纳米TiO2-x光催化膜中的缺陷结构与性能关系初探

半导体TiO2由于具有较大的禁带宽度(TiO2Eg=3.2eV),常用作光化学降解反应的催化剂.利用溶胶-凝胶技术(Sol-Gel)制备薄膜型光催化剂,特别是在石英板或石英反应管壁上制备纳米级TiO2光催化剂膜已成为这一领域的研究热点[1].制备高活性光催化剂的突出问题是如何增加光生电子与空穴的产额,减少它们的复合几率,同时提高光催化膜的表面吸附能力.本实验采用溶胶-凝胶法制备出纳米级无机非整比TiO2-x膜,经过可控气氛热处理后,可在膜表面形成较多亚稳相氧空位(缺陷),为催化剂膜表面提供了更多的吸附中心和反应活性位,因此表现出较高的光催化反应活性[2].     

SiO2负载的TiO2光催化剂可见光催化降解染料污染物

 采用酸催化溶胶-凝胶法制备了SiO2负载的TiO2光催化剂,考察了制备条件对负载型TiO2光催化剂的晶相、结构、比表面积和可见光催化活性的影响. 结果表明,采用SiO2为载体时,TiO2以纳米颗粒的形态分散在载体表面,负载型TiO2/SiO2催化剂的比表面积大、等电点低而且热稳定性能良好. 偶氮染料酸性橙7的可见光催化降解实验结果表明,染料污染物在催化剂表面的吸附是影响催化剂可见光催化活性的重要因素. 与试剂TiO2样品相比,负载型TiO2/SiO2光催化剂具有更好的光催化活性和沉降性能.     

溶胶凝胶法制备光催化薄膜材料及其性能表征

采用溶胶凝胶法制备TiO2胶体,再采用旋涂法在玻璃基体上负载得到TiO2薄膜,并对制备的TiO2结构进行表征,以2,4 二氯苯酚为探针,考察薄膜的光催化性能.通过实验,学生基本了解溶胶-凝胶法的原理、薄膜的制备方法、光催化剂的性能表征,可以作为开放性实验.     

双晶型TiO2薄膜的低温制备及表征

采用溶胶-凝胶法低温制备了具有锐钛矿、板钛矿双晶型的TiO2薄膜. 分别利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis透光率曲线和原子力显微镜(AFM)等手段对所得TiO2溶胶和薄膜进行了性能表征. 采用光催化降解罗丹明B水溶液评价TiO2薄膜的光催化活性. 结果发现, 所得TiO2薄膜具有较高的透明度和光催化活性. 同时, 考察了溶胶回流温度对所制备TiO2薄膜性能的影响, 发现升高溶胶回流温度可以完善薄膜的晶型, 增大薄膜的粗糙度, 从而提高薄膜的光催化活性. 溶胶回流温度为100 ℃时所制备的TiO2薄膜具有最高的光催化活性.     

电化学溶解钛金属直接水解法制备纳米TiO_2

纳米材料是目前材料科学的热点 .TiO2作为一种重要的无机功能材料 ,具有温敏、气敏、光催化等功能 ,广泛用于光电材料、涂料、传感器、介电材料、催化剂及载体等重要领域 .由于其各种应用都与粉体的性能有直接关系 ,因此研究纳米 TiO2的制备方法具有重要的实际意义 [1].近年来 ,纳米 TiO2粉体制备方法有了很大的发展 ,如 TiCl4气相水解沉淀法 [2],乳浊液法和 Ti(OC4H9)4水解沉淀法 [1],喷雾热解法 [3],放电爆炸法 [4],反应电极埋弧法 [5],溶胶凝胶 (Sol gel)法 [6]等 ,其中溶胶凝胶法是制备纳米材料的有效方法 .但这些方法存在…     

Mo掺杂TiO2/AC负载膜的制备及光催化活性

溶胶-凝胶法;Mo掺杂TiO2/AC负载膜的制备及光催化活性     

载体对负载型TiO2催化剂光催化性能的影响

 以活性碳（AC）和镁铝尖晶石（MA）为载体，采用真空吸附水解法制备了负载型光催化剂TiO2／AC和TiO2／MA，并采用TiO2溶胶负载法制备了活性碳负载催化剂TiO2（C）／AC．以氯仿为探针分子研究了其在催化剂上的吸附及光催化降解反应性能．结果表明，催化剂的制备方法、TiO2负载量与载体的吸附性能对光催化活性有明显的影响．通过优化制备条件，TiO2／AC催化剂的催化活性可提高到纳米TiO2的2．5倍．氯仿在AC上的饱和吸附量较高，但吸附强度较弱；在纳米TiO2上的吸附情况则正好相反．氯仿在AC和TiO2上吸附性质的差异有利于吸附在TiO2／AC上的氯仿分子从活性碳载体向TiO2光催化活性中心迁移．镁铝尖晶石载体对光催化反应没有明显的促进作用，与其基本上不吸附氯仿分子有关．与TiO2胶体负载法相比，真空吸附水解法是一种较好的负载型TiO2光催化剂制备方法．     

