核壳结构TiO2微球的制备及其光催化性能

以四氯化钛为原料,硫酸铵为分散剂,尿素为前驱物,采用一步溶剂热法成功制备出核壳结构纳米TiO₂微球。通过控制溶剂热温度对TiO₂微球的结构参数(核壳尺寸、晶粒尺寸、比表面积和孔径等)进行调控,并研究样品光催化降解气相苯的性能。结果表明,随着溶剂热温度的升高,微球核壳逐渐分离,中空结构愈发明显,且均为20 nm以下的纳米颗粒组成的二级结构。此类微球比表面积高达265.4 m²/g,孔隙率高达0.247 8 cm³/g,光吸收性能均较P25 TiO₂要高,且光吸收带边出现“蓝移”。核壳结构微球表现出吸附协同光催化降解苯的特性,尤其是180℃下制备的样品光催化活性最高,分析表明,该优异性能得益于其核壳结构对光的充分散射和吸收、优良的结晶度,以及较高的比表面积。     

静电自组装制备镧掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料研究

采用静电自组装方法制备了镧掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料.采用巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂对高岭石进行干法改性,采用30; H2O2/HOAc将偶联剂巯基基团氧化为磺酸基基团.在静电引力的作用下,带负电荷的高岭石与带正电荷的钛聚合阳离子和La3+自发地组装在一起,经一定温度热处理得到镧掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料.采用XRF、XRD、FT-IR、SEM和PL等对材料进行分析,采用甲基橙染料评价材料的光催化性能.研究表明:采用静电自组装方法可有效提高高岭石与纳米TiO2的复合效率;镧掺杂导致TiO2与高岭石之间的结合力增强;适量的镧掺杂导致锐钛矿晶体发生畸变,能带结构改变,电子-空穴对复合几率降低,进而导致其光催化性能增强;镧掺量5 mol;的复合材料对甲基橙溶液表现出更高的光催化脱色效果.     

微乳液法制备TiO2纳米粉体及其光催化性能研究

本文以TiCl4为原料,采用阴离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为主的微乳体系制备了TiO2的前驱物,并在500℃合成了平均粒径为10nm的纳米锐钛型TiO2微粉,同时利用纳米TiO2粉体对染料罗丹明B进行了光催化降解,研究了其光催化性能,表明在1 h内对罗丹明B的光催化降解率可达98;以上.     

交变磁场诱导自组装超结构Ni0.5Zn0.5Fe2O4/PAA复合纳米线

采用沸腾回流法制备了单相Ni0.5Zn0.5Fe2O4颗粒,并对其进行了PAA包覆,得到了Ni0.5Zn0.5Fe2O4/PAA复合纳米颗粒,并在交变磁场的诱导下进行自组装,得到了一维纳米线。室温磁滞回线表明,PAA的包覆降低了Ni0.5Zn0.5Fe2O4颗粒的饱和磁化强度和矫顽力,分别为21.1 emu/g和3.2 Oe。偏光显微照片表明,在交变磁场磁性模板自我强化作用的影响下,制备的软磁铁氧体复合物在0.05 T的磁场中仍有较敏感的响应,形成一维纳米线。SEM照片表明,纳米线直径200 nm,长径比大于100,线体本身则由纳米复合物形成的小团聚体首尾相连构成。     

乙二胺用量对CeO2纳米棒合成的影响

采用水热法,以氯化铈为铈源、乙二胺为络合剂、水合肼为沉淀剂,通过改变乙二胺的用量制备了四种CeO2粉体样品,通过X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、荧光分光光度计(PL)和扫描电镜(SEM)对合成的CeO2样品的结构、形貌和光学性质进行表征。实验结果表明乙二胺剂量对样品的晶格常数、氧空位度、能带间隙、荧光强度等有显著影响。晶格常数随乙二胺剂量的增加先减小后增大,剂量为5 mL时晶格常数最小,氧空位度随乙二胺剂量的增加先增加后减少,剂量为5 mL时氧空位浓度最大、样品能带间隙最小、对紫外线的吸收最强、荧光强度最大。     

