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相似文献
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1.
采用水热法和低温浸渍法制备了电子助剂还原石墨烯(rGO)和界面活性位点Ni(Ⅱ)共修饰的高效TiO2光催化剂(简称Ni(Ⅱ)/TiO2-rGO)。制氢性能测试结果表明:相比于TiO2和单独还原石墨烯复合的TiO2,经还原石墨烯与Ni(Ⅱ)协同修饰后的TiO2表现出更高的光催化制氢性能。其中,Ni(Ⅱ)/TiO2-rGO(0.1 mol·L-1)具有最高制氢性能,制氢速率达到77.0 μmol·h-1,分别是TiO2(16.4 μmol·h-1)和TiO2-rGO(28.0 μmol·h-1)的4.70倍和2.75倍。还原石墨烯助剂与Ni(Ⅱ)活性位点协同增强制氢性能的原理是:还原石墨烯作为电子助剂可以快速捕获和传输电子,Ni(Ⅱ)作为界面活性位点可以从溶液中捕获H+,提高界面反应速率,2种助剂协同作用加快了TiO2上的光生电子-空穴对的有效分离。  相似文献   

2.
采用溶胶-凝胶法制备出纯TiO2和不同浓度Sn4+离子掺杂的TiO2光催化剂(TiO2-Snx%, x%代表Sn4+离子掺杂的TiO2样品中Sn4+离子摩尔分数). 利用X 射线衍射(XRD)、X 射线光电子能谱(XPS)和表面光电压谱(SPS)确定了TiO2-Snx%催化剂的晶相结构和能带结构, 结果表明: 当Sn4+离子浓度较低时, Sn4+离子进入TiO2晶格, 取代并占据Ti4+离子的位置, 形成取代式掺杂结构(Ti1-xSnxO2), 其掺杂能级在导带下0.38 eV处; 当Sn4+离子浓度较高时, 掺入的Sn4+离子在TiO2表面生成金红石SnO2, 形成TiO2和SnO2复合结构(TiO2/SnO2), SnO2的导带位于TiO2导带下0.33 eV处. 利用瞬态光电压谱和荧光光谱研究了TiO2-Snx%催化剂光生载流子的分离和复合的动力学过程, 结果表明, Sn4+离子掺杂能级和表面SnO2能带存在促进光生载流子的分离, 有效地抑制了光生电子与空穴的复合; 然而, Sn4+离子掺杂能级能更有效地增加光生电子的分离寿命, 提高了光生载流子的分离效率, 从而揭示了TiO2-Snx%催化剂的光催化机理.  相似文献   

3.
TiO2/Gd2O3纳米粉体的制备、表征及光催化活性   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和Gd3+(0.5wt%)掺杂的TiO2纳米粉体,采用XRD、BET、XPS、紫外-可见漫反射谱(DRS)和表面光电压谱(SPS)等技术进行了表征;以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性;探讨了Gd3+掺杂对TiO2纳米粉体的光催化活性的影响机制。结果表明,TiO2/Gd2O3纳米粒子对MB溶液的光催化活性提高到纯TiO2的1.5倍。掺杂Gd3+可以强烈抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;阻碍TiO2晶粒的生长;提高高温组织稳定性,改善粉体的表面织构特性;形成光生电子的浅势捕获陷阱,抑制e-/h+复合,这些因素共同作用最终导致TiO2/Gd2O3纳米粉体的光催化活性明显提高。XPS分析结果证实,掺杂Gd3+导致粉体的表面羟基含量降低。由于产生了量子尺寸效应,复合粉体的紫外吸收带边蓝移,光的吸收能力略有降低。  相似文献   

