四磺基酞菁锌敏化TiO2的原位自组装合成及可见光光催化

采用溶胶-凝胶法与原位合成相结合的方法,合成了2,9,16,23-四磺基酞菁锌(ZnfsPc)/TiO2复合材料,用FTIR,UV-Vis,XRD,Zeta电位、荧光光谱等对复合材料进行了表征,同时对材料进行了可见光光催化反应实验.实验结果表明采用该原位自组装的方法,不仅在TiO2颗粒表面原位生成酞菁,还在TiO2表面形成化学键(-SO2-O-Ti-).有效地增强了ZnTsPc的敏化能力,使光生载流子形成有效的分离,从而大幅度地提高了复合材料的可见光光催化能力.     

反胶束软模板法合成PANI/TiO2纳米棒复合材料及其性能研究

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)形成的反胶束为模板,制备了一系列不同纳米TiO2含量的PANI/TiI2纳米复合材料.利用FTIR,UV-Vis,TG,TEM和荧光光谱等方法对产物进行了结构表征和性能研究.探讨了反胶束体系中PANI/TiO2复合纳米棒形成的自组装机理.结果表明:复合材料主要为直径30～40 nm,长约400 nm的PANI/TiO2复合纳米棒,二氧化钛纳米粒子与聚苯胺大分子之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起到提高作用,PANI/TiO2纳米复合材料在紫外和可见光区域均有吸收,并在416 nm处激发产生荧光,荧光强度随着掺杂TiO2含量的提高得到了较大的增强.通过PANI/TiO2纳米棒复合材料中的激子离化和电荷传输过程探讨了PANI/TiO2的荧光量子效率和荧光强度增加的机理.     

可见光响应的BiVO4/TiO2纳米复合光催化剂

通过水热法制备了两种新型纳米复合材料Bi VO4/Ti O2,并对其晶体结构、形貌尺寸及光催化活性进行了测试。X射线粉末衍射测试结果表明,这两种复合材料均是由单斜相Bi VO4和锐钛矿型Ti O2构成;扫描电镜和透射电镜测试结果表明,两种样品均为Bi VO4纳米颗粒负载于Ti O2纳米线上;通过测试紫外-可见吸收光谱可观察到Bi VO4/Ti O2的吸收边相对于纯Ti O2明显发生了红移;在相同实验条件下,对亚甲基蓝的可见光催化降解实验结果表明,由含Bi3+钛酸盐纳米线制备的Bi VO4/Ti O2的光催化活性远高于纯Bi VO4和Ti O2半导体材料。     

C自掺杂TiO2纳米棒的制备与光催化性能研究

本文以TiC为前驱体和掺杂源,采用一步水热法合成了具有可见光吸收的C自掺杂金红石相TiO2纳米棒．样品的结构、形貌、化学态和光学性质等可通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）以及紫外可见分光光度计（UV-vis）来表征．所合成的样品具有较强的光催化活性,可通过在可见光照射下降解有机染料罗丹明B（RhB）来验证．C自掺杂TiO2所呈现的较强光催化活性是由于其具有小的能带间隙（2.74 eV）、大的比表面积和高的电子-空穴对分离率．     

CdSe纳米粒子负载的TiO2纳米带复合材料制备及其可见光催化性能

采用水热法制备了CdSe 纳米粒子负载的锐钛矿型TiO2纳米带复合材料,并对产物的晶体结构、形貌尺寸、CdSe负载量及其可见光催化性能进行了测试.结果表明,产物中CdSe纳米粒子以闪锌矿型面心立方结构负载在TiO2纳米带表面,负载量可控;虽然CdSe纳米粒子的负载降低了TiO2纳米带比表面积,但是显著增强了产物可见光吸...     

C自掺杂TiO2纳米棒的制备与光催化性能研究

本文以TiC为前驱体和掺杂源,采用一步水热法合成了具有可见光吸收的C自掺杂金红石相TiO_2纳米棒.样品的结构、形貌、化学态和光学性质等可通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)以及紫外可见分光光度计(UV-vis)来表征.所合成的样品具有较强的光催化活性,可通过在可见光照射下降解有机染料罗丹明B(RhB)来验证.C自掺杂TiO_2所呈现的较强光催化活性是由于其具有小的能带间隙(2.74 eV)、大的比表面积和高的电子-空穴对分离率.     

