氟化改性TiO2空心微球的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源、氢氟酸为氟源、乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成了氟化改性的TiO₂空心微球,并利用XRD、FE-SEM、FTIR、XPS等手段对氟化TiO₂微球的晶体结构、形貌、分子基团以及元素形态等性质进行了表征,同时将TiO₂微球应用于光催化降解甲基橙溶液。结果表明:氟化TiO₂空心微球由奥斯瓦尔德熟化过程获得,其中TiO₂以锐钛矿存在,氟以化学吸附态存在于TiO₂的表面,形成≡Ti-F基团。相比纯TiO₂,氟化TiO₂空心微球光催化活性有很大提高,对初始浓度为20 mg·L^-1的甲基橙溶液进行光催化降解30 min,其降解率达到98%。氟化改性TiO₂空心微球光催化活性的提高是源于TiO₂独特的空心微球结构以及TiO₂表面≡Ti-F基团的存在。TiO₂表面≡Ti-F基团有很强的吸电子能力,抑制了光生电子与空穴的复合,同时有利于羟基自由基的产生。     

TiO2/Cu2O/Pt复合空心微球的制备及其光催化性能

以锐钛矿相TiO₂溶胶为基底,采用沉淀法和液相沉积法制备了TiO₂/Cu₂O/Pt复合空心微球,通过改变n₍Ti⁴⁺)∶n_Cu2+和H₂Pt Cl₆·6H₂O溶液的加入量对TiO₂的形貌和结构进行调控,采用不同的方法对不同样品的物相及结构、微观形貌和光学性能进行了对比分析。分析结果表明,复合材料中Pt与Cu₂O的引入产生协同效应,不仅在一定程度上阻止了电子-空穴的复合,还降低了禁带宽度,在可见光区域光吸收明显增强。与TiO₂、Cu₂O和TiO₂/Cu₂O光催化剂相比较,TiO₂/Cu₂O/Pt降解有机污染物的能力显著增强,首次光照120 min可降解93%的甲基橙(MO)溶液,4次循环后降解率为71%,具有良好的光催化...     

TiO2/Cu2O/Pt复合空心微球的制备及其光催化性能

以锐钛矿相TiO₂溶胶为基底,采用沉淀法和液相沉积法制备了TiO₂/Cu₂O/Pt复合空心微球,通过改变n_Ti⁴⁺∶ n_Cu²⁺和H₂PtCl₆·6 H₂O溶液的加入量对TiO₂的形貌和结构进行调控,采用不同的方法对不同样品的物相及结构、微观形貌和光学性能进行了对比分析。分析结果表明,复合材料中Pt与Cu₂O的引入产生协同效应,不仅在一定程度上阻止了电子-空穴的复合,还降低了禁带宽度,在可见光区域光吸收明显增强。与TiO₂、Cu₂O和TiO₂/Cu₂O光催化剂相比较,TiO₂/Cu₂O/Pt降解有机污染物的能力显著增强,首次光照120 min可降解93%的甲基橙(MO)溶液,4次循环后降解率为71%,具有良好的光催化稳定性能。     

空心玻璃微球附载TiO2光催化降解有机磷农药

有机磷农药废水的处理目前大多采用生化法,但是处理后的废水中有机磷的含量仍远远高于国家关于废水的排放标准。近年来,利用半导体粉末作为光催化剂降解有机污染物的研究已有许多报道^[1,2].文献[3-5]报道了利用光催化剂的悬浮体系降解有机磷化合物的研究,结果表明,有机磷在短时间内可被完全光催化降解至无机磷(PO₄^3-).但是由于半导体粉末甚细,采用悬浮体系既造成光催化剂的二次回收困难,又易造成浪费.本文在先前工作的基础上,将TiO₂附载在空心玻璃微球上形成TiO₂/beads光催化降解有机磷农药,探讨了多种因素对光催化降解的影响.     

