不同制备条件对TiO2/beads光催化活性的影响

以空心玻璃微球为载体,采用浸涂法制备TiO₂/beads光催化剂;利用X射线衍射、扫描电镜、热分析对TiO₂/beads进行了表征。研究了不同制备条件对TiO₂/beads光催化活性的影响。结果表明,热处理600℃,5h,A/R为81/19时,TiO₂/beads光催化活性最高;样品由非晶向锐钛矿型转变的温度为429℃,当锐钛矿型TiO₂与金红石型TiO₂以一定的比例共存时,TiO₂/beads的光催化活性较好.     

PREPRARATION OF CoPcS/TiO2/BEADS AND THEIR PHOTOCATALYTIC REACTIVITY FOR PHOTODEGRADATION OF VEGETABLE OIL FLOATING ON WATER

The paper introduces the preparation of floating TiO2/beads photocalyst attached to the hollow glass micro-beads surface by sol-gel technique using tetrabutyl titanate as material and the preparation of floating CoPcS/TiO2/beads by dip-coatig technique. The optimal factor of degradation of vegetable oil floating on water using CoPcS/TiO2/beads was studied. The result showed that the removal rate of vegetable oil floating on water can highly reach 90% at the optimal condition （acidity or neutrality, 375W medium-pressure mercury vapour lamp, illumination 2h-3h, lg CoPcS/TiO2/beads）. The photocatalytic removal efficiency causing by CoPcS/TiO2/beads was increased rapidly by adding a trace amount of H2O2.     

TiO_2薄膜光催化氧化I~-的研究

采用溶胶－凝胶法,在玻璃珠表面涂覆均匀透明的ＴｉＯ２ 薄膜,并制成光催化反应器对水溶液中Ｉ－的光催化氧化进行了研究。比较了光催化剂的活性,讨论了Ｉ－的起始浓度、试液的酸度、光照时间与Ｉ２产率的关系。实验结果表明：采用锐钛型ＴｉＯ２作光催化剂,３Ｌ碘化钾溶液所用催化剂量为４．０ｇ,［Ｉ－］＝０．３ｍｏｌ·Ｌ－１,［Ｈ＋］＝３．０ｍｏｌ·Ｌ－１,光照８ｈ时,Ｉ２的产率达到４１．２６％。     

TiO_2·Al_2O_3/beads光活性的研究

研究以空心玻璃微球为载体 ,用溶胶 凝胶法制备附载型复合光催化剂的过程 .对TiO2 ·Al2 O3/beads光催化活性进行评价 ,并利用XRD、TEM、SEM对附载型复合光催化剂进行表征 ,同时对TiO2 ·Al2 O3/beads的吸附性和比表面进行测试 .结果表明 ,附载型复合光催化剂TiO2 ·Al2 O3/beads光活性显著提高且组分摩尔比存在最佳值 .当n(TiO2 ) /m (Al2 O3) =97/3时 ,其最高光解率为同样降解条件下 ,同样含量DegussaP 2 5TiO2 光解率的 1 5倍左右 .探讨了TiO2 ·Al2 O3/beads光活性提高的主要因素 ,认为纳米尺寸TiO2 和TiO2 ·Al2 O3/beads吸附性是光活性提高的最主要因素 ,另外 ,活化条件和比表面也是影响光活性的主要因素     

TiO_2·SiO_2/beads的制备与性质

研究以空心玻璃微球为载体 ,用Sol gel法制备附载型复合光催化剂的过程 ,并对TiO2 ·SiO2 /beads光催化活性进行评价 .结果表明 :复合型光催化剂TiO2 ·SiO2 摩尔比存在最佳值 ,当n(TiO2 ) /m(SiO2 ) =30 /70时 ,光活性是在同样降解条件下 ,同样含量DegussaP 2 5TiO2 的 2倍左右 .同时研究制备方法、制备条件、TiO2 ·SiO2 摩尔比、TiO2 ·SiO2 /beads吸附性、活化条件、比表面等因素对附载型复合光催化剂活性的影响 .     

TiO2薄膜光催化降解4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚的研究

为了探索有机物４－（２－吡啶偶氮）间苯二酚（ＰＡＲ）,在固定光催化剂上的降解行为,采用溶胶一凝胶法,在玻璃表面制得均匀透明的纳米ＴｉＯ２薄膜,并以其作光催化剂,在２５４ｎｍ紫外光照射下,进行ＰＡＲ水溶液的光催化降解研究。研究了ＰＡＲ光催化降解率与溶液ｐＨ值、ＰＡＲ初始浓度、助催化剂（Ｈ２Ｏ２）浓度和不同光照条件的变化关系,得出了ＴｉＯ２薄膜的光催化降解ＰＡＲ的有利条件。     

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...     

