TiO2纳米粒子的制备和表征及光催化活性

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粒子,利用XRD,TEM,SPS,XPS,PL和UV-VIS测试技术对样品进行了表征.考察了TiO2样品的微晶尺寸、晶型结构、表面组成、光电性能和光学性能以及焙烧温度对TiO2粒子性质的影响.结果表明随着焙烧温度升高,TiO2纳米粒子完成了相转变过程,并表现出量子尺寸效应.600℃焙烧的TiO2纳米粒子具有与国际商品P-25型TiO2粒子相类似的晶相组成、结构、形貌和粒子尺寸,并且表面含有一定量的氧空位,这解释了表面有一定量的羟基氧和吸附氧,同时进一步引发表面态能级.TiO2纳米粒子PL光谱的产生与其表面氧空位和缺陷有很大关系,并能够提供氧空位和缺陷浓度以及光生电子和空穴的分离与复合等信息.此外,在光催化氧化苯酚的实验中,600℃焙烧的TiO2纳米粒子表现出最高的光催化活性,这与表征结果一致,说明TiO2纳米粒子的性质如晶型结构和表面组成等是影响其活性的主要因素.     

掺Zn纳米TiO2的光致发光及其与光催化活性的关系

采用sol-gel法制备了纯的和掺杂不同量Zn的TiO2纳米粒子,并利用XRD,XPS和PL光谱等对样品进行了表征,主要考察了焙烧温度和掺Zn量对TiO2纳米粒子PL性质以及光催化活性的影响,并探讨了PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Zn的掺杂没有引起新的光致发光现象,但适量Zn的掺杂能够增加TiO2纳米粒子PL光谱的强度.在光催化氧化苯酚过程中,经500℃处理的样品表现出较高的活性.不同掺Zn量的TiO2样品的活性顺序是3mol%＞1mol%＞0.5mol%＞Omol%＞5mol%,这与它们的PL光谱强度的顺序是一致的.即PL强度越高,光催化活性越高.     

纳米ZnO的可控合成及其光催化性能

发展了一种相分离的化学沉淀-溶剂热合成纳米ZnO的方法,以硝酸锌为原料,实现了纳米ZnO的可控合成,并通过XRD、SEM、PL光谱等方法对样品进行了表征.重点研究了氨水、聚乙二醇( PEG)的引入等对ZnO的生长及形貌的影响.结果表明:氨水的引入能够促进ZnO的产生,并且对其粒径尺寸和取向生长有一定的调控作用.PEG的...     

不同晶相组成TiO2纳米粒子的拉曼光谱表征及其光催化性能

通过溶胶-水热法制备了不同晶相组成的TiO2纳米粒子,并利用XRD,Raman光谱等方法对样品进行了表征,同时考察了晶相组成对TiO2光催化降解罗丹明B活性的影响.结果表明,热处理温度为400℃时,TiO2纳米粒子为锐钛矿相.从400℃到700℃是锐钛矿向金红石的相转变过程.当热处理温度升至700℃时,TiO2纳米粒子完全为金红石相.在光催化实验中,580℃热处理的TiO2纳米粒子表现出较高的光催化活性,且随着热处理温度的进一步升高,光催化活性下降,这能够从晶相组成上给出解释.     

TiO_2锐钛矿晶化度对其光生电荷性质及光催化活性的影响

采用溶胶-水热法合成掺杂La、Zn以及La和Zn共掺杂的纳米TiO2。重点调控纳米TiO2的热稳定性及改善锐钛矿相的晶化度,在维持与P25型TiO2具有相似晶相组成条件下,考察锐钛矿相晶化度对光生电荷分离及光催化活性的影响。结果表明,La或Zn离子的引入能抑制晶相转变过程,且前者的抑制作用明显大于后者,相转变温度从500℃升高至750℃。表面光电压谱证实,锐钛矿相的晶化度越高,光生电荷越易分离。虽然La或Zn的引入可以提高纳米TiO2单位面积上的光催化活性,但却不能超过P25的活性。此结果表明锐钛矿晶化度强烈影响光生电荷的性质和光催化活性。     

金属氧化物半导体对庚烷的气固复相光催化反应

制备 Ti O2 ,Fe2 O3 ,Zn O超细粉 ,采用 XRD对制得的超细粉进行结构、粒径表征 .考察不同粒径的超细粉和普通商品 (体相 ) Fe2 O3 ,Ti O2 ,Zn O对庚烷的光催化反应 .结果表明 ,光催化活性大小的顺序为 Ti O2 (锐态矿型 ) >Zn O>Fe2 O3 ,锐钛矿型 Ti O2 光催化活性较金红石型 Ti O2 好 ,对于同一结构的粒子来说 ,粒径越小 ,光催化活性越高     

Cu掺杂TiO2纳米粒子的溶胶-水热法制备及其SPV和PL研究

采用溶胶-水热法合成掺杂Cu的TiO2纳米粒子,利用XRD,SPS和PL等测试手段对样品进行了表征,重点研究了Cu掺杂对样品表面光电(SPV)和光致发光(PL)性质的影响,并探讨了Cu的作用机制.结果表明,Cu掺杂能够促进TiO2晶型转变,这可能与CuO微晶能够促进金红石成核有关;Cu掺杂使TiO2的SPS和PL信号强度均下降,这可能与Cu2+易于捕获光生电子生成具有全充满结构的Cu+有关.并且掺Cu量越大,SPS和PL信号均下降越显著,但当掺Cu量大于0.5%时,下降缓慢,说明Cu2+捕获光生电子效率接近极限.