Ag/TiO2对含酚废水的光电催化降解

Ag/TiO2对含酚废水的光电催化降解;Ag/TiO2; 光电催化; 苯酚;电解质     

氮掺杂TiO2纳米管阵列的制备及其可见光光电催化活性研究

联用电化学阳极氧化和湿化学法制备氮掺杂的TiO2纳米管阵列膜.应用SEM、XPS、DRS分析、表征,并研究该膜层的形貌、组成和光学性质以及在卤钨灯照射下降解甲基橙水溶液的光电催化活性.结果表明:氮以取代掺杂的形式进入TiO2晶格,掺氮的TiO2纳米管阵列在可见光区有较强的吸收,其光电催化性能优于纯的TiO2纳米管阵列膜.     

TiO2光电催化水处理技术研究进展

TiO2光电催化水处理是一种电化学辅助的光催化反应技术，通过施加外部偏压减少光生电子和空穴的复合，从而提高其量子效率使有机污染物彻底矿化。本文综述了TiO2光电催化的机理、研究进展，反应器开发、设计、模型化等方面存在的问题及今后深入研究的方向。     

TiO_2纳米管阵列光电催化制氢研究进展

以TiO2纳米管阵列为光阳极组成的光电解池光电催化分解水是目前光催化制氢领域内研究最广泛的体系之一。本文综述了近年来TiO2纳米管阵列在光电催化分解水制氢领域的最新研究进展,重点阐述了提高TiO2纳米管阵列光电转换效率和产氢速率的方法,指出了目前存在的问题,并对今后的发展提出了展望。     

钛基TiO2纳米管阵列电极的光电催化性能

应用电化学阳极氧化法在纯Ti基底上制备高度有序的TiO2纳米管阵列,考察了Ti/TiO2光阳极的光电化学响应.以苯酚溶液为目标污染物,研究Ti/TiO2电极的光电催化性能,并与光催化性能进行比较.结果表明,该电极光电催化性能优于光催化性能.施加0.6 V电压时,光电催化性能最好.电化学阻抗谱分析显示,光电催化和光催化降解过程的速控步骤均为表面反应步骤,外加偏压减小了界面电荷转移阻抗,提高了光生载流子的分离效率.     

钛基表面N掺杂TiO_2纳米管电极的光电催化性能

利用电化学阳极氧化法和浸渍法制备出N掺杂TiO2纳米管电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见/漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)技术对其进行表征。考察了该电极对甲基橙的光电催化活性,结果表明:N掺杂前后TiO2纳米管形貌相似,管径约90nm,N掺杂后TiO2对波长大于400nm的光吸收明显提高,并且吸收边界发生红移。氨水浓度为1.5mol/L时,制备的N掺杂TiO2纳米管电极对甲基橙的光电催化活性最高。对N掺杂机理进行了探讨。     

负偏压下（Ni-Mo）/TiO2膜电极光电催化降解罗丹明B的性能和机理

用复合电沉积方法制备了(Ni-Mo)/TiO2薄膜电极,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman Spectra)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构和光谱特性进行了表征,在负偏压和可见光作用下,以罗丹明B为模拟污染物研究了薄膜的光电催化性能.采用电化学技术和向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光电催化降解机理进行了探索.结果表明:(Ni-Mo)/TiO2薄膜是由粒径为50～100 nm的TiO2纳米粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合薄膜.薄膜具有较高的光电催化活性,在-0.4 V偏压和可见光照射下反应60 min,复合薄膜光电催化罗丹明B(c=5 mg/L)的降解率是多孔TiO2(P25)/ITO纳米薄膜的1.56倍.复合薄膜电极中Ni-Mo纳米晶合金对溶解氧和激发电子还原反应的催化作用是光电催化降解活性提高的重要原因.通过调节外加偏压,可以控制电极溶液界面间染料与活性氧化物种的存在形式及其相互作用,是研究可见光催化降解反应历程的有效方法.在负偏压和可见光作用下,羟基自由基和染料正离子自由基对染料的光电催化降解有决定性作用.     