Sn4+掺杂TiO2中空纤维材料的制备及光催化性能

以Ti(OCH2CH2CH2CH3)4为钛源,脱脂棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有中空结构的Sn4+掺杂TiO2光催化纤维材料(Sn4+/TiO2),利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)等技术对其晶体结构、形貌、尺寸、光吸收特性等进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了样品Sn4+/TiO,在太阳光下的光催化性能.结果表明:利用该法制得的Sn4+/TiO2材料具有中空纤维结构;煅烧温度影响材料Sn4+/TiO2的相结构、组成、尺寸、形貌以及催化性能;Sn4+的掺入能够显著改善TiO2在太阳光条件下的催化性能,600℃煅烧2h所得的Sn4+掺杂量x=0.29％的TiO2中空纤维材料具有最佳的光催化活性,太阳光下2h即可使MB溶液的脱色降解率达97.28％;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90％以上,且该催化剂材料易于离心分离去除.     

在Pd/TiO2上CO的光催化增强效应

在Pd(2％)/TiO2上CO催化氧化的研究中发现：室温下， 以黑光灯（λ=365 nm）照时， CO的氧化活性比暗态显著提高，产生了明显的光催化增强效应（两者速率常数比约为15）.但在TiO2上，无论暗态还是黑光灯（λ=365 nm）照，均无CO氧化反应发生.这可能是由于氧分子解离吸附时的键能减弱，使Pd表面氧原子（或O－）浓度增加和氧原子的溢流（oxygen spillover）两种效应结合产生的.     

光催化降解甲醛的波长效应研究

分别以紫外杀菌灯和黑光灯为光源,研究了TiO2薄膜催化剂上甲醛的光催化氧化反应.实验结果表明,紫外杀菌灯照射下,甲醛的光催化降解率明显低于以黑光灯为光源时甲醛的光催化降解率.采用傅立叶红外光谱(FT-IR)和热分析(TG-DTA)对反应后的TiO2光催化剂进行分析和表征,对两种不同光源照射下甲醛光催化降解率的差异进行了初步探讨.     

活性碳载体对TiO2光催化降解Cl2CHCOOH性能的影响

研究了活性碳(AC)载体对TiO₂光催化降解Cl₂CHCOOH性能的影响.结果表明,加入AC载体能提高TiO₂的光催化反应速度,而且AC加入方法及含量有明显影响.本文探讨了TiO₂光催化性能提高的原因.     

玻璃和石英基体上沉积的TiO2薄膜的光催化性能

采用直流磁控反应溅射法,在玻璃和石英基体上制备了TiO2薄膜.在氧气流速超过阈值的条件下溅射,能够得到均匀透明的TiO2薄膜.在玻璃和石英基体上制备的薄膜都由均匀的锐钛矿型氧化钛晶粒组成,在晶粒中间分布着微小的孔隙.尽管在整个光谱区域内石英基体的透射率都比玻璃基体高,但在两种基体上制备的TiO2薄膜的光谱吸收边沿基本相同.薄膜中的Ti都以Ti4 形式存在.两种TiO2薄膜光催化降解甲基橙的能力相差不大.     

Effects of electron transfer between TiO2 films and conducting substrates on the photocatalytic oxidation of organic pollutants

TiO2 films on Al alloy (Al), indium-tin oxide glass (ITO/glass), and glass were prepared by a dip-coating method. ITO is found to have a higher work function, while the work function for Al is lower than that of TiO2 films. An electron transfer is indicated to occur in the interfaces between TiO2 films and conducting substrate Al or ITO, which results in an Ohm contact or Schottky barrier under the transient equilibrium UV radiation conditions. Photocatalytic measurements showed that the TiO2 films on Al have a higher activity for photocatalytic oxidation of C2H4, but the activity for photocatalytic degradation of oleic acid is lower as compared with TiO2 films on glass. Alternatively, TiO2 films on ITO give completely contrary photocatalytic performance to those on Al. These observations could be associated with the electron transfer, in which Al acts as an electron donor and offers electrons to TiO2, allowing photocatalytic oxidation of ethylene to proceed by the photogenerated electrons, while ITO could be an acceptor for the photogenerated electrons, which is beneficial to photocatalytic degradation of oleic acid by the photogenerated holes. This electron-transfer model could be extended to other photocatalytic systems.     

