介孔TiO_2-SO_4~(2-)的合成及表征

在不使用有机模板剂的条件下,以工业硫酸钛溶液为原料合成了高热稳定的锐钛矿型介孔TiO_2-SO_4~(2-).用X射线衍射、N2吸附、扫描电镜、X射线能谱、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光谱对样品进行了表征,并考察了其光催化性能.结果表明,硫酸根在焙烧过程中与前驱体介孔偏钛酸孔壁上自由羟基的键合起到了孔结构导向及支撑作用,500℃焙烧后样品仍具有202.2m2/g的比表面积及2.8nm的平均孔径.焙烧产物TiO_2-SO_4~(2-)中S=O的强电子诱导效应不仅使邻近的Ti成为超强酸中心,还使二氧化钛的吸收光谱产生30nm的红移,光催化活性显著提高.     

Si掺杂介孔SO2-4/TiO2的非模板剂法合成及表征

在不使用模板剂的条件下,以工业硫酸氧钛溶液为原料合成介孔偏钛酸前驱体,再经正硅酸乙酯浸渍焙烧制备了具有良好热稳定性的Si掺杂介孔SO2-4/TiO2.采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、X射线能谱和傅里叶变换红外光谱等表征方法对样品的组成和结构进行了分析,并考察了该材料在亚甲基蓝氧化降解反应中的光催化性能.结果表明,在焙烧过程中,被吸附在偏钛酸孔道内的正硅酸乙酯发生水解,并与偏钛酸孔壁上的自由羟基形成 Ti - O - Si 键;Si进入二氧化钛骨架中,对孔结构起到了支撑作用,从而提高了介孔SO2-4/TiO2的热稳定性.700 ℃焙烧 2 h 后,Si掺杂介孔SO2-4/TiO2材料的比表面积仍达到189 m2/g,平均孔径为2.8 nm.400 ℃焙烧的样品在亚甲基蓝降解反应中表现出较好的光催化活性.     

有序介孔TiO2的合成及光解水产氢应用

二氧化钛(TiO₂)材料由于其低成本、 天然丰度高、 对环境友好、 具有良好的化学稳定性和优异的光学性能越来越受到关注. 其中, 有序介孔TiO₂材料因其高比表面积、 大的孔体积、 可调的孔结构和形态, 在物理、 化学和材料科学等方面得到广泛应用. 本文总结了通过合理控制钛前体水解和交联速率合成有序介孔TiO₂材料的重要进展, 同时讨论了其在光催化分解水产氢方面的应用, 并对该领域的发展趋势和所面临的挑战提出了展望.     

Si掺杂介孔SO_4~(2-)/TiO_2的非模板剂法合成及表征

在不使用模板剂的条件下,以工业硫酸氧钛溶液为原料合成介孔偏钛酸前驱体,再经正硅酸乙酯浸渍焙烧制备了具有良好热稳定性的Si掺杂介孔SO42-/TiO2.采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、X射线能谱和傅里叶变换红外光谱等表征方法对样品的组成和结构进行了分析,并考察了该材料在亚甲基蓝氧化降解反应中的光催化性能.结果表明,在焙烧过程中,被吸附在偏钛酸孔道内的正硅酸乙酯发生水解,并与偏钛酸孔壁上的自由羟基形成Ti-O-Si键;Si进入二氧化钛骨架中,对孔结构起到了支撑作用,从而提高了介孔SO42-/TiO2的热稳定性.700℃焙烧2 h后,Si掺杂介孔SO42-/TiO2材料的比表面积仍达到189 m2/g,平均孔径为2.8 nm.400℃焙烧的样品在亚甲基蓝降解反应中表现出较好的光催化活性.     

介孔TiO2粉体的合成和表征及光催化性能研究

本文以甘油为结构导向剂,运用水热合成法制备了介孔二氧化钛粉体(MT),采用抽提和焙烧两种方法除去结构导向剂.分别对合成的样品、P25和商品TiO2粉末(PT)进行了XRD、TEM、TGA、N2等温吸附-脱附等实验表征,根据TGA计算了样品的表面羟基密度.研究了样品光催化降解甲基橙效率与其表面性质的关系.结果表明,经焙烧除去结构导向剂的样品的比表面最高,达285.3m2·g-1,孔径4nm～6nm,具有良好的光催化降解甲基橙性能.     

TiO2介孔分子筛的光催化制氢活性Ⅱ:热稳定性的影响

以三乙醇胺为模板剂,合成了具有蚯蚓状孔道结构的高比表面积二氧化钛介孔分子筛.通过用XRD,BET法等手段对其进行表征,考察了用萃取法脱除模板剂后二氧化钛介孔分子筛的热稳定性,并发现其与光催化制氢反应相关联,同时探讨了催化剂比表面积、晶型对其催化活性的影响.     

