炭黑吸附法制备掺杂镨TiO2纳米粉体及其光催化性能

以硝酸镨为掺杂的前驱物,钛酸异丙酯为TiO2的前驱物,通过炭黑吸附高温水热法制得掺杂镨的量为0.07%的纳米Pr3+/TiO2粉体。分别采用热重/差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见分析(UV-VIS)和比表面积吸附(BET)对不同焙烧温度下所得粉体的物相、颗粒度、分散性及光吸收性能进行表征和分析。实验结果表明:炭黑的吸附阻止了粉体在干燥和煅烧阶段的团聚和烧结,制得的Pr3+/TiO2纳米粉体团聚较少,呈现良好的分散性,颗粒均匀,经500℃焙烧,得到纳米粉体平均颗粒直径为18 nm,比表面积为78.08 g.m-2。光催化降解实验表明,炭黑吸附后TiO2的光催化活性在一定时间内比没有炭黑的提高了将近2倍,在紫外灯照射下Pr3+/TiO2能在60 min内对亚甲基蓝的降解率达到93%。     

高比表面TiO2光催化剂的制备及产氢性能研究

以钛酸四丁酯为前驱体，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成了高比表面的TiO₂超细纳米粉体。采用XRD、TEM、BET分析方法对催化剂的物相、颗粒粒径及比表面积进行了表征，结果显示TiO₂的晶粒尺寸和比表面积与CTAB添加量和焙烧温度有关。重点考察了不同条件下制备的TiO₂系列光催化剂无氧条件下的光催化分解水产氢性能。实验结果表明，当CTAB与Ti的投料的物质的量之比为0.15，焙烧温度为450 ℃时，获得的晶粒尺寸为5.73 nm、比表面为150 m²·g^-1的TiO₂粉体具有最好的光催化产氢活性，测得的3 h内平均产氢速率为12.5 mL·h^-1。     

不同干燥过程对超细TiO2粉体性质的影响

考察了采用不同干燥工艺制备的TiO2粉体在粒子形貌、颗粒大小与分布、晶相组成以及比表面积和孔结构等织构和结构性质方面的差异。结果表明，利用常规的干燥方法，由水凝胶脱水所得的颗粒，颗粒间严重团聚，颗粒粒径大且分布不均匀，比表面积和孔体积最小；由醇凝胶直接脱水，则可以显著提高粉体的织构性能．而采用超临界流体干燥法则可以进一步提高粉体的性能，比表面积由水凝胶的4．88m2·g－1增大到113．8m2·g－1，提高了近30倍；孔体积由0．027cm3·g－1增大到0．41cm3·g-1．大约提高了15倍；而且其能够有效地防止粒子间的团聚，较好地保持了湿凝胶的网络结构，使颗粒尺寸降低且分布均匀，可重复性好．     

掺铕ATO纳米粉体的制备及表征

采用化学共沉淀法制备了掺杂稀土铕的ATO纳米粉体。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法对ATO粉体进行表征,研究了制备工艺对粉体粒径和导电性能的影响,发现铕的摩尔掺杂比在0.5%～1%之间,600～700℃热处理温度下得到粉体的性能最佳,粉体的电阻率为243Ω.cm,颗粒尺寸为33.6 nm。掺杂前粉体的电阻率和颗粒尺寸分别为181Ω.cm和41.4 nm,掺杂后分别为243Ω.cm和33.6 nm。结果显示掺杂铕会使粉体的电阻率增加,但也能降低粒径,减少团聚。     

聚丙烯酰胺凝胶法合成TbFeO3 纳米颗粒及其可见光催化活性

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了TbFeO3纳米颗粒, 研究了不同络合剂对样品的纯度、 颗粒尺寸及形貌的影响. XRD分析结果表明, 以酒石酸、 柠檬酸或乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂, 在650 ℃下烧结均可制备出单相TbFeO3纳米颗粒, 但产物的平均粒径不同; 而采用乙酸或草酸为络合剂则难以制得纯相样品. SEM观测结果表明, 以酒石酸为络合剂制备的颗粒细小, 均匀、 形貌规整、 呈球状, 平均粒径约为50 nm; 以柠檬酸为络合剂制备的颗粒主要以近球形为主, 颗粒的尺寸分布相对较宽, 平均粒径约为100 nm; 以EDTA为络合剂制备的颗粒主要呈椭球状, 颗粒尺寸较均匀, 但颗粒间存在不同程度的黏连现象, 平均粒径约为110 nm. 这3种样品的BET比表面积分别为15.4, 8.3和6.8 m2/g. 紫外-可见漫反射吸收光谱研究表明, TbFeO3纳米颗粒的带隙为1.95~1.98 eV. 分别以甲基橙(MO)、 罗丹明B(RhB)、 亚甲基蓝(MB)、 酸性品红(AF)和刚果红(CR)5种有机染料为目标降解物, 考察了TbFeO3颗粒的光催化活性. 结果表明, 在可见光辐照下颗粒表现出良好的光催化活性, 其中, 以酒石酸为络合剂制备的样品光催化效果最好.     