表面氟化TiO2空心光催化剂制备及其应用

Recently, extensive studies have been carried out to synthesize spherical microassemblies with hollow interiors and specific surface functionalizations, which usually exhibit fascinating enhanced or emerging properties and have promising applications in catalysis, photocatalysis, energy conversion and storage, biomedical applications, etc. With particular emphasis on the results obtained mainly by the authors' research group, this review provides a brief summary of the recent progress on the fabrication and potential photocatalytic applications of fluorinated TiO₂ porous hollow microspheres(F-TiO₂ PHMs). The synthesis strategies for F-TiO₂ PHMs include a simplified two-step templating method and template-free method based on the fluoride-mediated self-transformation(FMST) mechanism. Compared to the two-step templating method, the template formation, coating, and removal steps for the FMST method are programmatically proceeded in "black-box"-like one-pot reactions without additional manual steps. The four underlying steps involved in the fabrication of F-TiO₂ PHMs through the FMST pathway, nucleation, self-assembly, surface recrystallization, and self-transformation, are presented. By controlling these four steps in the FMST pathway, F-TiO₂ PHMs can be successfully fabricated with a high yield by a simple one-pot hydrothermal treatment. The multi-level microstructural characteristics(including the interior cavity and hierarchical porosity) and compositions of hollow TiO₂ microspheres as well as the primary building blocks can be well tailored. The unique superstructures of the F-TiO₂ PHM photocatalysts provide advantages for photocatalytic applications by improving the light harvesting, mass transfer, and membrane antifouling. In addition, the in situ-introduced surface fluorine species during the formation of F-TiO₂ PHMs provide significant surface fluorination effects, which are not only favorable for the adsorption and activation of reactant molecules, but also beneficial for surface trapping and interfacial transfer of photo-excited electrons and holes. Moreover, the porous hollow superstructures exhibit considerably better compatibility and tolerance to guest modifications, and thus the photocatalytic performances of F-TiO₂ PHMs can be increased by synergetic host and guest modifications, such as ion doping, group functionalization, and nanoparticle loading. The light-harvesting range and intensity can be increased, the charge recombination can be reduced, mass transfer and adsorption can be promoted, and the surface reactivity can be tuned by introducing specific surface functionalities or nanoparticular cocatalysts. Consequently, the entire photocatalytic process can be systematically modulated to optimize the overall photocatalytic performance. The as-prepared F-TiO₂ PHMs typically integrate the merits of interior cavity, hierarchical porosity, and surface fluorination and are open to synergetic host-guest modifications, which provides abundant compositional/structural parameters and specific physicochemical properties for systematically modulating the interconnected photocatalytic processes and promising potential photocatalytic applications.     

酵母菌模板法制备CeO2空心微球及其光催化性能

以酵母菌为生物模板辅助沉淀法制备了CeO₂空心微球。采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附等对样品进行了表征,结果表明,在600 ℃煅烧后得到了CeO₂空心微球,其形态与酵母菌一致为椭球体,球壳是由大小约为25 nm的CeO₂纳米颗粒组成,比表面积为22 m²·g^-1,远大于未用模板制备的CeO₂微粒的比表面积。通过紫外-可见漫反射测定,得到CeO₂空心微球的禁带宽度为3.03 eV,相比于相同条件下合成的无模板CeO₂禁带宽度(3.42 eV)明显减小。室温下用模拟太阳光照射降解酸性橙7(AO 7)对样品的光催化性能进行了测试,结果表明,在照射120 min之后降解率能达到96%以上,降解效果明显高于未使用模板的CeO₂微粒。对CeO₂空心微球的形成机理进行了分析。     

酵母菌模板法制备CeO2空心微球及其光催化性能

以酵母菌为生物模板辅助沉淀法制备了Ce O2空心微球。采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附等对样品进行了表征,结果表明,在600℃煅烧后得到了Ce O2空心微球,其形态与酵母菌一致为椭球体,球壳是由大小约为25 nm的Ce O2纳米颗粒组成,比表面积为22 m2·g-1,远大于未用模板制备的Ce O2微粒的比表面积。通过紫外-可见漫反射测定,得到Ce O2空心微球的禁带宽度为3.03 e V,相比于相同条件下合成的无模板Ce O2禁带宽度(3.42 e V)明显减小。室温下用模拟太阳光照射降解酸性橙7(AO 7)对样品的光催化性能进行了测试,结果表明,在照射120 min之后降解率能达到96%以上,降解效果明显高于未使用模板的Ce O2微粒。对Ce O2空心微球的形成机理进行了分析。     

纳米TiO2在空心陶瓷微球上的固定化及光催化分解辛烷

纳米ＴｉＯ２在空心陶瓷微球上的固定化及光催化分解辛烷方佑龄＊赵文宽尹少华董庆华孙育斌（武汉大学化学系武汉４３００７２）（武汉工业大学分析测试中心武汉）关键词光催化分解，二氧化钛，空心陶瓷微球，固定化，辛烷１９９６－０８－２６收稿，１９９６－１１－１１...     

