｉＯ２复合化，采用电子束蒸发方法，制备了ＳｒＴｉＯ２－ＴｉＯ２薄膜，研究了其氧敏特性。实验结果表明，复合氧化物ＳｒＴｉＯ３－ＴｉＯ２薄膜的ｎ－ｐ型转换点比ＳｒＴｉＯ３薄膜的ｎ－ｐ型转换点高，氧敏特性有所改善，从而提高了贫燃共氧灵敏度曲线的线性化。     

尿素为氮源制备氮掺杂二氧化钛及其光催化性

为拓展二氧化钛对可见光的响应,以尿素为氮源,在温和条件下采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂二氧化钛粉末.用X射线衍射、透射电镜扫描、紫外-可见光漫反射吸收光谱和X射线光电子能谱等方法对制备的样品进行了表征,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氮含量对光催化活性的影响.结果表明:氮掺杂致使二氧化钛在可见光区的光吸收增强,在降解甲基橙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,氮含量减少,晶粒增大,可见光催化活性减弱;400℃下制备的样品中存在一个最佳的N/Ti配比,所对应的可见光催化活性最高.     

钛表面制备多孔氧化膜的研究

以硫酸和磷酸为电解液,工业纯钛为阳极,不锈钢为阴极,恒电流阳极氧化的方式在钛表面直接获得TiO2多孔氧化膜,经过500℃热处理,促进氧化膜由非晶体向晶体的转变.采用扫描电镜和X射线衍射对阳极氧化膜的形貌和结构进行了分析,研究了电流密度、电解液种类以及浓度对TiO2多孔氧化膜形态和晶型的影响,并探讨了其形成机理.结果表明,以磷酸为电解液时钛表面仅生成锐钛矿相的TiO2,而以硫酸为电解液时钛表面生成锐钛矿和金红石两种晶相的TiO2.     

自制纳米TiO2光催化剂对水中甲基橙的降解

以硫酸氧钛(TiOSO4)为原料,制备了掺银的纳米TiO2光催化剂.将该催化剂用于甲基橙溶液的降解试验,考查了掺银量、催化剂加入量、溶液pH值、溶液浓度对降解率的影响.结果表明:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液(pH=3)中,投加6.0 g/L掺银量为5%的光催化剂时降解率为78.1%.表明用掺杂的纳米TiO2光催化剂处理水中的有机物是一条有效的途径.