4.
有机改性TiO2光催化剂的制备及可见光催化性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
姜东  徐耀  侯博  吴东  孙予罕 《化学学报》2007,65(14):1289-1293
以染料黄叱精(Chrysoidine G)和TiO2 (Degussa P25)为原料, 利用甲苯二异氰酸酯为桥连体, 成功合成了一种有机改性的TiO2光催化剂. 采用XRD, TEM, FT-IR, UV-Vis对所得催化剂进行了表征, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察其可见光催化性能. 结果表明: 甲苯二异氰酸酯在黄叱精和TiO2之间形成了稳定的化学键, 从而实现了对TiO2的表面有机改性; 改性后的TiO2在可见光区(400~550 nm)有明显的吸收; 与未改性TiO2相比, 有机改性的TiO2催化剂在可见光照射下表现出了很好的光催化性能.  相似文献   

5.
以纳米TiO2作光催化剂,制备出环境友好的可光催化降解的纳米复合塑料是解决“白色污染”行之有效的方法之一。本文综述了近年来纳米TiO2固相光催化降解固体废弃塑料的研究进展,探讨了TiO2-聚合物复合膜的固相光催化反应机理及光催化降解情况,从对纳米TiO2表面改性以改善其在聚合物中的分散性,对纳米TiO2进行修饰处理以提高其对可见光的吸收,从而提高其光催化效率等方面探讨了可光降解塑料研究存在的问题及应用前景。  相似文献   

6.
纳米TiO2有机表面改性的研究   总被引:26,自引:0,他引:26  
利用硅烷偶联剂(KH-550)对表面包覆氧化硅的金红石相纳米TiO2进行了有机表面改性。采用红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、热分析(TG-DTA)、BET、透射电镜(TEM)、润湿性和分散性实验等对表面改性前后的纳米TiO2进行了表征。红外光谱和X射线光电子能谱表明,KH-550以化学键合的方式结合在纳米TiO2的表面,并形成了有机包覆层。经测量,纳米TiO2表面的KH-550的质量分数约为2.0%。讨论了产生KH-550理论包覆量与实际包覆量差异的原因。TEM、TG和BET得出的结果显示,在纳米TiO2有机表面改性过程中存在明显的团聚现象,改进分散纳米TiO2的方法是提高有机改性效果的关键。润湿性实验和分散性实验表明,经KH-550表面改性的纳米TiO2同时具有亲水性和亲油性。  相似文献   

7.
 以二钛酸钾 (K2Ti2O5) 为前驱体, 通过离子交换和 800oC 焙烧制备了 TiO2晶须 (TiO2(800oC)), 并采用乙二醇胶体法, 在 TiO2(800oC) 样品上负载 1% Pt 纳米颗粒制成了 Pt/TiO2(800oC 催化剂. 采用 X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X 荧光光谱和低温 N2 吸附-脱附等技术对催化剂进行了表征, 并考察了该催化剂光催化降解苯酚活性及稳定性. 结果表明, TiO2(800oC)样品为结晶度较高的纯锐钛矿 TiO2, 载 Pt 后催化活性提高到原来的 2.3 倍, 具有很高的单位比表面积活性. 催化剂经 10 次重复使用后, Pt 流失量仅为 6%, 活性为新鲜催化剂的 91%. 而低结晶度的纯锐钛矿或混晶的 TiO2 负载 Pt 催化剂的活性和稳定性均不及 Pt/TiO2(800oC).  相似文献   

8.
基于微波水热法和微乳液法合成SnO2/TiO2纳米管复合光催化剂. 通过X射线衍射(XRD)、配有能量色散X射线光谱仪(EDX)的透射电镜(TEM)和电化学手段对光催化剂进行表征. 以甲苯为模型污染物,考察光催化剂在紫外光(UV)和真空远紫外光(VUV)下的性能及失活再生. 结果表明,SnO2/TiO2纳米管复合光催化剂形成三元异质结(锐钛矿相TiO2(A-TiO2)/金红石相TiO2(R-TiO2)、A-TiO2/SnO2和R-TiO2/SnO2异质结),促使光生电子-空穴对的有效分离,提高光催化活性. SnO2/TiO2表现出最佳的光催化性能,UV和VUV条件下的甲苯降解率均达100%,CO2生成速率(k2)均为P25的3倍左右. 但由于UV光照矿化能力不足,中间产物易在催化剂表面累积. 随着UV光照时间的增加,SnO2/TiO2逐渐失活,20 h 后k2由138.5 mg·m-3·h-1下降到76.1 mg·m-3·h-1. 利用VUV再生失活的SnO2/TiO2,过程中产生的·OH、O2、O(1D)、O(3P)、O3等活性物质可氧化吸附于催化剂活性位的难降解中间产物,使催化剂得以再生,12 h后k2恢复到143.6 mg·m-3·h-1. UV和VUV的协同效应使UV降解耦合VUV再生成为一种可持续的光催化降解污染物模式.  相似文献   