碳酸氢氨沉淀法制备超细球化二氧化铈粉体

用碳酸氢氨均匀沉淀制备超细球化二氧化铈粉体。当烧结温度在400～700℃时用XRD分析，CeO2粉体尺寸为lO～100nm；用颗粒仪测得团聚体尺寸约为300nm；用SEM，TG—DTA和Zeta分析仪分析研究了CeO2晶体及形成过程，在沉淀法制取球化CeO2粉体过程中，NH4NO3起到球化剂的作用。     

锐钛矿型纳米TiO2介孔粉体表面织构的研究

以硫酸钛和尿素为原料,聚乙二醇-1000为空间构造剂,104℃下经尿素水解均匀沉淀法研制颗粒分散均匀、粒径可控的高热稳定性锐钛矿型纳米TiO2介孔粉体,并对其晶相、颗粒大小、比表面积、形貌和孔道结构进行了表征.结果表明,未经任何热处理的TiO2粉体即为锐钛型晶相,颗粒为均匀分散的类球型颗粒,且颗粒间形成直通型的介孔孔道,其孔径在10～30nm之间.控制焙烧温度可以达到控制颗粒大小及形貌的目的,经850℃焙烧5h的样品仍保持锐钛矿型晶相,未出现向金红石型晶相转变的迹象.     

纳米氧化锌的微乳液法制备

纳米ZnO颗粒尺寸较小,比表面积较大,其粉体具有非常高的化学活性,表现出表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应.纳米ZnO在电、磁、光、热等方面具有一般ZnO所无法比拟的性能,广泛用于气体敏感材料、涂料和高效催化剂等许多领域.因而,制备高质量的纳米ZnO是非常重要的.     

锐钛矿型纳米TiO2粉体的精细结构及其光催化降解苯酚的活性

  摘要：以Ti（SO4）2·4H2O和尿素为原料，以聚乙二醇－1000为空间构 造剂，制备了不同粒径的具有高热稳定性的锐钛矿型纳米TiO2粉体，并 用XRD，BET和EXAFS技术对其晶相、粒径大小、比表面积及中心Ti原子 的K－边精细结构进行了表征，对其光催化降解苯酚反应的活性进行了 考察．结果表明，未经任何热处理的TiO2粉体即为锐钛矿型晶相，控制 焙烧温度可以达到控制其粒径及比表面积的目的．经850℃焙烧5h的样 品仍保持锐钛矿型晶相，未出现向金红石型晶相转变的迹象．随着纳米 TiO2晶粒的增大，Ti原子局域结构的有序度增强，边前结构A1，A2和A 3三个特征峰的强度增强，各壳层的配位数均呈增大的趋势．粒径处于 15～20nm的锐钛矿型TiO2粉体对光催化降解苯酚表现出较高的活性．     

Au改性纳米TiO2材料对NPE-10光催化降解的活性

以钛酸四丁酯和氯金酸为原料，通过溶胶凝胶法制备了Au掺杂的纳米TiO2光催化剂粉体，并用 XRD， BET，XPS和固体紫外可见吸收光谱等技术对其晶相结构，比表面积，表面组成及紫外可见光响应范围进行了表征，对其光催化降解非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚（NPE-10）的活性进行了考察. 结果表明，掺杂的Au在纳米TiO2粉体材料中可能以两种形态存在，即以Au3+离子形式替代Ti4+进入TiO2晶格和以Au原子态形式暴露于粉体表面.前者使TiO2在480～650 nm出现了更强的光吸收，并大大地增强了粉体表面对氧物种的吸附；后者中处于表面原子态的Au又会成为光生电子的受体，有效地避免了光生电子空穴对的复合. 通过对掺杂量及处理温度的优化，在nAu3+/nTi4+=0.005， 500 ℃煅烧的条件下可以制得具有较高的光催化活性的Au/TiO2粉体. 对NPE-10的光催化氧化试验显示，日光照射4小时后降解效率可以达到91.8%；而用未改性的纳米TiO2，在同样条件下，NPE-10的光催化降解效率仅能达到50.2%，商品Degussa P-25也只能达到66%.     

