TiO2/AC复合光催化剂对苯和丁醛的气相光催化降解机理

 利用溶胶-凝胶并水热处理法制备了TiO2光催化剂和TiO2/AC复合光催化剂,在静态光催化反应器中研究了苯和丁醛的气相吸附和光催化降解,利气相色谱分析确定了生成的中间体. 结果表明, TiO2/AC复合光催化剂比TiO2光催化剂具有较强的吸附能力和较高的光催化活性; 在TiO2和TiO2/AC上,苯(或丁醛)光催化降解产生相同的中间体,表明在两种催化剂上发生的光催化反应遵循相同的机理,进而讨论了其可能的光催化氧化途径.     

溶胶—凝胶法制备负载型TiO2膜的研究

本研究采用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法制备了负载型ＴｉＯ２膜，并采用ＳＥＭ、压汞等实验手段对Ｔｉ（ＯＨ）４溶胶和ＴｉＯ２膜进行了表征。实验表明：Ｔｉ（ＯＨ）４溶胶制备过程中Ｈ２Ｏ／Ｔｉ＾４＋、Ｃ２Ｈ５ＯＨ／Ｔｉ＾４＋的比值，溶胶在支承管上浸涂的时间、次数以及凝胶煅烧升温速度和煅烧温度均是制备负载型ＴｉＯ２膜的重要因素。最终制得一种无裂纹、２０μｍ厚、孔径分布在５０￣３００ｎｍ之间的负载型ＴｉＯ２     

铁、氦共掺杂二氧化钛薄膜的亲水性能

采用溶胶-凝胶法制备了铁掺杂TiO2(Fe-TiO2)薄膜,将Fe-TiO2薄膜放置氨气气氛中高温处理,形成铁、氮共掺杂TiO2(Fe/N-TiO2)薄膜.通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis法进行吸收光谱分析及薄膜表面亲水接触角分析,研究了铁、氮掺杂浓度,热处理温度,膜厚等因素对薄膜亲水性能的影响.结果表明,Fe/N-TiO2(0.5%Fe,摩尔百分数)显示出更佳的亲水性能,在可见光下优势尤为明显.铁掺杂主要作用是降低电子和空穴的复合几率,氮掺杂可以增强TiO2薄膜在可见光区的吸收,两种效应相互结合,共同提高了薄膜在可见光下的亲水性能.     

Interaction of Photoactive[Fe（CN）6]4^- with TiO2 Anatase（101） Surface： A Periodic Density Functional Theory Study

The plane-wave pseudopotential function method,based on density-functional theory,has been used to calculate the adsorption,electronic band structures,orbitals and optical absorption spectrum of [Fe(CN)6]4-on TiO2 anatase(101) surface. Our calculations reveal that the surface-modified anatase system has large adsorption energy and a much narrower band gap. [Fe(CN)6]4-adsorption on the (101) surface could lead to a large red shift of the anatase optical absorption threshold,which extends into a visible region significantly. The calculated results are in agreement with the experiment and other theoretical studies reasonably. It is very important for the understanding and further development of photovoltaic materials that are active under visible light.     

溶剂热法制备Ag/TiO2纳米材料及其光催化性能

以乙醇为溶剂, 钛酸四丁酯为前驱体, 用溶剂热法制备了Ag表面修饰的负载型纳米二氧化钛光催化剂. 利用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)光谱等技术对其进行了系统的表征, 以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应, 考察了不同Ag含量样品的光催化性能. 结果表明: 用溶剂热法制备的样品中TiO₂皆为锐钛矿相, 金属Ag颗粒沉积在TiO₂表面, 粒径为2 nm左右, 比表面积较溶胶凝胶法制备的样品大大增加, 最高可达151.44 m²·g^-1; UV-Vis光谱和光催化实验表明: Ag修饰使TiO₂对光的吸收能力大大增强, 吸收带边红移至可见光区, 亚甲基蓝在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学模型; 溶剂热法制备样品的光催化性能明显好于溶胶凝胶法制备的样品, 在紫外光和可见光下, Ag摩尔分数为5%的样品表现出最佳的光催化活性.     

