超临界制备TiO2光催化剂及其活性研究

以钛酸丁脂为钛源，用溶胶-凝胶法制得催化剂前驱体，用超临界干燥法处理获得大孔及高比表面积的TiO2超细颗粒；该样品在苯酚光催化降解反应中显示出优良的催化性能，其催化活性显著优于由直接干燥法处理获得的TiO2颗粒，而且催化剂具有良好的热稳定性，即使经过973K的高温焙烧，仍能保持良好的催化活性．结合催化剂的系列表征，包括XRD、TEM、氮气吸附-脱附等温线、XPS等，初步讨论了超临界干燥法对改善TiO2光催化活性的结构因素．     

氮掺杂纳米TiO2的制备及其可见光催化活性的研究

以钛酸四丁酯为原料,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂TiO2光催化剂.研究了溶胶液的pH,溶胶液的温度,N掺杂量以及焙烧温度对TiO2光催化剂催化活性的影响,并用XRD、UV-Vis、XPS等手段对催化剂性能进行了表征,考察了催化剂在可见光和紫外光下的催化活性.结果表明最佳的制备条件为:饱和尿素溶液的加入量为4 mL、溶胶液的pH为2.5、溶胶液的反应温度为40℃、焙烧温度为500℃.制得的N/TiO2催化剂为锐钛矿相、平均粒径为18.5 nm.该催化剂在钨灯可见光照射5 h后对亚甲基蓝溶液的去除率为41.8%,比同样条件下用纯TiO2高11.9倍.     

纳米TiO2薄膜的制备及光催化活性研究

用溶胶一凝胶法在玻璃基片上制备了均匀透明的Ti02薄膜，并以苯酚的降解反应为模型，研究了纳米Ti02薄膜的光催化活性．结果表明薄膜晶粒大小为23．0nrn，呈锐钛矿型，沿(101)晶面具有择优取向性；10h内苯酚的降解率为66％，苯酚光催化降解反应符合一级动力学规律．     

磷掺杂对二氧化钛结构以及催化活性的影响

用水热法成功的一步合成了氮磷掺杂二氧化钛,并将合成的样品进行了XRD以及XPS测试.结果表明磷掺杂可能对二氧化钛的晶体结构及粒径产生影响.此外氮磷掺杂二氧化钛对亚甲基蓝的降解率也要明显高于纯二氧化钛.     

掺钇纳米TiO2的制备及其光催化降解性能

以价廉易得的TiCl4为原料,采用低温水解法制备出掺钇纳米TiO2光催化剂,进行了XRD分析,研究了掺钇纳米TiO2对甲基橙的光催化降解性能,结果显示:掺钇阻碍了晶粒生长,抑制了TiO2由锐钛矿向金红石晶型的转变,使粒径减小,光催化降解能力增强.实验条件下,掺钇纳米TiO2光催化剂降解甲基橙的最佳投加量为2.0g/L.     

掺银TiO2薄膜的制备及其光催化性能

采用Ｓｏｌ－ｇｅｌ法在玻璃板表面制得均匀的ＴｉＯ２薄膜,并利用光催化还原法镀银得到掺银ＴｉＯ２薄膜。用掺银的ＴｉＯ２薄膜和未掺银的ＴｉＯ２薄膜在高压汞灯和太阳光的照射下,对有机物苯酚水溶液进行催化光解研究。结果表明掺银ＴｉＯ２薄膜的光催化活性明显大于未掺银ＴｉＯ２薄膜,这是提高ＴｉＯ２光催化效率的可行方法。     

V—Ga共掺TiO2光伏电池模拟与研究

基于实验上获得的带隙宽度为1．6eV的V-Ga共掺杂TiO2材料,设计了一种新型pin结构光伏电池．通过Nb：TiO2作为n型重掺杂层,Cu20或CuO作为P型掺杂层,建立pn结自建电场．中间层V-Ga：TiO2为主要光吸收层,运用AMPS-1D软件模拟器件性能,研究Cu2O或CuO材料作为P型层对光伏性能的影响．模拟结果显示,Cu2O在这种结构中适合作为P型层,优化后器件光伏转化效率可达到34％．此外,通过对材料中带尾缺陷密度、吸收层与P型层界面对器件性能影响的研究,为器件制备中可能存在的问题提供解决思路．     