9.
采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2和TiO2-xBx催化剂. 光催化实验证明, TiO2-xBx催化剂的紫外、可见光催化活性均高于TiO2. XRD, XPS和Raman结果表明, B离子是以取代式掺杂占据了TiO2的O2-的晶格位置. UV-Vis和PL谱的结果表明, B离子的2p轨道与O的2p轨道形成混合价带, 产生可见光响应, B离子的掺入有效地阻止了光生载流子的复合, 促进了其分离, 是TiO2-xBx催化剂紫外、可见光催化活性提高的主要原因.  相似文献   

10.
卤素离子对TiO2薄膜光致亲水性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
将卤化钾盐KX(X=I、Br、Cl、F)分别引入至TiO2溶胶中, 利用提拉法在载玻片上制得含有卤素离子的TiO2-X薄膜样片, 通过测试样片紫外光照下水滴接触角的变化, 考察了不同浓度的KI以及不同卤素离子对TiO2薄膜光致亲水性能的影响, 并通过测试光照后的亲水薄膜样片暗处放置不同时间后接触角的变化, 比较了含TiO2-I和TiO2-F薄膜样片亲水性能的持久性. 结果表明, 适量的KI有助于提高TiO2薄膜的光致亲水性, 当TiO2溶胶中KI浓度为1.0×10-5 mol•L-1时, 其所制得TiO2薄膜的光致亲水性最好, 继续增大KI浓度时, 薄膜的光致亲水性逐步下降, 当KI浓度达1.0×10-2 mol•L-1时, 其光致亲水性较纯TiO2薄膜差;同时, 适量的KBr、KCl加入也有助于提高TiO2薄膜的光致亲水性, 且随KI>KBr>KCl的顺序逐渐减弱, 但KF的加入降低了薄膜的光致亲水性;另外, 卤素离子的加入还有助于提高TiO2薄膜亲水性能的持久性, 且KF>KI. 分析认为, 卤素离子对TiO2薄膜光致亲水性的影响与其给电子或捕获光致电子作用有关, 并提出了其作用模型, 而卤素离子与亲水基团(羟基)的氢键作用是使KX-TiO2薄膜能够延长亲水性时间的原因.  相似文献   

11.
非共价修饰碳纳米管/二氧化钛复合材料的合成及性能   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用溶胶-凝胶法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)非共价修饰的碳纳米管表面均匀沉积二氧化钛粒子制得纳米复合材料。用TEM、XRD、FTIR、N2吸脱附等对复合材料进行了表征。结果表明:纳米二氧化钛纳米粒子均匀沉积在被修饰碳纳米管表面,且二氧化钛为纯锐钛矿晶体结构,没有金红石和板钛矿相。非共价修饰碳纳米管/二氧化钛复合材料具有良好的介孔结构,其孔径分布主要集中在6~10 nm,且比表面积与纯的二氧化钛相比明显增大,在紫外光照射下降解亚甲基蓝,相比纯的二氧化钛和碳纳米管/二氧化钛,具有较高的催化活性。  相似文献   