CeO2/TiO2异质结纳米花的制备及光催化性能研究

异质结催化剂以其优异的光电性能、光催化性能及在降解有机污染物上的实用性,吸引了广大研究者的注意.采用水热法,制备了CeO2/TiO2异质结纳米花,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、和紫外-可见光吸收(UV-vis)等分析手段对制备的样品形貌和结构进行表征,并以甲基橙为目标污染物,考察了样品的光催化性能,并且对光催化降解的机理进行了分析.我们发现,这种异质结构将其紫外-可见光吸收边由紫外光区域拓宽到可见光区域,从而提高光响应范围.研究表明CeO2/TiO2异质结纳米花表现了优异的催化活性,在60 min内降解了98;的甲基橙,这主要是源于其特殊的异质结构,能增强光催化活性.     

TiO2/ZnO复合微球的制备及其光催化性能研究

以碳微球为模板,采用溶胶凝胶法、水热法等方法分别制备了TiO2微球、ZnO微球和TiO2/ZnO复合微球,采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪等对样品进行了表征,结果表明:制备的TiO2微球、ZnO微球和TiO2/ZnO复合微球,各微球直径在5 ～ 10 μm之间.在紫外光和可见光下研究了制备的光催化剂对亚甲基蓝溶液和湖水的光催化性能,光催化实验表明:三种微球中TiO2/ZnO复合微球具有良好的光催化性能.     

CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂的制备及光催化性能

采用硬脂酸法制备了CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂,采用XRD及TG-DTA分析对其物相和热稳定性进行了表征,并通过苯酚的光催化降解行为对所制备催化剂的活性进行了评价.结果表明,经500 ℃热处理的CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂属于单一的锐钛矿相,且铜、锡氧化物的引入抑制了TiO2的结晶和晶粒的生长.当催化剂组成为Cu:Sn:Ti=0.25:5:100(物质的量比),焙烧温度为500 ℃,催化剂投加量为0.5 g·L-1,溶液pH为4.0时,经3 h光催化反应苯酚的降解率达97.1;.     

TiO2/蒙脱石纳米复合材料结构组装过程与表征

将氧化钛前驱体钛酸丁酯引入到不同用量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)柱撑蒙脱石的层间域中,经原位水解、脱羟、成核结晶作用制备TiO2/蒙脱石纳米复合结构材料。采用X射线衍射(XRD)分析手段对比研究了CTA+/蒙脱石、(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石和TiO2/蒙脱石复合结构,揭示了不同阶段样品层间物在蒙脱石层间域中的组装方式。在季铵盐用量不同情况下,CTA+/蒙脱石复合物和(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石复合物中季铵盐阳离子的排布方式均出现单层平卧、单层倾斜和双层倾斜排布,但单层倾斜和双层倾斜排布的倾斜角度不同,在(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石层间域中季铵盐阳离子仍起到骨架作用;TiO2/蒙脱石复合材料中锐钛矿相含量随季铵盐用量的增加而增大,但锐钛矿晶粒的尺寸逐渐减小,蒙脱石层间域对锐钛矿相晶粒的长大和转化为金红石相都具有显著的阻滞作用。     

纳米SnO2的水热法合成及光催化性能研究

以SnCl2·2H2O为原料、酒石酸为络合剂,采用水热法制备了SnO2纳米颗粒,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM),紫外-可见(UV-Vis)光谱及荧光光谱(PL)等对样品的物相结构、微观形貌、光吸收性能等进行分析表征,以酸性红B模拟染料废水,考察了其光催化性能.结果表明:不同水热温度下所合成的样品均为四方晶系SnO2,空间群为P42/mnm,晶胞参数a=b=0.4738nm,c=0.3187 nm;160℃下所得样品具有优异的光催化性能,颗粒基本呈球形,尺寸约为13～23 nm.当催化剂用量为20 mg/50 mL,紫外光为光源,反应时间为50 min时,酸性红B的降解率可达97.1;,且降解反应属于一级反应动力学机理.     