Ni2P/TiO2的制备及其对苯加氢反应的催化性能

采用程序升温还原方法制备了TiO2负载的晶态Ni2P催化剂。用X射线衍射（XRD）及低温N2吸附（BET）等技术对样品的物相、比表面积等性质进行了表征。以苯气相加氢为模型反应考察了Ni2P/TiO2催化剂加氢性能，并对Ni2P负载量、前驱体中P的质量分数对催化剂的物相及性能的影响进行了研究。实验结果表明， TiO2负载的晶态磷化镍催化剂上，Ni2P是主要物相。Ni2P/TiO2催化剂对苯加氢反应具有较高的活性、选择性以及良好的稳定性能。Ni2P/TiO2制备对催化剂的性能有影响。Ni2P负载量增加，催化剂的活性先升高后降低，Ni2P负载量为12%时催化剂活性较高。催化剂前驱体中P的质量分数越高，制备出的催化剂对苯加氢反应的稳定性越好，但随前驱体中P的质量分数增加，催化反应的活性先升高，后降低。与Ni2P/SiO2比较，Ni2P/TiO2催化剂具有较高的活性和稳定性。     

溶剂热法制备Ag/TiO2纳米材料及其光催化性能

以乙醇为溶剂, 钛酸四丁酯为前驱体, 用溶剂热法制备了Ag表面修饰的负载型纳米二氧化钛光催化剂. 利用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)光谱等技术对其进行了系统的表征, 以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应, 考察了不同Ag含量样品的光催化性能. 结果表明: 用溶剂热法制备的样品中TiO₂皆为锐钛矿相, 金属Ag颗粒沉积在TiO₂表面, 粒径为2 nm左右, 比表面积较溶胶凝胶法制备的样品大大增加, 最高可达151.44 m²·g^-1; UV-Vis光谱和光催化实验表明: Ag修饰使TiO₂对光的吸收能力大大增强, 吸收带边红移至可见光区, 亚甲基蓝在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学模型; 溶剂热法制备样品的光催化性能明显好于溶胶凝胶法制备的样品, 在紫外光和可见光下, Ag摩尔分数为5%的样品表现出最佳的光催化活性.     

Preparation and Photocurrent Performance of Highly Ordered Titania Nanotube Implanted with Ag/Cu Metal Ions

Ag/Cu-doped titania nanotubes （Ag/TiNT, Cu/TiNT） are prepared by a metal vapor vacuum arc implanter. A scanning electronic microscope is employed for microstruetural characterization. The photo-current performance of doped titania nanotubes under UV and visible light is tested by an electrochemical workstation CS300UA, the results show that the absorption edge of both Ag/TiNT and Cu/TiNT samples shifts to the visible light region and the band gap becomes narrower. Ag/TiNT possesses better photo-current ability than Cu/TiNT under UV and visible light. Titania doped with Ag and Cu metal ions is also studied based on the linearized augmented planewave method implemented by WIEN2k package, the result becomes better with the experimental performance.     

不同胺介质中一步合成具有可见光响应的TiO2

 以TiCl3为钛源,在140 ℃下采用溶剂热法在不同有机胺体系中一步合成二氧化钛晶体. 采用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、元素分析、傅里叶变换红外光谱以及X射线光电子能谱对所得粉体进行了表征. 结果表明,该方法制备的二氧化钛晶体吸收带边明显红移至可见光区,其中,在乙二胺体系中制备的二氧化钛晶体对可见光的吸收明显优于三乙胺和二乙胺体系. 在乙二胺体系中制备的二氧化钛对可见光响应的原因可归结为部分氮原子取代氧原子进入了二氧化钛晶体结构中. 苯酚的光催化降解实验表明,该掺氮型二氧化钛在可见光照射下具有较好的光催化活性.     

二氧化钛纳米膜电极的形貌和光电化学性质

采用两种不同粒度的国产TiO2纳米材料和进口TiO2P25粉末,以涂覆法分别在导电玻璃基底上制备出TiO2纳米膜电极.通过循环伏安、瞬态光电流时间谱,结合SEM、DRS、XRD等实验手段,分析比较了三种TiO2膜电极的形貌和光电化学性质,探讨了提高和改善电极性能的途径.