可见光响应的铁掺杂TiO_2中空微球的制备及其光催化性能

以聚苯乙烯微球作为模板,水溶性过氧化钛配合物作为前驱体一步合成了掺铁TiO2中空微球,并利用XRD,SEM,TEM,XPS,UV-Vis等测试手段对样品进行了表征。结果表明,一步法制备的掺铁TiO2中空微球以锐钛矿相存在且具有良好的中空结构,掺杂少量铁到体系中,改变了其电子结构,使其吸收波长拓展到可见光区。光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,掺杂0.75%铁的TiO2中空微球表现出更好的光催化性能。对Fe3+影响光催化活性的机理进行了讨论。     

氟化改性TiO2空心微球的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源、氢氟酸为氟源、乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成了氟化改性的TiO2空心微球,并利用XRD、FESEM、FTIR、XPS等手段对氟化TiO2微球的晶体结构、形貌、分子基团以及元素形态等性质进行了表征,同时将TiO2微球应用于光催化降解甲基橙溶液。结果表明:氟化TiO2空心微球由奥斯瓦尔德熟化过程获得,其中TiO2以锐钛矿存在,氟以化学吸附态存在于TiO2的表面,形成≡Ti-F基团。相比纯TiO2,氟化TiO2空心微球光催化活性有很大提高,对初始浓度为20 mg·L-1的甲基橙溶液进行光催化降解30 min,其降解率达到98%。氟化改性TiO2空心微球光催化活性的提高是源于TiO2独特的空心微球结构以及TiO2表面≡Ti-F基团的存在。TiO2表面≡Ti-F基团有很强的吸电子能力,抑制了光生电子与空穴的复合,同时有利于羟基自由基的产生。     

三维有序介孔/大孔TiO2微球的制备、表征及光催化性能

以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,分别以钛酸四丁酯和四异丙醇钛为钛源,通过溶胶-凝胶法辅助模板法制得TiO2纳米微球前驱体,并用程序升温控制其焙烧温度,最终成功制得了具有三维有序介孔/大孔复合结构的TiO2微球.以罗丹明B(RhB)为模型污染物,探索了以不同钛源制备得到的介孔/大孔复合TiO2微球的光催化性能;并采用XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、比表面积测试、光催化性能测试等对样品的晶粒尺寸、物相、形貌、光吸收、比表面积及性能等进行了分析.结果表明,运用溶胶凝胶法辅助模板法能够合成结晶度高、形貌规整、比表面积大、光催化活性良好的锐钛矿相TiO2微球.     

以TiO2多孔微球为载体的CuO/TiO2催化剂的制备、表征及CO氧化催化性能

利用高分子反相悬浮聚合技术结合溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2晶粒组成的多孔微球. 以TiO2多孔微球为载体, 利用浸渍法制备了CuO/TiO2催化剂, 用示差扫描量热法、热重分析、X 射线衍射和X射线光电子能谱(XPS)对TiO2多孔微球和催化剂进行了表征, 并对其进行了CO催化氧化性能的评价. 结果表明, 于500 ℃焙烧的TiO2多孔微球基本为锐钛矿型结构, 其粒径为19.5 nm. XPS结果表明, 催化剂中载体和活性组分存在相互作用, Cu除了以Cu2+的形式存在外, 还以部分Cu+和Cu0的形式存在. CO催化氧化研究结果表明, 催化剂的催化活性与浸渍液的浓度和催化剂的焙烧温度有关. 用0.5 mol/L Cu(NO3)2·3H2O溶液浸渍得到的催化剂和于200 ℃焙烧得到的催化剂具有较好的催化活性.     

钇掺杂锆酸钡中空微球的发光性能

采用水热法合成了不同钇掺杂量的BaZrO3中空微球,并通过TEM,XRD和SEM等手段对样品进行了表征.结果表明,样品均为中空微球,钇掺杂进入BaZrO3晶格,产物均具有立方钙钛矿型结构.中空微球的粒径随钇掺杂量的增加由180 nm增大到300 nm.钇掺杂量小于3%时,可得到纯相.不同掺杂量的中空微球在410 nm光...     

卟啉敏化二氧化钛复合微球的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了5-(对-烯丙氧基)苯基-10,15,20-三对氯苯基卟啉(APTCPP)敏化的TiO2复合微球APTCPP-MPS-TiO2.运用紫外-可见光漫反射吸收光谱、热重分析、X射线衍射、光电子能谱和扫描电镜等手段对TiO2复合微球进行了表征.考察了复合微球在可见光照射下对α-松油烯的光催化氧化活性.结果表明,复合微球中TiO2主要以锐钛矿晶型存在,微球粒径约为0.7～1 μm.卟啉的加入有效提高了TiO2复合微球对α-松油烯的光催化活性,催化氧化产物主要是土荆芥油素.     