High surface area sol–gel alumina–titania nanocatalyst

Alumina–titania mixed oxide nanocatalysts with molar ratios = 1:0.5, 1:1, 1:2, 1:5 have been synthesized by adopting a hybrid sol–gel route using boehmite sol as the precursor for alumina and titanium isopropoxide as the precursor for titania. The thermal properties, XRD phase analysis, specific surface area, adsorption isotherms and pore size details along with temperature programmed desorption of ammonia are presented. A specific surface area as high as 291 m²/g is observed for 1:5 Al₂O₃/TiO₂ composition calcined at 400 °C, but the same composition when calcined at 1,000 °C, resulted in a surface area of 4 m²/g, while 1:0.5 composition shows a specific surface area of 41 m²/g at 1,000 °C. Temperature programmed desorption (of ammonia) results show more acidic nature for the titania rich mixed oxide compositions. Transmission electron microscopy of low and high titania content samples calcined at 400 °C, shows homogeneous distribution of phases in the nano range. In the mixed oxide, the particle size ranges between 10–20 nm depending on titania content. The detailed porosity data analysis contributes very much in designing alumina–titania mixed oxide nanocatalysts.     

三氯化钛水解法制备纳米金红石相氧化钛粉体

以TiCl_3为原料,通过控制盐浓度和水解温度可以在温和条件下制备出晶粒尺 寸为6～8 nm的金红石相氧化钛粉体,比表面为74.55 m~2/g,TEM照片显示粉体, 比表面为74.55 m~2/g, TEM照片显示粉体为钛状。苯酚的光催化降实验表明这种粉 体具有与P-25相关的光催化活性。采用（CH_3)_4NOH为注定剂,粉体经800 ℃煅烧 ,晶相由锐钛相全部转变为金红石相。     

Synthesis and characterization of nano titania powder with high photoactivity for gas-phase photo-oxidation of benzene from TiOCl(2) aqueous solution at low temperatures

Nano rutile, anatase, and bicrystalline (anatase + brookite) titania powders with an average crystal size of below 10 nm are prepared from aqueous TiOCl(2) solution at low temperatures by adjusting pH values of the starting solution and adding different additives. Adding a small amount of octyl phenol poly(ethylene oxide) into aqueous TiOCl(2) solution leads to the change of particle morphologies of obtained nano titania from needlelike to nano spherical rutile crystals. Amorphous-anatase transformation of titania could proceed in liquid-solid reaction at low temperatures, even at room temperature. A formation mechanism of rutile, anatase, and brookite titania was proposed. It is found that H(+) or H(3)O(+) plays a catalytic role in the phase transformation from amorphous to anatase titania and that the presence of a small amount of SO(4)(2)(-) ion is unfavorable to the formation of both rutile and brookite. By carefully adjusting preparation conditions, nano pure anatase with higher surface area, good crystallinity, and a lower recombination rate of photoexcited electrons and holes was obtained. This nano pure anatase showed a very good photocatalytic activity for gas-phase photo-oxidation of benzene.     

反相微乳液法制备纳米氧化铝

采用由环己烷、聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)、正丁醇与水溶液构成的反相微乳液体系, 合成了纳米Al2O3粉体. 采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积分析仪等表征手段, 分别对产物的结构、形貌、比表面积和孔容进行了表征, 该纳米Al2O3比表面积约450 m2·g-1(随反应参数不同发生变化), 均属γ-Al2O3, 粒径均匀, 颗粒直径小于10 nm. 考察了微乳液体系中水与表面活性剂的物质的量之比r0、表面活性剂与助表面活性剂的体积比φ、焙烧温度等关键因素对产物比表面积等物理性质的影响. 结果表明, 当r0=20, φ=0.5, 焙烧温度为500 ℃时, 可以得到大比表面积、高孔容、分散性好及粒径分布均匀的γ-Al2O3粉体.     

Synthesis and characterization of Nano titania particles embedded in mesoporous silica with both high photocatalytic activity and adsorption capability

TiO(2)-xSiO(2) composites with a high specific surface area (up to 645 m(2)/g), large pore volume, and narrow distribution with average pore sizes ranging from 15 to 20 A have been synthesized by the sol-gel method. The results of characterization by XRD, BET, TEM, FTIR, and DRUV reveal that these TiO(2)-xSiO(2) composites exhibit a core/shell structure of a nano titania/Ti-O-Si species modified titania embedded in mesoporous silica. As compared to pure anatase, the embedding of nano titania particles into the mesoporous silica matrix results in a substantial blue shift of absorption edge from 3.2 to 3.54 eV and higher UV absorption intensity, which are attributed to the formation of the Ti-O-Si species modified titania in the interface between titania and silica. The as-synthesized TiO(2)-xSiO(2) composites exhibit both much higher absorption capability of organic pollutants and better photocatalytic activity for the photooxidation of benzene than pure titania. The better photocatalytic activity of as-synthesized TiO(2)-xSiO(2) composites than pure titania is attributed to their high surface area, higher UV absorption intensity, and easy diffusion of absorbed pollutants on the absorption sites to photogenerated oxidizing radicals on the photoactive sites.     