Fe掺杂ZnO空心微球的制备与光催化性能

ZnO是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,其能带宽度约为3.37eV,在光电子学、传感、光催化、发电等诸多领域都具有巨大的应用潜力。本文采用简单的离子交换和热蒸发法成功制备了Fe掺杂ZnO空心微球,并利用扫描电镜、透射电镜、X射线粉末衍射仪对其形貌、结构以及成分等进行了详细的表征。光吸收测试证明Fe元素掺杂能够扩展ZnO的光吸收波段,实现波长375~600nm的光波吸收。另外,光催化实验证明Fe掺杂ZnO空心微球能够有效地促进罗丹明B的降解,表明合成的Fe掺杂ZnO空心微球是一种优异的光催化剂。     

(Phen)2.5HPW/WO3复合空心微球的制备及光催化性能

通过磷钨酸H3PW12O40(HPW)和邻菲啰啉C12H8N2(Phen)的溶液反应,合成了杂多化合物(C12H8N2)2.5H3PW12O40((Phen)2.5HPW),以WO3空心微球为载体,负载杂多化合物(Phen)2.5HPW,制备了(Phen)2.5HPW/WO3复合空心微球.用等离子体原子发射光谱(ICP...     

锌离子掺杂的二氧化钛介孔空心微球的制备及光催化性能

以二氧化硅为模板,钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,硝酸锌为锌源,采用溶胶凝胶法制备了锌离子掺杂的介孔二氧化钛空心微球。采用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明,去核之后的复合微球为空心微球,壁厚为20 nm左右。钛酸四丁酯溶液的滴加时间对微球的形貌影响较大,当滴加时间大于15 min时,可以得到结构清晰的空心微球。用氢氧化钠溶液去除二氧化硅核,反应90 min,二氧化硅可以被完全去除。X射线衍射表明,实验得到的掺杂锌离子的空心微球和没有掺杂锌离子的空心微球都是锐钛矿。当锌离子的摩尔分数为0.3%时,二氧化钛空心微球的晶粒尺寸最小,比表面积最大,催化亚甲基蓝降解的效率最高。     

混晶海胆状TiO2空心球多级结构的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解

用简单的无模板水热法可控合成了金红石相锥刺和锐钛矿相空心球的海胆状TiO2多级结构。研究了制备介质pH值和反应时间对形貌的影响。空心球上锥刺的密度可以通过改变反应条件加以调控。对海胆状TiO2多级结构可能的形成机理进行了研究。将不同锥刺密度的TiO2空心球应用于亚甲基蓝降解的光催化研究,结果表明低锥刺密度的TiO2空心球的光催化效果优于P25-TiO2,更优于锥刺多和无锥刺的光滑TiO2空心球。     

银修饰的二氧化钛多孔微管的制备、表征及光催化活性

在冰乙酸存在条件下, 以四氯化钛水解法制备了具有锐钛矿晶型结构的二氧化钛多孔微管, 并用化学沉积法对其进行修饰, 得到银修饰的二氧化钛多孔微管. 采用XRD, TG-DTA, SEM, TEM, XPS及氮吸附等手段对其进行了表征. 氮吸附的结果显示该样品具有很高的比表面积, 银的修饰没有显著影响二氧化钛微管的孔结构; XRD的表征结果显示, 银修饰的二氧化钛多孔微管具有良好的锐钛矿晶型; XPS的分析结果表明银以游离的金属态存在; TEM的观测结果显示, 银团簇沉积于二氧化钛纳米晶粒的表面. 降解苯酚的光催化活性测试显示出银的修饰对二氧化钛的光催化活性有显著的提高作用, 其中含银2.0%的样品活性最高.     

可见光响应的铁掺杂TiO_2中空微球的制备及其光催化性能

以聚苯乙烯微球作为模板,水溶性过氧化钛配合物作为前驱体一步合成了掺铁TiO2中空微球,并利用XRD,SEM,TEM,XPS,UV-Vis等测试手段对样品进行了表征。结果表明,一步法制备的掺铁TiO2中空微球以锐钛矿相存在且具有良好的中空结构,掺杂少量铁到体系中,改变了其电子结构,使其吸收波长拓展到可见光区。光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,掺杂0.75%铁的TiO2中空微球表现出更好的光催化性能。对Fe3+影响光催化活性的机理进行了讨论。     

Preparation and Visible-Light Photocatalytic Activity of FeTPP-Cr-TiO2 Microspheres