爆轰法合成超小TiO2的光催化性能分析

颗粒尺寸是影响TiO2光催化活性的重要因素,颗粒越小其光催化效率越高.在密闭的反应釜内引爆用含钛前驱体、硝酸铵、黑索金与一定量的聚苯乙烯小球制备的浆状混合炸药制备了超小的TiO2纳米颗粒.研究了炸药配比对TiO2的形貌、分散性、颗粒尺寸的影响,并通过降解甲基橙溶液表征超小TiO2的光催化性能.结果发现:制备的TiO2由金红石相与锐钛矿相组成,大部分颗粒呈球形或不规则四边形,尺寸在10nm左右,少量颗粒尺寸大于20nm,结晶度较好.炸药配比对TiO2的结晶度、颗粒大小、分散性等有较大影响.TiO2的禁带宽度在2.8eV左右,低于锐钛矿相与金红石相的禁带宽度,能够提高太阳光的利用率.爆轰制备的超小TiO2催化降解甲基橙溶液50min时,甲基橙的降解率为30;,明显高于爆轰法制备的颗粒较大的TiO2与铜粒子掺杂的纳米TiO2的光催化速率,光催化性能得到明显提高.     

掺杂镁钴锌的微纳结构球形氢氧化镍的高温电性能研究

利用共沉淀法,制备出具有微纳结构的球形氢氧化镍,并通过掺杂镁钴锌,制备出掺杂球形氢氧化镍.通过XRD和SEM表征了掺杂氢氧化镍的晶体结构和形貌,采用循环伏安测试和充放电循环测试研究了不同掺杂元素对氢氧化镍电化学性能的影响.结果表明,同时掺杂1;钴、1;锌、1;镁的氢氧化镍样品在高温下具有优异的电性能表现.在65℃时,其带电比容量、△Ea.c、△Ea.o分别为288 mAh/g、0.38 V、0.12 V.     

Ag/Bi2S3/Bi2WO6复合催化剂合成及光催化性能研究

以硝酸铋、钨酸钠和硫脲为起始原料,采用一步水热法成功合成Bi2 S3/Bi2 WO6光催化剂,采用光还原法在Bi2S3/Bi2 WO6表面沉积贵金属Ag.采用XRD、XPS、FESEM、TEM和UV-Vis-DRS等手段对Bi2S3/Bi2WO6和Ag/Bi2S3/Bi2WO6进行表征,并以罗丹明B和苯酚作为模型污染物对其光催化性能进行研究.结果证明,耦合Bi2S3可以提高Bi2WO6催化剂的光催化活性,Ag沉积使得其光催化性能进一步提高,且Ag的沉积量与催化剂的活性关系密切,其中5; Ag/Bi2S3/Bi2WO6的光催化效果最好.此外,结合活性物种检测和能带结构分析,对Ag/Bi2S3/Bi2WO6的光催化活性增强机理进行了分析.     

三维分级花球结构Bi2WO6的制备及其光催化性能研究

以L-赖氨酸为模板剂,采用水热法成功制备出三维分级花球结构Bi2WO6光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法对所制备样品进行了表征.研究了水热反应过中反应温度、时间及L-赖氨酸添加量等因素对样品形貌的影响,提出三维分级花球结构Bi2 WO6的可能形成机理.此外,以罗丹明B溶液为模拟染料废水,在模拟太阳光照射下考察了样品的光催化活性,结果表明:以L-赖氨酸为模板剂所制备的花球形Bi2WO6 (L-BWO)具有较高的光催化活性,与不添加模板剂情况下所制备的片状Bi2WO6 (BWO)相比,L-BWO光催化剂的降解效率约是BWO的1.5倍.     

玻璃基片表面纳米结构氧化锆聚集体组装的SEM研究及其机理初探

以纳米粒子为基组装的有序结构体系,既具有纳米小颗粒本身的性质,同时通过纳米粒子之间、纳米粒子与基体界面的耦合,有望产生新的效应.本文利用含有双亲分子的反胶团微乳体系,人为处理基底提供活性点模拟生物矿化过程,构筑聚集体-基质复合材料,完成玻璃基片表面不同形貌氧化锆的组装,并对机理进行了初步的探讨.     

