掺铁TiO2纳米薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶提拉法制备了掺铁改性TiO2纳米材料镀膜玻璃,研究了掺铁、PEG用量、镀膜层数等因素对TiO2纳米膜透光率和光催化降解性的影响,并对相关机理进行了探讨。研究发现,掺铁能提升TiO2纳米膜的光催化活性,催化降解速率为不掺铁时的1．38倍;溶胶前驱体中PEG用量为0．1g（0．13wt％）时制取的薄膜具有最佳的光催化活性和较好的透光率,低于或超过这个值,催化降解效果都不理想;镀膜层数为2～5层时,均有较高的透光率,光催化活性依次递增,其中综合效果最佳的为2层镀膜。纳米TiO2镀膜玻璃是一种性能优异的新型自净节能环保材料,在高楼建筑、灯具制造、城市照明系统等领域具有潜在的广泛用途。     

微波场辅助银掺杂TiO2薄膜光催化降解甲基橙溶液的实验研究

用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)表征了制备的TiO2和Ag/TiO2薄膜的光谱特性和表面形貌,研究了掺杂改性、微波场辅助作用以及两者相结合的光催化降解方法的薄膜催化活性.结果表明:催化剂的掺杂改性与微波场辅助作用相结合的光催化降解效果优于微波场辅助光催化方法和银掺杂光催化方法.     

纳米级钛酸锌粉的制备及其光催化染料降解的应用

以草酸氧钛、柠檬酸、乙酸锌为原料，水为溶剂，采用溶胶－凝胶法制备纳米级钛酸锌粉体，用FT－IR、XRD、TEM等方法对其形成条件、组成、结构和形貌进行了表征。结果表明，不同的灼烧温度对产物的组成和 晶型有较大影响。以ZnTiO3为催化剂对水溶性染料光催化降解有较好的活性，无污染，且重复利用率高。     

Ag反点阵列修饰TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

采用胶体晶体模板技术和磁控溅射工艺,通过调制溅射功率,制备了一系列不同形貌的Ag反点阵列修饰TiO2复合薄膜．通过扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射（XRD）,紫外一可见分光光度计（UV-Vis）和四探针测试仪等手段对样品的结构和光催化性能进行了表征．实验结果表明：Ag反点阵列的形貌对样品光催化性能有显著影响．随着反点孔径的减小,其导电性能迅速提升,样品的光催化性能逐渐增强．孔径为710nm时,复合薄膜的光催化性能达到最高．随后,继续减小孔径,样品的光催化性能出现了一定程度的下降,这是载流子损耗增多和遮光面积增大引起的．经Ag反点阵列修饰的样品的光催化性能均明显优于TiO2薄膜,主要是由于反点阵列可有效分离光生载流子,因此使其光催化活性得到显著提高．     

纳米复合材料TiO2-ZrO2光催化降解可溶性染料的研究

采用溶胶-凝胶方法将光催化剂TiO2和ZrO2复合,再经700℃灼烧5h后获得了纳米复合光催化材料TiO2-ZrO2.该材料经XRD检测具有光催化活性良好的晶型结构.TEM测定结果显示产物的平均粒径约为20nm.通过对可溶性染料刚果红等的光催化降解实验证明,该复合材料具有较高的光催化活性.     

TiO2/丝光沸石光催化降解甲醛特性研究

使用吸附材料丝光沸石与一种常用光催化材料TiO2(德国Degussa公司生产P25)的混和材料光催化降解空气中微量甲醛,探讨了空气流速、甲醛进口浓度、紫外光波长和强度以及水蒸气浓度对光催化效果的影响。发现:增大空气流速会减小甲醛的转化率但提高其降解速率;在实验浓度范围内甲醛的光催化反应可近似为零次反应;在相同光强下使用杀菌灯降解甲醛的效果优于黑光灯;当水蒸气浓度大于4000 mg/cm3时,甲醛的转化率不受水蒸气浓度影响,当水蒸气浓度为零时材料活性明显降低。这些结果为此类混和光催化材料的应用提供了科学指导。     

Cu掺杂SnO_2/TiO_2复合薄膜的制备及性能研究

制备Cu掺杂的纳米Sn O2/Ti O2溶胶,采用旋涂法在载玻片上镀膜,经干燥、煅烧制得Cu掺杂的Sn O2/Ti O2薄膜,通过对比实验探讨掺杂比例、条件、复合形式等对结构和性能的影响。采用XRD、SEM、EDS、UVVis等测试手段对样品进行表征,并以甲基橙为探针考察了其光催化降解性能。XRD测试结果显示薄膜的晶型为锐钛矿型,结晶度较高。SEM谱图显示薄膜表面无明显开裂,粒子分布均匀,粒径约为20 nm。EDS测试结果表明薄膜材料中含有Cu元素,谱形一致。UV-Vis吸收光谱表明Cu掺杂以及Sn O2/Ti O2的复合使得在近紫外区的光吸收比纯Ti O2明显增强。光催化实验表明Cu掺杂后使得Sn O2/Ti O2复合薄膜对甲基橙的光催化降解效率进一步提高,Sn O2/Ti O2复合薄膜的光催化活性在10%Cu掺杂时达到最高。     