纳米晶粒TiO2多孔微球的合成与表征

 钛酸四丁酯经酸性水解得到TiO2溶胶，将溶胶与苯酚混合后加入到正庚烷分散介质中，再滴加甲醛水溶液，通过反相悬浮聚合和溶胶－凝胶过程制备了聚合物与TiO2的复合微球．对复合微球进行焙烧处理，使聚合物分解，从而得到由纳米TiO2晶粒组成的多孔微球．以示差扫描量热法、热重分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和氮吸附等方法对TiO2多孔微球的物理性质进行了表征．结果表明，所得TiO2多孔微球主要由锐钛型TiO2纳米晶粒组成，晶粒尺寸为20～30nm；TiO2多孔微球的直径为200～500μm，比表面积为87．40m2／g，平均孔径为8．65nm，孔径的分布具有单分散特征．     

多孔二氧化钛微球的制备、表征及其光催化性能

以Lutensol TO(异构十三醇聚氧乙烯醚)系列非离子表面活性剂为辅助剂,采用溶胶-凝胶法制备了比表面积高、孔径分布窄的锐钛矿型TiO2多孔微球,并用透射电镜、扫描电镜、热重-差热分析、X射线衍射和氮吸附进行了表征.以亚甲基蓝降解为模型反应评价了其光催化性能,并与商品化TiO2Degussa P25进行了比较.实验结果表明,样品在425℃焙烧后,形成具有孔状结构的锐钛矿型TiO2微球,粒径为0.7~1.0μm,比表面积为70.5 m2/g,总孔容为0.12 cm3/g,平均孔径为4.26nm,晶粒尺寸为12 nm.这种多孔TiO2微球具有较高的催化活性,与Degussa P25纳米TiO2的催化活性相当.     

Eu~(3+)离子掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化降解甲基兰溶液的研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同原子摩尔比的Eu3+离子掺杂纳米TiO2光催化剂,通过XRD,SEM和UV-V is等测试手段对纳米TiO2晶型、颗粒度大小、形貌以及光学性能进行了表征;并以甲基兰溶液为目标物,对所制备样品的光催化活性进行了研究。结果表明,稀土Eu3+离子的掺杂能有效抑制纳米TiO2的晶型的转变进而减小晶粒尺寸、提高分散度;稀土Eu3+离子的掺杂使TiO2光催化剂紫外-可见吸收有一定的蓝移,并在可见区有一定的吸收峰;稀土Eu3+离子的掺杂有效提高了TiO2光催化剂的活性,并在本实验条件下,当掺杂原子摩尔比为1%、退火温度500℃时,对甲基兰溶液的光催化活性最强。     

掺铁纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以TiC l4为原料,采用微波加热与常规加热2步合成法制备掺铁纳米TiO2。用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-V is)、光电子能谱(XPS)等测试技术对其进行了表征。结果表明,所制得的掺铁纳米TiO2是以锐钛矿为主相的混晶,平均粒径约为10 nm,适量Fe3+的掺杂能促进金红石相变,抑制锐钛矿晶粒的生长,使Ti2p电子结合能升高0.3 eV,并使TiO2吸光能力增强,带边吸收向可见光区移动。在UVA段(320~400 nm)光照下,通过对维生素VB12的光催化降解,发现掺入摩尔分数为0.5%的Fe3+的纳米TiO2能明显提高其光催化活性,使维生素B12的降解速率提高2.3倍。     

Dye-sensitized solid-state solar cells fabricated by screen-printed TiO_2 thin film with addition of polystyrene balls

The screen-printed nanoporous TiO2 thin film was employed to fabricate dye-sensitized solid-state solar cells using CuI as hole-transport materials. The solar cell based on nanoporous TiO2 thin film with large pores formed by the addition of polystyrene balls with diameter of 200 nm to the TiO2 paste exhibits photovoltaic performance enhancement, which is attributed to the good contact of CuI with surface of dye-sensitized thin film due to easy penetration of CuI in the film with large pores.     

丁二酸在Ti/TiO2膜电极上的电化学合成

在包含原料马来酸的硫酸溶液中, 通过原位阳极氧化法制备了Ti/TiO2膜电极, 然后采用极性转换技术在原溶液中电化学合成丁二酸. 采用XPS, XRD和SEM分析了膜电极上的元素组成、价态分布和氧化膜的晶相结构及表面形貌. 结果表明, 阳极氧化膜层内只含有Ti和O两种元素, 且Ti均为Ti4+; TiO2氧化膜是金红石相, 表观呈现带孔的条纹形貌. 通过循环伏安、恒电位阶跃和恒电流电解技术研究了Ti/TiO2原位氧化膜电极的电化学性质, 结果表明, 该膜电极对马来酸电还原合成丁二酸具有较好的电催化活性. 以钛基氧化钌电极(DSA)为阳极, Ti/TiO2原位氧化膜电极为阴极进行恒电流电解了实验. 结果表明, 丁二酸的还原产率为95.94%, 电流效率为95.57%, 产物纯度为99.28%, 熔点为185~187 ℃.     