12.
利用微波辅助溶剂热法合成了In-Si 共改性的TiO2 光催化剂. 粉末X 射线衍射(XRD)、激光拉曼(Raman)光谱、N2吸脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等实验表明,尽管掺杂和改性后TiO2结晶度略有降低,但不影响光催化剂锐钛相的形成. Si 掺杂入TiO2晶格使颗粒变小,比表面积变大. In 不能进入TiO2晶格,在TiO2表面形成了In2O3. 罗丹明B(RhB)降解实验显示,In-Si 共改性TiO2表现出很高的紫外和可见光催化活性,Si:In:Ti 的摩尔比为0.03:0.02:1 的样品(IST-2)光催化活性最高,紫外光下3 min 即可将RhB降解完全,可见光下120 min RhB降解率为97%,这是由材料的高表面积,In2O3-TiO2复合半导体之间高效电荷转移及染料敏化等共同作用所致. 对于苯酚,光催化降解则相对缓慢,700 min内尚不能降解完全.  相似文献   

13.
采用改进的sol-gel法和浸渍法制备了TiO2掺杂稀土离子La3+、Y3+、Gd3+、Er3+、Nd3+、Pr3+的RE/TiO2光催化剂,运用FTIR、XRD、TEM、低温氮吸附/脱附、TG/DTA、UV-Vis DRS、表面光电压谱(SPS)等进行表征,以气相光催化降解乙烯、溴代甲烷作为探针反应,阐明了RE/TiO2光催化剂的谱学特性与气相光催化性能的关系。结果显示,稀土离子掺杂后,TiO2的锐钛矿含量增加,比表面积增大,粒径变小,吸收边发生蓝移,表面光电压的响应阈值增大,此外,Pr3+除外的其它稀土离子掺杂的TiO2的表面光电压信号增强;光催化降解实验表明,与纯TiO2相比,La3+、Y3+、Gd3+、Er3+、Nd3+掺杂TiO2样品上乙烯、溴代甲烷的光催化活性均有不同程度的增强,而且表现出较强的矿化能力。但是,掺杂Pr3+的TiO2的光催化性能降低恰好对应较弱的表面光电压信号。所以,本文认为提高光生电子-空穴对的分离效率是改善光催化性能的关键因素。  相似文献   

14.
YFeO3 was prepared by coprecipitation method and citric acid method, and TiO2/YFeO3 heterosystem photocatalysts were synthesized by loading TiO2 sol on the surface of YFeO3via sol-gel method. Their photocatalytic activities were evaluated by the decomposition of gaseous benzene under UV light illumination. The prepared photocatalysts were characterized by nitrogen adsorption-desorption, X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy. Results revealed that the heterosystem photocatalysts prepared by coprecipitation method showed higher activity, and the maximum conversion of benzene could reach 44.7% within 180 min. The YFeO3 samples prepared from coprecipitation method and citric acid method were absolutely in orthorhombic phase. The deposited titania was dispersed on the surface of carrier and a certain interaction existed between TiO2 and YFeO3. The two heterosystems photocatalysts had narrow band-gap energies.  相似文献   

15.
采用自组装生长聚苯乙烯胶体模板和溶胶-凝胶法,制备出三维(3D)有序结构In掺杂TiO2(IO-TiO2-In)薄膜可见光催化剂.光催化实验证明,IO-TiO2-In薄膜降解甲醛的可见光活性是TiO2和三维有序结构TiO2(IOTiO2)薄膜的5倍.利用X射线电子衍射(XRD)谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射吸收光谱确定了催化剂的晶相结构、表面微结构和能带结构.结果表明,IO-TiO2-In薄膜具有锐钛矿型三维有序结构,与TiO2相比,增加了比表面积,提高光的利用率;掺入的In离子在薄膜表面形成In2O3和O-In-Clx(x=1,2)物种,既增强可见光的吸收,又有效地促进了光生载流子的分离,提高了光生载流子在固/气界面参加光催化反应的利用率,使催化剂的可见光催化活性显著提高.  相似文献   

