复合模板剂下有序介孔TiO2的制备研究

在复合模板剂聚氧乙烯十二烷基醚(Brij35）和聚乙二醇（PEG)下，制备出有序介孔TiO2.用XRD、HRTEM、SEM、FT-IR和N2吸附脱附等方法进行表征；并通过对反应过程中电导率和粘度的连续监测，分析有序介孔TiO2形成过程.研究表明,介孔TiO2为规整的六方排列结构，在低于400 ℃焙烧，有序结构稳定性高，比表面积达252 m2•g－1，孔径3.4 nm，晶型为锐钛矿；经500 ℃焙烧，有序介孔结构破坏，并开始出现金红石型晶相.有序介孔TiO2形成过程是基于在高极性介质中非极性的碳氢链聚集成为胶束，同时钛酸丁酯（TBOT）在已形成的胶束上聚集，在酸作用下不断水解缩聚而形成有序介孔结构，有效控制水解和聚合过程是控制介孔材料结构形成的关键.     

介孔二氧化钛的非有机模板剂法合成

 采用硫酸钛水解法在不使用有机模板剂的条件下合成了高热稳定的锐钛矿型介孔TiO2. 以工业硫酸钛溶液为原料,经两步水解得到介孔结构的偏钛酸, 500 ℃下焙烧后得到比表面积为202.2 m2/g、 平均孔径为2.8 nm并具有超强酸特性的介孔TiO2. 使用X射线衍射、 N2吸附、扫描电镜、 X射线能谱和红外光谱对该样品进行了表征,初步讨论了介孔的形成机理. 吸附在偏钛酸孔壁上的硫酸分子和孔壁上的自由羟基键合,起到了孔结构的导向作用及支撑作用.     

La2O3掺杂低温合成介孔锐钛矿相二氧化钛

采用非离子型表面活性剂EO20PO70EO20(P123)为模板剂,钛酸丁酯为钛源,La2O3为促进剂,无水乙醇为萃取剂,使用溶胶-凝胶法合成了具有锐钛矿相介孔结构和高比表面积的纳米TiO2.XRD,BET,IR和HRTEM等表征表明,La2O3的掺杂量对TiO2锐钛矿相的形成具有明显影响,当La2O3掺杂量为0.1%(摩尔分数)时,合成的TiO2锐钛矿相晶型最好,且为介孔结构,孔径大小均一,比表面积达到367.7 m2·g-1.     

介孔氧化镍的复合表面活性剂模版法制备及表征

用六水合硝酸镍为镍源,尿素为沉淀剂,以少量的复合表面活性剂(SDS/P123,CTAB/P123,CTBA/SDS)为模板水热制备了介孔氧化镍。分别采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物的结构和形貌进行了表征。用循环伏安法,恒电流充放电和交流阻抗谱等对材料进行了电化学性能的测试。结果表明,以复合表面活性剂SDS/P123为模板制备的介孔氧化镍有最大的比表面积、孔径和比电容,且当SDS/P123质量比为2:1时,所制备的氧化镍比表面积、孔径和比电容分别为209 m2.g-1,0.407 cm3.g-1,265 F.g-1。     

介孔二氧化钛的合成及其对甲基橙降解的光催化活性

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水解钛酸正丁酯合成了介孔二氧化钛分子筛,探讨了合成条件的影响。采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附等技术对介孔二氧化钛的晶相、结构、形貌、比表面积和孔径分布进行了表征。实验结果表明:得到的介孔二氧化钛分子筛的孔径为4-4.3nm,用抽提的方法去除模板剂得到的介孔二氧化钛的比表面积比焙烧的要高。以甲基橙为模型污染物,检验了所合成介孔二氧化钛的光催化性质。     

硫和银共掺杂介孔TiO2的制备表征及光催化活性

以P123为模板,以钛酸四正丁酯、硝酸银和硫脲为原料采用模板法制备了一系列硫和银共掺杂介孔TiO2光催化材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、BET和紫外-可见光谱（UV-Vis）等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征。以甲基橙溶液的光催化降解为模型反应, 考察了不同掺杂量的样品在紫外和可见光下的光催化性能。结果表明：用模板法制备的共掺杂介孔TiO2光催化材料在紫外和可见光条件下较纯介孔TiO2和单掺杂介孔TiO2对甲基橙溶液具有更好的光催化降解效果, 且硫和银的掺杂量及样品焙烧温度显著影响该材料的催化性能。当硫掺杂量为2%（mol）和银掺杂量为1%（mol）,在500℃焙烧2 h所得光催化材料的催化性能最佳, 4 h即可使甲基橙的降解率达98.8%,重复使用4次仍可使甲基橙的降解率保持在87.5%以上。因此, 以该模板合成法, 通过硫和银的共掺杂有望使TiO2成为一种低或无能耗、高活性的绿色环保型催化材料。     

