等离子体修饰TiO2及其响应光谱红移

TiO2在光催化方面应用前景十分广阔,而阻碍其应用的是它的宽禁带,因此研究开发响应光谱红移的TiO2就成为当前光催化剂研究的重要课题.等离子体处理是修饰TiO2的一种有效方法,目前等离子体修饰TiO2及其响应光谱红移的研究取得了一定进展,等离子体修饰的TiO2表面生成了氧空穴,并形成了原子掺杂,减小了禁带宽度,使其响应光谱红移.本文综述了目前该领域的研究现状,并对今后的研究做了展望.     

等离子体修饰TiO_2及其响应光谱红移

TiO2在光催化方面应用前景十分广阔,而阻碍其应用的是它的宽禁带,因此研究开发响应光谱红移的TiO2就成为当前光催化剂研究的重要课题。等离子体处理是修饰TiO2的一种有效方法,目前等离子体修饰TiO2及其响应光谱红移的研究取得了一定进展,等离子体修饰的TiO2表面生成了氧空穴,并形成了原子掺杂,减小了禁带宽度,使其响应光谱红移。本文综述了目前该领域的研究现状,并对今后的研究做了展望。     

等离子体改性聚氯乙烯的TiO2光催化降解研究

聚氯乙烯(PVC)是一种通用型塑料,无论采用挤出、注射或浸渍等方法均有优异的成型性能,至今仍是大量使用的弹性体.……     

PyDDP修饰的金纳米颗粒的制备及其吸收红移机制

用柠檬酸三钠还原四氯化金制备了金纳米颗粒,并用双十八烷氧基二硫代磷酸吡啶盐（PyDDP）对其进行修饰. 红外吸收光谱表明PyDDP与金颗粒表面以共价键方式结合；透射电子显微镜（TEM）的结果表明, 所得到的PyDDP修饰的纳米金颗粒尺寸与修饰前基本相同; PyDDP修饰的金纳米粒子表面等离子吸收发生了较大幅度的红移.利用偶极子模型结合配位理论解释了PyDDP修饰的金纳米颗粒发生红移的机制.     

TiO2-yNx纳米光催化剂的制备及其可见光响应机理

利用溶胶-凝胶技术,以尿素为氮源,采用原位掺杂方式制备了TiO2-yNx纳米粉体;以亚甲基蓝(MB)溶液在可见光下的光催化降解评价其可见光催化活性;考察了体系初始pH值、N的掺杂量和焙烧温度对样品可见光催化活性的影响。 结合XRD、XPS、ESR和DRS测试技术,研究了N掺杂纳米TiO2的可见光响应机理。 研究结果表明,TiO2-yNx纳米粉体的优化制备工艺条件为：体系初始pH=0.52,掺杂比n(N)∶n(Ti)=1∶6,焙烧温度为440 ℃。 此条件下制备的样品N含量为0.77%,为单一的锐钛矿相,平均粒径为19.0 nm,具有良好的可见光催化活性。 N掺杂导致TiO2纳米粉体的表面羟基含量增加,形成了大量束缚单电子的氧空位;N取代晶格O形成了N-Ti-O和O-N-Ti键合结构。 N掺杂导致TiO2纳米粒子的吸收带边红移,对可见光的吸收能力明显增强,这表明N掺杂改变TiO2电子结构,使带隙窄化,降低光响应阈值。 N掺杂TiO2纳米粒子的可见光响应归因于N取代掺杂形成的掺杂能级与氧空位形成的缺陷能级共同作用所致。     

介孔TiO2的水热法制备及其光催化性能

以二钛酸钾(K2Ti2O5)经离子交换得到的无定形水合二钛酸(H2Ti2O5·xH2O)为原料,与葡萄糖溶液在220℃下进行水热反应,再在空气中520℃焙烧,制备出介孔TiO2.用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附、透射电子显微镜(TEM)等技术对样品进行了表征.结果表明,该介孔TiO2具有微米级棒状或针状形貌,晶粒大小为12.3 nm,比表面积为106 m2·g-1,孔容为0.31 cm3·g-1,孔径为8.06 nm,焙烧处理后晶型仍是锐钛矿相.水热生成的碳抑制了晶粒的团聚生长和晶型的转变,提高了介孔TiO2的热稳定性.甲基橙降解实验评价了介孔TiO2的光催化性能,结果发现其活性与商用TiO2催化剂P25相当,而其较大的粒径更容易回收再利用.以碘化钾为探针反应,表明介孔TiO2的光催化机制以光生空穴氧化为主.     