二氧化钛柱撑蒙脱土的溶剂热合成及光催化活性

以乙醇水溶液为溶剂,以六亚甲基四胺为沉淀剂,以TiCl3为前驱体,通过醇-水溶剂热的方法合成出二氧化钛柱撑蒙脱土复合纳米光催化剂,通过XRD、BET、AAS等对其物相组成、比表面积及元素含量等进行了表征．结果表明,复合光催化剂具有良好的介孔结构,其孔径分布主要集中在6～10nm,且比表面积明显增大．光催化降解亚甲基蓝活性结果表明,当m（TiO2）／m（蒙脱土）=0．2：1时,复合催化剂由于柱化后具有较大的比表面积、孔容和适当的孔分布而表现出良好的光催化活性．     

Precise Size Control over Ultrafine Rutile Titania Nanocrystallites in Hierarchical Nanotubular Silica/Titania Hybrids with Efficient Photocatalytic Activity

Hierarchical‐structured nanotubular silica/titania hybrids incorporated with particle‐size‐controllable ultrafine rutile titania nanocrystallites were realized by deposition of ultrathin titania sandwiched silica gel films onto each nanofiber of natural cellulose substances (e.g., common commercial filter paper) and subsequent flame burning in air. The rapid flame burning transforms the initially amorphous titania into rutile phase titania, and the silica gel films suppress the crystallite growth of rutile titania, thereby achieving nano‐precise size regulation of ultrafine rutile titania nanocrystallites densely embedded in the silica films of the nanotubes. The average diameters of these nanocrystallites are adjustable in a range of approximately 3.3–16.0 nm by a crystallite size increment rate of about 2.4 nm per titania deposition cycle. The silica films transfer the electrons activated by crystalline titania and generate catalytic reactive species at the outer surface. The size‐tuned ultrafine rutile titania nanocrystallites distributed in the unique hierarchical networks significantly improve the photocatalytic performance of the rutile phase titania, thereby enabling a highly efficient photocatalytic degradation of the methylene blue dye under ultraviolet light irradiation, which is even superior to the pure anatase‐titania‐based materials. The facile stepwise size control of the rutile titania crystallites described here opens an effective pathway for the design and preparation of fine‐nanostructured rutile phase titania materials to explore potential applications.     

离子液体-水的混和溶剂中，纳米TiO2的制备与表征

以钛酸正丁酯为前驱物，采用溶胶-凝胶低温水热方法，以离子液体(1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐)和水为混合溶剂，制备了锐钛矿相的纳米二氧化钛。产物经XRD，TEM，N₂吸附-脱附等表征，结果表明与纯水相比，混和溶剂中制备的二氧化钛具有较高的纯度，结晶度和热稳定性，且缩短反应时间到24 h，所得颗粒尺寸10 nm与在纯水中反应48 h所得颗粒尺寸7 nm相当，说明离子液体的存在可促进锐钛矿相二氧化钛的结晶和生长。另外，该产物表面积可达238 m²·g^-1。本文还进一步研究了该产物对甲基橙水溶液的光降解作用，结果表明，用此方法制备的TiO₂对甲基橙降解作用优于商业P25二氧化钛。     

Sb掺杂SnO_2(ATO)纳米晶的水热合成和导电性能

以Sn和SbI_3为主要原料，在120-170 ℃温和水热条件下合成了具有导电能力 的Sb掺杂SnO_2(ATO)透明导电纳米粉体，运用FT-IR， XRD， BET， TEM等手段对 粉体的形成过程进行了分析表征。实验结果表明，所合成的纳米ATO粉体均为四方 锡石结构，无其他杂相存在，晶粒大小在4-7nm之间，粉体呈单分散状态。比表面 积在137-184m~2·g~(-1)之间，随水热温度的升高，晶粒长大，比表面积下降，粉 体导电性能提高。该方法对于其他透明导电氧化物纳米粉体的合成具有借鉴意义。     

纳米Na_2SiF_6的电化学制备、表征与荧光性质

采用溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2(nanoTiO2)膜,经X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,证明多孔TiO2膜的平均孔径为80 nm.以该多孔膜电极为模板,借助电化学沉积的方法制备了纳米Na2SiF6(nano Na2SiF6).经XRD和透射电镜(TEM)测试证实该Na2SiF6为均一的白锰钒型结构,平均粒径约为20 nm.初步研究了其荧光性质,发现在452.4 nm和285 nm处分别有强的荧光发射峰和激发峰.