锐钛矿型多孔TiO2薄膜的溶解法制备及性能表征

在具有锐钛矿晶粒的TiO₂溶胶中加入苯丙乳液粒子，使用该混合液浸渍提拉涂膜，然后利用甲苯将薄膜中的苯丙乳液粒子溶解去除，并通过重复涂膜，在室温下获得了具有良好多孔性的锐钛矿型TiO₂薄膜。考察了多孔薄膜的表面形貌、光学性能、吸附性能和光催化性能。结果表明：随薄膜涂膜次数的增加，TiO₂多孔薄膜的吸光度增大，透光率减小，光吸收边波长向长波方向移动。罗丹明B在TiO₂多孔薄膜上的吸附量随涂膜次数的增加先升高，后降低；多次涂膜会在薄膜中产生半封闭的孔洞，经过长时间的毛细渗透等作用能进一步增加薄膜对罗丹明B的吸附。TiO₂多孔薄膜通过吸附+光催化氧化的模式快速分解罗丹明B，其活性主要受到薄膜在光催化反应初期的吸附能力的影响。此外，TiO₂的负载量、光的利用效率、以及光生电荷迁移及其分离等也是影响薄膜光催化活性的因素。     

氟掺杂纳米 TiO2 薄膜的低温制备及其光催化性能

 以氟化铵为氟源, 采用水热法制得氟掺杂 TiO2 (FTO) 溶胶, 并通过浸渍提拉法在低温下制备了 FTO 薄膜. 其中在 120 oC 下水热处理 10 h 所得的 TiO2 溶胶制备的薄膜均匀透明, 具有较高的光催化活性. 氟掺杂后的 TiO2 晶粒尺寸并未发生明显变化, 但薄膜的光催化活性显著升高. F/Ti 摩尔比为 0.01 时, FTO 薄膜的光催化活性最高, 比 TiO2 薄膜的活性升高了 23%. X 射线光电子能谱结果表明, 氟掺杂 TiO2 中的氟离子存在晶格取代掺杂和表面化学吸附两种形式. 这两种氟离子的共同作用是 FTO 薄膜光催化活性升高的主要原因.     

TiO2薄膜的吸附能力对罗丹明B光降解过程的影响

采用浸涂的方法在玻璃表面制备了ＴｉＯ２薄膜。Ｘ射线衍射和Ｒａｍａｎ光谱结果表明,薄膜全部由脱钛矿组成。通过罗丹明Ｂ的光降解实验考察了薄膜的催化活性,结果表明,薄膜的吸附性与罗丹明Ｂ的降解途径有很大的影响。     

多孔材料负载型TiO2光催化剂的制备及其性质

ＴｉＯ2纳米粒子在近年的研究[1,2]中已被证实是一种高效、无毒、稳定的光催化剂,有着广泛的应用前景。由于它存在易凝聚和难回收等缺点,给实际应用带来了一定困难,解决这一问题的有效途径是制备负载型ＴｉＯ2[3,4]。负载型ＴｉＯ2光催化剂的载体,国内外文献已有大量报道,如空心玻璃珠[5]、陶瓷[6]、硅胶[7]等。光催化剂的存在形式由悬浮型转变为负载型时,最大的变化是催化剂的比表面积大大减小,催化效率降低。分子筛和Ａｌ2Ｏ3小球两种多孔物质比表面积、粒度可选择,可作为光催化剂载体材料。本文用上述两种材料为载体,制备出了负载型…     

TiO2-SiO2二维大孔薄膜的制备及其光催化活性研究

本文采用改进的溶胶-凝胶法制备了具有锐钛矿晶型结构和较小晶粒尺寸的TiO₂-SiO₂溶胶,并以聚苯乙烯(PS)小球为模板,采用旋涂法制备了新型大孔TiO₂-SiO₂复合薄膜,探究了煅烧温度、不同硅钛比以及溶胶添加量对所制备的大孔薄膜形貌及光催化活性的影响,并考察了该薄膜真空活化前后(Ti³⁺掺杂后)在紫外及模拟太阳光下光催化降解有机污染物罗丹明B的活性。通过Raman、DRS、SEM、EPR等方法对薄膜进行表征,发现制备的复合薄膜具有高透明度、良好附着力及优异的光催化活性。     

BPA对低温制备锐钛矿型TiO2薄膜表面形貌的控制

采用4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)作为TiO2薄膜表面形貌控制的模板剂. 将BPA的乙醇溶液与具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶均匀混合制得涂膜液, 采用浸渍提拉法制备薄膜; 用无水乙醇将薄膜中的BPA选择性溶解去除, 实现了低温下锐钛矿型TiO2薄膜的制备及其表面形貌的调控. 采用SEM考察了TiO2溶胶用量、BPA用量、以及无水乙醇用量等因素对TiO2薄膜表面形貌的影响, 并对其控制机理进行了探讨. 结果表明, 涂膜液的组成会影响到湿膜烘干过程中粒子的迁移和聚集, 从而改变TiO2与BPA 在薄膜表面的分布状态, 最终对TiO2薄膜的表面形貌产生影响. 随BPA浓度的降低,其影响逐渐由薄膜内部转向薄膜的表面区域. 而低TiO2胶粒浓度和高乙醇含量则有利于TiO2薄膜产生粗糙的形貌或多孔性的结构.     