介孔TiO2的水热法制备及其光催化性能

以二钛酸钾(K2Ti2O5)经离子交换得到的无定形水合二钛酸(H2Ti2O5·xH2O)为原料, 与葡萄糖溶液在220 ℃下进行水热反应, 再在空气中520 ℃焙烧, 制备出介孔TiO2. 用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附、透射电子显微镜(TEM)等技术对样品进行了表征. 结果表明, 该介孔TiO2具有微米级棒状或针状形貌, 晶粒大小为12.3 nm, 比表面积为106 m2·g-1, 孔容为0.31 cm3·g-1, 孔径为8.06 nm, 焙烧处理后晶型仍是锐钛矿相. 水热生成的碳抑制了晶粒的团聚生长和晶型的转变, 提高了介孔TiO2的热稳定性. 甲基橙降解实验评价了介孔TiO2的光催化性能, 结果发现其活性与商用TiO2催化剂P25相当, 而其较大的粒径更容易回收再利用. 以碘化钾为探针反应, 表明介孔TiO2的光催化机制以光生空穴氧化为主.     

掺Ce^3＋纳米TiO2的制备及光催化性能

用溶胶-凝胶法技术制备了掺杂Ce^3＋的纳米TiO2复合粒子，并对其进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。水中苯酚的Ce^3＋／TiO2光催化降解效果和矿化率分别采用降解率和COD表征。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂Ce^3＋的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10mm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现铈的掺杂量有一适宜值，当Ce^3＋在0．08％-0．4％之间时，随着掺杂量的增加光催化活性提高；当Ce^3＋在0．5％～3．0％之间时，随着掺杂量的增加光催化活性降低；Ce^3＋=0．4％时，TiO2光催化活性最高。     

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.     

纳米镍修饰TiO2纳米管电极检测胰岛素

采用阳极氧化法制备出高度有序的TiO2纳米管阵列作为基础电极,通过电沉积法将纳米镍颗粒负载在基础电极上,从而制备了纳米镍-二氧化钛纳米管(Ni/TiO2NTs)修饰电极。分别采用扫描电子显微镜和X射线衍射对Ni/TiO2NTs电极的形貌及组分进行了表征。将Ni/TiO2NTs电极用于对胰岛素的电化学测定。结果表明,在0.1 mol/L NaOH支持电解液中,胰岛素在Ni/TiO2NTs电极上有较好的电化学响应,胰岛素浓度在0.8～1.6μmol/L范围内,峰电流密度与其浓度呈良好的线性关系,检测限为0.28μmol/L,灵敏度为0.49×10-3 A/(μmol·L-1.cm-2)。     

TiO2光催化剂失活机理研究进展

评述了TiO₂多相光催化剂在处理环境污染物领域的催化剂失活研究进展,主要探讨了气固多相光催化反应过程影响催化剂活性的因素,液固多 相光催化反应的催化剂失活的几种途径,以及解决催化剂失活问题的办法,最后对该领域的研究提出建议.     

