三维有序介孔/大孔TiO2微球的制备、表征及光催化性能

以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,分别以钛酸四丁酯和四异丙醇钛为钛源,通过溶胶-凝胶法辅助模板法制得TiO2纳米微球前驱体,并用程序升温控制其焙烧温度,最终成功制得了具有三维有序介孔/大孔复合结构的TiO2微球.以罗丹明B(RhB)为模型污染物,探索了以不同钛源制备得到的介孔/大孔复合TiO2微球的光催化性能;并采用XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、比表面积测试、光催化性能测试等对样品的晶粒尺寸、物相、形貌、光吸收、比表面积及性能等进行了分析.结果表明,运用溶胶凝胶法辅助模板法能够合成结晶度高、形貌规整、比表面积大、光催化活性良好的锐钛矿相TiO2微球.     

介孔TiO2-ZnO复合薄膜的制备与表征

以三嵌段聚合物P123为模板剂, 以钛酸异丙酯和二水乙酸锌为无机前驱体, 利用溶胶-凝胶法和旋涂法成功地制备了不同ZnO含量的介孔TiO2-ZnO复合薄膜. 在ZnO前驱体摩尔分数为0~50％范围内获得薄膜质量较高的介孔TiO2-ZnO复合薄膜. 用小角XRD、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及X射线光电子能谱(XPS)对所得的复合薄膜进行了表征和分析. EDS和XPS等研究证明介孔薄膜为TiO2和ZnO的复合体系, 且ZnO前驱体含量的增加仍能保持TiO2-ZnO复合薄膜的均匀性. UV-Vis研究结果表明, 介孔复合薄膜的光学带隙宽度为3.45-3.58 eV, 随着ZnO含量的增加, 复合薄膜的紫外吸收蓝移.     

介孔TiO_2晶须担载Au的热稳定性(英文)

以二钛酸钾晶须为前驱体,通过固相烧结工艺制备了介孔TiO2晶须,然后使用沉积沉淀法将Au纳米颗粒担载于其上,并采用低温N2吸附-脱附、X射线衍射及透射电镜等技术对催化剂的形貌和结构进行了表征,以NaBH4还原对硝基苯酚(PNP)为探针反应,评价了催化剂的活性及稳定性.结果表明,500°C热处理前后,介孔TiO2负载的Au纳米颗粒的平均粒径变化不大,且催化PNP还原活性得到了很好的保持.这主要与介孔TiO2晶须独特的双晶构型及介孔结构有关.     

氮掺杂纳米多孔TiO2:EDTA-Na2辅助水热合成及光催化性能

利用螯合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)作为致孔剂,以三氯化钛(TiCl3)为前驱体.利用水热法直接合成了氮掺杂的纳米多孔TiO2.通过SEM、XRD、IR、低温N2吸附-脱附、XPS、热重分析(TG)和紫外可见(UV)光谱对样品进行了表征与分析.结果表明所合成TiO2以锐钛矿相形式存在,氮掺在TiO2晶面之间,具有典型的介孔结构和较高的比表面积,通过改变EDTA-Na2的浓度,比表面积口1控制在95～216 m2·g-1之间.这种纳米多孔TiO2在光降解甲基橙的实验中表现出很好的光催化活性,且随着EDTA-Na2的浓度增大而逐渐增加.     

介孔TiO2晶须担载Au的热稳定性（英文）

以二钛酸钾晶须为前驱体,通过固相烧结工艺制备了介孔TiO2晶须,然后使用沉积沉淀法将Au纳米颗粒担载于其上,并采用低温N2吸附-脱附、X射线衍射及透射电镜等技术对催化剂的形貌和结构进行了表征,以NaBH4还原对硝基苯酚(PNP)为探针反应,评价了催化剂的活性及稳定性.结果表明,500°C热处理前后,介孔TiO2负载的Au纳米颗粒的平均粒径变化不大,且催化PNP还原活性得到了很好的保持.这主要与介孔TiO2晶须独特的双晶构型及介孔结构有关.     

ZrO2中空微球的模板法制备及吸附性能研究

以油菜花粉为生物模板,通过温和易控的水浴-陈化法制备了纳/微米结构ZrO2中空微球.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、比表面孔隙度分析、热分析等对所制备的产物和前驱体进行了表征,并对产物的吸附性能进行了初步的研究.结果表明,ZrO2中空微球的球壳由纳米粒子构筑并形成介孔结构.花粉模板前处理方式不同,其模板作用不同,可以获得两种不同球壳厚度、表面形貌和比表面积的ZrO2中空微球.其中"镂空"结构的ZrO2微球对铬黑T有良好的吸附性能.对ZrO2中空结构形成的机理进行了分析和讨论.     