掺硼纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用改进的Sol-gel方法,制备了单分散椭球形微孔结构的掺B纳米TiO₂光催化剂,并用TG-DTA、XRD、XPS、UV-Vis、TEM、BET等手段进行表征.以难生化降解的染料罗丹明B为目标降解物,采用HPLC检测,通过不同光照时间下染料降解率考察了产物的光催化活性.结果表明,改进的Sol-gel法制得的光催化剂具有明显的孔结构,而且比表面积大、孔径分布窄、粒径小、分散性好;适量B的掺杂能够有效促进TiO₂纳米粒子的光催化活性.最佳催化剂制备条件:B掺杂的摩尔分数为20%、450℃煅烧2 h,此时所制得的B-TiO₂光催化剂活性比纯TiO₂有显著提高.     

磷钨酸钾模板法制备高活性二氧化钛空心微球

TiO2空心微球因具有低密度、高活性、易分离而有利于多次重复使用的优点而广受关注.本文介绍一种无氟制备TiO2空心微球的简单方法——磷钨酸钾(K3PW12O40)模板法.首先,将H3PW12O40和KCl溶液混匀,得到白色牛奶状的K3PW12O40模板(式(1)),然后在磁力搅拌下加入一定量的Ti(SO4)2粉末,加热至大约125oC开始回流.回流8 h后,过滤洗涤.滤饼分散在强NaOH溶液中,原位除去K3PW12O40模板(式(2)).最后,将催化剂洗涤到滤液为中性,干燥后即得到TiO2空心微球.3KCl + H3PW12O40= K3PW12O40ˉ+3HCl (1) K3PW12O40+24NaOH =12Na2WO4+ K3PO4+12 H2O (2) Ti(SO4)2+2H2O = TiO2+2H2SO4(3)我们将所制备的TiO2空心微球,采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱、固体粉末漫反射和X射线光电子能谱等进行了表征.采用紫外光催化降解阴离子染料(活性嫣红X3B)来评价催化剂的性能.实验结果显示：(1)所制TiO2空心微球直径在0.5–1.0μm;(2)磷钨酸钾模板剂充当晶核,有利于空心微球的晶化;(3)加入的高浓度硫酸钛,水解产生大量的硫酸,抑制硫酸钛水解,不利于TiO2空心微球的晶化(式(3));(4)催化剂的活性随着硫酸钛量的增加而先增后降.4 mmol硫酸钛用量的TiO2空心微球具有最高的光催化活性,是TiO2颗粒样品(无磷钨酸钾模板法制备)的2.1倍.用该方法制备的TiO2空心微球活性高可归因于以下主要原因：(1)TiO2空心微球独特的孔结构;(2)良好的晶化程度(TiO2样品晶化度越高,越有利于光生载流子的分离,抑制复合);(3)样品残余磷钨酸钾模板和TiO2之间存在光生电子转移,有利于空心微球TiO2活性的提高.该法具有操作简单、重复性好、易于批量制备的等优点,有望广泛应用于(光)催化、电化学、分离与纯化以及药物缓释等领域.     

在玻璃的TiO2涂膜上有机物分子的吸附及光催化分解对水接触角的影响

研究了有机物分子在玻璃的TiO₂ 和WO₃/TiO₂ 复合物涂膜上的吸附及光催化分解对水接触角的影响.结果表明:有机物在空白玻璃及其膜的表面的吸附为不可逆化学吸附,WO₃/TiO₂ 复合物膜可钝化玻璃表面对大气污染物分子的吸附能力并具有较好的光催化活性.     