16.
The carbon nanotubes/TiO2 (CNTs/TiO2) composite photocatalysts composed of TiO2 nanoparticles and multiwalled carbon nanotubes (CNTs) were prepared by a facile hydrothermal method. The photocatalysts were characterized by a range of analytical techniques including X-ray powder diffraction, field emission scanning electron microscope, thermal gravimetric analysis and UV–Vis optical absorption spectra, etc. The amount of TiO2 nanoparticles growing on CNTs could be tuned by adjusting the dosage of precursor in the reaction solution. Both the adsorptivity and photocatalytic activities of pure CNTs, pure TiO2, and the CNTs/TiO2 nanocomposites were tested by the removal of methylene blue from water in dark and under a simulated sunlight, respectively. By comparison, the improved photocatalytic activity of the CNTs/TiO2 nanocomposite is mainly due to that the CNTs can disperse the active component of TiO2 nanoparticles, provide a larger the specific surface area, as well as act as an electron sink to accelerate the separation of the photogenerated charges.  相似文献   

17.
B离子掺杂TiO2催化剂(TiO2-xBx)光催化活性的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2和TiO2-xBx催化剂. 光催化实验证明, TiO2-xBx催化剂的紫外、可见光催化活性均高于TiO2. XRD, XPS和Raman结果表明, B离子是以取代式掺杂占据了TiO2的O2-的晶格位置. UV-Vis和PL谱的结果表明, B离子的2p轨道与O的2p轨道形成混合价带, 产生可见光响应, B离子的掺入有效地阻止了光生载流子的复合, 促进了其分离, 是TiO2-xBx催化剂紫外、可见光催化活性提高的主要原因.  相似文献   

18.
Semiconductor photocatalysis is a process that harnesses light energy in chemical conversions. In particular, its applications to environmental remediation have been intensively investigated. The characteristics of TiO2, the most popular photocatalyst, is briefly described and selected studies on the degradation/conversion of various recalcitrant pollutants using pure and modified TiO2 photocatalysts, which were carried out in this group, are reviewed. Photocatalytic reactions are multi-phasic and take place at interfaces of not only water/TiO2 and air/TiO2 but also solid/TiO2. Examples of photocatalytic reactions of various organic and inorganic substrates that are converted through the photocatalytic oxidation or reduction are introduced. TiO2 has been modified in various ways to improve its photocatalytic activity. Surface modifications of TiO2 that include surface platinization, surface fluorination, and surface charge alteration are discussed and their applications to pollutants degradation are also described in detail.  相似文献   

19.
A set of anatase titanium dioxide (TiO2) films coated on foam nickel that modified by Al2O3 films as transition layer (indicated as TiO2/Al2O3 films) were synthesized via sol-gel route. The bulk and surface properties of the TiO2/Al2O3 films were characterized by thermal gravimetric and differential scanning calorimetry (TG-DSC), X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscope (FE-SEM), and BET. The photocatalytic activities of TiO2/Al2O3 films were investigated based on the degradation of gaseous acetaldehyde under ultraviolet (UV) irradiation. The foam nickel is a promising substrate material in practical applications because of its excellent hydrodynamic properties for gas passing. The TiO2/Al2O3 composite films showed much higher photocatalytic activity and stability for degradation of gaseous acetaldehyde than the onefold TiO2 films. The significant enhancement in photocatalytic activity and stability can be ascribed to the coating of Al2O3 transition layer, which concentrates the target substances around TiO2 particles and increases the specific surface area (SSA) of the substrate (the SSAs of bare foam nickel and Al2O3 modified foam nickel are 0.12 and 113.7 m2/g, respectively) to provide more sites for TiO2 loading.  相似文献   

20.
TiO2 photocatalysts were prepared by a multi-gelation method and the effect of the changes in the pH during the pH swing times, i.e., by a controlled pH swing, on the morphology of the TiO2 particles was investigated. The photocatalytic properties of the TiO2 catalysts prepared by controlled pH swing were compared with TiO2 particles prepared without adjusting the pH during the swing times. The photocatalytic degradation reaction of these TiO2 catalysts was investigated by comparing their effectiveness in 2-propanol oxidation. The experimental results showed that the TiO2 photocatalysts prepared without adjusting the pH performed better in controlling the important parameters of the catalysts such as particle size, surface area, anatase/rutile phase ratio and pore size, as well as pore volume than the TiO2 photocatalysts prepared by a controlled pH swing method. Deceased.  相似文献   

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