以花瓣为模板制备TiO2分层介孔纳米片

以月季花花瓣为模板, 经钛盐溶液浸渍后煅烧, 合成了新型TiO2 分层介孔纳米片. 采用X射线衍射(XRD)、 场发射扫描电子显微镜(FESEM)、 环境扫描电子显微镜(ESEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis/DRS)和氮气吸附-脱附曲线分析等手段对样品进行了表征. 结果表明, 所得样品由厚度约4 nm的具有生物形态结构的锐钛矿型TiO2 纳米片组成. TiO2 薄层表面存在大量介孔, 其孔径集中分布于4 nm左右. 由紫外-可见漫反射吸收光谱可知, 材料的吸收边较纳米TiO2 (P25)红移了约20 nm, 因而具有更高的可见光光催化活性. TiO2 分层介孔纳米片在阳光下表现出较强的光催化活性, 在90 min内对亚甲基蓝的降解率可达98%, 远高于TiO2 纳米粉.     

酸法纳米纤维素模板剂合成介孔TiO2及光催化活性

以生物可再生资源的酸法纳米纤维素为模板剂,四氯化钛为钛源,采用液相水解-沉淀法制备了具有介孔结构的TiO2光催化剂。采用低温N2物理吸附-脱附、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重-量热扫描(TG/DSC)、傅里叶变换红外(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等对介孔TiO2进行了表征,并以甲基橙为模型物,考察了介孔TiO2光催化活性。结果表明,以酸法纳米纤维素为模板剂合成的TiO2光催化活性显著提高,且具有良好的孔隙结构,平均孔径5.03 nm、总孔容积0.35 cm3.g-1、比表面积192m2.g-1;纤维素模板剂合成的TiO2表面羟基数量降低;纤维素长链分子结构之间的羟基与TiO2表面羟基的键合,可有效限制TiO2前驱体的生长和团聚,并抑制锐钛矿相TiO2向金红石相转变。     

具有高比表面的介孔Co-SiO2微球的合成与表征

在碱性条件下,利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂,以含氨基有机硅烷与过渡金属离子Co(Ⅱ)形成的配合物Co(Ⅲ)-APTMOS为金属离子前驱体,合成了含金属元素钴的介孔Co-SiO₂微球.运用XRD,TEM以及N₂-吸附等技术对所制备的产物进行了表征.结果表明,产物为具有高比表面、孔道无序的介孔微球.同时阐述了金属离子以配合物Co-APTMOS形式加入反应体系的优越性.     

纳米晶簇多级孔道L沸石的合成及其脱硫性能

采用晶化培育法制备了L沸石纳米晶簇,以其作为前驱体,并以3-三甲基甲硅烷基丙基十六烷基二甲基氯化铵(TPHAC)为模板剂,合成了微孔-介孔多级孔道L沸石(MeLTL沸石).通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、27Al固体魔角核磁(27AlMASNMR)和吡啶傅立叶变换红外(Py-FTIR)等方法对MeLTL沸石进行了表征.研究结果表明,MeLTL沸石是由L沸石纳米晶簇自组装形成的,并具有介孔孔道和L沸石的微孔结构以及适宜的酸量与酸强度,其比表面积和孔体积分别高达611m2.g-1和0.696cm.3g-1.将MeLTL沸石作为添加剂引入柴油加氢脱硫催化剂载体中,并与添加L沸石、Al-MCM-41和仅以γ-Al2O3为载体的催化剂进行比较,其脱硫性能为最佳,经加氢后的柴油硫含量仅为9.3μg.g-1,脱硫率达99.3%.     

The formation of mesoporous TiO2 spheres via a facile chemical process

The mesoporous TiO(2) solid and hollow spheres have been synthesized via a controllable and simple chemical route. Structural characterization indicates that these TiO(2) mesoporous spheres after calcined at 500 degrees C have an obvious mesoporous structure with the diameters of 200-300 nm for solid spheres and 200-500 nm for hollow spheres. The average pore sizes and BET surface areas of the mesoporous TiO(2) solid and hollow spheres are 6.8, 7.0 nm and 162, 90 m(2)/g, respectively. Optical adsorption investigation shows that TiO(2) solid and hollow spheres possess a direct band gap structure with the optical band gap of 3.68 and 3.75 eV, respectively. A possible formation mechanism for TiO(2) solid and hollow spheres is discussed.     