纳米TiO2光催化降解有机污染物研究与应用新进展

在参考近两年国内外大量文献基础上,对纳米TiO2的光催化机理、催化剂性能的改进方法和影响催化剂性能的环境因素进行了评述和探讨;介绍了催化剂表面声光能辐射处理以及电场、微波、超声波助催化技术等新型增效、助效技术的研究进展;并综述了最近两年纳米TiO2在水环境污染物去除、小空间空气处理和材料表面抗菌抗蚀自洁净方面的应用研究新进展。     

掺镧TiO2纳米薄膜材料的制备与光催化性能研究

用溶胶-凝胶法研究了掺镧TiO_2纳米薄膜材料。在钛醇盐溶液前驱体中,通过提拉方式镀膜在玻璃上,从而形成自净玻璃。论文对不同的掺镧量、不同的聚乙二醇加入量以及不同镀膜次数的TiO_2材料的透光性、光催化降解性分别进行了测试和研究,并对相关机理进行了探讨。研究表明:对于单层膜的TiO_2材料,掺镧与不掺镧对透光性的影响不大,但掺镧后光催化活性大大提高;对于单层膜的TiO_2材料,随着聚乙二醇的增多,透光率整体呈下降趋势,催化活性先增加后减小。对于多层膜的TiO_2材料,随着层数增加,在紫外光区,透光性变化不大,在可见光区,透光性有所下降。在两层膜后,层数的增多对催化活性影响不大。由实验知:在100mL基体溶液中,当掺入0.5gLa(NQ_3)_3·nH_2O,加入0.2g聚乙二醇,镀膜两层时,透光性好且光催化活性也高。     

TiO2花状纳米结构的制备及光催化性能

用Ti片和H2O2在较低的温度下通过控制反应时间制备了不同形貌的纳米TiO2.在80℃下反应10 min得到了和Ti片黏附较好的多孔纳米结构,延长反应时间先后得到了类花状和类棒状纳米结构．在80℃下反应4 h得到的纳米结构样品为非晶态,而反应10 h制备出以锐钛矿相为主的结晶态纳米结构．通过300℃退火得到的几乎是纯锐钛矿相的纳米TiO2．用紫外光照射降解RhB溶液的方法研究了纳米TiO2的光催化性能．结果表明7 cm2的退火后的类花状纳米TiO2降解染料分子的光催化效率是仅用紫外光降解的29．8倍．     

CdS改性TiO2光催化剂的制备及结构

在半导体光催化剂中，TiO2具有光催化活性高、无毒和抗光腐蚀性好等优点，但纯TiO2光催化剂直接利用太阳光进行光催化氧化的效率较低，而利用贵金属元素和稀土元素等在TiO2中进行掺杂改性时，改性光催化反应必须在高压汞灯或紫外灯下进行，不符合节能原则。     

强悬浮性纳米TiO2的制备、表征及光催化活性研究（I）制备与表征

以热分解方法制备纳米TiO2，后续处理采用甲基硅油淬火改性和自然冷却，对改性前后的产物进行了XRD，TEM，FTIR等表征。结果表明，两种后续处理方法对所制备的纳米TiO2的物相、晶粒度、结晶度影响不大；但经硅油改性后的纳米TiO2的团聚程度降低。进一步的研究表明，经硅油改性后的纳米TiO2可长期悬浮于水的表面及浅层，这可能有利于直接用阳光有效光催化降解污水和光催化剂的回收再利用。     

人造沸石负载二氧化钛薄膜光催化降解酸性湖兰A和酸性橙Ⅱ的研究

采用溶胶－凝胶法制备TiO2溶胶，将TiO2负载于人造沸石上制成TiO2薄膜，研究了TiO2薄膜的酸性湖兰A和酸性橙Ⅱ2种染料的光催化降解活性。结果表明，光解脱色率与染料的初始浓度、pH值、光照时间等因素有关。酸性湖兰A的浓度为10ppm，pH为6时，用400W高压汞灯为光源，光 照10min以后，脱色率可达94．1％。酸性橙Ⅱ的浓度为10ppm,pH为10时，用400W高压汞灯为光源，光照10min以后，脱色率可达88．7％。     

纳米TiO2薄膜的结构及光催化特性

利用磁控溅射方法在单晶硅和石英衬底表面沉积TiO2薄膜. 通过调节实验参量,制备出不同结构的TiO2薄膜. 通过X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱、吸收光谱等对样品进行表征,同时对不同结构的TiO2薄膜的光催化特性进行分析,发现具有网络状结构锐钛矿相的TiO2薄膜具有更高的光催化能力. 本文对不同薄膜的表面形貌和生长机理进行分析,并讨论TiO2结构和表面形貌对其光催化特性的影响.     

