离子掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的研究进展

以纳米TiO2为代表的纳米半导体光催化材料是目前研究的热点。纳米TiO2为宽禁带半导体,需紫外光激发;而且,产生的光生电子-空穴对极易复合,限制了其实际应用。将纳米TiO2进行离子掺杂改性是解决上述问题的有效途径。目前离子掺杂改性纳米TiO2光催化剂的研究进展表明,采用两种离子共掺杂改性纳米TiO2时,离子之间会产生协...     

TiO2-石墨烯光催化剂：制备及引入石墨烯的方法对光催化性能的影响

利用溶胶-凝胶法原位制备了二氧化钛/石墨烯(TiO2-GE)复合光催化剂,研究了纯TiO2以及不同方法制备的TiO2-GE复合光催化剂对亚甲基蓝及罗丹明B光催化降解性能。结果表明:石墨烯的引入提高了TiO2的光催活性,这主要是得益于石墨烯优异的电子传输性能及较好吸附特性。不同方法制备TiO2-GE复合催化剂的光催化活性也存在较大差别。原位制备的TiO2-GE复合光催化剂表现出最佳的光催化活性。     

吸附剂负载TiO2光催化研究进展

TiO2光催化在废水处理、空气净化等环保领域展示出诱人前景.纳米TiO2光催化剂的负载化是实现其产业化的关键步骤之一.多孔吸附剂与纳米TiO2复合可提供对污染物的高浓度吸附环境,提高TiO2分散度,解决催化剂分离难题,是光催化领域的研究热点之一.本文对近年来国内外多孔吸附剂与纳米TiO2复合的发展情况进行了综述,着重介绍了负载型TiO2光催化剂的固定化方法、多孔吸附剂类型以及负载对光催化活性的影响机理.     

碳纳米管负载纳米TiO2复合材料的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法, 以钛酸丁酯为原料, 将纳米TiO2负载在碳纳米管(CNTs)表面, 制备了CNT-TiO2光催化复合材料. 通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段研究了复合颗粒的形态结构及包覆情况, 通过UV-Vis漫反射谱分析比较了纯TiO2和CNT-TiO2的吸光性能, 并研究了不同温度热处理的CNT-TiO2光催化剂在紫外光照射下对甲基橙光催化降解的性能. 结果表明, 纳米TiO2颗粒以锐钛矿相存在, 紧密地包附在碳纳米管的管壁上, CNT-TiO2在紫外-可见光波长范围内均有较好的吸光性能, 450 ℃热处理后的复合光催化剂CNT-TiO2比纯TiO2对甲基橙光降解有更高的光催化活性.     

新型纳米光催化剂La3+/S/TiO2的制备及其可见光活性研究

采用沉淀-浸渍法合成了一种新型La^3＋和S共掺杂TiO2纳米复合光催化剂。通过紫外．可见（UV-Vis）漫反射、X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等手段对其物相组成、晶粒尺寸、结晶形态和吸光性能进行了表征。以活性艳蓝198染料溶液为模拟废水，对La^3＋／S/TiO纳米复合光催化剂的活性进行了评价。相对于单一的TiO2，S掺杂的TiO2和La^3＋掺杂的TiO2光催化剂，La^3＋／S/TiO2纳米复合光催化荆颗粒的粒径更小，光的吸收边发生了更大程度的红移。在波长λ〉400nm的可见光光照下，具有最高的光催化活性。     

TiO_2/Ag_2NCN复合光催化剂的制备与可见光催化性能

利用银盐与单氰胺水溶液的沉淀反应,通过共混不同质量分数的纳米TiO2粒子制备了TiO2/Ag2NCN复合光催化剂.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱仪对复合光催化剂的结构进行了表征.结果表明,锐钛矿相TiO2纳米颗粒沉积在Ag2NCN表面形成异质结构,二者间以弱的物理作用力相结合.TiO2的掺杂使得复合颗粒的UV-Vis吸收光谱发生红移,带隙变窄.以亚甲基蓝(MB)为光催化降解对象,研究了TiO2/Ag2NCN复合颗粒的可见光催化活性.结果表明,与单一Ag2NCN相比,复合颗粒表现出增强的光催化性能.对TiO2/Ag2NCN复合颗粒的光催化反应动力学过程及光催化机理进行了探讨.     

