二氧化钛纳米棒在空心微球表面的定向生长

通过表面预处理和水热法开展了用二氧化钛包覆空心微球的研究, 用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等表征了所得产品, 并探索了各种反应参数对产物形貌和结构的调控作用. 实验结果表明, 空心微球的表面溶胶-凝胶预处理至关重要. 采用表面溶胶-凝胶技术预处理空心微球表面, 然后在一定条件下进行水热反应, 我们在空心微球表面上成功地包覆了垂直于微球表面并紧密排列的锐钛矿型二氧化钛纳米棒. 该材料质轻、耐腐蚀, 有望成为一种新型光催化剂, 应用于治理水体表面的大面积污染.     

空心微球表面定向生长TiO2纳米棒及其光催化性能研究

通过表面溶胶-凝胶处理和水热反应成功制备出包覆有二氧化钛纳米棒的复合空心微球. 用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等表征了所得产品, 探索了水热反应时间、煅烧时间对产物形貌和结构的调控作用, 并对产物光催化降解亚甲基蓝进行了研究. 结果表明, 所制备的表面包覆有二氧化钛纳米棒的复合空心微球在紫外光照射下可将亚甲基蓝完全降解. 该材料质轻, 可浮于水面, 有望成为一种新型光催化剂, 应用于治理水体表面的大面积污染.     

溶胶凝胶法制备光催化薄膜材料及其性能表征

采用溶胶凝胶法制备TiO2胶体,再采用旋涂法在玻璃基体上负载得到TiO2薄膜,并对制备的TiO2结构进行表征,以2,4二-氯苯酚为探针,考察薄膜的光催化性能。通过实验,学生基本了解溶胶-凝胶法的原理、薄膜的制备方法、光催化剂的性能表征,可以作为开放性实验。     

三明治式双极膜的制备及其光催化性能

以Cr3+交联羧甲基纤维素钠(CMC)作为阳膜层,戊二醛改性壳聚糖(CS)作为阴膜层,纳米TiO2光催化剂作为双极膜的中间层,在TiO2上涂布光敏剂八羟基喹啉（Oxine）以增强其光催化解离水的性能,制备了三明治式的双极膜（mCMC/TiO2-Oxine/mCS BPM)。 该双极膜在紫外光照射下,具有高的水解离效率,优良的亲水性能,双极膜阻抗小,工作电压低,当工作电流密度达0.12 A/cm2时,电槽工作电压小于5.0 V。     

钒掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化活性研究

以钛酸四丁酯为钛前驱体,偏钒酸铵为掺杂离子给体.采用溶胶-凝胶法制备了V掺杂纳米二氧化钛粉体;并使用TGA-DSC、XRD、BET、SEM对其晶化温度与结构进行了表征.结果表明:V掺入促进锐钛矿相向金红石相转变、抑制晶粒长大、增大比表面积,纳米粉体颗粒呈分布较均匀的类球形晶粒.以亚甲基蓝为模型反应,考察了V掺杂量、煅烧温度对催化剂光催化性能的影响,结果表明:V掺杂的TiO2 粉体降解亚甲基蓝符合一级反应动力学规律;晶格中V4+能够作为电荷转移物种,有效的抑制光生电子与空穴的复合,增加了表面空穴浓度,提高TiO2 纳米粉体的光催化活性,当掺杂量为1.5 mol;,煅烧温度为450 ℃时,TiO2 具有最佳的光催化性能.     

化学沉淀法制备纳米Fe/TiO2及其光催化活性的研究

以TiCl4为钛前驱体,氨水为沉淀剂,氯化铁为掺杂离子给体,采用化学沉淀法,制备了纯的与铁掺杂的TiO2纳米光催化剂.采用XRD、差热-热重等分析方法对产物进行了表征.通过苯酚水溶液的光催化降解实验研究了样品的光催化性能,考察了Fe3+掺杂量、苯酚溶液的pH值对光催化活性的影响.结果表明:Fe3+掺杂抑制了晶粒长大,细化了晶粒.Fe3+取代晶格中Ti4+的位置或进入间隙位置,引起晶格畸变.适量的Fe3+掺杂能减少光生电子与空穴的复合,提高光催化剂的光催化性能.在本实验条件下,Fe3+掺杂量为0.1 mol;,苯酚溶液的pH为9时,纳米TiO2具有最佳的光催化性能,在20 W 紫外灯照射下降解16 h,降解率达到89.3;.     

紫外光和可见光对Fe3O4掺杂的TiO2催化降解有机物的影响

基于TiO2光催化剂的催化机理尚不明确, 因此发展一种具有不同波段的光催化材料对光催化机理的研究至关重要. 本文采用溶胶-凝胶方法合成了一个Fe3O4掺杂的金红石型TiO2复合物, 通过红外、粉末衍射以及扫描电镜对其结构进行了表征. 紫外-可见吸收光谱表明, 无论在可见光或者是紫外光的照射下, 它都表现出良好的光催化性能, 说明Fe3O4掺杂对改善TiO2的催化性能有一定影响.     

TiO2表面光催化基元过程

在过去的几十年里,得益于二氧化钛(TiO₂)作为光催化剂在光催化分解水、污染物降解方面的潜在应用,人们对TiO₂光催化剂的开发、改良以及TiO₂表面光催化机理的基础研究方面都投入了巨大的精力。因此,在超高真空环境下,利用不同的实验和理论方法,人们对TiO₂表面(特别是金红石TiO₂(110)表面)的热催化和光催化过程进行了大量的研究,以此来获得上述重要反应中的一些机理性的信息。本文中,将从TiO₂的物质结构以及电子结构开始,然后着重介绍TiO₂表面光生电荷(电子和空穴)的传输、捕获以及电子转移动力学方面的进展。在此基础上,总结了甲醇在金红石TiO₂(110)、TiO₂(011)以及锐钛矿TiO₂(101)表面光化学基元反应过程的一些实验结果。这些结果不仅能增进我们对表面光催化基元过程的认识,同时也能激励我们进一步去研究表面光催化基元过程。最后,基于现有光化学实验结果,简短地讨论了我们对光催化反应机理的一点看法,并提出了一个可能的光催化模型,这可以引起人们对光催化反应机理更全面的思考。     

二氧化钛在钙钛矿太阳电池中的应用

纳米TiO₂由于具有合适的禁带宽度、良好的光电化学稳定性、制作工艺简单等特点,目前广泛应用于染料敏化、量子点和钙钛矿等太阳电池中。作为电池的重要组成部分之一,纳米TiO₂晶体尺寸、颗粒大小和制备方法等明显影响电池的光伏性能,相关研究工作一直是染料敏化、量子点和钙钛矿等太阳电池方面的重点。本文综述了纳米TiO₂作为致密层和骨架层在钙钛矿太阳电池中的应用研究进展,主要讨论了纳米TiO₂的不同形貌、制备方法以及结构等对电池光电性能的影响,并针对纳米TiO₂在后续对电池性能提升方面进行了展望。     

镍掺杂二氧化钛的化学态分析

对镍掺杂的TiO2进行了化学态分析.采用溶胶-凝胶法制备5mo1; Ni掺杂TiO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射式电子显微镜(STEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、傅里叶变换拉曼光谱仪(FT-Raman)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)来对样品的相变过程和化学态进行分析.结果表明:掺杂Ni抑制了TiO2的相转变和晶粒长大,并拓宽了TiO2的可见光谱吸收范围.随着加热温度的升高,Ni掺杂TiO2的晶格氧峰增强而吸附氧峰降低,同时Ti2p3/2结合能减小.