铂颗粒粒径效应:负载铂纳米颗粒的TiO2薄膜性质研究

制备了负载不同大小Pt纳米颗粒的TiO薄膜。利用TEM测定了Pt粒子的大小,XRD,UV—Vis和测量光电流等方法对TiO2复合膜进行了表征,以亚甲基蓝降解反应评价了Pt／TiO2薄膜的光催化活性。结果表明,在负载相同物质的量的Pt情况下,Pt颗粒的大小直接影响TiO2薄膜的性能,显示较强的粒径效应,当负载平均粒径约5nm的Pt粒子后,薄膜具有最高的光电流和光催化活性。     

TiO2膜光催化剂的改进及表征

提出用粉末一溶胶法制备TiO2薄膜型光催化剂,介绍了粉溶法的制备工艺及改变pH值对催化活性的影响。研究结果表明,利用粉溶法或添加浓HNO3后制备的TiO2薄膜光催化剂表现出了较高的光催化活性,结合结构表征详细分析了其中的原因,认为粉溶法制备的催化剂表面更粗糙,比表面积增大,膜厚度减小,这些都可能是其催化活性提高的原因,而加酸后膜催化活性提高主要是因为酸性条件下表面几乎没有Ti^3+表面态,利于光生电子与光生穴穴的分离。     

Zn,Cu共掺杂的TiO_2:SnO_2薄膜的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制得Zn,Cu共掺杂的TiO_2∶SnO_2凝胶,旋转法于玻璃基底镀膜,制备出Zn,Cu共掺杂的TiO_2∶SnO_2薄膜,探讨了掺杂比例、煅烧温度对其结构、形貌和性能的影响。采用XRD、FTIR、FESEM、PL等测试技术对薄膜进行表征,并考察了其对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:600℃时,薄膜粒子的结晶度较高,粒径小,分布均匀,表面平整且无明显裂痕;紫外-可见光谱(UV-Vis)表明:该薄膜在可见光区和紫外区都有很强的吸收;光催化性能测试表明:与纯相TiO_2对比,该样品对甲基橙的光催化降解率有较大提高,在最佳掺杂量比为n(Ti)∶n(Sn)∶n(Zn)∶n(Cu)=10∶3∶1∶1时,光催化降解率最高。     

Au/TiO_2薄膜的光催化与表面增强拉曼散射性能研究

采用浸渍提拉法将预先合成的TiO2溶胶均匀涂覆在玻璃表面制膜,并在膜表面负载上具有高表面增强拉曼散射(SERS)活性的Au纳米粒子,获得Au/TiO2多功能薄膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、拉曼(Raman)等表征手段,考察了Au/TiO2薄膜的结构、形貌与性能。所得Au/TiO2薄膜在UV灯辐照下可有效地降解罗丹明B等染料分子,其中Au粒子有效抑制了薄膜表面光生电子-空穴的复合,增强了光生载流子的分离效率,提高了薄膜的光催化性能。同时拉曼实验表明,Au/TiO2薄膜也是一种优秀的SERS检测基底。更为重要的是,Au/TiO2薄膜可通过UV灯照射"清洗"掉薄膜表面吸附的上组SERS实验中的检测分子,实现基底的循环利用,有望解决传统SERS基底一次性使用的缺陷。     

RuO2/TiO2/漂珠复合光催化剂的制备及性能

"利用RuO2/TiO2前驱体溶胶,采用溶胶-凝胶-浸渍法在漂珠(FP)表面沉积RuO2/TiO2膜,经120 ℃干燥、500 ℃焙烧制备复合光催化剂RuO2/TiO2/FP,并通过SEM、XRD以及FT-IR分别对其结构进行了表征． 结果表明,RuO2/TiO2膜的平均厚度(三层)约1 1m,膜材料中TiO2主要呈现锐钛矿型结构,而RuO2是以非晶态高度分散在粒子表面．以高效氯氰菊酯杀虫剂的光催化降解为模型反应,研究了RuO2/TiO2/FP的光催化性能,探讨了影响催化剂活性的因素及采用太阳光做光源处理     

新型复合电极对偶氮染料分子的光催化降解

介绍了具有合成H2 O2 和光催化性能的双功能新型复合电极 ,并用X射线衍射、扫描电镜等方法进行了表征 .双功能复合电极是将TiO2 光催化剂负载在活性碳 (AC)和具有合成H2 O2 性能的新型载体空气电极上形成的 .在复合电极作阴极的光反应器中 ,·OH和TiO2 光催化剂的存在实现了光化学氧化与光催化氧化在同一电极 /溶液界面上的联合作用 .实验结果表明 ,复合电极对提高偶氮染料分子活性艳红 (K 2BP)的氧化降解速度起了重要作用 ,仅反应 3min ,脱色率可达 4 9% ;反应 80min ,偶氮染料分子COD去除率可达 4 7% .