微乳液法低温制备纳米金红石型二氧化钛的研究

以TiCl₄为原料、在十六烷基三甲基溴化铵/正己醇/水组成的微乳液体系中、在较低温度下,制备了球形、花状、捆绑丝和星形的金红石型二氧化钛纳米颗粒。研究了w值(水与CTAB物质的量之比)、反应物浓度、反应温度以及P值(正己醇与CTAB的物质的量之比)等因素对产品形貌的影响,并用TEM、XRD对产品进行了表征。     

金红石相二氧化钛纳米晶的光催化活性

以苯酚光催化氧化和铬酸根光催化还原反庆为模型反应,研究不同粒径的金红石相二氧化钛纳米晶的光催化性活性。用XRD,TEM和BET等表明超细金红石相二氧化钛的粒径为7～8nm,UV-vis谱表明其吸收带边界蓝移11nm。在上述反应中,具有量子尺寸效应的金红石相二氧化钛(7nm)均表现出很高的催化活性,催化活性随粒径增大而迅速下降。7.2nm金红石相二氧化钛的光催化活性与6.8nm的锐钛矿相二氧化钛相当。     

水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO2催化剂

 以丙酮为溶剂,采用水热法在240 ℃合成了表面吸附有机物的纳米TiO2粉体光催化剂,并采用XRD,TEM,UV-Vis和DRS等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,合成的纳米TiO2催化剂在可见光激发下具有良好的光催化降解甲基橙的性能和较好的热稳定性. 经180,250和365 ℃热处理后,催化剂的晶型和尺寸没有变化,但催化剂表面吸附的有机物发生了明显变化. 催化剂表面吸附的有机物、可见光波段的光响应性能和可见光下催化降解甲基橙的效率之间存在良好的关联性,催化剂表面吸附适量的有机物可提高纳米TiO2催化剂在可见光波段的光响应性能,从而提高其在可见光照射下催化降解甲基橙的性能.     

纳米级金红石型二氧化钛与受阻胺光稳定剂协同改进ABS的抗老化性能研究

分别采用纳米级金红石型TiO2和受阻胺光稳定剂(HALS)对ABS进行改性,通过熔融共混法制备了ABS/纳米TiO2、ABS/纳米TiO2/HALS和ABS/HALS复合材料,采用GB/T16422.2~1999所述的塑料实验室光源暴露实验方法,用氙灯气候试验机对其进行28天人工加速老化,通过测定其老化过程中的无缺口和缺口试样冲击强度的变化来对其抗老化性能进行表征,同时利用光学显微镜和扫描电镜对其老化过程中的冲击断口形貌变化进行了研究.结果表明,纳米TiO2在ABS基体中分散良好,改性后的复合材料均具有较好的抗老化性能,纳米TiO2与HALS复合改性ABS对其耐候性的提高具有明显的协同作用,其老化后的抗冲击性能超过了单一使用HALS或纳米TiO2的改性效果,老化28天后纯ABS树脂试样的无缺口冲击强度保持率只有20%左右,添加2.0 wt%纳米TiO2后,老化28天后的ABS/纳米TiO2/HALS复合材料试样的保持率则提高到47.9%,为纯ABS树脂试样的2.5倍.     

金红石相TiO2-石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

以鳞片石墨为原料, 用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO), 以异丙醇钛为钛源经一步水热法制备得到金红石相TiO₂-石墨烯复合材料(rGO-TiO₂), 考察了氧化石墨烯用量对复合材料光催化性能的影响. 采用X射线衍射(XRD), 比表面积(BET), 透射电镜(TEM), 扫描电镜(SEM), 拉曼光谱, 紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和荧光光谱(PL)等测试手段对复合材料进行表征. 结果表明: 复合材料中TiO₂为针簇状结构的金红石相, 与石墨烯能够均匀复合; 与纯金红石相TiO₂相比, 复合材料具有较大的比表面积. 研究了该复合材料在紫外光下对罗丹明B 以及可见光下对甲基橙光降解效果. 当氧化石墨烯浓度为0.5 mg·mL^-1时, 制备得到的复合材料rGO-TiO₂具有较好的光催化效果.     

机械力化学反应法制备纳米金红石型二氧化钛的研究

以Ti (C4H9O)4 和 C2H2O4·2H2O 为原料在室温下利用机械力化学反应法制备前驱体,利用热重-微商热重法(TG-DTG)决定前驱体的分解温度,通过在特定温度下对前驱体进行热分解得到TiO2.利用XRD,SEM,ZETA 电位粒度分析仪以及紫外光谱仪对所得样品物相,形貌,粒度和光学性能进行分析和表征.结果显示所得粉体微观形貌为球形,其直径(＞ 95%)小于60nm,粒径较小的粉体对紫外线UVA波段的吸收效果较好.     

