超临界干燥法制备TiO2气凝胶

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶过程及及超临界干燥法制备了TiO2气凝胶,并通过XRD,BET和TEM等方法对所得样品进行了表征.结果表明,该法制备的TiO2气凝胶具有很高的比表面积(488 m2/g),平均粒径为4.6nm,具有锐钛矿型晶体结构.经400℃煅烧2 h所得的纳米粉体,其锐钛矿型晶体结构更为明显,平均粒径6.7 nm,比表面积158 m2/g.     

金属离子掺杂的TiO2薄膜的制备及其光催化降解甲苯的性能

 采用溶胶-凝胶法制备了负载于铝板上掺杂金属离子的TiO2薄膜光催化剂,并通过空气中甲苯光催化降解实验评价了其光催化活性. 结果表明,Pt和Fe的掺杂对TiO2薄膜的光催化活性起促进作用,甲苯降解率分别提高了17%和6%; Ag的掺杂引起催化剂失活; Mn的掺杂未对TiO2薄膜的光催化活性起明显促进作用. XRD结果表明,掺杂金属离子前后TiO2均为锐钛矿相; TEM观察到薄膜催化剂微观结构为球形颗粒,粒径分布均匀,平均粒径为19 nm; 紫外漫反射光谱表明,Pt-TiO2薄膜催化剂的反射率几乎为0,表明其对光的吸收能力很强,因而Pt掺杂的TiO2薄膜光催化降解甲苯的活性最高.     

纳米TiO2薄膜光阳极的制备及性能

本文以钛酸正丁酯为前驱物、乙醇作为分散剂、二乙醇胺作为螯合剂、聚乙二醇作为表面活性剂,采用溶胶-凝胶法制备得到一种TiO2溶胶,并通过乙酸或氨水作用后制得另外两种溶胶,分别在室温于ITO导电玻璃上涂制,得到5种单一粒径范围纳米TiO2薄膜和具有两种粒径范围膜层的6种纳米TiO2薄膜;XRD和SEM等测试结果表明,纳米TiO2薄膜为锐钛矿相或锐钛矿与金红石相的混合相,其粒径分布范围在15～30nm,30～50 nm,40～80 nm区间。采用浸渍法将所制备的膜进行染料的敏化,得到染料敏化纳米TiO2薄膜半导体光阳极,测试结果表明,在所制备的纳米TiO2薄膜中,具有两种粒径范围膜层的纳米TiO2薄膜的光电性能相对较好。     

CO2超临界干燥制备超细TiO2粉体的研究

采用溶胶-凝胶法结合CO2超临界流体干燥技术制备了平均粒径为8nmTiO2粉体颗粒,并采用BET、TEM、SEM、XRD、及DTA-TG技术对制得的粉体进行了表征.结果显示出CO2超临界干燥技术在制备大孔高比表面TiO2纳米粉体时具有较大的优越性.     

不同Ti/Ba比钛酸钡纳米粉体及其陶瓷的制备和介电性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了不同Ti/Ba比的钛酸钡纳米粉体及其陶瓷。通过XRD、SEM和TEM对钛酸钡粉体及陶瓷进行了表征,并测试了陶瓷的介电性能,研究了Ti/Ba比对陶瓷微观结构和介电性能的影响。结果表明:通过溶胶-凝胶工艺制备的纳米粉体主要为立方相钛酸钡,平均粒径约19~33 nm:随Ti/Ba比的增加,钛酸钡纳米粉体平均粒径呈先稍递减后增大的趋势,当粉体平均粒径大于30 nm吋,四方相在混合相中所占比例逐渐增大;Ti/Ba=1.01~1.03时,陶瓷中异常长大的晶粒较多,室温介电常数降低;1300℃烧结2 h的Ti/Ba=1.04的钛酸钡陶瓷具有较好的介电性能。     

纳米Co/TiO2 粉体的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯为主要原料,利用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2,Co/TiO2粉体.掺杂钴能够延缓TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,从而提高纳米Co/TiO2粉体的催化活性.经500 ℃焙烧的纳米Co/TiO2粉体,在紫外光源下能有效催化直接溴酚兰染料降解.     

三维大孔TiO2光催化剂的制备及其催化性能

 以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,以钛酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了具有三维结构的大孔TiO2. 采用差示扫描量热、热重-微分热重、X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和氮气吸附等手段对样品进行了表征. 结果表明,高温热处理后得到的三维大孔TiO2光催化剂的孔径为200 nm左右,孔径分布均匀, TiO2纳米晶粒中锐钛矿相和金红石相的含量分别为82%和18%. 光催化氧化实验表明,此种三维结构的TiO2对甲基橙溶液具有较好的光催化氧化性能.     

