纳米复合材料CdS/TiO_2制备与不同模式光催化降解多种染料

采用化学水浴沉淀法再结合溶胶-凝胶和程序升温溶剂热两步法制备了一系列不同比例的CdS/TiO2纳米复合材料。通过X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)和氮气吸附-脱附测试等手段对所合成纳米复合材料的组成、结构和形貌进行了表征。结果表明,该系列CdS/TiO2纳米复合材料为锐钛矿TiO2和六方相CdS的混合晶相,其对可见光有较强吸收,并且随着复合材料中TiO2比例的增加,BET值明显增大。另外,所合成的CdS/TiO2复合材料呈圆球形,颗粒比较均匀。紫外光催化降解甲基橙的实验结果表明,摩尔比为1∶4的CdS/TiO2复合材料的活性明显高于CdS、P25以及其他不同比例的CdS/TiO2。同时,1∶4 CdS/TiO2纳米复合材料在紫外光、可见光和微波辅助光催化等不同模式下对多种结构的染料均有较好的降解效果。     

CTAB作用下纳米复合材料ZnO-TiO2制备与多模式光催化降解罗丹明B

在模板剂十六烷基三甲基溴化铵作用下,通过溶胶-凝胶与程序升温溶剂热法制备了纳米复合材料ZnOTiO2(CTAB).经X-射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、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N2吸附-脱附测试等手段对其组成、结构和形貌等进行了表征.结果显示,合成产物ZnO-TiO2(CTAB)主要晶型为ZnO纤锌矿,并部分生成ZnTiO3.同时,该合成产物经CTAB作用后,其对光的吸收发生明显红移,且平均孔径明显变小,BET值增大.在紫外光、可见光、模拟日光和微波辅助等不同模式光催化降解罗丹明B的实验研究中,与未经CTAB作用的样品ZnO-TiO2相比,ZnO-TiO2(CTAB)具有更高的光催化性能.同时,该复合材料在紫外光条件下,对甲基橙、罗丹明B、结晶紫、亚甲基蓝和龙胆紫5种不同结构染料的光催化中均表现出良好的降解效果.     

纳米TiO2/Si薄膜的制备与光催化性能的研究

1972年, Fujishima等发现受辐射的TiO₂上可以持续发生水的氧化还原反应产生氢, 从此, 半导体光催化受到了重视并得到进一步广泛的研究^[1]。     

CdS修饰TiO2纳米带制备及光催化降解有毒有机污染物

以硫酸钛为原料,在210℃低温下,水热制备TiO₂纳米带.通过沉淀法用CdS修饰TiO₂纳米带表面,制得TiO₂@CdS复合光催化剂,采用XRD、TEM和反射紫外对其结构及光化学特性进行初步表征.以可见光(λ≥450 nm)光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,RhB)、水杨酸(Salicylic Acid,SA)及2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)为探针反应,研究反应温度、介质和负载CdS对TiO₂@CdS结构性能的影响.结果表明,所制备的TiO₂纳米带分散性好.复合粉末由锐钛矿相TiO₂和立方相CdS组成.常温25℃中性介质中用CdS修饰的TiO₂的活性,在可见光照射下,为单纯TiO₂纳米带的29倍.同时,TiO₂也促进了CdS可见光光催化活性的提高.通过跟踪降解体系紫外-可见光谱(UV-vis)、红外光谱(FTIR)和总有机碳(TOC)测定,结果发现TiO₂@CdS/vis体系在pH 7.0时,对SA的降解率较TiO₂纳米带有显著地提高,反应15 h和21 h后,RhB和2,4-DCP的矿化率分别可达到47.8%和30.8%.     

TiO2/SiO2的制备及其光催化降解敌敌畏

二氧化钛;溶胶-凝胶法;表面复合物;TiO2/SiO2的制备及其光催化降解敌敌畏     

纳米复合材料ZnO/TiO_2-ZrO_2的制备及其微波辅助光催化降解甲基橙

采用EO20PO70EO20（P123）作为模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法将金属氧化物ZnO掺杂到TiO2-ZrO2二元体系中,经过450℃煅烧,制备了三元纳米半导体复合材料ZnO/TiO2-ZrO2。通过X-射线衍射、氮气吸附-脱附测定、透射电子显微镜以及扫描电镜配合X-射线能量色散谱仪等测试手段对合成...     