有序氮掺杂介孔碳的水热自组装合成及其CO2吸附性能研究

以Pluronic F127为软模板,三聚氰胺和尿素为氮源,通过无需预聚合的一步水热协同自组装法制备了有序氮掺杂介孔碳CO2吸附剂.采用N2吸附/脱附、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等多种表征手段考察了吸附剂的结构及表面特性.测定了不同温度下CO2和N2在有序氮掺杂介孔碳上的吸附等温线,应用多种吸附等温模型(Langmuir、Freundlich、Temkin、Dual-site Langmuir(DSL)模型)进行了拟合分析,并结合IAST模型预测了吸附剂在模拟烟气中的CO2/N2吸附选择性.结果表明,有序氮掺杂介孔碳具有较大的比表面积(可达498.6 m2/g)、高度有序的介观结构(P6mm空间群)以及较高的氮含量,其中氮元素以多种形式均匀掺杂在碳骨架中.研究发现,有序氮掺杂介孔碳对CO2和N2的吸附高度符合DSL吸附等温模型.此外,氮含量更高的NOMC-M具有更大的CO2吸附量(0℃,3.55 mmol/g;25℃,2.67 mmol/g)和CO2/N2吸附选择性(>40),且在连续CO2吸附/脱附循环测试后仍可保持良好的再生稳定性.     

等离子体Ag/TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

以电化学阳极氧化法制备的Ti O2纳米管阵列为基底,分别通过电化学沉积法、化学还原法和浸渍法制备出Ag修饰的Ti O2纳米管阵列,采用XRD、FESEM和UV-Vis等测试手段对样品的组成、结构及形貌等进行表征。以气相苯为降解物,对样品进行光催化活性测试。结果表明:与其他两种方法相比,化学还原法使得Ag纳米颗粒均匀分布在Ti O2纳米管阵列的表面,并表现出更好的光催化降解气相苯的能力。     

ZnS空心微球的制备及其光催化性能研究

采用简单的一步溶剂热法合成了ZnS空心微球.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见吸收光谱(UV-vis)等测试手段对其形貌、结构和光学性质进行了分析,并以罗丹明B(RhB)为模型污染物研究了样品的光催化性能.结果表明:样品为纯度较高的立方闪锌矿型ZnS微球,且球体由纳米级小微粒组装而成;在降解RhB的光催化研究中,以乙醇-水为溶剂合成的ZnS微球光催化性能较优.     

高岭土/纳米TiO2复合光催化材料制备及性能研究

以高岭土为载体、钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备出高岭土/纳米TiO2复合光催化材料.采用XRD、SEM、EDS等方法对其物相组成和显微结构进行了表征,以亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物对其光催化性能进行了研究.结果表明:高岭石的粒径明显减小,且晶片表面负载了大量10～30nm的锐钛矿相TiO2晶粒.复合光催化材料对MB分子的去除率随光催化反应时间的延长逐步提高,且受TiO2负载量、投入量、MB溶液浓度的影响;当TiO2负载量为5 mmol/g、投入量为2 g/L、MB溶液为10 mg/L时,暗反应吸附1h、光催化90 min后对MB的去除率可达89.26;,显示出较好的光催化性能和去除效果.随着循环利用次数的增加,复合粉体的光催化性能逐步提高,并具有较高的回收率.     

纳米TiO2薄膜的制备与光催化性能研究

以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法,在不同的水解温度下,在硅藻土基多孔陶瓷上负载纳米TiO2薄膜,结合XRD和TEM对负载的纳米TiO2粒径进行了表征。对比分析了测试方法及水解温度对纳米TiO2粒径的影响。以罗丹明B为目标降解物,考察了水解温度对光催化剂活性的影响。结果表明:样品经550℃煅烧后,TiO2薄膜为锐钛矿型;水解温度为50℃时TiO2粒径小于水解温度为75℃时所负载纳米TiO2粒径;两种方法所测TiO2粒径有一定差异:dXRD>dTEM;水解温度为50℃所负载纳米TiO2薄膜,紫外光照300 min,对罗丹明B的去除率为89.9%,而75℃时,样品在紫外光照330 min,对罗丹明B的去除率为78.6%。