液相沉积法制备光催化活性TiO2薄膜和纳米粉体

采用液相沉积法 ,在 3 5℃通过向六氟钛酸铵水溶液中添加硼酸和结晶诱导剂锐钛矿型TiO2 纳米晶 ,沉积出具有光催化活性的TiO2 薄膜和纳米粉体 .用XRD ,AFM ,阶梯仪 ,UV vis ,BET法对TiO2 薄膜和粉体的沉积条件、结构、厚度和性能进行了测定和表征 ,并用亚甲兰的降解 ,评价了TiO2 薄膜和纳米粉体的光催化活性 .结果表明 ,当反应物六氟钛酸铵与硼酸的摩尔比为 1∶2～ 1∶4时 ,沉积的粉体和薄膜含有锐钛矿相TiO2 ;经 3 0 0℃热处理的TiO2 薄膜和纳米粉体具有最高的光催化活性 ,它的光催化活性是未经热处理前的 5倍 .本文还解释了经 3 0 0℃热处理的薄膜和纳米粉体具有最高光催化活性的原因     

光催化活性二氧化钛溶胶的低温制备与表征

以钛酸丁酯为原料,在70 ℃制备了具有光催化活性的TiO2溶胶.用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征了溶胶结构;用紫外-可见分光光度计研究了TiO2溶胶对甲基橙的吸附和光催化降解性能.XRD图谱表明TiO2溶胶粒子的一次粒径约4 nm,晶型主要为锐钛矿型,并含有少量结晶不完善的板钛矿型;TEM图像表明溶胶中TiO2粒子分散良好,二次粒径约10 nm.吸附实验表明TiO2溶胶使甲基橙溶液褪色约17%;光催化实验表明TiO2溶胶光催化性能优异,自然光催化降解甲基橙溶液(10 mg/L),16min后甲基橙浓度几乎降为0.     

不同介质条件下纳米二氧化钛溶胶的低温制备及其光催化性能表征

以四氯化钛为原料,分别以硝酸和过氧化氢为介质在低温下制备了两种二氧化钛溶胶A和B,通过X-射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱等测试手段进行了表征。结果表明,两种样品中的TiO2结晶相颗粒均呈锐钛矿型结构,样品A呈球形,粒径为4.8nm,样品B呈纺锤形,粒径为11．2nm;样品B比A结晶度高,而且光吸收波长红移了大约130nm。通过室外光催化降解亚甲基兰和室内光催化降解品红两组实验对比,研究了样品A和B的光催化活性,结果表明样品B比A具有更高的光催化性能。     

模板水热法纳米TiO2制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂,钛酸四正丁酯(TBOT)为钛源,水热法制备纳米TiO2。采用XRD,SEM、TEM和UV-Vis DRS等测试手段对其形貌和结构进行表征。通过对甲基橙的光催化降解实验,探讨了焙烧温度、催化剂用量和溶液pH值对光催化性能的影响。结果表明,TiO2具有锐钛矿相,平均晶粒尺寸约为23.2 nm,TiO2颗粒呈片层状或由片层状堆积的疏松圆球形,经超声后即分散为八面体晶粒。550℃焙烧的样品,紫外光照3 h后,对甲基橙的降解率可达84.2%。相比普通水热法,采用模板剂法制得的TiO2吸收带发生红移,因而也具有较好的可见光催化活性。     

水热法制备铂掺杂二氧化钛及其可见光催化性能

以纳米管钛酸为前驱体,采用水热法制备了Pt掺杂TiO2样品.水热反应过程中,纳米管钛酸表面羟基与氯铂酸发生酸碱中和反应,导致反应后pH值升高;在130°C开始纳米管钛酸晶体结构由正交晶系转变为锐钛矿相TiO2.表面化学组成分析表明,掺杂的Pt主要以+2价形式存在.以丙烯为模型污染物,评价样品的可见光(λ≥420nm)光催化活性.结果表明,Pt-TiO2具有明显的可见光光催化降解丙烯的活性,其中160°C水热处理制得的Pt-TiO2活性最高.最后讨论了低温水热法Pt掺杂的形成机理及Pt-TiO2具有可见光响应的原因.     

二氧化钛纳米微粒的制备与光催化活性

本文采用溶液－凝胶法制备了粒径为１０－２０ｎｍ左右的二氧化钛纳米微粒。用ＸＲＤ研究了二氧化钛溶胶的热处理过程,研究表明温度在４７３Ｋ－６７３Ｋ左右ＴｉＯ２向量 粒呈不规整锐钛矿结构,粒径约为１０－２０ｎｍ。在８７３Ｋ左右ＴｉＯ２微粒出现锐钛矿与金红石型混晶结构。     

Li+掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li⁺掺杂纳米TiO₂光催化剂,并用XRD和TEM等技术进行了表征;用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值(pHpzc).结果表明,500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相;Li⁺的掺杂抑制了TiO₂粒子的生长,提高了催化剂的分散性;催化剂的零电位pH值为6.6—8.1,其值取决于Li⁺的浓度和掺杂方式.分别以紫外光和太阳光为光源,孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性;并用气相色谱测试了污染物降解产生的CO₂的含量.结果显示,对孔雀石绿的降解,浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li⁺都能有效提高TiO₂的光催化活性,但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好,催化活性最高的为浸渍法制备的5%(摩尔分数)Li⁺掺杂TiO₂,其在紫外光和太阳光下的光催化活性分别比纯TiO₂提高了6—8倍和9—10倍;对甲基橙的降解,除溶胶-凝胶法制备的3%(摩尔分数)Li⁺掺杂TiO₂能稍提高光催化活性外,其它Li⁺的掺杂都不同程度降低了TiO₂的光催化活性;随污染物降解率的增加,最终降解产物CO₂的含量增加.实验结果表明,Li⁺掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因.     