纳米TiO2混晶的形成及其对光催化性能的影响

用溶胶-凝胶法通过改变晶型调节剂2-甲基-2,4戊二醇的添加量制备了金红石相和锐钛矿相比例不同的纳米TiO2混晶.以膨胀珍珠岩为载体,制备珍珠岩负载纳米TiO2混晶催化剂,以X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-visiblespectrum)、BET、Raman光谱等方法对纳米TiO2混晶和负载型纳米TiO2催化剂进行表征和性能测定,研究了催化剂的混晶效应对光催化降解甲基橙催化性能的影响.结果表明:晶型调节剂的含量及制备条件对混晶中金红石和锐钛矿相TiO2的比率有较大的影响.对于负载型纳米TiO2催化剂,混晶比影响催化剂的光催化降解效率,当混晶比为6.1时光催化效率最高,这一结果对光催化剂的制备和应用都具有重要的意义.     

银促进的TiO2光催化降解甲基橙

 采用溶胶-凝胶和水热协同法制备了不同Ag含量的负载型Ag-TiO2样品,这些样品具有较大的比表面积和较小的粒径. 适量负载金属银后的TiO2在紫外及可见光下的光催化活性均得到提高. 银在TiO2上的最佳负载量为0.15%, 过高的负载量反而会降低TiO2光催化降解甲基橙的活性. 由于反应机理的不同,银负载对TiO2可见光下催化活性的提高要明显高于对其紫外光下催化活性的提高. 在可见光照射下,从激发态染料注入到TiO2导带的电子迅速转移到了Ag原子簇, Ag原子簇通过促进电荷分离抑制了电子和染料正离子自由基的复合,从而促进了光催化过程. 研究结果表明,有效地促进电荷分离以及激发态电子和氧气分子的反应是提高染料敏化光催化活性的关键.     

光电流法研究TiO2薄膜表面吸附氧对光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型和金红石型TiO2薄膜, 利用光电流和XPS技术研究了薄膜表面吸附氧对不同晶型TiO2光催化活性的影响. 并通过降解纯的环己烷溶液的实验来评估不同晶型TiO2的光催化活性. 结果表明, 在相同条件下, 锐钛矿型TiO2比金红石型具有明显的光催化活性. 这是由于锐钛矿型TiO2比金红石型TiO2具有较强的吸附氧的能力, 同时其光生电子与空穴的复合率相对较小所致.     

粉末状和薄膜状TiO_2对敌敌畏的光催化降解

在光照条件下,光催化剂TiO2有很强的氧化能力,能有效降解水中的有机污染物[1],因而日益受到人们的关注.目前,研究最多的胶体溶液和颗粒悬浮体系因其难于分离、回收而限制了实际应用,因此催化剂固定问题急需解决.近年来,国内外对TiO2薄膜催化剂做了许多探索[2,3],取得了一些进展.本文用溶胶-凝胶法制备了一种粉末状TiO2光催化剂和两种薄膜型TiO2光催化剂,并进行了结构和形貌的表征,对敌敌畏稀释液做了光催化降解实验,并与粉末状TiO2进行对比.结果表明:薄膜TiO2催化剂优于粉末TiO2催化剂.     

氟掺杂纳米 TiO2 薄膜的低温制备及其光催化性能

 以氟化铵为氟源, 采用水热法制得氟掺杂 TiO2 (FTO) 溶胶, 并通过浸渍提拉法在低温下制备了 FTO 薄膜. 其中在 120 oC 下水热处理 10 h 所得的 TiO2 溶胶制备的薄膜均匀透明, 具有较高的光催化活性. 氟掺杂后的 TiO2 晶粒尺寸并未发生明显变化, 但薄膜的光催化活性显著升高. F/Ti 摩尔比为 0.01 时, FTO 薄膜的光催化活性最高, 比 TiO2 薄膜的活性升高了 23%. X 射线光电子能谱结果表明, 氟掺杂 TiO2 中的氟离子存在晶格取代掺杂和表面化学吸附两种形式. 这两种氟离子的共同作用是 FTO 薄膜光催化活性升高的主要原因.     

