TiO_2光电化学电池催化氧化甲基红

以钛基TiO2薄膜为光阳极,研究了光电化学电池中阳极光催化降解偶氮染料甲基红的动力学.结果表明,短接光电化学电池分隔了光催化过程的阴、阳极反应,有利于抑制光生载流子的复合,提高光催化氧化速率.相同实验条件下短路光电流越大,则甲基红降解速率越高.在基底和TiO2薄膜之间夹层SnO2得到组装电极Ti/SnO2/TiO2,进一步提高了光生载流子的分离效率;同时采用电化学阻抗谱(EIS)评价了电极的光催化性能.     

卟啉衍生物敏化纳米TiO2多孔膜电极的光电性质研究

采用中位-四[邻-(3-磺酸基丙氨基)苯基]卟啉(TArP1)和中位-四[对-(3-磺酸基丙氨基)苯基]卟啉(TArP2)分别对纳米TiO2多孔膜电极进行敏化。对两种敏化电极进行了UV-V is光谱测试,结果表明,TiO2与TArP2的作用比与TArP1的作用强。在相同浸泡条件下,TiO2电极吸附TArP2的量大于吸附TArP1的量。将两种敏化电极分别组装成光电化学电池,从光电化学电池的I-V曲线计算TArP2敏化的光电化学电池的总光电转换效率(η)为0.15%,而TArP1敏化的光电化学电池的η为0.09%。     

TiO_2/SnO_2复合光催化剂的耦合效应

采用改进的 sol-gel技术制备 TiO_2/SnO_2耦合型半导体光催化剂 ,利用 XRD、气相色谱仪、粒度仪和表面光电压装置等研究了耦合型半导体光催化机理和光催化效率的影响因素 ,并通过降解甲醛探讨其在空气污染治理中的作用 .实验结果表明 ,添加 20％ (mol) SnO_2的复合半导体光催化剂 ,其光催化效率比纯 TiO_2高一倍以上 .据实验结果和粒子紧密堆积原理 ,提出强耦合效应和弱耦合效应的光催化反应模型 ,并用此模型较好地解释了 TiO_2/SnO_2复合型半导体光催化剂的光催化效率随 SnO_2含量变化规律 .     

脉冲激光沉积纳米TiO2薄膜电极的现场光电化学

在O3 /O2 气氛中采用 35 5nm激光烧蚀金属钛靶的反应性沉积薄膜方法 ,成功地在镀ITO膜的玻璃基片上制备了纳米锐钛矿相TiO2 薄膜电极 .用循环伏安法研究了在Li/TiO2 电池中TiO2 薄膜电极的电化学嵌入Li离子的行为 .由现场快速紫外可见吸收光谱实时监测TiO2 薄膜电极的显色特性 ,在波长 42 0和 6 5 0nm附近出现 2个明显的吸收峰 ,并发现TiO2 薄膜电极的吸收谱的涨落过程与Li离子的嵌入和脱嵌过程具有相关性与可逆性 ,表明该纳米TiO2 薄膜电极具有高质量的光电化学性能 .     

菁类染料敏化的固态纳米TiO2光电化学电池

染料敏化TiO2光电化学电池具有较高的能量转换效率,价格仅为传统单晶硅太阳能电池的1／10,成为半导体光电化学领域的研究热点^[1-4]。但该类电池内的电解液可流动,造成电池密封困难,限制其实用化。针对这一问题,采用无机p-型半导体材料^[5,6]和高分子导体等电解液替代物组装固态光电化学电池成为该领域的新的研究方向^[7-9]。我们^[10]用凝胶网络高分子电解质组装成固态电池,取得了令人满意的结果。电池中原使用的敏化剂是顺二硫氰根－双（2,2′－联吡啶－4,4′－二羧酸）合钌（Ⅱ）(cis-bis)(thiocyanato)bis(2,2′-bipyridyl-4,4′-dicarboxylate)ruthenium(Ⅱ）,其价格昂贵,合成路线复杂。本文用自合成的、价格低廉的纯有机不对称菁类染料（Cyanine dye,以下简称为CD）敏化TiO2电极和基于聚氧乙烯（PEO）的凝胶网络高分子电解质组装成固态电池,并研究了所得固态电池的光电转换性能。     

不同取代基卟啉衍生物敏化纳米TiO2多孔膜电极的光电性质研究

采用含有不同取代基的卟啉衍生物四羟基苯基卟啉(THPP)和四羧基苯基卟啉(TCPP)分别对纳米TiO2多孔膜电极进行敏化.对两种敏化电极进行了UV-Vis光谱、FTIR光谱和X射线光电子能谱(XPS)测试.结果表明,TiO2与TCPP的作用比与THPP的作用强.在相同浸泡条件下,TiO2电极吸附TCPP的量大于吸附THPP的量.将两种敏化电极分别组装成光电化学电池,从正背两个方向照射光电池,研究它们在不同照射方向下的光电流响应.从光电化学电池的I-V曲线计算TCPP敏化的光电化学池的总光电转换效率(η)为0.13%,而THPP敏化的光电化学电池的η为0.06%.     