C自掺杂TiO2纳米棒的制备与光催化性能研究

本文以TiC为前驱体和掺杂源,采用一步水热法合成了具有可见光吸收的C自掺杂金红石相TiO2纳米棒．样品的结构、形貌、化学态和光学性质等可通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）以及紫外可见分光光度计（UV-vis）来表征．所合成的样品具有较强的光催化活性,可通过在可见光照射下降解有机染料罗丹明B（RhB）来验证．C自掺杂TiO2所呈现的较强光催化活性是由于其具有小的能带间隙（2.74 eV）、大的比表面积和高的电子-空穴对分离率．     

TiO2花状纳米结构的制备及光催化性能

用Ti片和H2O2在较低的温度下通过控制反应时间制备了不同形貌的纳米TiO2.在80℃下反应10 min得到了和Ti片黏附较好的多孔纳米结构,延长反应时间先后得到了类花状和类棒状纳米结构．在80℃下反应4 h得到的纳米结构样品为非晶态,而反应10 h制备出以锐钛矿相为主的结晶态纳米结构．通过300℃退火得到的几乎是纯锐钛矿相的纳米TiO2．用紫外光照射降解RhB溶液的方法研究了纳米TiO2的光催化性能．结果表明7 cm2的退火后的类花状纳米TiO2降解染料分子的光催化效率是仅用紫外光降解的29．8倍．     

纳米复合材料TiO2-ZrO2光催化降解可溶性染料的研究

采用溶胶-凝胶方法将光催化剂TiO2和ZrO2复合,再经700℃灼烧5h后获得了纳米复合光催化材料TiO2-ZrO2.该材料经XRD检测具有光催化活性良好的晶型结构.TEM测定结果显示产物的平均粒径约为20nm.通过对可溶性染料刚果红等的光催化降解实验证明,该复合材料具有较高的光催化活性.     

强悬浮性纳米TiO2的制备、表征及光催化活性研究Ⅱ.光催化活性研究

将甲基橙溶液作为模拟废水,在紫外灯照射下,通过测量甲基橙溶液在470nm处吸光度的变化,考察了热分解制备纳米TiO2后处理过程中采用硅油淬火改性和自然冷却所得产物的光催化活性,并初步分析了两者光催化甲基橙的机理和在35min内的降解率和动力学反应过程。结果表明：两者均具有良好的光催化降解效果,且活性差别不大。但经硅油淬火改性的纳米TiO2因在水中具有强悬浮性,可更为有效地利用外部光源在工业废水的表层降解有害成分。     

PATP在Ag/TiO_2纳米管基底上的表面增强拉曼散射和光催化过程研究

表面增强拉曼散射(SERS)是一种超灵敏、高选择性的分析方法,越来越受到人们的关注。对巯基苯胺(PATP)由于其易吸附在大多数SERS基底表面,并可以产生极强的SERS信号,因此常被用作SERS的探针分子。二氧化钛(TiO_2)是一种目前常用的光催化剂,但是其催化效率仍有待提高。将贵金属与TiO_2复合是提高其催化效率的有效手段。本文采用电化学阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管(TiO_2NTs),并采用光化学还原方法在表面沉积了贵金属银,制备了一种同时具有SERS和催化性能的双功能基底,即银纳米粒子修饰的二氧化钛纳米管(Ag/TiO_2NTs),研究了PATP分子在该基底上的光催化过程,并与在银镜基底上的光催化过程进行了比较。我们发现,Ag/TiO_2NTs基底上的PATP在催化过程中峰强度逐渐减弱,但没有新峰的出现;而在银镜基底上PATP的峰强度随光照时间却几乎没有变化,证明了PATP分子在Ag/TiO_2 NTs上的光催化降解过程。本文还对Ag/TiO_2NTs上PATP的催化过程进行了动力学分析,结果表明PATP在该基底表面的催化反应为一级反应。     

基于Er3+：YAlO3/TiO2的可见光催化降解室内甲醛

为使TiO2能够在可见光下发挥其于紫外激发的高光催化活性降解室内甲醛,采用水热处理法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+∶YAlO3结合,制备具有可见光响应的Er3+∶YAlO3/TiO2光催化剂,并对其进行了表征分析。结果表明,TiO2以锐钛矿为主,且Er3+∶YAlO3可有效地将可见光上转换至可激发TiO2的紫外光。在箱式反应器中进行光催化降解气态甲醛,研究了甲醛初始浓度与催化剂用量对甲醛降解效率的影响。结果表明,该光催化反应的假一级反应速率常数( kapp )与甲醛初始浓度成正相关,而随催化剂用量的增加先升高后降低。当甲醛初始浓度为0.058 mg/m3、催化剂用量为0.1224 g/L时,kapp最大为3.65×10-3 min-1。该反应符合Langmuir-Hinshelwood模型,反应速率常数为5×10-8 mg/( L·min)。     

Cu掺杂SnO_2/TiO_2复合薄膜的制备及性能研究

制备Cu掺杂的纳米Sn O2/Ti O2溶胶,采用旋涂法在载玻片上镀膜,经干燥、煅烧制得Cu掺杂的Sn O2/Ti O2薄膜,通过对比实验探讨掺杂比例、条件、复合形式等对结构和性能的影响。采用XRD、SEM、EDS、UVVis等测试手段对样品进行表征,并以甲基橙为探针考察了其光催化降解性能。XRD测试结果显示薄膜的晶型为锐钛矿型,结晶度较高。SEM谱图显示薄膜表面无明显开裂,粒子分布均匀,粒径约为20 nm。EDS测试结果表明薄膜材料中含有Cu元素,谱形一致。UV-Vis吸收光谱表明Cu掺杂以及Sn O2/Ti O2的复合使得在近紫外区的光吸收比纯Ti O2明显增强。光催化实验表明Cu掺杂后使得Sn O2/Ti O2复合薄膜对甲基橙的光催化降解效率进一步提高,Sn O2/Ti O2复合薄膜的光催化活性在10%Cu掺杂时达到最高。     

