一种室温下制备多孔锐钛矿型TiO2薄膜的方法

 采用具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶与聚苯乙烯球形粒子混合制得涂膜液,通过浸渍提拉法制备薄膜,然后在超声波振荡条件下,以甲苯为溶剂,将薄膜中的聚苯乙烯球选择性地溶解去除,在室温下获得了锐钛矿型多孔TiO2薄膜. 与致密的TiO2薄膜相比,该多孔TiO2薄膜具有较高的光催化活性. 该方法有以下两方面的优点: 一是实现了多孔TiO2薄膜的室温制备,增大了薄膜基材的选择范围; 二是可以通过添加不同粒径的聚苯乙烯球,较为方便地实现了对薄膜孔径的调节.     

氟掺杂锐钛矿型TiO2溶胶的制备、表征及催化性能

以四氯化钛为前驱物, 采用改性的沉淀-溶胶-水热晶化法制备了一种具有锐钛矿型结构的氟掺杂的二氧化钛(F-TiO₂)溶胶. 研究了氟掺杂、水热晶化的温度、时间及介质pH值对溶胶粒子的晶型和晶化度的影响. 采用XRD, TG-DTA, TEM, UV-Vis-DRS, FTIR, XPS技术及吸附、表面酸度测定手段对溶胶粒子的结构进行了表征. XRD分析结果表明: 氟的掺入可以降低水热晶化反应的温度或减少反应时间、提高粒子的晶化度, 溶胶粒子具有锐钛矿型结构; TEM分析显示: 粒子呈圆球型, 平均粒径大约为6.5 nm. XPS测定结果表明; 氟在溶胶粒子中以吸附态和结合态两种形式存在; 吸附、表面酸度及光催化活性测定表明: 与P25型TiO₂及纯TiO₂溶胶粒子相比, F-TiO₂溶胶粒子具有更大的吸附能力、更强的表面酸度及更高的光催化活性. 还从光生载流子分离效率等方面探讨了掺杂对催化剂活性影响的机理.     

氟掺杂锐钛矿型TiO2溶胶的制备、表征及催化性能

以四氯化钛为前驱物, 采用改性的沉淀-溶胶-水热晶化法制备了一种具有锐钛矿型结构的氟掺杂的二氧化钛(F-TiO₂)溶胶. 研究了氟掺杂、水热晶化的温度、时间及介质pH值对溶胶粒子的晶型和晶化度的影响. 采用XRD, TG-DTA, TEM, UV-Vis-DRS, FTIR, XPS技术及吸附、表面酸度测定手段对溶胶粒子的结构进行了表征. XRD分析结果表明: 氟的掺入可以降低水热晶化反应的温度或减少反应时间、提高粒子的晶化度, 溶胶粒子具有锐钛矿型结构; TEM分析显示: 粒子呈圆球型, 平均粒径大约为6.5 nm. XPS测定结果表明; 氟在溶胶粒子中以吸附态和结合态两种形式存在; 吸附、表面酸度及光催化活性测定表明: 与P25型TiO₂及纯TiO₂溶胶粒子相比, F-TiO₂溶胶粒子具有更大的吸附能力、更强的表面酸度及更高的光催化活性. 还从光生载流子分离效率等方面探讨了掺杂对催化剂活性影响的机理.     

正钛酸胶溶法制纳米TiO2薄膜及性能表征

The Nanometer TiO₂ thin film was prepared by sol method with titanic acid precursor from industrial TiOSO₄ solution. The characters of the sol and the factors affecting sol formation were investigated by ζ electricity potential. The crystalline structure, particle size, appearance shape and photo-catalytic activity were characterized by XRD, SEM, TEM and spectrophotometer. The study show: (1) pH value and HNO₃concentration effected importantly on the forming process and stability of the sol. The thermodynamic condition for forming sol is pH=0.5～1.5. The lower the HNO₃concentration,the more stable the sol. The ζ electricity potential of the sol, with 5% HNO₃as gluing reagent, was up to 48 mV, and shelf life of the sol could more than 10 months. (2) The film, made from the sol and crystallized at 400 ℃, had the characters of anatase structure and crystal size of 18.5 nm by XRD analysis. The SEM imagines show that TiO₂ film was with the characteristics of tight surface structure, The TEM imagine showed the mean particle size is about 20 nm. The photo-degrading test data indicate that the photo-degrading rate to methyl orange solution of 20 mg·L^-1 was more than 84% in 5 hours.     

WO3-TiO2薄膜型复合光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶法在多孔钛片上制备了WO     

微接触印刷法直接制备图案化TiO2薄膜

A novel process to gain clear and high edge acuity micropatterns of TiO2 thin films by direct microcontact printing was presented in this paper. Using TiO2 sol as the “ink”, poly (dimethylsiloxane) elastomeric stamp was taken to transfer the TiO2 colloids to the substrate. The process is different from the traditional process using the SAMS to induce the deposition of TiO2. The new way increases the transferred efficiency of the micropatterned TiO2 thin films. The optical micrographs and SEM show that the micropatterned structures of TiO2 were microscale and uniform over a large area as well.     