铜锡改性纳米二氧化钛光催化氧化还原性能的研究

在复合半导体基础上,采用超声浸渍法对催化剂表面作进一步铜改性,制备了铜锡改性的纳米二氧化钛光催化剂CuOx-SnO2/TiO2,考察了表面铜改性、二氧化锡复合对催化剂光催化氧化还原性能的影响.结果表明,表面铜改性和复合都有利于提高催化剂光催化氧化还原能力,二者间表现出相互增强的作用.结合XRD、XPS、TEM等催化剂表征结果,对铜锡改性纳米二氧化钛光激发机制进行了讨论,提出了二氧化碳光催化还原的可能机制.     

超临界流体干燥法制备TiO2／C纳米粒子及光催化性能

以TiCl4为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO2/C复合光催化剂.以苯酚的光催化降解对所得催化剂的催化活性进行了评价.结果表明,纳米TiO2/C复合粒子与单组分TiO2比较,复合粒子光催化活性高于单组分的TiO2,h苯酚降解率高达975 ％,COD为957%.并用XRD、TEM、 UV-Vis和XPS等手段进行了表征,iO2以锐钛矿型形式存在.比较了不同制备方法制得的TiO2/C复合催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,比表面积大,分散性好,光催化活性高等特点.     

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].     

TiO2／SnO2复合光催化剂的耦合效应

采用改进的 sol-gel技术制备ＴiO2/SnO2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)SnO2的复合半导体光催化剂,其光催化效率比纯TiO2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TiO2/SnO2复合型半导体光催化剂的光催化效率随SnO2 含量变化规律。     

Gas-phase photocatalytic oxidation of benzene over titanium dioxide loaded on Bi_(12)TiO_(20)

TiO2 was prepared by sol-gel method using tetrabutyl titanate as precursor. TiO2 was loaded on Bi12TiO20. The photocatalyst with different TiO2 loading was calcined at 723 K. The photocatalytic activity of decomposition gaseous benzene was investigated in a batch reactor. The prepared photocatalyst was characterized by UV-vis diffuse reflectance. The result showed that TiO2/Bi12TiO20 absorbed much more ultraviolet light than Ti02 in the ultraviolet light region and showed red shift. The results indicated that the prepared photocatalyst can greatly promote the photocatalytic activity. The 2.0% TiO2/Bi12TiO20 system exhibited the highest photocatalytic activity.     

Preparation and characterization of highly photoactive nanocrystalline TiO_2 powders by solvent evaporation- induced crystallization method

Highly photoactive bi-phase nanocrystalline TiO2 photocatalyst was prepared by a solvent evaporation-induced crystallization (SEIC) method, and calcined at different temperatures. The obtained TiO2 photocatalyst was characterized with X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and BET surface areas. The photocatalytic activity was evaluated by the photocatalytic oxidation of acetone in air. The results show that solvent evaporation can promote the crystallization and phase transformation of TiO2 at 100℃. When calcination temperatures are below 600℃, the prepared TiO2 powders show bimodal pore size distributions in the mesoporous region. At 700℃, the pore size distributions exhibit monomodal distribution of the inter-aggregated pores due to the collapse of the intra-aggregated pores. At 100℃, the obtained TiO2 photocatalyst by this method shows good photocatalytic activity, and at 400℃, its photocatalytic activity exceeds that of Degussa P25. This may be attributed to the fact t     

复合纳米微粒Rh~(3+)/TiO_2/SnO_2的合成、表征及光催化降解4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚的研究

采用溶胶 凝胶法制备复合纳米微粒Rh3+/TiO2/SnO2作系列光催化剂,运用BET、XRD等技术对样品进行了表征.讨论了影响污染物4 (2 吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)光催化降解率的主要因素,实验结果表明:以Rh3+/TiO2/SnO2为复合光催化剂,当m(TiO2)∶m(SnO2)=56∶44,ω(Rh3+)=2 0%,催化剂用量为1 0g,通入空气的流量为10 0L/min,试液的质量分数为2 0×10-6,pH=7 0时,光照2h,PAR的降解率达到96 2%.     