静电纺丝法制备纳米氧化铟锡及其导电性能

采用静电纺丝-溶胶凝胶法,以SnCl₂、InCl₃、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等为原料,乙醇胺为水解控制剂,合成了超细氧化铟锡（ITO）纳米纤维及富氧缺陷的ITO纳米颗粒。采用透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）、X射线电子能谱（XPS）、四探针电阻仪,系统研究了超细ITO纤维及颗粒的形貌、晶型、氧缺陷及导电性能。在400℃空气煅烧后,纤维中的PVP高分子骨架发生热分解,获得超细、多孔ITO纳米纤维,晶型为立方相。进一步升高煅烧温度至800℃,ITO纳米纤维转变为富氧缺陷的纳米颗粒,晶格氧空位含量高达38.9%。随着煅烧温度升高,Sn⁴⁺掺入到In₂O₃晶格中,发生晶格膨胀,晶面间距增大。煅烧温度由400℃升高至800℃,未发生立方相向六方相的转变,晶型稳定,晶粒尺寸从32 nm生长到44 nm,晶格应变（ε₀）从1.42×10^-2减小至1.04×10^-2,应变诱导的晶格弛豫逐渐减小。此外,高温煅烧可抑制In₂O₃晶粒（111）晶面的增长,随着In₂O₃的（400）与（222）晶面比值（I_（400）/I_（222））的增加,ITO电导率逐渐升高。在800℃获得的ITO纳米晶粒导电率最高。     

ICP-AES法测定氧化铝粉中硅、钙、铁、钛、钒和锌

采用高压盐酸消化，电感耦合等发射光谱法测定氧化铝中硅、钙、铁、钛、钒和锌等6元素，研究了铝基体对被测元素的影响，并选择了最佳工作条件，被测元素的检出限为0．34－52ng/mL，样品加标回收率为95．7％－108．6％。     

静电纺丝法制备纳米氧化铟锡及其导电性能

采用静电纺丝-溶胶凝胶法,以SnCl2、InCl3、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等为原料,乙醇胺为水解控制剂,合成了超细氧化铟锡(ITO)纳米纤维及富氧缺陷的ITO纳米颗粒.采用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、...     

TiO2纳米管阵列及其应用

TiO2纳米管阵列作为一种新型的纳米TiO2材料,由于具有独特的阵列结构和优异的性能,引起了人们的极大关注.本文介绍了采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列的工艺条件、产物特性、形成机理,及其在氢传感器、光解水制氢、染料敏化太阳能电池与光催化降解污染物等领域的应用,分析了目前存在的问题,并提出了今后研究的对策.     

乙酰丙酮氧钛催化苯酚和碳酸二甲酯的酯交换反应

首次将乙酰丙酮氧钛用于苯酚和碳酸二甲酯的酯交换反应合成碳酸二苯酯,显示出较好的催化活性和很高的酯交换选择性,催化剂经180℃热处理后,苯酚转化率可达45.8%,转化数(n(苯酚)/n(Ti))为96,高于有机钛类均相催化剂.结果表明,当乙酰丙酮氧钛用量为0.2g以上,开始有副产物苯甲醚生成,酯交换选择性随催化剂用量的增加而降低.该催化剂重复使用5次后,苯酚转化率仍可达40%以上,酯交换选择性为99.9%,表现出较高的重复使用性能.     

Sulfur and Ti3+ co‐Doping of TiO2 Nanotubes Enhance Photocatalytic H2 Evolution Without the Use of Any co‐catalyst

TiO₂ nanotubes were successfully co‐doped with sulfur and Ti³⁺ states using a facile annealing treatment in H₂/H₂S gas mixture. The obtained nanotubes were investigated for their photocatalytic performance and characterized by SEM, XRD, XPS, EPR, IPCE, IMPS and Mott‐Schottky measurements. The synthesized co‐doped TiO₂ nanotubes show an enhanced photocatalytic hydrogen production rate compared to tubes that were treated only in pure H₂ or H₂S atmosphere—this without the presence of any co‐catalyst. It was found that sulfur in co‐doped TiO₂ exists in the form of S^2? and a small quantity of S⁴⁺/S⁶⁺, which leads to a narrowing of the band gap. However, the enhanced absorption of light in the visible range is not the key reason for the improved photocatalytic performance. We ascribe the enhanced photocatalytic activity to a synergetic effect of S mid‐gap states and disordered Ti³⁺ defects that facilitate photo generated electron transfer.     

钛白副产物硫酸亚铁制取氧化铁红颜料及其包膜的研究

以硫酸法生产钛白的副产物硫酸亚铁为原料,用干法制备了氧化铁红颜料。用均匀沉淀法对氧化铁红颜料进行二氧化钛包膜处理,以改善其表面光泽,并分析了影响包膜的工艺因素及影响包膜氧化铁红光泽性能的工艺因素。