制备具有光催化活性的金红石相纳米氧化钛粉体

以TiCl4为原料，通过控制盐浓度和水解温度可以在温和条件下制备出晶粒尺 寸为6nm的金红石相氧化钛粉体，比表面积为175m^2/g。测定了粉体的X衍射、红外 和拉曼光谱。TEM照片显示粉体呈放射状颗粒，其粒径尺寸在200－400nm。苯酚的 光催化降解实验表明它比具有相同比表面积的锐钛矿粉体有更高的光催化活性。其 较大的团聚颗粒尺寸有利于光催化反应后的分离。     

均相水解法制备金红石含量可控的纳米TiO2

用均相水解法通过调节对甲苯磺酸的添加量制备了金红石含量线性可控的纳米TiO2粒子,相同条件下,没有加入对甲苯磺酸时,制备的TiO02颗粒为纯锐钛矿晶型．制备的纳米TiO2颗粒,其单晶尺寸为19．5mm(金红石),13．5mm(锐钛矿),比表面积72．7m^2／g,通过公式计算得到了制备的TiO2纳米颗粒带隙能为2．83eV,比P25和纯锐钛矿纳米TiO2颗粒的带隙能均低．     

二氧化钛包裹金纳米棒核壳材料的制备及其光解水制氢

利用溶胶凝胶法制备了金纳米棒(GNR)与TiO₂的核壳结构复合材料--GNR@TiO₂,粒径为200 nm左右。 经水热晶化后的材料粒径为300 nm左右,GNR形貌和局域表面等离子共振(LSPR)峰保持稳定,其外边包裹着树枝状的锐钛矿相TiO₂壳层。 采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见吸收光谱、光催化制氢性能等技术手段测试表征了样品的结构及性能。 结果表明,晶化后的GNR@TiO₂在可见光范围内制氢速率为31.0 μmol/(g·h),相较与晶化前7.3 μmol/(g·h)得到了明显提升。 最后结合实验结果和时域有限差分(FDTD)分析了催化产氢机理:LSPR促进了可见光吸收,锐钛矿TiO₂对电场的增强促进了光生电子-空穴分离,同时晶化后的TiO₂壳层疏松多介孔,增加了活性位点,有利于传质。     

单晶二氧化钛纳米线的制备及其在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法制备单晶二氧化钛纳米线(SCTNW),在高压高温和强碱作用下,二氧化钛颗粒的(010)晶面被NaOH溶液侵蚀,生成钛酸钠(Na2Ti4O9);经过酸洗后,生成钛酸水合物(H2Ti4O9·H2O),钛酸水合物之间通过氢键连接成线状;烧结失水后,最终形成SCTNW.通过透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量散射谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段进行表征和测试,分析了SCTNW的形成过程,探讨了水热时间对SCTNW形成的影响;将获得的SCTNW共混在二氧化钛纳米颗粒的胶体中,采用刮涂法在柔性钛箔上制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)光阳极,通过扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗谱(EIS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计和电池光电性能等表征和测试,探讨了SCTNW的共混量对柔性DSSC光电性能的影响.实验结果表明:当共混7.5%(w)的SCTNW时,所制备的柔性DSSC在100mW·cm-2模拟太阳光照下,光电转换效率达到6.48%.     

Surfactant‐Free Nonaqueous Synthesis of Plasmonic Molybdenum Oxide Nanosheets with Enhanced Catalytic Activity for Hydrogen Generation from Ammonia Borane under Visible Light

Plasmonic materials have drawn emerging interest, especially in nontraditional semiconductor nanostructures with earth‐abundant elements and low resistive loss. However, the actualization of highly efficient catalysis in plasmonic semiconductor nanostructures is still a challenge, owing to the presence of surface‐capping agents in their synthetic procedures. To fulfill this, a facile non‐aqueous procedure was employed to prepare well‐defined molybdenum oxide nanosheets in the absence of surfactants. The obtained MoO_3‐x nanosheets display intense absorption in a wide range attributed to the localized surface plasmon resonances, which can be tuned from the visible to the near‐infrared region. Herein, we demonstrate that such plasmonic semiconductor nanostructures could be used as highly efficient catalysts that dramatically enhance the hydrogen‐generation activity of ammonia borane under visible light irradiation.     