纳米TiO2光催化分解罗丹明B的动力学分析

锐钛矿型TiO2禁带宽度为3 2eV,在波长小于387nm的紫外辐射激发下,价带电子跃迁到导带,光生电子和空穴分离,与表面接触组分可发生一系列氧化还原反应,可将有机污染物降解为简单的无机化合物[1]。TiO2微粒粒径的降低(几十纳米),吸收光谱发生蓝移,催化活性随粒径的减小而增强[2,3]。纳米TiO2对罗丹明B的光催化分解过程与罗丹明B在TiO2表面的吸附有关[4]。本文采用自制纳米TiO2在4W紫外灯直接照射下,光分解罗丹明B为表观一级反应,反应速率与罗丹明B起始浓度及催化剂用量有关。1　实验部分纳米TiO2 采用sol gel法制备。分别配制不同…     

Ag掺杂型空心TiO2纳米微球的制备与表征及其光催化性能

通过甲基丙烯酸与苯乙烯的乳液聚合制备了表面载有阴离子的聚苯乙烯(PSt)纳米乳胶粒. 在乙醇与水的混合溶剂中, 用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性. 以此乳胶粒为模板, 加入钛酸四丁酯和硝酸银制备了Ag₂O掺杂型聚苯乙烯/二氧化钛(PSt/TiO₂)复合微球. 对该微球在180 °C进行液相预处理、干燥、500 °C煅烧等步骤制备了Ag 掺杂型Ag-TiO₂复合粒子. 通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段对PSt/TiO₂复合粒子及Ag-TiO₂空心粒子的形貌及晶体结构等进行了表征. 考察了Ag-TiO₂复合粒子在紫外光(365 nm)与紫外-可见光(370-760 nm)下对罗丹明B (RhB)降解的催化活性. 结果表明, 与不含银的TiO₂空心微球相比, 在紫外光照射下, 银含量(n_Ag/n_Ti)为0.1%的Ag-TiO₂复合粒子对RhB的降解率提高了11%左右; 在紫外-可见光照射下, n_Ag/n_Ti为1.0%和2.0% 的Ag-TiO₂复合粒子对RhB的降解率提高了30%左右.     

无定形TiO2可见光敏化降解染料污染物

采用一步水解法制备了无定形TiO2(Am-TiO2),并运用X射线衍射、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行了表征.结果表明,Am-TiO2具有大的比表面积(216m2/g)和丰富的表面羟基/化学吸附的水.与晶态TiO2相比,Am-TiO2的吸收带边明显蓝移(411nm→378nm),禁...     

多孔纳晶TiO2薄膜光催化剂的研制及其催化性能

 采用表面改性法制备了负载型Ni2（OEt）2／SiO2双核金属乙氧基配合物催化剂,利用示差量热、红外光谱和微反技术对催化剂的表面结构、热稳定性、化学吸附性质和催化活性进行了研究．结果表明,负载型双核金属乙氧基配合物Ni2（OEt）2／SiO2中的Ni2＋与载体SiO2表面的O2－以双齿配位形式键合;二氧化碳在催化剂表面存在桥式吸附态和碳酸单乙酯基物种两种吸附态,丙烯则只有一种分子吸附态;在适宜的反应条件下,二氧化碳和丙烯在Ni2（OEt）2／SiO2催化剂上的反应产物主要是甲基丙烯酸．根据实验结果,提出了二氧化碳和丙烯在Ni2（OEt）2／SiO2催化剂表面的反应机理,反应物分子共吸附于催化剂表面同一活性单元上,羧酸根和丙烯解离吸附态的形成是反应顺利进行的关键步骤．     

室温水汽对Au/TiO2上光催化分解臭氧的影响

 采用沉积-沉淀法制备了Au/TiO2光催化剂,并用紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱对其进行了表征,详细考察了室温水汽的引入对Au/TiO2光催化分解臭氧活性的影响. 结果表明,同干燥状态时相比,室温引入水汽后催化剂活性较低,并且较快地达到了稳定值. 催化剂的O 1s和Au 4f的XPS分析结果表明,水汽的存在导致TiO2的表面结构发生变化,进而使金-载体之间的相互作用力减弱. 这是导致催化剂活性下降的主要原因.     