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.     

以ACF为模板制备掺氮TiO2及其光催化脱氨氮研究

本文采用溶胶-凝胶法制备了以活性炭纤维(ACF)为模板的掺氮TiO2光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、SEM和UV-Vis等方法对催化剂进行了表征,测定了催化剂在紫外、日光照射下光催化脱氨氮的活性.ACF作模板掺氮TiO2催化剂具有介孔结构,平均粒径约为10 nm,比表面积为64.43 m2/g.紫外、可见光光催化2 h氨氮(85 mg/L)废水的氨氮去除率分别为68%和47%.结果表明,催化剂中氮的含量是影响催化剂光催化活性的重要因素.     

钛酸纳米管前驱体水热制备TiO2：水热媒介对结晶度及光催化活性的影响

以钛酸纳米管为先驱体,180℃24 h同一水热条件下,利用H2O、HNO3、KBF4以及HNO3+KBF4的4种水热媒介溶液,制备了高结晶度高光催化活性的TiO2,并研究了水热媒介对TiO2结晶度、表面羟基和光催化活性的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外测试(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)进行了结构表征。光催化活性通过降解甲基橙溶液进行了评价。结果表明,与其他3种媒介相比,HNO3+KBF4溶液为水热媒介制备的锐钛矿晶型TiO2,结晶度高,表面羟基含量高,因此,呈现高的光催化活性。     

TiO2纳米粒子制备方法对其光催化活性的影响

分别用胶溶法、金属醇盐水解法和低温水解法制备了TiO2纳米粒子;采用XRD和BET技术,测试了TiO2粒子的粒径、晶型及表面积。以庚烷的气相光催化氧化为探针反应,考察了不同方法、不同温度处理的TiO2粒子的光催化活性。结果表明,以胶溶法和金属醇盐水解法制备的TiO2粒子,随焙烧温度的增加TiO2粒子长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变,光催化活性降低。用低温水解法,可在低温下制得金红石型TiO2粒子,但其催化活性很低。说明由原料和制备方法所决定的TiO2粒子的物理化学性质,影响其光催化行为。锐钛矿型TiO2粒子催化活性较金红石型TiO2好。这是由于前者的表面羟基含量较高且带隙能较大的缘故。     

一维TiO2锐钛矿/金红石异相结的制备及光催化降解甲醛性能

TiO₂异相结主要通过高温方法制备,所制备材料的形貌和组成较难控制,尤其是在较低温度下一步制备一维TiO₂异相结仍具有一定的挑战性。采用简单、方便的一步水热法,在较低温度下(180℃)制备了一维纳米TiO₂异相结材料。X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析表明,制备的材料以一维金红石相TiO₂纳米棒(长度:(400±50)nm,直径:(60±5)nm)为基本结构,粒径分布均匀的锐钛矿相TiO₂纳米粒子(直径:(9.5±0.5)nm)高密度、单分散地负载在纳米棒上。通过控制水热反应时间成功调控了异相结中锐钛矿相TiO₂的含量(20%~50%),进而实现了其光催化降解HCHO性能的调控。实验结果表明,当锐钛矿相TiO₂的含量为33%时(TiO₂-24,水热时间24 h制备的样品),异相结光催化剂表现出最佳的HCHO降解性能:在低光强LED灯(波长为365 nm,光强为12.26 mW·cm^-2)照射下,浓度约为120 mg·L^-1的HCHO气体在25 min后的降解率达到了92%,实现了高效、快速地去除空气中的HCHO(矿化为CO₂)。稳态荧光光谱和光电化学测试表明,与其他水热时间的样品相比,TiO₂-24具有更高效的光生电荷分离和传输效率。一维TiO₂异相结不仅有利于光生电荷的传输,而且对电荷的分离具有定向驱动作用,使其具有较高的光催化降解HCHO性能。     

Effect of synthesis temperature on the preparation of titanium dioxides by the hydrothermal method. photocatalytic activity

Summary TiO₂ nanoparticles were prepared by the hydrolysis of titanium tetraisopropoxide (TTIP) using TMA (tetramethylamine) as a peptizer in the hydrothermal method. The photocatalytic degradation of Orange II has been studied in a batch reactor under UV light. The particle size was similar to that from hydrothermal treatment at 120-170^oC, but it increased to 23 nm at 200^oC. The titania particles prepared at 170^oC and calcined at 600^oC showed the highest activity in the photocatalytic decomposition ofOrange II.