醇热技术制备TiO2纳米晶的荧光光谱及荧光量子产率

采用钛酸四丁酯醇热技术制备了TiO2纳米晶溶胶,透射电子显微镜(TEM)照片显示其为粒径小于10nm的类球形形貌。该纳米晶在最大激发波长375nm激发下,在450nm处产生稳定的强荧光。不同浓度TiO2纳米晶的荧光光谱和吸收光谱表明,该发光带不仅受粒子量子尺寸效应的影响还与带内缺陷能级和表面态的电子跃迁有关,是三者共同作用的结果。以硫酸奎宁在激发波长313nm的荧光量子产率0.55为标准,测得TiO2纳米晶在不同激发波长下的荧光量子产率。结果表明,TiO2纳米晶在激发波长330～370nm范围内有较高的荧光量子产率(约为0.20),远高于文献报道值(10-3数量级)。据此,TiO2纳米晶有望成为一种有前途的无机纳米荧光探针。     

TiO2-based Photocatalysis: Toward Visible Light-Responsive Photocatalysts Through Doping and Fabrication of Carbon-Based Nanocomposites

Elimination of toxic organic compounds from wastewater and provision of safe, clean, and cheap water to communities is currently one of the most important global topics in water-pollution control. TiO₂ has emerged as one of the most fascinating material in the modern era due to its potential catalytic properties. In spite of extensive efforts to apply TiO₂ for environmental remediation, photocatalytic activity in the visible region has remained quite low hence the need to fabricate highly photoactive catalysts through modification of TiO₂ and to apply them for water remediation using the abundantly available solar radiation.

Carbon materials are promising candidates for application as functional materials due to their superior physico-chemical properties. This has prompted investigations into their possible application in environmental clean-up. Nanocomposite assemblies composed of different types and proportions of carbon based materials (i.e., carbon nanotubes, graphene, fullerenes, activated carbon, carbon nanofibers) and TiO₂ have also found widespread applicability in water decontamination studies using UV or visible light. This article surveys the literature and highlights recent progress in the development of TiO₂ and nanocarbon/TiO₂ photocatalysts for water decontamination. The nitty-gritties, on-going challenges, areas of controversy, “hotspots” and possible new directions are outlined in this article.     

光催化剂SO2- 4/TiO2和TiO2 的光谱行为比较

用ＩＲ、Ｒａｍａｎ和ＤＲＳ光谱研究了ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂和ＴｉＯ２光催化剂的光谱行为差别。结果表明,ＴｉＯ２光催化剂的表面只有Ｌ酸中心,而ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂表面既有Ｌ酸中心也有Ｂ酸中心。ＴｉＯ２的硫酸化有效地抑制了晶相转变和晶粒度的增加。与ＴｉＯ２相比,ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂的锐钛矿相含量较多、晶粒较小、光谱吸收边蓝移,从而增大了光吸收阈值,增强了光生空穴和电子的氧化     

自然光和紫外光照条件下膜材红外光谱变化

可降解树脂包膜控释肥是目前肥料领域的研究热点之一。研究从可降解包膜材料实际施用环境着手,采用傅里叶衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR),表征包膜肥料膜材自然光和紫外光照条件的降解差异,通过对聚乙烯/疏水纳米二氧化钛、聚乙烯/亲水纳米二氧化钛和纯聚乙烯包膜的谱图来研究膜材在光照前后的结构变化特征,进而对膜材的降解行为做出判断。结果表明,在紫外光和自然光分别照射下,包膜降解过程中的官能团种类没有因光催化剂的加入而受到影响,而光催化剂的加入对官能团的变化程度有显著影响,依次为：聚乙烯/疏水纳米二氧化钛复合包膜>聚乙烯/亲水纳米二氧化钛复合包膜>纯聚乙烯包膜。另外,不同照射光源对包膜的分子结构的影响有所区别。自然光条件照射的降解过程中,包膜的聚乙烯碳链上在形成氢过氧化物的同时发生了交联反应生成含醚键的物质,接着继续氧化生成含羰基的化合物,最终羰基的存在促进包膜的进一步分解;紫外光条件照射下,光照产生的活性氧物种局部浓度大,攻击聚合物碳链的能力强,聚乙烯长链烷基断裂很快氧化生成含有羰基基团的中间产物。紫外光条件的照射实验未能全面反映包膜在自然光条件下的降解行为。