Preparation,Microstructure and Photocatalytic Activity of the Porous TiO2 Anatase Coating by Sol-Gel Processing

In this study the porous TiO² anatase coatings are prepared from alkoxide solutions containing polyethylene glycol (PEG) by a dip-coating technique. The effects of PEG addition to the precursor solution on the photocatalytic activity and microstructure of the resultant coatings are studied. The larger amount and the larger molecular weight of PEG, the larger size and more pores produced in the resultant coatings on the decomposition of PEG during heat-treatment. The adsorbed hydroxyl content of such porous coatings is found to increase due to the larger size and more pores in the coatings. However, the transmittance of the coatings decreases due to the scattering by the larger size and more pores. Photocatalytic degradation experiments show that organophosphorous insecticide, dimethyl-2,2-dichlorovinyl phosphate (DDVP), was efficiently degraded in the presence of the porous TiO₂ coatings by exposing the DDVP solution to sunlight. Photocatalytic degradation rate was related to the adsorbed hydroxyl content, transmittance and morphology of the resultant coatings.     

多孔TiO2薄膜的表面微结构对甲基橙光催化脱色的影响

 从含聚乙二醇的钛醇盐溶胶前驱体出发,通过浸渍提拉法在玻璃表面制备了锐钛矿型多孔TiO2薄膜．随着前驱物中聚乙二醇加入量及分子量的增加,聚乙二醇热分解后在薄膜中产生气孔的数量增多,孔径增大,TiO2薄膜表面的羟基含量也增加．TiO2薄膜中引入适当大小的微孔可明显提高薄膜的光催化活性;当孔径接近400nm时,光的散射增强,透光率下降,薄膜的光催化活性降低．     

金属离子掺杂的TiO2薄膜的制备及其光催化降解甲苯的性能

 采用溶胶-凝胶法制备了负载于铝板上掺杂金属离子的TiO2薄膜光催化剂,并通过空气中甲苯光催化降解实验评价了其光催化活性. 结果表明,Pt和Fe的掺杂对TiO2薄膜的光催化活性起促进作用,甲苯降解率分别提高了17%和6%; Ag的掺杂引起催化剂失活; Mn的掺杂未对TiO2薄膜的光催化活性起明显促进作用. XRD结果表明,掺杂金属离子前后TiO2均为锐钛矿相; TEM观察到薄膜催化剂微观结构为球形颗粒,粒径分布均匀,平均粒径为19 nm; 紫外漫反射光谱表明,Pt-TiO2薄膜催化剂的反射率几乎为0,表明其对光的吸收能力很强,因而Pt掺杂的TiO2薄膜光催化降解甲苯的活性最高.     

Fabrication of Ordered TiO2 Porous Thin Films by Sol-Dipping PS Template Method

Monolayer polystyrene spheres (∼400 nm) array templates were assembled orderly on clean glass substrates by dip-drawing method from emulsion of PS and porous TiO₂ thin films were prepared by using sol-dipping template method to fill TiO₂ sol into the interstices among the close-packed PS templates and then annealing to remove the PS templates. The effects of TiO₂ precursor sol concentration and dipping time in sol on the porous structure of the thin films were studied. The results showed pore size of the ordered TiO₂ porous thin film depended mainly on PS size and partly on TiO₂ sol concentration. The shrinkage of pore diameter was about 10% for 0.2 M and 20% for 0.4 M TiO₂ sol concentrations. X-ray diffraction (XRD) spectra indicated the porous thin film was anatase structure. The transmittance spectrum showed that optical transmittance of the porous thin film kept above 70% beyond the wavelength of 430 nm. Optical band-gap of the porous TiO₂ thin film (fired at 550^∘;C) was 3.12 eV.     

溶胶浸渍模板法制备有序多孔氧化钛、氧化锌薄膜

采用溶胶浸渍模板法制备了有序多孔的氧化钛(TiO₂)和氧化锌(ZnO)薄膜。首先，在洁净的玻璃基片上通过浸渍-提拉工艺组装有序的聚苯乙烯微球(PS)阵列模板；然后再采用溶胶浸渍法将TiO₂和ZnO溶胶灌充到PS模板微球的间隙内；最后通过煅烧去除PS而得多孔薄膜。采用SEM观察了薄膜的表面形貌，并用XRD对薄膜的性能进行了表征。结果表明，溶胶的浓度对薄膜形貌有着显著的影响。经煅烧后，TiO₂和ZnO薄膜分别为锐钛矿和六方纤锌矿结构。此外，对模板的组装及溶胶的灌注过程进行了分析。     

紫外光照射下 Fe-碳纳米管/TiO2 复合材料降解罗丹明 B

 The composites comprising Fe-carbon nanotubes (CNTs) on TiO2 were prepared by a modified sol-gel method and characterized by nitrogen adsorption, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and energy dispersive X-ray analysis. The photocatalytic decomposition of rhodamine B (Rh.B) under UV irradiation and air aeration catalyzed by the composites was measured. The photocatalytic activity of TiO2 nanoparticles was significantly enhanced by the large CNT network that facilitated electron transfer between adsorbed Rh.B molecules and the catalyst substrate and the simultaneous occurrence of the photo-Fenton reaction in the presence of Fe particles. A marked acceleration of the decomposition rate was observed with aeration by flowing air aeration due to the formation of the circulatory photo-Fenton system. Chemical oxygen demand of piggery waste was measured at regular intervals to evaluate the mineralization of wastewater.