三维有序大孔CdS/TiO2薄膜的制备及其可见光催化性能

采用胶体晶体模板辅助溶胶-凝胶法以及S2-离子交换法合成了三维有序大孔CdS/TiO₂膜.结果表明,该薄膜材料在可见光催化降解污染水中罗丹明B和对氯苯酚的反应中表现出高活性.这可归因于修饰剂CdS的光敏化作用实现可见光催化,CdS-TiO₂之间形成了异质结,促进了电子和空穴的分离; 另一方面,有序大孔结构有利于光的利用以及反应物的扩散和吸附.     

CNTs/TiO2多孔复合膜的组装及光催化性能

提出了一种在掺氟的SnO2(FTO)导电玻璃上组装碳纳米管(CNTs)/Fe-Ni/TiO2多孔复合膜光催化剂的新方法.采用喷涂热解法(SPD)将掺杂镍和铁的含有嵌段聚合物P123的二氧化钛前驱体溶胶涂覆在FTO导电玻璃上,制备Fe-Ni/TiO2多孔膜,再采用化学气相沉积法(CVD)在Fe-Ni/TiO2膜上原位生长CNTs,得到CNTs/Fe-Ni/TiO2多孔复合膜光催化剂.CNTs/Fe-Ni/TiO2复合膜具有多级孔结构特征,在TiO2表面原位生长的CNTs不但具有较好的石墨化结构,且CNTs较均匀地分布在整个膜层的孔中.考察了CNTs/Fe-Ni/TiO2复合膜光催化剂的结构和性能,并通过降解甲基橙溶液评价了复合膜的光催化活性.结果表明,CNTs的复合及铁和镍的掺杂等改性显著提高了TiO2膜材料的光催化活性.     

Cu掺杂TiO2及其纳米管的制备、表征与光催化性能

通过溶胶-凝胶法和水热法制备了Cu掺杂TiO₂纳米粉末及其纳米管,并通过XRD、TEM、FE-SEM、EDS、UV-Vis/DRS等手段分析了样品的结构。发现以Cu掺杂TiO₂纳米粉末为水热反应原料制备的纳米管中不含Cu,对其原因进行了分析讨论并通过Zn掺杂TiO₂纳米粉末证实：以金属掺杂TiO₂纳米粉末为原料,通过水热法制备TiO₂纳米管中不含有相应金属离子,这是由于金属离子在强碱水热条件下形成金属配离子,使金属离子溶解于水中而不能形成金属掺杂TiO₂纳米管。对所得样品进行了光催化性能测试,发现：Cu掺杂TiO₂粉末的光催化产氢效率为0.75 μmol·(g·h)^-1,高于由其本身及P25通过水热法制备的TiO₂纳米管(分别为：0.42 μmol·(g·h)^-1,0.25 μmol·(g·h)^-1)的光催化产氢效率。     

蛭石负载TiO2光催化剂的制备与性能

以新疆尉犁工业蛭石为载体,采用溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛光催化剂,利用XRD、TG、SEM、IR和低温N₂吸附－脱附对负载型二氧化钛进行表征,并以亚甲基蓝为目标降解物对其光催化性能进行研究。讨论了不同TiO₂负载量、反应温度和煅烧温度等因素对负载型二氧化钛光催化性能的影响,结果表明：TiO₂负载量为4.0wt%,反应温度为40 ℃,煅烧温度为400 ℃时,复合材料光催化效果最好,经60 W紫外灯照射20 min后,TiO₂/VMT复合材料对亚甲基蓝溶液的降解率为92.08%。     

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。     

Sunlight-activated AlFeO3/TiO2 photocatalyst

A nanocomposite photocatalyst composed of AlFeO₃ and TiO₂ is prepared, and characterized through X-ray diffraction. Application of the nanocomposite for the photodegradations of eosin dye and methyl orange gives an improved photoactivity compared with TiO₂-only nanomaterials. The optimal concentration of AlFeO₃ in the composite is about 1.0 wt% under UV excitation, and 9.0 wt% under sunlight excitation for the improved photoactivity. Furthermore, this nanocomposite is more active for eosin photodegradation if natural sunlight rather than UV is used. This may be due to the reason that adding AlFeO₃ nanoparticles into TiO₂ matrix can promote the separation of photogener-ated charge carriers, and extend the photoresponse of TiO₂ toward visible region, which results in an increase in the solar energy utilization efficiency.     