纳米复合材料Ag/TiO_2-ZrO_2的制备及其微波增强光催化降解甲基橙

采用EO20PO70EO20(P123)作模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法,并经萃取处理制备了具有光催化活性的纳米复合材料Ag/TiO2-ZrO2.用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附测定和扫描电子显微镜配合X射线能量色谱仪(SEM-EDS)等测试手段对其组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,复合材料Ag/TiO2-ZrO2中Ag以单质形式存在,材料具有双孔结构,颗粒分布较均匀,结构也较规整,平均孔径约为3.6和9.0nm.通过微波增强光催化降解染料甲基橙的实验,对复合材料Ag/TiO2-ZrO2的光催化活性进行了探究.实验结果表明,微波辅助光催化效果优于紫外辐射,并且萃取后的合成产物Ag/TiO2-ZrO2在90min内对甲基橙的降解率可达81.5%,其活性高于市售P25以及TiO2-ZrO2.     

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.     

粉末状和薄膜状TiO2对敌敌畏的光催化降解

在光照条件下,光催化剂TiO₂有很强的氧化能力,能有效降解水中的有机污染物^[1],因而日益受到人们的关注.目前,研究最多的胶体溶液和颗粒悬浮体系因其难于分离、回收而限制了实际应用,因此催化剂固定问题急需解决.近年来,国内外对TiO₂薄膜催化剂做了许多探索^[2,3],取得了一些进展.本文用溶胶-凝胶法制备了一种粉末状TiO₂光催化剂和两种薄膜型TiO₂光催化剂,并进行了结构和形貌的表征,对敌敌畏稀释液做了光催化降解实验,并与粉末状TiO₂进行对比.结果表明:薄膜TiO₂催化剂优于粉末TiO₂催化剂.     

TiO2薄膜光催化还原Hg2+的研究

采用溶胶法制备出TiO2、SO42-/TiO2、CdS/TiO2薄膜光催化剂,研究了TiO2薄膜光催化还原Hg2+的最佳实验条件以及SO42-/TiO2、CdS/TiO2薄膜与TiO2薄膜、TiO2粉体与薄膜之间的光催化活性差异.结果表明:当pH=5.34时,经30 min紫外光照射,Hg2+的还原率达到最大;Hg2+初始浓度越高,光致还原量越低;光源波长越短,Hg2+的还原率越高;当甲醇添加量达到15%(体积比)时,反应30 min后,Hg2+的还原率即达100%;CdS改性薄膜的光催化活性高于未改性薄膜;CdS/TiO2薄膜的光催化活性略高于粉体.     

纳米Ni/TiO2粉体的制备及其光催化性能

以四氯化钛为主要原料,通过溶胶法合成了纳米TiO2和Ni/TiO2粉体。研究发现掺杂镍,能够有效延缓锐钛矿型TiO2向金红石型TiO2转变,提高Ni/TiO2粉体的催化活性;在500℃焙烧的Ni/TiO2催化剂,能较好催化溴甲酚绿染料在紫外光下降解。     

Mo掺杂TiO2/AC负载膜的制备及光催化活性

溶胶-凝胶法;Mo掺杂TiO2/AC负载膜的制备及光催化活性     

孔道结构H3PW12040／TiO2的制备及其可见光光催化降解水溶性染料的性能

采用溶胶一凝胶方法制备了孔道结构复合材料H3PW12040／TiO2，采用ICP-AES，UV／DRS，^31PMAS NMR，TEM和N2吸附等技术对其组成和结构进行了表征．结果表明，催化剂中活性组分H3PW12O40的基本骨架结构未发生改变，H3PW12O40的担载量为22．29％，催化剂平均粒径为40nm，具有双孔结构，其平均微孔和介孔孔径分别为0．6l和3．06nm．考察了催化剂可见光光催化降解6种水溶性染料的性能．结果表明，6种染料均可不同程度地被降解和矿化．通过对染料中性红的光催化降解实验，比较了H3PW12040／TiO2，Degussa P-25和锐钛矿结构Ti02的可见光光催化活性，其中，H3PW12040／TiO2活性最高，且催化剂最易分离，可循环使用．     

纳米TiO2低温制备及光催化降解有毒有机污染物

通过设计不同的实验方案低温（180℃）制备得到纳米TiO2,并在紫外光（λ≤387nm）照射下利用有机染料罗丹明B（Rhodamine B,RhB）光催化降解为探针反应,以有机污染物降解活性最佳为目的,优选低温制备得到纳米TiO2最佳方案．结果表明以Ti（SO4）2为原料,在低温条件下通过蒸汽热法制得TiO2为最佳方案．对制备高催化活性的纳米TiO2利用透射电子显微镜（TEM）,X射线衍射仪（XRD）对其进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了纳米TiO2制备时反应温度和反应时间对其粒径大小、晶型转变以及光催化活性的影响．实验结果表明：在以紫外光（λ≤387nm）照射下的探针反应有良好的光催化降解效果为条件,优选低温制备得到纳米TiO2最佳反应温度为180℃,最佳反应时间为12h．通过紫外-可见光谱（UV—vis）、红外光谱（FTIR）和总有机碳（TOC）的测定分析,发现UV／TiO2体系在pH=3．00的条件下,能使RhB发生有效的降解和矿化,矿化率达到93．2％．     