掺铁二氧化钛光催化剂的制备及催化性能

以钛酸四丁酯和Fe（NO3）3.9H2O为原料,在室温下制备得到TiO2和掺铁TiO2光催化剂粉体;以紫外灯为光源,甲基橙溶液为目标降解物,在紫外-可见分光光度计上对其光催化活性进行了研究。实验结果表明：掺杂Fe3＋的TiO2光催化剂比纯TiO2具有更好的催化活性,在Fe3＋掺入量为0.05%,催化剂加入量为2g,紫外光照时间为3h时,掺铁TiO2光催化剂可达到83%的光催化降解效率。     

粉煤灰负载TiO2 光催化剂制备及降解亚甲基蓝研究

以粉煤灰为载体,采用溶胶-凝胶法一步合成负载型TiO_2光催化剂,通过SEM、UVVis、XRD对样品进行了表征,并进行了可见光催化降解亚甲基蓝试验,结果显示,Fe的掺杂能抑制TiO_2晶粒的生长,在700 W氙灯下光照120 min,0. 15 g TiO_2:0. 7wt%Fe光催化剂可使30 mL(5 mg/L)的亚甲基蓝溶液脱色95%。     

掺硼纳米TiO2的制备及其光催化降解二甲酚橙的性能

以硼酸和钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备了硼掺杂纳米TiO2光催化剂,通过红外光谱,漫反射光谱, XRD,SEM对催化剂进行了表征。以紫外光对二甲酚橙的降解,考察了制备、实验条件对掺硼纳米TiO2的光催化性能影响。实验表明,掺硼纳米TiO2光催化剂的活性大于纯纳米TiO2,最佳掺B2O3质量分数为2．5wt％,最佳煅烧温度为700℃下1h。用溶胶-凝胶法制备的纳米粒子有较高的相转变温度,低的团聚程度,在700℃下焙烧1h,TiO2粒径为18nm。在紫外光降解二甲酚橙中,催化剂的最佳用量为1．00-1．25g·L-1,酸性条件下降解率大于碱性条件。掺硼纳米TiO2的最佳制备条件为:无水乙醇用量:V钛酸丁酯:V无水乙醇=5:1;钛酸丁酯浓度为0．25 mol·L-1;搅拌时间为1h;通过对光生电子-空穴的俘获方式及有机物在光催化剂上的吸附行为分析,掺硼TiO2光催化剂的活性提高,与硼的缺电子特性有关。     

纳米多晶TiO2光催化性能的优化

研究了不同晶相组成的纳米TiO2对光催化性能的影响,以过滤纸为基材,通过真空过滤器,制备不同晶相组成的纳米TiO2.然后以甲苯为检测气体,通过光催化性能检测系统,测试了样品的光催化活性,得出具有最佳光催化性能的晶相组成为锐钛型/金红石型（质量比）=83/17,对进一步研究具有高光催化性能的光催化纸具有重要意义.     

生活垃圾焚烧炉渣负载TiO2自清洁泡沫混凝土的制备

介绍了生活垃圾(MSW)焚烧炉渣的化学性质,表明了生活垃圾焚烧炉渣成分与天然砂石料非常相近,属于CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3系统,可作为混凝土中的部分替代骨料。紧接着将具有光催化特性的TiO_2与炉渣相结合,通过添加发泡剂H_2O_2来制备自清洁泡沫混凝土。研究了自清洁泡沫混凝土的TiO_2含量、孔隙率、堆积密度、表面孔隙度和微观结构对亚甲基蓝(MB)的光催化性能的影响。结果显示,TiO_2含量为0.4wt%的自清洁泡沫混凝土拥有较多的孔隙和较完整的孔隙结构,允许紫外光线更加深入的穿透进去活化TiO_2,光降解性能最优。     

N掺杂TiO2的制备、表征及其光催化性能

采用水热法制备了N掺杂TiO2光催化剂,并用X衍射、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱进行了表征,测定了其光催化氧化甲基橙的催化性能.结果表明,与未掺杂TiO2相比,N掺杂TiO2在可见光区有更大的吸收,N的掺杂还明显提高了TiO2光催化氧化甲基橙的性能.     

Preparation, characterization and photodegradation of methylene blue based on TiO2 microparticles modified with thiophene substituents

The new microparticles,2-formylthiophene(FT)/TiO2 and(E)-1,2-bis(5-formyl-2-thienyl) ethylene(EBFTE)/TiO2 were synthesized with a silane coupling agent.The prepared TiO2 composites were characterized using Ultraviolet-Vis absorption(UV-Vis),X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscope(SEM) and thermogravimetric analyzer(TGA).Methylene blue was used as a model material to examine the photocatalytic activities of the prepared catalysts under both Ultraviolet-Vis(UV) and visible(Vis) light.The enhanced photocatalytic activities were observed in the presence of(FT)/TiO2 and EBFTE/TiO2 under Vis light.It suggests that FT or EBFTE plays a block or active role in the photodegradation mechanisms under UV and Vis light irradiation,respectively.     