TiO_2纳米管双室光电化学池光催化制氢的研究

以阳极氧化法在纯钛表面制备了高度有序的Ti O2纳米管阵列,并通过SEM观察其表面形貌。采用双室光电化学池制氢体系,利用太阳光照Ti O2产生的光电压与双室电解液p H差产生的化学偏压的协同效应,不施加外加电压,可直接在阴极室还原制取氢气。通过在碱性电解液中添加乙二醇为电子给体,将光解水制氢与有机物的降解耦合为一体,提高太阳能的利用率,同时考察了阳极室电解液中添加不同含量乙二醇对Ti O2纳米管光阳级的光电化学性能及产氢量的影响。实验结果表明,乙二醇的添加降低了光生电子-空穴对的复合几率,使Ti O2纳米管的光电流、光电压、产氢量得到显著提高。当添加乙二醇的浓度为10vol%时光电流达到13.7 m A·cm-2,无外加电压条件下,双室光电化学池中的产氢速率最高达到3.8μmol·min-1·cm-2。     

强度调制光电流谱研究TiO2悬浮体系光催化机理

用强度调制光电流谱在光电化学电池中研究TiO2粒子悬浮液体系中的光催化反应机理,将强度按正弦变化的调制光照射TiO2粒子悬浮液,产生随频率变化的光电流响应,收集在Pt电极上,得到了光电流响应复数平面图,其上半圆和下半圆分别代表光生空穴和光生电子的阴极还原和阳极氧化反应过程.根据阴极和阳极光电流的幅度及上下半圆的特征频率分析讨论了光催化反应的机理及外加电压和H2O2添加物的影响.     

TiO2光电化学电池催化氧化甲基红

以钛基TiO₂薄膜为光阳极，研究了光电化学电池中阳极光催化降解偶氮染料甲基红的动力学. 结果表明，短接光电化学电池分隔了光催化过程的阴、阳极反应，有利于抑制光生载流子的复合，提高光催化氧化速率. 相同实验条件下短路光电流越大，则甲基红降解速率越高. 在基底和TiO₂薄膜之间夹层SnO₂得到组装电极Ti/SnO₂/TiO₂，进一步提高了光生载流子的分离效率；同时采用电化学阻抗谱（EIS）评价了电极的光催化性能.     

铂微粒修饰碳纳米管-纳米TiO2/聚苯胺复合膜电极的制备及其电化学性能

采用循环伏安法,在200 mmol.L-1苯胺与500 mmol.L-1H2SO4的混合溶液中,在-0.1 V~0.9 V扫描(50 mV.s-1),实现了苯胺在碳纳米管-纳米TiO2膜电极上的电化学聚合,得到翠绿色的聚苯胺膜(PANI),并用交流阻抗谱对PANI的电化学性质进行了表征。在PANI电极上修饰铂,制得铂微粒修饰PANI电极(PANI-Pt)。研究发现PANI-Pt对抗坏血酸的氧化有很高的催化活性。     

纳米尺度TiO2／聚吡咯多孔膜电极光电化学研究

用光电流作用谱，光电流－电势图和ＵＶ－Ｖｉｓ光说研究了ＴｉＯ２／聚吡咯多孔膜电极在不含氧化还原对和含不同氧化还原体系电解质溶液中的光电转换过程。ＴｉＯ２／聚吡咯多孔膜电极双层ｎ型半导体结构，内层ＴｉＯ２多孔膜的禁带宽度为３．２６ｅＶ，外层聚吡咯膜的禁带宽度为２．２ｅＶ。     

纳米负载型V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂碱中毒及再生研究

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂。采用浸渍法模拟碱金属中毒,研究了中毒及再生对催化剂脱硝活性的影响,运用XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS技术表征分析了碱金属对催化剂的失活作用。实验表明,碱金属能使催化剂活性降低,钾的毒性大于钠。FT-IR结果显示,催化剂以Lewis酸作为活性酸位。H2-TPR、XPS结果表明,钾的加入降低了催化剂的氧化能力,主要影响了催化剂表面的吸附氧。采用单纯的水洗方法并不能提高催化剂活性,而酸洗再生后催化剂在较高反应温度下活性得到较好的恢复。     

甲烷在Ni/TiO_2催化剂表面的活化

考察了Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂甲烷部分氧化和二氧化碳重整制合成气的反应活性,实验表明,以ＴｉＯ２为载体的镍系催化剂对于甲烷部分氧化制合成气反应具有较好的活性,尤其对Ｈ２的选择性较高,对二氧化碳重整制合成气反应具有较好的低温反应活性．采用脉冲－质谱在线分析等技术,在无气相氧条件下向Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂脉冲ＣＨ４,发现甲烷在催化剂表面的活化（转化）及其氧化产物的选择性与金属催化剂表面氧的浓度密切相关．ＣＨ４与Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂作用过程中存在明显的氢溢流和氧溢流现象,可能是这种溢流效应使得Ｎ／ＴｉＯ２催化剂具有良好的反应活性和抗积碳性能．     

基于TiO2/SiO2溶胶的新型PET缩聚催化剂的合成

合成了一种基于TiO₂/SiO₂溶胶的高活性PET缩聚催化剂, 用电子探针显微镜(EPMA)和热重分析(TGA)表征了催化剂的组分, 结果与理论值符合. X射线光电子能谱(XPS)结果证实, 催化剂中加入的己内酰胺与Ti存在配位作用, 极大地提高了催化剂的活性. 所制备的催化剂催化聚合得到的PET性能远优于用传统锑系催化剂制备的PET材料.     