三氯化钛水解法制备纳米金红石相氧化钛粉体

以TiCl_3为原料,通过控制盐浓度和水解温度可以在温和条件下制备出晶粒尺 寸为6～8 nm的金红石相氧化钛粉体,比表面为74.55 m~2/g,TEM照片显示粉体, 比表面为74.55 m~2/g, TEM照片显示粉体为钛状。苯酚的光催化降实验表明这种粉 体具有与P-25相关的光催化活性。采用（CH_3)_4NOH为注定剂,粉体经800 ℃煅烧 ,晶相由锐钛相全部转变为金红石相。     

氮掺杂TiO2/SiO2核壳型复合微球的制备及其可见光催化性能

 以单分散性良好的SiO2微球为模板,以钛酸四丁酯为钛源,利用化学吸附和原位水解方法制备了TiO2/SiO2核壳结构复合微球,并在氨气气氛下进行了氮掺杂. 以罗丹明B水溶液的光催化降解为模型反应,评价了所制试样在可见光照射下的光催化活性,并借助透射电镜、高分辨透射电镜、 X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱和X射线光电子能谱等测试手段对其结构、形貌和光谱性质进行了表征. 结果表明,氮掺杂TiO2/SiO2为核壳结构, TiO2包覆层厚约10 nm. 由于SiO2核与TiO2壳间形成了 Ti-O-Si 键, TiO2的热稳定性增强. 掺杂的氮形成了 Ti-O-N 键. 600 ℃下氮化1 h得到的试样的可见光活性最佳. 由于结合了SiO2核优良的吸附性能及氮掺杂TiO2壳的可见光响应性能,该复合微球在整体上表现出比P25更优的光催化活性.     

Visible Light Photocatalytic Activity of Pt/N‐TiO2 towards Enhanced H2 Production from Water Splitting

Present work mainly focuses on experimental investigation to improvement of hydrogen production by water photoelectrolysis. An experimental facility was designed and constructed for visible light photocatalysis. A series of N‐TiO₂ photocatalysts impregnated with platinum on the surface of N‐TiO₂ were prepared. Hydrogen production upon irradiating aqueous Pt/N‐TiO₂ suspension with visible light was investigated. The shift in excitation wavelength of TiO₂ was 380 nm improved the yield of hydrogen production by N‐TiO₂ and Pt/N‐TiO₂. We used a 400 W mercury arc lamp combined with a 400 nm cutoff filter eliminating all the wavelengths under 400 nm. Pt/N‐TiO₂ material was characterized with TPR, reflective UV/Visible spectroscopy and TEM. The best hydrogen production rate obtained for this setup for N/Ti = 10, 0.05 wt% Pt/N‐TiO₂, through water splitting was about 772 μmolh^?1g^?1.     

二氧化钛柱撑蒙脱土的溶剂热合成及光催化活性

以乙醇水溶液为溶剂,以六亚甲基四胺为沉淀剂,以TiCl3为前驱体,通过醇-水溶剂热的方法合成出二氧化钛柱撑蒙脱土复合纳米光催化剂,通过XRD、BET、AAS等对其物相组成、比表面积及元素含量等进行了表征．结果表明,复合光催化剂具有良好的介孔结构,其孔径分布主要集中在6～10nm,且比表面积明显增大．光催化降解亚甲基蓝活性结果表明,当m（TiO2）／m（蒙脱土）=0．2：1时,复合催化剂由于柱化后具有较大的比表面积、孔容和适当的孔分布而表现出良好的光催化活性．     

Cr掺杂Sm2InNbO7的制备及其可见光分解水制氢活性

采用固相法制备了Cr掺杂的光催化剂Sm2InNbO7,通过XRD、BET、UV-Vis DRS等测试手段对催化剂的晶体结构、比表面积以及漫反射光谱进行了表征;基于密度泛函理论,采用Castep软件,计算了Cr掺杂Sm2InNbO7前后的能带结构和态密度;以甲醇为电子给体,在可见光照射下研究了Cr掺杂Sm2InNbO7光催化分解水的析氢活性。结果表明,Cr对Sm2InNbO7的适量掺杂不会改变原晶体的结构,Cr的掺杂拓展了Sm2InNbO7的可见光响应范围,可有助于改善其可见光分解水的析氢活性;Cr的掺杂量存在一个最佳值为:nCr/(nIn+nCr)=2%,此时Cr掺杂的光催化剂Sm2InNbO7的催化活性最高。