TiO2修饰的镍基光电极的制备及光电化学性能

通过溶胶 凝胶法，直接在导电的金属镍基上制备多孔TiO2纳米薄膜，利用STM观察电极的表面形貌，所制TiO2粒径约为20～80 nm，随着烧结温度的升高，TiO2纳米薄膜表面孔的数量增多、孔径增大.用循环伏安法分析了电极的光电化学性能，结果表明，电极的光电响应随烧结温度的升高和薄膜厚度的增加而增大.     

间接电氧化法合成甘油醛

通过电化学合成前驱体和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2膜，在纳米Ti02膜上电沉积分散的Pt微粒制成钛基纳米TiO2-Pt(Ti/nano-TiO2-pt)修饰电极。采用循环伏安法、间接电氧化法研究了纳米Ti02-Pt修饰电极的电催化活性以及Mn^3 ／Mn^2 媒质氧化甘油为甘油醛的过程。结果表明，纳米Ti02-Pt修饰电极对Mn^2 的电氧化具有高催化活性，电流效率可达90％以上，非均相电解得到的Mn^3 可一步氧化甘油为甘油醛，收率为91％。     

TiO2负载膜的制备、表征及光催化性能

采用溶胶－凝胶法制备了ＴｉＯ２纳米浸渍 法将其负载于颗粒形活性炭的表面制成ＴｉＯ２负载,利用ＳＥＭ,ＥＤＳ和ＸＲＤ等手段对膜的形貌、均匀性及晶型等进行了表征,并通过甲基橙水溶液的光催化降解反应考察了该负载膜的光催化活性。     

一种新型纳米TiO2涂膜及其光催化性能的研究

随着工业的发展及人类对环境保护的认识不足等原因 ,使人类赖以生存的环境受到严重的污染[1 ,2 ] .尤其是人类本来就非常短缺的水资源的污染 ,已引起有关部门、环保工作者及研究工作者的高度重视 .他们采用各种方法防止和控制水资源的继续污染及对污水的处理 .污水处理通常可分为三种类型 :即分离处理、稀释处理和转化处理 .前二种处理方法不能改变污染物的化学性质 ,使污染物得不到彻底分离 ,有时还产生二次污染等问题 .转化处理是通过化学方法和生化方法改变污染物的化学性质 ,使其转化成无害物质 .随着环保技术的发展 ,转化处理日益受到…     

溶胶-凝胶法制备薄膜型TiO2光催化剂

用TiCl4作原料,通过溶胶-凝胶法在单晶硅基片上制备了TiO2纳米薄膜,并用XRD,AES,XPS以及紫外反射光谱等手段,对TiO2薄膜的结构进行了研究.结果发现,TiO2薄膜以锐钛矿型晶相存在.TiO2薄膜层与硅衬底间无明显的界面扩散反应.掺杂的Pd在还原前的薄膜中以氧化态存在,还原后则以高分散的金属态存在.掺杂的Pt在还原前后均以金属态存在,但还原后产生颗粒聚集.掺杂Pd的TiO2薄膜经还原后,其紫外吸收强度明显提高,主吸收峰发生红移.     

掺铈纳米TiO2薄膜制备及光催化降解甲醛甲苯

通过Sol-Gel工艺在玻璃表面及多孔陶瓷表面制得了均匀透明的掺铈纳米TiO2薄膜．通过SEM、XRD及UV-Vis等手段对玻璃表面掺铈纳米TiO2薄膜进行了表征．结果表明，薄膜表面无开裂现象、膜内部比表面积大、TiO2分布均匀．薄膜中出现的锐钛矿相在(101)面有一定的择优取向，且UV-Vis研究表明，掺铈纳米TiO2薄膜在近紫外的吸光度有明显提高．利用自行设计的反应器，以多孔陶瓷为介质，对甲醛、甲苯等有机物进行了光催化降解研究．结果表明，掺铈纳米TiO2薄膜对甲醛甲苯有极高的光催化降解效率，由于薄膜成本低廉，易于工业化，为净化室内空气开辟了新的途径．     

TiO2/SiO2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.     

Correlation between dispersion properties of TiO2 colloidal sols and photoelectric characteristics of TiO2 films

TiO2 film for use as dye-sensitized solar cell was prepared using the TiO2 colloidal sols (unpeptized sol and peptized sol). The optical properties and photocurrent-voltage characteristics of the resultant films were investigated. The optical transmittance of TiO2 thin film prepared from the peptized colloidal sol was over 90%, while that of TiO2 film from the unpeptized sol was under 80%. The TiO2 photoelectrode prepared from the peptized colloidal sol showed low photoelectric conversion efficiency (eta), 1.30%, whereas the efficiency of photoelectrode from the unpeptized sol was 2.21%. The high optical transmittance and low conversion efficiency of TiO2 film from the peptized sol are discussed in terms of dense microstructure due to the drying nature of well-dispersed colloidal sol.