TiO2纳米薄膜的溶胶-凝胶工艺制备和表征

通过ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的锐钛矿型ＴｉＯ２纳米薄膜,ＴｉＯ２薄膜的Ｘ射线衍射分析表明,当薄膜的厚度小于０．４６μ时,薄中未出现锐钛矿的衍射峰,随着镀膜次数或薄膜厚度的增加,薄膜中ＴｉＯ２纳米微晶的平均晶粒大小逐渐增大,ＴｉＯ２薄膜的透光率略有减小,其吸收阈值发生了明显的红移,ＸＰＳ实验结果表明：薄膜中除含有Ｔｉ、Ｏ元素外,还有一定量来自有机前驱物中未完全燃烧的碳和少量     

阳极氧化法制备TiO2多孔薄膜

本文综述了制备TiO₂薄膜的各种方法,详细介绍了阳极氧化法制备TiO₂多孔膜的进展,在非含氟电解液体系中,对纯钛进行阳极氧化处理可制得表面呈无规则生长的多孔膜结构;在含氟电解液体系中,则可自组织形成高度有序的TiO₂纳米管阵列,并指出阳极氧化法是可在常温低压下进行、操作工艺简单、薄膜性能稳定、再现性好的一种最具工业化应用潜力的制备方法。     

纳米TiO2-SiO2复合光催化剂的超临界流体干燥法制备及其光催化性能研究

本文以廉价无机盐Na₂SiO₃·9H₂O和TiCl₄溶液为原料,采用化学包覆结合超临界流体干燥(SCFD)法制备纳米级TiO₂-SiO₂复合光催化剂。利用XRD、TEM、NMR等手段对复合粉体进行了表征。结果表明,采用超临界流体干燥法可直接制得锐钛矿型TiO₂-SiO₂纳米复合光催化剂,其中SiO₂以单分散、无定形形式存在。以苯酚和邻苯二酚紫光催化降解为反应模型,考察了TiO₂-SiO₂复合光催化剂的催化性能。证明掺入适量SiO₂的TiO₂-SiO₂纳米复合光催化剂既减少了TiO₂的用量、降低了成本,又在某种程度上提高了TiO₂的光催化活性。SiO₂的引入可以有效抑制纳米粒子粒径的长大和晶相的转变,增强了二氧化钛纳米粒子的热稳定性。二氧化硅的最优掺杂量为15%(质量分数)。     

微波辐射对TiO2制备及其光催化氧化乙醛性能的影响

采用微波辐射与常规加热法由TiO₂溶胶制备出TiO₂催化剂，采用高频低功率微波-光催化装置考察了微波对两种催化剂上CH₃CHO光催化氧化转化率和产物分布的影响。结果表明，微波干燥制备的TiO₂晶体比普通加热制备的TiO₂晶体对乙醛有更高的光催化活性和更强的氧化能力，且它们对乙醛光催化氧化的途径不同，前者的初始中间体为甲醛和甲酸，后者的初始中间体却为乙酸。还发现，微波辐射对两种样品上乙醛的光催化转化率有不同的影响，对微波辐射法所制样品的影响比对常规加热法所制样品的影响显著。微波辐射通过场效应可加速光催化初始中间体的转化，但它不改变光催化反应的途径，反应途径取决于光催化剂的特性。     

酸法纳米纤维素模板剂合成介孔TiO2及光催化活性

以生物可再生资源的酸法纳米纤维素为模板剂,四氯化钛为钛源,采用液相水解-沉淀法制备了具有介孔结构的TiO2光催化剂。采用低温N2物理吸附-脱附、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重-量热扫描(TG/DSC)、傅里叶变换红外(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等对介孔TiO2进行了表征,并以甲基橙为模型物,考察了介孔TiO2光催化活性。结果表明,以酸法纳米纤维素为模板剂合成的TiO2光催化活性显著提高,且具有良好的孔隙结构,平均孔径5.03 nm、总孔容积0.35 cm3.g-1、比表面积192m2.g-1;纤维素模板剂合成的TiO2表面羟基数量降低;纤维素长链分子结构之间的羟基与TiO2表面羟基的键合,可有效限制TiO2前驱体的生长和团聚,并抑制锐钛矿相TiO2向金红石相转变。     

超临界 CO2 辅助制备 TiO2 外负载火山岩复合体及其光催化降解亚甲基蓝性能

 以钛酸丁酯为前驱体, 封堵的火山岩为载体, 通过超临界 CO₂ 辅助制备了 TiO₂ 外负载火山岩复合体, 并将其用于光催化降解亚甲基蓝反应, 考察了溶液 pH 值及催化剂浓度对反应性能的影响. 结果表明, TiO₂ 外负载火山岩复合体的光催化性能优于纯 TiO₂ 和 TiO₂ 体负载火山岩复合体. 这是由于外负载复合体对亚甲基蓝的高吸附性、小晶粒尺寸的 TiO₂ 颗粒以及吸附和光催化降解间的协同效应. 亚甲基蓝浓度为 1.5 mg/L, 溶液 pH 为 8, 催化剂浓度为 6.8 mg/L 时, 外负载 TiO₂ 火山岩复合体上亚甲基蓝降解速率最高, 且使用后的催化剂仍具有高的光催化活性.