介孔氧化铝的溶胶-凝胶法制备

以硝酸铝为铝源,十六烷基三甲基溴化铵和尿素为复合模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了介孔氧化铝（1）,其结构经TEM, XRD, TG-DTA和N₂-BET表征。结果表明：1比表面积较大（＞400 m²·g^-1）,孔径分布窄(3～5 nm),形成的蠕虫状孔道具有短程有序性。     

简易模板法制备有序介孔碳

通过一种简易的模板法制备了有序介孔碳,即硅/P123三嵌段共聚物复合物经硫酸处理后,再加入蔗糖碳源经碳化和除硅处理合成出有序介孔碳。该方法与传统硬模板相比,其合成工序简单,成本更低;与其他简化合成方法相比,避免了由碳源不足而造成的介孔碳有序性低的缺点。通过小角XRD、N2吸脱附和HRTEM对样品及其中间过程进行了表征。结果表明,自晶化过程后,样品在合成的各个时期均保持着有序的介孔结构,当蔗糖添加量为1.5g时合成出的介孔碳材料有序性最高,比表面积和孔容也最高,分别为1261m2·g-1,1.03cm3·g-1。     

铽负载介孔二氧化钛的制备、表征和协同效应

以嵌段共聚物P123为模板剂,采用蒸发诱导自组装法制备了铽负载介孔TiO2光催化剂,并利用XRD、N2吸附解吸和UV-Vis吸收光谱等技术手段对样品进行了表征。 制备的样品为锐钛矿和金红石混合晶相,以罗丹明B为模拟有机降解物,样品显示了良好的可见光催化活性。 研究发现0.7%的铽负载和380 ℃的煅烧温度是较佳的制备条件。 介孔结构所具有的高的比表面积、小的晶粒尺寸、铽负载诱导的电荷分离和可见光吸收增强协同提高了光催化活性。 同时,提出了铽负载二氧化钛诱导增强光催化作用的机理。     

金属基介孔固体碱催化剂的制备与应用

应可持续发展与绿色化学的需要,非均相催化剂替代传统的均相催化剂引起研究者的广泛重视。其中,金属基介孔固体碱具有比表面积大、腐蚀性小、传质速率快、易分离等优点,是一种理想的绿色催化剂。本文综述了近年来制备不同的金属基介孔固体碱(包括MgO、类水滑石(HTs)及改性的Al₂O₃、ZrO₂、CeO₂)的研究进展,重点讨论了软模板法、硬模板法、溶剂挥发自组装法、无模板剂法等制备各种金属基介孔固体碱的方法和机理。此外,还介绍了金属基介孔氧化物在催化、储能与环境领域中的实际应用。最后,简要分析了金属基介孔固体碱制备过程中存在的问题,并展望其在未来的发展趋势,为新型金属基介孔固体碱的构筑提供了新的思路。     

中孔TiO_2的制备与表征

以聚氧乙烯十二烷基醚为模板剂,钛酸四丁酯为钛源制备了中孔TiO2,探讨了焙烧温度和掺杂对中孔TiO2结构的影响。利用XRD,TEM,FT-IR和N2吸附等对其结构进行了表征。结果表明,中孔TiO2具有较大的孔径和较高的热稳定性;钇掺杂使中孔TiO2的比表面积和孔体积增大及热稳定性提高。以噻吩加氢脱硫为探针反应,考察了以中孔TiO2为载体的N i基催化剂的催化活性,钇掺杂能提高其催化活性。     

多孔炭材料在二氧化钛光催化水处理中的应用

光催化水处理技术是利用光照具有能带结构的半导体光催化剂诱发强氧化自由基(·OH),使有机污染物在常规条件下催化降解. 光催化反应条件温和、转化率高,而且二次污染小,具有良好的应用前景.     