拓扑相变制备具有拓宽可见光响应范围的Ti3+自掺杂3D空盒状TiO2

TiO2广泛用作半导体光催化材料, 但由于自身对光利用率低(只吸收紫外光)、禁带宽度较大、光生载流子复合率极高, 限制了它在相关领域的应用. 为此, 设计了Ti3+离子自掺杂来克服TiO2半导体材料的上述缺点, 进而提高其光催化活性. 在不引入其他元素的情况下, 以TiOF2为原料, Zn粉为还原剂, 在水热条件下采用拓扑相变法原位制备了具有可见光响应的Ti3+自掺杂空盒状TiO2(记为Ti3+/TiO2)催化剂材料. 掺杂金属离子可以改变半导体TiO2的结晶度和产生晶格缺陷, 形成电子或空穴的捕获中心, 影响电子-空穴对的复合; 同时, 掺杂金属离子产生的晶格缺陷有利于Ti3+和氧空位的形成, 有利于提高TiO2的量子效率. Ti3+掺杂是一种既清洁又未引入其他金属离子的掺杂改性方法, 它能有效保持催化剂的结构和形貌不受其他金属离子的影响. 总之, 金属离子掺杂有效拓展了TiO2的光吸收范围, 并极大地提高了TiO2的光催化活性.本文研究了不同量的还原剂对催化剂空盒状TiO2结构形貌影响, 以及在可见光下光催化降解罗丹明B反应性能, 发现Ti3+/TiO2催化剂均拥有非常好的光催化活性, 其中R0.25催化剂在可见光下120 min, RhB降解率达到96%, 是TiO2的4倍多. 且可循环使用5次的光催化循环降解实验后, 表现出较高的稳定性. 催化剂经过Ti3+自掺杂后, 对催化剂自身的空盒状结构形貌并无很大的影响, 随着还原剂Zn粉的量增加, Ti4+还原形成Ti3+数量增加, 导致形成更多的氧空位. 皆为锐钛矿型TiO2,与未掺杂Ti3+的TiO2比较发现, 自掺杂Ti3+的TiO2的(105)XRD衍射峰越来越尖锐, (004)衍射峰越来越宽. 随着还原剂Zn粉质量的逐渐增加, 催化剂的光响应范围拓宽到可见光区, 且逐渐增强. 这说明Ti3+的掺杂不仅提高了TiO2在可见光的响应能力, 也提高了TiO2在紫外光范围的响应能力. 另外, 掺杂后的TiO2禁带宽度的减小, 使其价带上的电子更容易被可见光激发, 产生更多的电子-空穴对参与光催化反应, 从而提高TiO2的光催化效率.     

金属离子掺杂对TiO2光催化性能的影响

TiO₂光催化反应过程涉及光生电荷、电荷迁移、电荷在TiO₂表面的反应和溶液体相反应4个顺序相接并相互影响的步骤.在TiO₂中掺杂金属离子对以上4个步骤均有重要影响,合理的掺杂可有效地提高其光催化性能.本文综合了国内外此方面的最新研究成果,从提高TiO₂光催化性能和优化光催化反应的角度出发,在材料吸光能力、电荷扩散、表面反应、粒径和晶型等方面,全面地分析总结了金属离子掺杂的影响效果和规律性认识,并对TiO₂基光催化材料的金属离子掺杂改性研究的未来发展方向提出了建议.文中还简要介绍了相关的掺杂方法和材料表征手段.     

B掺杂TiO2/AC光催化剂的制备及活性

以硼酸和钛酸丁酯为主要原料，以活性炭(AC)为载体。用溶胶-凝胶法制备了B掺杂TiO2／AC光催化剂．用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV—VIS)对制得的光催化剂进行了表征．以甲基橙水溶液的光催化脱色反应和氧化乐果水溶液的光催化降解反应。考查了不同B掺杂TiO2／AC光催化剂的活性．结果表明，所有B掺杂TiO2／AC光催化剂均为锐钛矿晶相．B的掺杂未导致TiO2／AC光催化剂的吸收带边发生明显的移动．当B-TiO2质量分数分别为2．0％和2．5％时，TiO2／AC光催化剂的活性有明显的提高．B-TiO2质量分数2．0％时活性最高．但是，当B-TiO2质量分数分别为1．5％和3．0％时。TiO2／AC光催化剂的活性降低．B的缺电子特性可能改变了TiO2能带中的电子密度，使光催化反应中光生电子和空穴的俘获方式发生变化；同时。B的缺电子特性也会使光催化剂表面的Lewis酸强度增强，导致表面吸附OH-数量和目标反应物的吸附方式发生变化．这些可能是B-TiO2／AC光催化剂活性发生变化的主要原因．     

纳米TiO_2对水中腐殖酸的吸附及光催化降解

研究了水体中腐殖酸 ( HA)在纳米 Ti O2 颗粒上的吸附行为 ,并探讨了其吸附机理 ,还研究了 HA的Ti O2 光催化降解效果 .结果表明 ,Ti O2 对 HA的吸附作用明显依赖于水溶液的 p H,也取决于 Ti O2 的零电荷点 ;HA的光催化降解效果与其在催化剂表面的吸附行为密切相关 ,提高吸附速率 ,HA的去除率也随之提高 ;增加催化剂用量也能改善降解程度