以偏钛酸浆料制备氮掺杂纳米二氧化钛及其可见光催化性能研究

以工业偏钛酸为前驱体、尿素为氮源,混合煅烧制备了不同氮含量的TiO2光催化剂(记为TiO2-xN-温度).用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱和紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)等对催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为目标污染物,评价了样品的可见光光催化活性.结果表明,当催化剂中尿素与TiO2质量比为3∶1,煅烧温度为400℃(即TiO2-3N-400℃)时制得的样品活性最高.500 W的长弧氙灯照射4h,对亚甲基蓝降解率达到93.9;.     

利用介质极性调节制备纯二氧化钛可见光催化剂

利用介质极性调节与表面活性剂(十二烷基磺酸钠,SDS)辅助TiCl4水解,成功地制备了纯二氧化钛光催化剂(TPC).所制备的样品均具有可见光催化降解甲基橙的活性,而且随着TiCl4与SDS摩尔比及TiCl4与正辛烷摩尔比增大、甲基橙的初始浓度降低,催化降解效率提高.介质极性调节与表面活性剂(十二烷基磺酸钠,SDS)协同作用,可调控粒子间的相互作用强度以及高能氧桥键的分布,从而调控可见光催化活性;TPC光催化降解甲基橙的反应具有假一级反应的动力学特征.使用TiCl4与SDS摩尔比为51.2、TiCl4与正辛烷摩尔比为3.5的TPC_4,在可见光(35 W普通民用光源)下照射3h,甲基橙降解率高达69.6;.     

不同形貌WO3的制备及其可见光催化性能研究

采用直接微调pH的方法成功制备了WO3棒、WO3阵列和WO3花三种形貌,并对其进行了TEM、XRD、Raman、FT-IR、N2吸附-脱附、UV-Vis等表征.结果发现三种形貌中WO3棒和WO3阵列具有相同的晶型,且WO3阵列的比表面积最大(18.6 m2/g),禁带宽度Eg最小,因此在可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验中,WO3阵列表现出了最高的催化活性,60 min后降解效率达到95;,表观反应速率常数κ值达到4.676×10-2,此值分别为WO3花和WO3棒κ值的1.55倍和2.19倍.     

改性沸石/TiO2的制备及光催化降解亚甲基蓝

使用碱液侵蚀加煅烧的方法对天然沸石改性,获得改性沸石.以改性沸石为载体,钛酸丁酯为前驱体,使用溶胶-凝胶法制备了改性沸石/TiO2催化剂.使用亚甲基蓝作为目标污染物,测试改性沸石/TiO2催化剂的降解性能.结果表明,采用改性沸石负载TiO2的方法有助于提高光催化剂的利用效率,当TiO2的负载率为6.08;时,对亚甲基蓝的降解效率高达0.935.XRD、SEM-EDS、BET、FTIR测试结果表明,TiO2以纳米尺度在改性沸石表面均匀分布,并且与改性沸石建立了较强的化学键连接,有利于改性沸石/TiO2催化剂的长期性能.     

BiFeO3-Bi24Fe2O39复合物的制备及可见光催化性能研究

以硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为原料,酒石酸作络合剂,聚乙二醇6000作分散剂,用溶胶-凝胶法制备了BiFeO3-Bi24Fe2 O39复合催化剂.用XRD、FT-IR、UV-vis、PL光谱、TG-DSC等对其结构进行了表征.以亚甲基蓝为目标化合物,评价了样品的可见光催化活性.结果表明,500℃煅烧2h的复合催化剂热稳定性好,荧光强度最强,禁带宽度最小,用500 W的长弧氙灯照射6h,亚甲基蓝降解率达到93.11;.     

芦苇杆炭负载N掺杂TiO2的制备及光催化活性研究

以钛酸丁酯、乙酰丙酮、盐酸为原料,通过溶胶凝胶法合成芦苇杆炭(经酸处理)负载N掺杂TiO2,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪等技术对样品的形貌和结构进行分析表征,以亚甲基蓝作为底物,氙灯光照下的光催化降解实验评测其光催化活性.实验证明,当N/Ti=1at;,退火温度350℃时,退火3h后的芦苇杆炭负载TiO2 1N对亚甲基蓝光降解性能可达92;,同时,该复合光催化剂对苯酚、对氯甲苯及硝基苯都具有一定的光催化效果.     