纳米二氧化钛的制备及其光催化性能

分别采用水热法和溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粉体;利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了两种方法制备的TiO2粉体的形貌和晶体结构,并测定了纳米TiO2粉体对罗丹明B的光催化降解活性.结果表明:采用水热法制备的TiO2纳米粉体含有锐钛矿相和金红石相,粒径较小,大约为50nm,而且分散均匀,光催化性能良好;采用溶胶-凝胶法制备的TiO2粉体经过550℃煅烧后仍然为锐钛矿相,而且粒径较大,大约为80nm.     

TiO2/SiO2纳米薄膜的光催化活性和亲水性

通过sol gel工艺在钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2/SiO2复合纳米薄膜.实验结 果表明: 当SiO2添加量较高时, TiO2/SiO2复合纳米薄膜的光催化活性明显降低;当SiO2添加 量较低时,TiO2/SiO2复合薄膜的光催化活性无明显变化.在TiO2薄膜中添加SiO2,可以抑制薄 膜中TiO2晶粒的长大,同时薄膜表面的羟基含量增加, 水在复合薄膜表面的润湿角下降, 亲 水能力增强.当SiO2含量为10％－20％（摩尔分数）时获得了润湿角为0°的超亲水性薄膜.     

SnO2掺杂对TiO2/Si纳米复合材料性能的影响

采用溶胶-凝胶法在p-型单晶硅的表面镀上一层TiO2-SnO2纳米复合薄膜,并在一定的温度下煅烧得到TiO2-SnO2/Si复合材料.实验研究发现,在TiO2中掺杂一定量的SnO2会使TiO2/Si复合材料的光电压增强,且SnO2的掺杂会抑制TiO2的晶相转变,使复合材料的高温稳定性增强.另外,SnO2的掺杂量和煅烧温度对复合材料的光电压都有影响.当SnO2掺杂量约为20%,煅烧温度为600℃时复合材料的光电压最强.     

Au改性纳米TiO2材料对NPE-10光催化降解的活性

以钛酸四丁酯和氯金酸为原料，通过溶胶凝胶法制备了Au掺杂的纳米TiO2光催化剂粉体，并用 XRD， BET，XPS和固体紫外可见吸收光谱等技术对其晶相结构，比表面积，表面组成及紫外可见光响应范围进行了表征，对其光催化降解非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚（NPE-10）的活性进行了考察. 结果表明，掺杂的Au在纳米TiO2粉体材料中可能以两种形态存在，即以Au3+离子形式替代Ti4+进入TiO2晶格和以Au原子态形式暴露于粉体表面.前者使TiO2在480～650 nm出现了更强的光吸收，并大大地增强了粉体表面对氧物种的吸附；后者中处于表面原子态的Au又会成为光生电子的受体，有效地避免了光生电子空穴对的复合. 通过对掺杂量及处理温度的优化，在nAu3+/nTi4+=0.005， 500 ℃煅烧的条件下可以制得具有较高的光催化活性的Au/TiO2粉体. 对NPE-10的光催化氧化试验显示，日光照射4小时后降解效率可以达到91.8%；而用未改性的纳米TiO2，在同样条件下，NPE-10的光催化降解效率仅能达到50.2%，商品Degussa P-25也只能达到66%.     

制备条件对Bi3+掺杂纳米TiO2光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂铋的TiO2纳米微粒,通过正交实验法研究了溶剂乙醇量,加水量,铋掺杂百分比,抑制剂乙酸和pH调节剂浓硝酸用量等因素对光催化剂性能的影响,催化剂活性用光催化降解偶氮胭脂红溶液的降解率表示,确定了各因素的最佳水平,即浓硝酸0.2mL,铋掺杂量0.5%,水7.2mL,无水乙醇60...     

碳纳米管/TiO_2复合材料的制备及表征研究

采用溶胶-凝胶法和水热合成法,制备出碳纳米管/TiO2(CNTs/TiO2)复合材料。通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis),荧光光谱(LS)检测CNTs/TiO2的晶型及形貌。结果表明:锐钛矿相TiO2纳米颗粒负载在碳纳米管的管壁上,CNTs/TiO2在紫外-可见光波长范围均有较好的吸收性能。在灭菌灯照射下,以甲基橙溶液为降解目标,CNTs/TiO2复合材料对甲基橙溶液的降解有高的光催化活性,180 min内降解率达到85%以上。