Co2+掺杂TiO2-SiO2的制备及其光催化活性

用自组装技术合成了Co2 掺杂的TiO2-SiO2粒子并讨论了其光催化活性.以TiCl4为原料用溶胶-凝胶方法合成TiO2溶胶,样品经SEM,EDS,XRD等进行了表征.实验结果表明:经500 ℃煅烧Co2 掺杂的TiO2-SiO2为锐钛矿型结构,SiO2粒子表面的纳米TiO2具有较好的均匀性和致密性;TiO2的含量随覆盖层的增加而增多;适量Co2 的掺杂可提高TiO2-SiO2的光催化性能.     

具有催化活性TiO2薄膜的制备及表征

采用溶胶法制备TiO2溶胶，用浸渍-提拉方式在普通玻璃表面制成锐钛矿相TiO2薄膜。实验结果表明：最佳镀膜次数为三次；掺杂Mo离子对于提高TiO2膜的光催化活性有明显的促进作用。用电镜分析(SEM)及X射线衍射法(XRD)确定了晶型及晶粒的大小；用光电子能谱(XPS)测定了其微观成分及其含量。     

可见光响应氮-磷共掺杂TiP2纳米管制备及光催化性能

采用水热-浸渍两步法合成了一系列N—P／TiO2纳米管光催化剂，采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见漫反射吸收光谱（UV—vis）等测试手段对其结构进行了表征．结果表明，300℃焙烧后的N-P／TiO2纳米管为锐钛矿相，氮和磷高度分散进入TiO2中．P和N掺杂含量分别为0．99％和0．56%．与纯TiO2纳米管相比，N—P／TiO2纳米管在可见光区的有较大的吸收，光吸收阈值产生红移．氮磷共掺杂可以明显提高TiO2纳米管的对甲基橙的光催化活性，其原因在于氮阴离子以N—Ti—O的结构进入TiO2，磷替换TiO2部份Ti^4＋，从而降低了电子和空穴复合几率．     

Ag/TiO2,Pd/TiO2和TiO2对庚烷的光催化氧化活性

用光沉积法制备Ag/TiO2和Pd/TiO2催化剂样品,然后用表面光电压谱(SPS)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)对样品进行表征.以气态庚烷为反应体系,来比较上述两种催化剂的光催化活性.与纯TiO2比较,Ag和Pd的存在提高了TiO2的光催化活性;其原因可解释为金属Ag或Pd捕获电子,从而提高了电子-空穴对的分离效率;结果还表明与Pd/TiO2催化剂相比,Ag/TiO2表现出较高的光催化活性,这主要是Ag比Pd具有较强的捕获电子的能力.     

铽掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究

以Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2为研究内容,采用溶胶-凝胶法合成不同Tb~(3+)掺杂量、不同煅烧温度的Tb~(3+)-TiO_2光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、红外(FT=IR)等现代分析技术对Tb~(3+)掺杂TiO_2纳米晶样品的结构进行测试、表征.以孔雀石绿溶液为目标降解物,研究了稀土Tb~(3+)掺杂量和煅烧温度对其光催化活性的影响.实验结果表明:Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2能够细化晶粒,提高热稳定性;Tb~(3+)掺杂提高了TiO_2光催化活性.当煅烧温度为400℃时,Tb~(3+)-TiO_2=2.50%的催化剂,在自然光照射下,降解孔雀石绿溶液3h,降解率可达81.1%.     

负载高岭土的ZnO的制备及其光催化性能研究

以Zn（NO3）2·6H2O、C2H2O4和高岭土为原料,采用直接沉淀法合成了负载高岭土的ZnO粉体,并对其进行了X射线粉末衍射（ XRD）表征。以亚甲基蓝为目标物,研究了催化剂的用量、高岭土的负载量、煅烧温度以及亚甲基蓝的初始浓度对其光催化性能的影响。结果表明,煅烧温度为300℃、高岭土负载量为30%的ZnO光催化活性最好,在催化剂加入量为0.5 g/L,800W氙灯光照60 min的条件下,可使初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝脱色率达98%以上。且重复使用5次后脱色率仍在80%以上,表明所制备的复合光催化剂具有较好的催化性能和稳定性。