TiO2 /wAC复合光催化剂的酸催化水解合成及表征

以TiCl4为钛源, 采用酸催化水解法合成了活性炭(AC)复合光催化剂TiO2/wA(w:AC 的质量分数, %). 通过对苯酚、甲基橙以及六价铬的光催化降解, 考察了AC 含量、反应溶液初始pH值、使用次数对TiO2/wAC光催化剂催化活性的影响,并采用重力沉降法测试了催化剂分离性能. 采用XRD、DRS、FTIR、SEM、低温液氮吸附等对光催化剂晶相结构、光谱特征、表面结构等进行了表征. 结果表明, 适宜AC 含量的TiO2/wAC(wAC=5%, 记为5AC)具有较高的光催化活性.AC 掺杂可减小TiO2粒子凝聚, 而对TiO2的晶相结构、晶粒大小以及表面性质影响不大, 对TiO2能阈结构不产生影响. TiO2与AC结合牢固, 接触界面处有Ti—O—C 键生成. TiO2/5AC 表现出高光催化活性的主要原因是, AC 所提供的适宜高浓度环境及对纳米尺寸TiO2团聚的有效抑制. TiO2/5AC的高活性, 不易失活, 易分离以及活性受pH 变化影响较小的特性,使其在实际废水处理方面具有潜在应用价值.     

Synthesis and Characterization of Mesoporous Titanium Dioxide Spheres

Mesoporous titanium dioxide spheres were synthesized by a convenient solvothermal method at room temperature with tetraethyl titanate as a precursor. Investigation by means of X-ray diffraction(XRD), transmission electron microscopy(TEM), scanning electron microscopy(SEM), and N2 adsorption-desorption isotherms confirms that the sample has a mesostructure with a higher specific surface area and shows that the mesoporous TiO2 spheres have a diameter of 2 μm, the average pore size is about 5.9 nm, and the BET...     

Stability of Aqueous Dispersions of the Hydrated Titanium Dioxide Prepared by Titanium Tetrachloride Hydrolysis

The aggregation stability of aqueous dispersions of the hydrated anatase and rutile samples in the neutral and alkaline pH regions is related to the electrostatic stabilization factor and is described in terms of the classical DLVO theory. The abnormally high stability of the dispersions with respect to 1 : 1 and 1 : 2 coagulating electrolytes, which is exhibited in the acidic pH region, is explained by the existence of well-developed gel layers at the particle surfaces. The specific role in the formation of such layers is played by the sulfate ions.     

碱法纳米纤维素模板剂合成介孔TiO2及其性能

以生物可再生资源碱法纳米纤维素为模板剂,TiCl4为钛源,采用液相水解-沉淀法合成了具有介孔结构的TiO2光催化剂,采用透射电镜、X射线衍射、热重差热、低温N2物理吸附-脱附等技术对催化剂进行了表征,并以苯酚为模型物,考察了介孔TiO2的光催化活性.结果表明,所得TiO2催化剂具有良好的孔隙结构,平均孔径6.17nm、比表面积176.3m2/g、平均晶粒尺寸13.5nm.碱法纳米纤维素的加入在一定程度上提高了锐钛矿相向金红石相转变的温度.该TiO2晶粒小、孔隙较多、比表面积大、吸附性能强,因此表现出较高的光催化活性.     

TiCl4水解法制备TiO2薄膜的表征及光催化性能

TiCl4水解法制备TiO2薄膜的表征及光催化性能;TiCl4水解;TiO2薄膜;光催化;乙酸     

Structural Study of Mesoporous Titania Prepared from Titanium Alkoxide and Carboxylic Acids

Mesoporous titania with regulated pore size as well as high specific surface area was prepared from titanium alkoxide and various carboxylic acids with different alkyl-chain length [CH₃(CH₂) _n COOH : n = 0–20]. Although the pore size and pore volume of titania changed slightly at n < 10, they increased with increasing the alkyl-chain length of carboxylic acid at n 10. Each carboxylic acid forms a complex with titanium alkoxide in an organic-inorganic precursor, while the precursor prepared by using carboxylic acid with n 10 consists of a lamella-type mesophase. The interplanar distance of the lamella structure increases with increasing the alkyl-chain length of carboxylic acid. During calcination, the lamella structure collapses together with the combustion of organic moieties and titania particles crystallized to anatase aggregate to provide pores. Although carboxylic acid does not act as a true template, the formation of the lamella-type mesophase in the precursor plays an important role in controlling the pore size of titania.