Tetraphenyl-porphyrin iron (FeTPP) was chosen to sensitize Cr doped TiO₂ (Cr-TiO₂) nanoparticles, a novel multimodified photocatalyst FeTPP-Cr-TiO₂ with excellent visiblelight photocatalytic activity was successfully synthesized. The FeTPP-Cr-TiO₂ microspheres were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electronic microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, UV-Vis diffuse reflectance spectra and N₂ adsorption-desorption isotherms. The photocatalytic activity of FeTPP-Cr-TiO₂ was evaluated by degradations of methylene blue in aqueous solution under irradiation with Xe lamp (150 W). The results showed that the FeTPP-Cr-TiO₂ multimodified photocatalyst was anatase phase with high specific surface area (74.7 m²/g), and exhibited higher photocatalytic degradation efficiency than Cr-TiO₂ and FeTPP-TiO₂. The photocatalytic degradations of three quinolone antibiotics (lomefloxacin, norfloxacin, and ofloxacin) were further estimated for the feasibility of practical application of catalyst in wastewater treatment. It is desirable that photodegradation of antibiotics with FeTPP-Cr-TiO₂ achieved pretty high degradation rates and all followed the pseudo first-order reaction model, and the rate constants k of 3.02×10^-2, 2.81×10^-2, and 3.86×10^-2 min^-1 and the half-lifes t_1/2 of 22.9, 24.6, and 17.9 min were achieved respectively.     

镂空Bi2MoO6微球的制备及其对氧氟沙星抗生素的降解性能

以钼酸钠以及五水合硝酸铋为原料,采用醇热法及高温退火制备了镂空Bi2MoO6微球光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、物理吸附分析仪、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、荧光光谱分析(PL)以及电化学测试等分析方法分别对制备材料的晶体结构、微观形貌、比表面积和光学特性进行表征。以氧氟沙星(OFX)水溶液作为目标降解物,在可见光照射的条件下,探究了Bi2MoO6对OFX的光催化降解性能。实验结果表明:醇热法合成的球状钼酸铋的平均直径为500 nm,镂空结构使得球状Bi2MoO6的比表面积提高到片状Bi2MoO6的5倍。更大的比表面积为光催化提供了大量的吸附位点,在120 min的可见光辐射下,投放量为1 g·L^-1的Bi2MoO6对p H=7、浓度为10 mg·L^-1OFX水溶液的降解效率可达64%,而片状Bi2MoO6仅为31%。镂空球状的Bi2MoO6在强碱性环境具有优异的光催化效果,对OFX的降解率达到79%,在强碱性环境中,具有更优的光催化降解性能。     

C-N-S-TiO2光催化剂的制备、表征及其性能

以钛酸四丁酯为钛源、功能生物小分子胱氨酸为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法同步合成了C-N-S-TiO2光催化剂,利用XRD、XPS、FT-IR和DRS等测试技术对样品的结构及物化性能进行了表征。XRD和DRS分析表明,共掺杂抑制了TiO2晶粒的生长,提高了晶相转变温度,且C-N-S-TiO2样品的吸收带边明显"红移",光吸收范围一直延长至800 nm左右。XPS分析结果显示,C-N-S-TiO2样品表面产生了杂质能级,C、S元素分别取代部分晶格Ti4+以CO23-和S6+形式存在;而N峰呈宽化状态,以O—Ti—N和Ti—O—N键存在,且样品表面羟基含量明显增加。以罗丹明B染料为模型污染物,考察了该催化剂的可见光催化活性。结果表明,与P25 TiO2比较,C-N-S-TiO2光催化剂活性得到改进,C-N-S-TiO2光催化剂在470～800 nm波长下辐射120 min后对罗丹明B的降解率可高达83%。     

金属卟啉/异烟酸/二氧化钛复合光催化剂制备及其光催化性能研究

合成了四苯基卟啉(H2TPP)及铜卟啉(CuTPP)和锌卟啉(ZnTPP),获得了配合物[Zn(TPP)(DMF)]的晶体。制备了金属卟啉、异烟酸共修饰的二氧化钛复合光催化剂:金属卟啉/异烟酸/二氧化钛,红外光谱和X-射线衍射(XRD)分析结果表明金属卟啉和异烟酸负载于TiO2表面,未改变TiO2的晶型。在光催化降解水中污染物4-硝基苯酚(4-NP)时显示了好的催化效果。