以膨胀珍珠岩为载体的漂浮型TiO2光催化剂降解水面浮油

 以膨胀珍珠岩为载体制备了漂浮负载型TiO2光催化剂,并对制备催化剂的工艺条件及水面浮油的光催化降解过程进行了初步研究．通过扫描电镜分析及BET比表面积和TiO2负载量测定,对影响负载型光催化剂漂浮性能的因素进行了分析．以癸烷为水面模拟污染物,考察了其在日光照射下的降解效率．用气相色谱法测定了经不同时间光照后癸烷的残留量,经7h光照后能降解癸烷95％以上．实验结果表明,以膨胀珍珠岩为载体,可制得能长期漂浮于水面的负载型TiO2光催化剂,通过浮油富集和光催化降解机制可对水面浮油进行有效的治理．     

球磨法制备复合光催化剂Bi_(12)TiO_(20)/ZnO及其光催化性能

本文用水作为分散介质,采用球磨法掺杂一定量的Bi12TiO20于ZnO中制备复合光催化剂Bi12TiO20/ZnO.利用UV-Vis、XRD和SEM等仪器对样品进行了分析与表征.通过对甲基橙的氧化来研究其光催化活性.结果表明,光催化剂Bi12TiO20/ZnO对甲基橙氧化的催化活性高于氧化锌的催化活性.当Bi12TiO20的掺杂量为0.5%(质量分数),球磨时间为12 h,焙烧温度为300℃时,光照20 min后,复合光催化剂Bi12TiO20/ZnO对甲基橙的降解率可达到95.2%.     

石墨烯-二氧化钛复合催化剂对光催化性能的提高(英文)

以石墨烯氧化物和钛酸四丁酯为原料,通过水热法、无氧煅烧转晶合成了graphene-TiO2复合催化剂,并采用透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱和X射线光电子能谱等手段对其进行了表征.结果表明,TiO2全部为锐钛矿晶型,呈纳米颗粒状附着在薄膜状的graphene表面.以亚甲基蓝为目标物,评价了graphene-TiO2催化剂的光催化性能.结果表明,graphene-TiO2的光催化降解能力明显优于相同方法制备的纳米TiO2颗粒,且具有较好的稳定性,空穴在降解过程中起主要作用,碱性溶液更有利于催化剂对MB的降解.     

Reduced graphene oxide as capturer of dyes and electrons during photocatalysis: surface wrapping and capture promoted efficiency

To elucidate the roles of graphene in photoelectric events and mass transfer during photocatalytic process is important for engineering graphene-semiconductor hybrid photocatalyst. Here, we demonstrated reduced graphene oxide (RGO) capturing dyes and photoinduced electrons during photocatalytic degradation of organic dyes in water. It captures dyes from water through adsorption and desorption irreversible hysteresis, and captures photoinduced electrons from semiconductor through surface junction. The RGO was attached to the surface of TiO(2) in the form of surface wrapping. After one-step photocatalytic reduction of graphene oxide (GO) and TiO(2) in ethanol-water solvent under UV irradiation, the RGO wrapped TiO(2) hybrid (graphene-w-TiO(2)) photocatalyst was obtained. Using visible absorption spectroscopy, we also demonstrated these captured dyes were degraded during photocatalysis. The photocatalytic test showed the RGO significantly improved the photocatalytic activity of this hybrid photocatalyst.     

碳纳米管改性TiO2光催化剂的制备及性能

以钛酸四丁酯为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备了碳纳米管（CNT）改性的TiO2光催化剂．考查了不同CNT含量的光催化剂的催化活性,结果农明CNT的质量分数为0．3％时对甲基橙具有最佳的降解效果,100min的降解率接近90％,明显高于纯TiO2．采用XRD、IR和UV—vis对光催化剂进行了表征,光催化剂的粒径经计算为20nm～30nm,红外光漕中改性TiO2有羰基吸收峰,紫外光谱中改性TiO2的吸收出现明显红侈．     

Photocatalytic degradation of 2,4,6-trinitrotoluene

A Pt/TiO2 photocatalyst was used in the photocatalytic degradation of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) under the irradiation of the simulated sunlight. The results show that the destruction of TNT is faster and more complete with the photocatalyst. The photocatalytic degradation of TNT follows first order kinet-ics. The transformation of nitryl groups of TNT molecules into nitrite and nitrate ions may be acceler-ated in the presence of the Pt/TiO2 photocatalyst. Compared with that without the catalyst, the concentration of nitrate ions was improved 32.3 times within 2.5 h.     

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 .