水热处理锐钛矿TiO2纳米管阵列及其增强的光电催化活性

在含氟溶液中,通过电化学阳极氧化钛片成功制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,先在450℃下煅烧使其晶化为锐钛矿相,再在不同温度下水热处理了这些锐钛矿阵列。用XRD、SEM和XPS表征了所制备的样品。通过在氙灯光照下光电催化降解对氯苯酚水溶液来检测样品的活性。以对苯二甲酸作为探测分子,用荧光光谱检测了在氙灯光光照下样品表面产生的羟基自由基(.OH)。通过线性伏安扫描的间隙光照实验,测定了样品的光电流响应。结果表明后水热处理对锐钛矿TiO2纳米管阵列的结晶度和形貌没有影响,但光电催化活性明显增强,而不同温度处理的样品的活性差别不大。水热处理后的TiO2纳米管阵列的光电催化活性增强的原因是,水热后TiO2纳米管阵列表面羟基含量明显增加,使得其在光电催化过程中生成的.OH增加。     

TiO2薄膜光电极能带结构和催化活性的初探

以阳极氧化法制得的TiO2薄膜光电极为工作电极,铂环为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,组成光电催化降解苯酚体系.运用电化学阻抗图谱(EIS),测得光电催化过程中TiO2薄膜光电极的空间电荷层电容,计算出半导体能带结构参数———空间电荷层宽度W.结果证明:当空间电荷层宽度W随阳极偏压增加而增大时,TiO2薄膜电极光催化活性提高;当其等于薄膜厚度时,光催化活性最好,此时出现最佳偏压值;继续增加偏压,活性反而有所下降.     

CdSeTe NSs/TiO2 NTs的制备及其光电催化还原CO2的应用

利用水热法将CdSeTe纳米片组装到TiO2纳米管阵列上,制得CdSeTe NSs/TiO2 NTs催化剂.由扫描电子显微镜图(SEM)和高分辨透射电子显微镜图(HRTEM)可知,CdSeTe呈片状均匀平行生长于TiO2 NTs上.X射线衍射(XRD)数据表明片状CdSeTe主要沿着(100)、(002)晶面生长.由紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)得到材料的能隙为1.48 eV,X射线光电子能谱(XPS)数据得到价带位置为1.02 eV.对材料的光电催化还原性能测试发现,CdSeTe NSs/TiO2 NTs与基底TiO2 NTs相比,光照时对CO2的电流密度明显提高.利用气相色谱检测发现光电催化还原CO2的主产物为甲醇,并对其还原机理从能带匹配理论、电子传输高效性和材料的稳定性三方面进行了解释.     

膨胀石墨负载锐钛矿型纳米TiO2的制备及光电催化性能

采用等体积浸渍法制备了膨胀石墨负载锐钛矿型纳米TiO2。 用X射线衍射（XRD）表征了纳米TiO2的晶型,扫描电子显微镜（SEM）研究了膨胀石墨负载纳米TiO2前后的表面形貌。 将该复合材料填充到自制的新型光电反应器中,考察了光催化、电催化及光电催化不同降解方法对主要成分是活性蓝的印染废水降解的影响,结果表明,该复合材料对印染废水具有良好的光电催化效应,以0.1 mol/L NaCl作为支持电解质经过光电协同处理后,脱色率达到99.3%,化学需氧量（COD）降低约93.1%,其效率远高于单纯光催化或者电催化的结果。     

Study on the Formation Mechanism of Nanotube TiO2

Nanotube TiO2 is a novel kind of nanomaterials. In 1998, Kasuga et al. first found that the nanotube TiO2 can be obtained through the treatment of the powered polycrystalline TiO2 in concentrated NaOH solution1. Then, we studied its morphological structure and physicochemical properties, and the results reported elsewhere2(Fig. 1, cover of Chinese Science Bulletin). In this paper the formation mechanism of nanotube TiO2 will be discussed.     

Dispersing and functionalizing multiwalled carbon nanotubes in TiO2 sol

We report that oxidized multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) can be synchronously dispersed and functionalized in TiO2 sol via an in situ sol-gel process. Transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy, and atomic force microscopy (AFM) were used to characterize the functionalized MWCNTs. The results revealed that the hydrolysis and condensation originated from Ti(OC4H9)4 molecules favor the dispersion of MWCNTs in as-prepared TiO2 sol. Based on the strong interaction between the oxidized MWCNTs and TiO2 sol during the in situ sol-gel process, MWCNT (core)-TiOx (shell) tubular composites and TiO2 nanotubes can be obtained through filtrating, washing, and annealing of this kind of TiO2 sol containing functionalized MWCNTs, as revealed by TEM, XPS, Raman spectroscopy, and redispersion experiment. By casting the dilute dispersion of functionalized MWCNTs onto a hydrophilic Si surface, discrete and individual nanotubes can be observed by AFM.     

二氧化钛纳米管阵列光电催化同时降解苯酚和Cr(VI)

采用电化学阳极氧化法在纯钛箔基底上制备了TiO2纳米管阵列,并运用X射线衍射、扫描电镜和电化学工作站对其进行了表征.结果表明,所制样品是锐钛矿相,管径约为100nm,管长约为2μm,在0.5V偏压下光电流最大.以苯酚和Cr(VI)混合溶液为目标污染物,考察了TiO2纳米管阵列光电催化同时去除苯酚和Cr(VI)的反应性能...     