Mesoporous TiO2 core-shell spheres composed of nanocrystals with exposed high-energy facets: facile synthesis and formation mechanism

A facile new method that combines electrospray and hydrothermal treatment is used to prepare mesoporous core-shell TiO(2) spheres with high specific surface areas and high pore volumes. Interestingly, the resulting TiO(2) spheres are composed of anatase TiO(2) nanocrystals with exposed step-like {001} and smooth {010} facets. The percentage of exposed {001} facets can be adjusted by changing the experimental parameters used in the electrospray and hydrothermal treatment processes, such as the contents of poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) and acetic acid. The combination of high specific surface area (>100 m(2) g(-1)), high pore volume (>0.30 cm(3) g(-1)), useful pore size (10-15 nm), spherical core-shell structure, and exposed high energy facets makes these TiO(2) spheres an important candidate for use in many photoelectrochemical applications. The formation mechanism of the mesoporous TiO(2) spheres is also studied. The great advantage of this method is that interesting and complicated mesoporous superstructures can be prepared using electrospray technology.     

Synthesis of hierarchically mesoporous anatase spheres and their application in lithium batteries

Hierarchically mesoporous TiO2 (anatase) sub-micron spheres with uniform particle size exhibiting high Li storage capacity and good cycling performance have been successfully prepared in a large quantity by using TiO2-CdSO4 composite as intermediate.     

聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

利用静电纺丝技术,制备了不同的聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜,吸附液体电解质后形成聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜准固态电解质,应用于制备准固态染料敏化太阳能电池(DSSCs).测试了电纺聚合物纳米纤维微孔膜电解质的吸液率、孔隙率、离子电导率等参数,研究了纳米纤维微孔膜准固态电解质DSSCs的光伏性能.结果显示,TiO2的掺入可提高聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜对液态电解质的浸润扩散性能,从而提高纳米纤维微孔膜对液态电解质的吸附能力.组装的DSSCs的光电转换效率可达液态电解质的90%以上,并具有较好的长期工作稳定性.     

A sonochemical approach to hierarchical porous titania spheres with enhanced photocatalytic activity

A novel sonochemical approach has been developed to prepare hierarchical porous titania spheres in the presence of a triblock copolymer; it was found that textural meso- and macro-porosity could enhance the photocatalytic activity of mesoporous TiO2.     

中空纳米二氧化硅微球的制备及表征

本文介绍了一种制备中空纳米二氧化硅微球的新方法。利用模板首先合成介孔纳米二氧化硅微球,再用水热反应法,成功制备了非功能化和巯基、氨基功能化中空纳米二氧化硅微球。利用透射电子显微镜,热重分析等手段对其形貌进行了表征。另外,对中空介孔纳米二氧化硅微球的形成机制进行了探讨。     

Synthesis of very small TiO2 nanocrystals in a room-temperature ionic liquid and their self-assembly toward mesoporous spherical aggregates

In this Communication, we describe the synthesis of 2-3 nm sized titania nanocrystals in a room-temperature ionic liquid under mild conditions and their self-assembly toward mesoporous TiO2 spheres. The resulting structures combine the convenient handling of larger spheres with a considerable high surface area and narrow pore size distribution and are expected to have potential in solar energy conversion, catalysis, and optoelectronic devices.     

“Dissolution-reassembly” for N-doped hollow micro/meso-carbon spheres with high supercapacitor performance

N-Doped hollow carbon spheres with mesoporous/microporous shells and outstanding performance in supercapacitor has been prepared by “dissolution-reassembly” method.     

Synthesis of visible-light-driven TiO2 yolk-shell spheres with {0 0 1} facets dominated mesoporous shells

Anatase phase visible-light-driven TiO2 yolk-shell spheres with the size of ca. 1-2 μm have been synthesized with the combination of solvothermal and heat treatment method. XRD, SEM, TEM, XPS, and PL analysis were used to examine structure and properties of the photocatalyst. The N species and Ti3+ centers introduced into the as-prepared photocatalyst can enhance the visible light absorption significantly. The mesoporous shell of the prepared photocatalyst, which promotes the pollutant adsorption ability, consists of the high-reactive {0 0 1} facets dominated nanocrystals. Due to the unique structure, it is also observed that the as-prepared visible-light-driven TiO2 yolk-shell spheres exhibit a superior photocatalytic activity for organic dyes decomposition than the well-known P25.     

二氧化钛介孔分子筛的合成和表征

以高嵌段共聚物为模板剂在中性条件下制备二氧化钛介孔分子筛,并以TG-DTA,XRD,TEM和N~2吸附方法对脱除模板剂后的样品进行了表征。实验结果表明,该介孔分子筛具有较高的比表面,以及六方堆积的均匀孔道,焙烧过程中孔壁可部分晶化成锐钛矿型TiO~2的小晶粒。在分子筛孔壁中引入稀土元素可提高介孔结构稳定性。