钴离子（Co（2＋））掺杂TiO2纳米管阵列的光生阴极保护行为

应用电化学阳极氧化法在纯钛箔表面构筑TiO2纳米管阵列膜,借助离子交换法对纳米管阵列膜作钴离子（Co2＋）掺杂.扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）观察膜层的形貌和晶型,紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、光电化学分别测试Co2＋掺杂TiO2纳米管阵列在不同波长范围内的光电响应特性和光生阴极保护行为,考察C...     

硅球多层模板溶胶浸渍法制备有序多孔TiO2薄膜

采用垂直沉积法组装了平均球径为188 nm的三维有序二氧化硅微球阵列。以该阵列为模板，通过在TiO₂前驱体溶胶中多次浸渍热处理循环，随后采用超声辅助的NaOH溶液腐蚀去除硅球模板，制备了>20层厚的反转结构的二氧化钛多孔膜。该二氧化钛薄膜在550 ℃下热处理20 h其多孔结构保持不变，表明采用此方法制备的二氧化钛多孔膜具有较好的热稳定性。X射线衍射图表明550 ℃下热处理得到的是具有锐钛矿结构的二氧化钛多孔膜。透光光谱显示了光子带隙出现在～400 nm。通过SEM观察，二氧化钛多孔膜     

Unique Ordered TiO(2) Superstructures with Tunable Morphology and Crystalline Phase for Improved Lithium Storage Properties

Unique ordered TiO(2) superstructures with tunable morphology and crystalline phase were successfully prepared by the use of different counterions. Dumbbell-shaped rutile TiO(2) and nanorod-like rutile mesocrystals constructed from ultrathin nanowires, and quasi-octahedral anatase TiO(2) mesocrystals built from tiny nanoparticle subunits were achieved. Interestingly, the obtained anatase mesocrystals have a fine microporous structure and a large surface area. The influence of the counterions in the reaction system is discussed and possible mechanisms responsible for the formation of the unique ordered TiO(2) superstructures with different morphologies and crystalline phases are also proposed based on a series of experimental results. The obtained TiO(2) superstructures were used as anode materials in lithium ion batteries, and exhibited higher capacity and improved rate performance; this is attributed to the intrinsic characteristics of the mesoscopic TiO(2) superstructures, which have a single-crystal-like and porous nature.     

一步由微米铝球直接合成含笼状大孔的Al-SBA-15

以微米铝球为铝源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,聚醚三嵌段聚合物P123为模板剂,在酸性水溶液中,一步直接合成含有笼状大孔的介孔氧化硅(铝)分子筛Al-SBA-15.用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、27Al固体核磁(27AlMAS-NMR)、ICP发射光谱仪、X射线衍射(XRD),以及低温N2吸/脱附对样品进行了表征.结果表明,得到的材料是二维六方结构(空间群p6mm)的Al-SBA-15,经过550℃焙烧后,Al-SBA-15的比表面积大约为500m2/g,Si/Al比在40～80之间,四配位铝/六配位铝之比约为2,结构中存在约70～80nm的笼型大孔和约为5nm的介孔.     

INVERSE OPALINE STRUCTURE TITANIA PHOTONIC CRYSTALS BY FUNCTIONALLY MODIFIED COLLOIDAL CRYSTALS TEMPLATING

Ordered macroporous titania photonic crystals （PCs） and photonic balls were fabricated by functional modified polymer colloidal crystals. The TiO2 PCs and balls formed through this method exhibit no cracks and lacunae in large areas on their surface and their inner structures.     

Facile method for fabrication of nanocomposite films with an ordered porous surface

This paper presents a novel and facile method for the fabrication of nanocomposite films with ordered porous surface structures. In this approach, a water-borne poly(styrene-co-butyl acrylate-co-acrylic acid)/silica nanocomposite dispersion was synthesized in situ by surfactant-free emulsion polymerization by using 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonate as a polymerizable surfactant. When this dispersion was dried to form a film at a certain temperature, an ordered porous structure could be directly obtained on the surface of the nanocomposite film. SEM, TEM, and AFM were employed to observe the morphology, and XPS and particle analyzer were used to analyze the surface composition of the ordered porous nanocomposite film and the particle size, respectively.     

Three-dimensionally ordered macro-porous Pt/TiO2 catalyst used for water-gas shift reaction

Three-dimensionally ordered macro-porous (3DOM) Pt/TiO2 catalysts were prepared by template and impregna-tion methods, and the resultant samples were characterized by using TG-DTA, XRD, SEM, TEM, and TPR techniques. The catalytic performance for water-gas shift (WGS) reaction was tested, and the influences of some conditions, such as reduction temperature of catalysts, the amount of Pt loadings and space velocity on catalytic performance were investigated. It was shown that Pt particles were homogeneously dispersed on 3DOM TiO2. The reduction of TiO2 surface was important for the catalyticperformance. The activity test results showed that the 3DOM Pt/TiO2 catalysts exhibited very good catalytic performance for WGS reaction even at high space velocity, which was owing to the better mass transfer of 3DOM porous structure besides the high intrinsic activity of Pt/TiO2.