金属离子掺杂对TiO2光催化性能的影响

TiO₂光催化反应过程涉及光生电荷、电荷迁移、电荷在TiO₂表面的反应和溶液体相反应4个顺序相接并相互影响的步骤.在TiO₂中掺杂金属离子对以上4个步骤均有重要影响,合理的掺杂可有效地提高其光催化性能.本文综合了国内外此方面的最新研究成果,从提高TiO₂光催化性能和优化光催化反应的角度出发,在材料吸光能力、电荷扩散、表面反应、粒径和晶型等方面,全面地分析总结了金属离子掺杂的影响效果和规律性认识,并对TiO₂基光催化材料的金属离子掺杂改性研究的未来发展方向提出了建议.文中还简要介绍了相关的掺杂方法和材料表征手段.     

基于薄层反应器的有机污染物光电催化氧化反应性能与机理

基于薄层反应器快速耗竭氧化特点,研究了典型环境内分泌干扰物双酚A在TiO2纳米管阵列电极上的光电催化氧化反应性能与反应机理.结果表明,薄层反应器中光电流、初始峰值电流、耗竭反应净电量和空白光电流等光电催化物理参数均能反映光电催化反应速率,并适用于催化反应的机制分析.峰值光电流与双酚A初始浓度拟合结果表明,双酚A在电极表...     

Photocatalytic activity of sea water using TiO₂ catalyst under solar light

Wastewater is generally released into the rivers and streams in developing countries. Industrial wastewater usually contains highly toxic pollutants, cyanides, chlorinated compounds. Ultraviolet (UV) radiation from sunlight also decomposes organic compounds by oxidation process. However, the process is less effective due to large amount of toxic effluent entering in the main stream of water. The solar radiation can effectively be applied to accelerate the process by using suitable catalyst for economically cleaning the water sources. This paper describes the photocatalytic degradation of the sea water using novel approach of photoelectrochemical (PEC) reactor module consisting of nine photoelectrochemical cells equipped with spray deposited TiO? catalysts under solar light. The resulted water samples were studied for physicochemical and bacteriological analysis. The complete mineralization of degraded sample was confirmed by total organic carbon (TOC) analysis, COD measurement and estimation of the formation of inorganic ions such as NH?(+), NO??, Cl? and SO2??. Microbiological examinations are performed to determine the bacterial analysis. This implies that photoelectrocatalysis could be a promising way for improving water quality in developing countries with low cost and clean energy reliable resource.     

Facile preparation method of SiO2/PS/TiO2 multilayer core-shell hybrid microspheres

Organic-inorganic hybrid particles have many potential applications, but almost all of this research was focused on the hybrid particles containing one kind of inorganic nanoparticles. This paper presented a facile preparation method for SiO2/PS/TiO2 multilayer core-shell hybrid microspheres. In this approach, positively charged SiO2/PS core-shell hybrid particles were first synthesized by miniemulsion polymerization using cationic initiator and emulsifier. These positively charged SiO2/PS hybrid particles were mixed with tetra-n-butyl titanate for sol-gel reaction to directly form SiO2/PS/TiO2 multilayer core-shell hybrid microspheres. Some influencing parameters such as surfactant concentration, tetra-n-butyl titanate amount, and glacial acetic acid amount were investigated. TEM, TGA, and EDX analyses indicated that titania layers were successfully coated onto the surfaces of hybrid microspheres.     

高效光催化活性钠米农药制剂的制备

采用钛酸丁酯水解法制备出直径约为20 nm的纳米TiO2,并用钛酸丁酯对其进行改性。研究表明TiO2与硬脂酸事实上通过化学键键合,由亲水性变为亲油性。文中还提出了三种制备TiO2复合纳米农药制剂的方案,并探讨了几种TiO2复合纳米农药制剂在不同条件下的光催化降解率。结果表明,采用钛酸丁酯为原料直接在农药乳油中原位生成的TiO2复合纳米农药制剂与原农药性状保持基本一致,光催化降解率最大。     

氮氟双掺杂TiO_2纳米管的制备、表征和光催化性能研究——暑期科研训练实验实例

在南开大学化学学院本科生的暑期科研训练中,开展"氮氟双掺杂TiO_2纳米管的制备、表征和光催化性能研究"综合实验,以水热法制备的钛酸纳米管为前驱体,通过含氟化铵的钛溶胶对纳米管进行浸渍修饰,制备氮氟双掺杂的TiO_2纳米管,采用透射电镜、X射线衍射、TG-DTA、XPS、紫外漫反射等手段表征所得材料,以甲基橙溶液模拟有机废水,研究催化剂在紫外及模拟日光下的催化降解性能。通过贴近科研前沿的实验内容,对学生进行系统的初步科研培训,培养学生的综合科研能力。