固相法制备PTh/TiO_2复合纳米粉可见光催化剂

利用Sol-gel法制备了TiO_2纳米颗粒,然后以无水三氯化铁为氧化剂,室温固相氧化聚合噻吩,得到聚噻吩(Polythiophene,PTh)敏化纳米TiO_2形成的PTh/TiO_2复合纳米粉.以XRD、TEM、DRS等方法对其相组成、形貌及其光谱特性进行了研究.结果表明,所得纳米TiO_2为纯锐钛矿晶型,平均颗粒尺寸为18 nm;PTh/TiO_2复合物具有20× 80 nm的棒状形貌;DRS中吸收限在605nm处.以甲基橙作为模型试验了产品的光催化性能,结果表明,在太阳光照射下,120 min时PTh/TiO_2对甲基橙降解率达85.6%,光催化性能优于纯TiO_2、PTh及商品Degussa P25 TiO_2光催化剂.探讨了PTh促进TiO_2光催化性能的机理.     

CoMo／Al_2O_3和CoMo／TiO_2－Al_2O_3加氢脱硫催化剂的研

研究了ＣｏＭｏ／Ａｌ２Ｏ３和ＣｏＭｏ／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３催化剂的加氢脱硫性能，并用ＬＲＳ，ＸＲＤ和ＴＰＳ等方法表征其表面相结构和硫化行为．结果表明，以ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３为担体的Ｍｏ和ＣｏＭｏ催化剂的活性均比相应的Ａｌ２Ｏ３为担体的高；少量Ｃｏ，Ｎｉ助剂的引入可显著提高ＭｏＯ３在担体上的分散度和改进催化剂的活性；Ｃｏ助剂还有降低Ｍｏ物种硫化温度的作用．     

MoO3/TiO2-Al2O3催化剂表面结构的LRS研究

负载型Mo和Co-Mo催化剂由于工业上的广泛应用,多年来一直是催化工作者的重要研究课题.工业上应用的Mo和Co-Mo催化剂多以活性Al_2O_3和SiO_2-Al_2O_3为载体,近年来也有用TiO_2,ZrO_2和活性碳作为催化剂载体的研究报导.有关催化剂活性组分与载体之间相互作用对催化剂表面相结构和催化性能的影响方面研究已引起人们的重视。我们多年来在金属-载体相互作用研究基础上,以石油加氢精制催化剂为应用背景,开     

TiO2纳米晶多孔膜的电荷传输特性

用光电流作用谱、瞬态光电流、循环伏安及线性电位扫描法研究了TiO2纳米晶／纳米多孔膜电荷传输特性．结果表明TiO2纳米多孔膜的电荷传输与块体半导体不同．TiO2纳米晶电极的能带不弯曲，电子在导带中可向两个方向流动，电子既可以流向电极内部经由外电路输出．也可以流向电解质溶液被溶液中的受主捕获．在TiO2纳米多孔膜电极中，不仅在负电位区能带边随电位变化，而且在正电位区能带边随电位变化而移动，即带边不钉扎。加入合适的施主可提高光电转换效率．加入受主则在电极溶液界面引起电子的严重损失，降低光电转换效率．     

TiO_2/SiO_2纳米薄膜的光催化活性和亲水性

通过 sol-gel工艺在钠钙玻璃表面制备了均匀透明的 TiO2/SiO2复合纳米薄膜 .实验结果表明 : 当 SiO2添加量较高时 , TiO2/SiO2复合纳米薄膜的光催化活性明显降低 ;当 SiO2添加量较低时 ,TiO2/SiO2复合薄膜的光催化活性无明显变化 .在 TiO2薄膜中添加 SiO2,可以抑制薄膜中 TiO2晶粒的长大 ,同时薄膜表面的羟基含量增加 , 水在复合薄膜表面的润湿角下降 , 亲水能力增强 .当 SiO2含量为 10％－ 20％（摩尔分数）时获得了润湿角为 0°的超亲水性薄膜 .     

燃烧剂和前驱体对TiO_2光催化性能的影响

溶胶-凝胶自蔓燃合成也称低温燃烧合成是二十世纪九十年代发展起来的合成工艺.这种依靠反应自身放热使化学反应继续进行并合成出所需材料的技术有以下优点:它点火温度低(300-500℃),点燃后利用原料自身的燃烧放热即可达到化合反应所需的高温;产生气体使形成的粉末不易团聚生长,能够合成均匀、比表面积高的粉体.