Ag-TiO2可见光响应光催化剂的制备及特性研究

采用溶胶-凝胶法技术,以CTAB为模板剂,制备出Ag掺杂TiO2复合光催化材料.利用XRD、XPS、SEM、TEM、N2吸附-脱附、UV-vis等测试手段对样品的组成、结构、形貌等进行表征.结果显示,加入CTAB的Ag-TiO2为锐钛矿型,产物中Ag以单质形式存在,材料表面疏松多孔,吸收光谱红移至可见光区.光催化活性通过在可见光照射下,降解亚甲基蓝来表征.结果表明,同等条件下Ag/CTAB-TiO2催化效率是纯TiO2的3倍,循环使用5次以后降解效率仍能达到85;以上.     

纳米Bi2MoO6的水热法制备及光催化性能研究

为进一步提升钼酸铋的可见光催化活性,以Bi(NO3)3·5H2O和Na2 MoO4·2H2O为原料,加入不同表面活性剂辅助水热法制备了纳米级钼酸铋.研究了表面活性剂种类对Bi2 MoO6形貌结构的影响,采用XRD、SEM和FTIR对产物进行了表征.结果表明:在水热合成条件下引入CTAB作为表面活性剂时,合成的纳米片厚度仅为10～20 nm.这种钼酸铋纳米片比普通钼酸铋纳米粉体具有更优的光催化活性,可见光照射180 rmin后对目标污染物亚甲基蓝的降解率可达81;,可见光催化效率提升2～4倍.     

钙钛矿型钛酸锶纳米粉体的制备及其光催化性能研究

以钛酸异丙酯和硝酸锶为原料,通过炭吸附沉淀法制备纳米钛酸锶(SrTiO3)催化剂.通过热重/差热仅(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)等对所得催化剂的煅烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征.结果表明:炭黑的吸附有效阻止了钛酸锶催化剂在制备过程中的团聚和烧结,煅烧温度为700℃时,SrTiO3粒子分散均匀,粒径小,没有明显的团聚现象,平均晶粒尺寸为22 nm,比表面积为78.64m2/g.对亚甲基蓝的光催化反应结果表明,在60 min内亚甲基蓝在SrTiO3催化剂上几乎完全分解.     

氟改性TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛源,氟化铵为氟源,采用溶胶凝胶法制备氟改性二氧化钛光催化剂,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分度计(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光荧光光谱仪(PL)、氮气吸附-脱附等方法对样品进行表征.以甲基橙(MO)为模拟污水,研究其光催化活性.结果 表明:F改性TiO2为纳米锐钛矿相,比表面积为141 m2/g.F以化学吸附态存在于TiO2的表面,形成(=)Ti-F基团,F的加入使得TiO2的吸收带边发生了红移,在甲基橙浓度为20 mg/L,紫外光照射时间为80 min时,F改性TiO2的脱色率最大达到了97;,具有较高的光催化活性.     

水热法制备银修饰混晶二氧化钛及其光催化性能研究

采用水热法制备了锐钛矿、金红石、板钛矿三相混晶TiO₂,对其进行了Ag修饰改性。利用XRD、SEM、TEM、PL、DRS等测试技术研究了样品的晶体结构、形貌以及光学性质。结果表明,制备的TiO₂为锐钛矿/金红石/板钛矿三相混晶结构,Ag修饰后金红石含量增加,锐钛矿、板钛矿含量减小。Ag以单质Ag以及AgCl的形式存在,Ag@TiO₂异质结构更加有利于光生电荷的转移,提高了光催化活性。光照90 min后,银修饰TiO₂对盐酸四环素(TC)的降解率由纯TiO₂的78.5%提高到91.6%。     

Ag/TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了Ag掺杂纳米TiO2,结合XRD、TEM、Uv-vis等测试手段,对样品的结构和性能进行了表征.以甲基橙溶液为目标降解物,探讨了Ag掺杂纳米TiO2的光催化活性,分析了Ag掺杂纳米TiO2提高光催化性能的机理.结果表明,Ag掺杂使TiO2晶粒减小,拓展了TiO2的光谱响应范围,降低了光生电子和空穴的复合几率;Ag掺杂后,TiO2光催化剂的吸收光谱向可见光区发生红移.Ag掺杂量为n(Ag)∶n(TiO2)=0.08;,紫外光下240 min,Ag掺杂纳米TiO2前后材料对甲基橙溶液去除率由60.3;提高到83.1;.     

生物质改性纳米TiO2的制备及其结构表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列生物质改性复合纳米TiO2.以亚甲基蓝溶液为模拟污染物,考察了其可见光催化活性,并确定了最佳制备工艺.通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)、荧光光谱(PL)等手段对催化剂样品进行了表征.实验结果表明,催化剂对亚甲基蓝的光催化降解适应一级反应动力学,复合TiO2和纯TiO2的反应速率常数分别为0.4990 h-1和0.0305 h-1,且复合催化剂实现了C、N、S、P、K等多元素的共掺杂.相比纯TiO2,复合TiO2的比表面积增大,结晶度升高,光生载流子复合率降低,吸收边带红移,禁带宽度窄化了0.09 eV.     

CeO2/TiO2异质结纳米花的制备及光催化性能研究

异质结催化剂以其优异的光电性能、光催化性能及在降解有机污染物上的实用性,吸引了广大研究者的注意.采用水热法,制备了CeO2/TiO2异质结纳米花,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、和紫外-可见光吸收(UV-vis)等分析手段对制备的样品形貌和结构进行表征,并以甲基橙为目标污染物,考察了样品的光催化性能,并且对光催化降解的机理进行了分析.我们发现,这种异质结构将其紫外-可见光吸收边由紫外光区域拓宽到可见光区域,从而提高光响应范围.研究表明CeO2/TiO2异质结纳米花表现了优异的催化活性,在60 min内降解了98;的甲基橙,这主要是源于其特殊的异质结构,能增强光催化活性.     

Ag修饰N-石墨烯/TiO2纳米复合材料的光催化活性

采用一步溶剂热法与光催化还原法制备了Ag修饰N掺杂石墨烯/TiO2纳米复合材料,用XRD、SEM、FT-IR、XPS和UV-Vis DRS等技术对样品进行了表征,实验考察了复合材料在模拟太阳光下光催化产氢活性,分析讨论了其光催化产氢反应机理.结果表明,该纳米复合材料具有显著的光催化活性,模拟太阳光照射下10 h内样品的产氢量达到1132.54 μmol,比纯TiO2的产氢量提高了4.3倍,Ag和N掺杂石墨烯的协同效应提高了TiO2半导体的光催化活性和量子效率.     

SnO2负载TiO2纳米管的制备与光催化活性

结合阳极氧化法和脉冲沉积法合成SnO2/TiO2纳米管光催化剂,实现了SnO2纳米颗粒在TiO2纳米管表面的均匀负载.利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品进行表征,以甲基橙为模拟污染物,评价了纳米管的光催化活性.结果表明,SnO2/TiO2纳米管经750℃煅烧后主晶相为锐钛矿相TiO2,含少量金红石相TiO2和SnO2,三者两两之间形成三元异质结,促进光生电子-空穴对的分离,此时SnO2/TiO2纳米管表现出最佳的光催化活性,紫外光下对甲基橙1 h分解比例由32.4;提升至96.5;.     

Zn掺杂纳米TiO2材料制备与光催化性能的研究

通过水热合成的方法制备了Zn掺杂的纳米TiO2光催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见光分光计进行了物相结构、显微组织及光催化性能的检测与表征.结果表明:在Zn的掺杂量为0.6;时,纳米TiO2光催化剂由单一的锐钛矿相组成,晶粒尺寸约为6~10 nm,对太阳光的吸收波长增加到510 nm,提高对太阳光的利用效率,增强光催化的效果,经光催化反应100 min后,对甲基橙有机物的降解率达到92;.     

AgBr/TiO2纳米纤维的制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、无水乙醇为原料,利用静电纺丝技术制备出Ti(OC4H9)4/PVP纳米纤维,经500～1000℃高温煅烧制得TiO2纳米纤维,再通过水热法将AgBr纳米颗粒负载到TiO2纳米纤维表面.利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、差热-热重分析对AgBr/TiO2纳米纤维进行表征分析.利用甲基...     

La掺杂TiO2/电气石的制备及光催化性能研究

以电气石为载体,TiCl4为前驱体,采用水解沉淀法负载La掺杂纳米TiO2薄膜,制备La掺杂TiO2/电气石复合材料.结合XRD、FESEM、UV-vis等现代测试手段对所制备样品的结构和性能进行了表征.以甲醛为目标降解物,考察了样品的光催化活性.结果表明:La掺杂TiO2晶粒细小,均匀分布于电气石表面.经550℃煅烧,La掺杂后锐钛矿型TiO2粒径由13.5 nm降为8.73 nm.La掺杂后,TiO2光催化剂的吸收光谱向可见光区发生红移.1m3环境舱内,日光灯下照射360 min,La掺杂TiO2前后复合材料对甲醛的去除率分别达到66.4;和82.2;.