三维有序介孔/大孔TiO2微球的制备、表征及光催化性能

以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,分别以钛酸四丁酯和四异丙醇钛为钛源,通过溶胶-凝胶法辅助模板法制得TiO2纳米微球前驱体,并用程序升温控制其焙烧温度,最终成功制得了具有三维有序介孔/大孔复合结构的TiO2微球.以罗丹明B(RhB)为模型污染物,探索了以不同钛源制备得到的介孔/大孔复合TiO2微球的光催化性能;并采用XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、比表面积测试、光催化性能测试等对样品的晶粒尺寸、物相、形貌、光吸收、比表面积及性能等进行了分析.结果表明,运用溶胶凝胶法辅助模板法能够合成结晶度高、形貌规整、比表面积大、光催化活性良好的锐钛矿相TiO2微球.     

纯二氧化钛介孔分子筛的合成与表征

分别用不同链长的烷基磷酸酯和脂肪胺两类不同表面活性剂为模板剂合成了纯二氧化钛介孔分子筛（Ti-TMS1，Ti-TMS2），并用溶剂法代替高温焙烧法成功地脱除了模板剂。用 XRD、TEM等测试手段对这类材料的结构进行了表征，研究了反应条件对所制备样品的结构的影响。结果表明：得到的纯二氧化钛介孔分子筛为较规则的六角堆积排列，孔径为2.7～4.4 nm, 且其纳米孔径大小可以通过改变烷基磷酸酯模板剂的烷基链长而调节。此外还发现，采用的烷基磷酸酯模板剂的烷基链越长，制得的二氧化钛介孔分子筛结构及晶型的完整性越好。进一步的研究表明，模板剂脱除之后，Ti-TMS2结构的晶体完整性和稳定性明显不如Ti-TMS1的好，且Ti-TMS1的介孔结构优于Ti-TMS2的介孔结构。     

TiO2-CeO2介孔复合氧化物的合成及应用

以氯化十六烷基吡啶(C16PyCl)为模板剂, 在室温、中性条件下合成了TiO2-CeO2介孔复合氧化物, 分别用红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)和BET 比表面测定等技术对介孔TiO2的结构、晶相和比表面积进行了表征. 结果表明, Ce4+的引入能稳定介孔结构. 负载活性组分Ru 后, Ru 颗粒与介孔复合载体发生相互作用, 尽管可能会部分堵塞孔道, 但对于甲醇分解为CO 和H2, Ru/m-TiO2-CeO2的催化活性依然远高于Ru/m-TiO2. Ru 和CeO2之间的相互作用对甲醇分解反应表现出协同效应.     

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.     

介孔二氧化钛微球的合成与表征

以非离子型表面活性剂TO8为模板剂,采用溶胶凝胶-表面活性剂法合成了介孔TiO2微球．运用SEM,TG—DTA,XRD,BET,UV等测试手段对其进行表征并探讨了TO8的加入量和不同热处理方式对样品形貌、结构的影响．实验表明TiO2微球呈单分散性,球径约800nm;介孔结构,孔径约3．5nm且分布较窄．TiO2微球为单一锐钛矿相,在190～380nm范围内有强紫外吸收．热处理时采取分步焙烧、控制升温速率和高温焙烧时间,可获得比表面较大的介孔TiO2微球．     

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。     

Enhanced Photocatalytic Activity of Titanium Dioxide Supported on Hexagonal Mesoporous Silica at Lower Coverage

The photocatalytic activities of titanium dioxide (TiO₂) supported on hexagonal mesoporous silica (HMS), zeolite Y (NaY) were investigated by using the photodegradation of 2,4,6-trichlorophenol (TCP) as test reactions. It was found that the photocatalytic activity of TiO₂ on HMS was much higher than that of TiO₂ powders, and that of TiO₂ on NaY. It was also found that TiO₂/HMS had maximal photocatalytic activity at a lower Ti content. The larger the pore size of HMS used as the support of TiO₂, the better the photocatalytic activity of TiO₂ for degradating of organic pollutant. These observations suggested that the supported structure was a main factor responsible for enhancement of the photocatalytic activity of TiO₂. Characterization of the samples by TEM, XRD, BET, and UV-vis diffuse reflectance spectra indicated that the structures of HMS and TiO₂ were confirmed and TiO₂ did not enter into the HMS framework and was formed as nanoparticles on all supports.     

Characterization of TiO2 Loaded on Activated Carbon Fibers and Its Photocatalytic Reactivity

In this paper, TiO2 loaded on activated carbon fibers （ACF） was prepared by a coating treatment, followed by calcination at different temperatures in air atmosphere. The photocatalyst developed was characterized by SEM, XRD, XPS and UV-Vis adsorption spectroscopy. It was observed from SEM images that TiO2 loaded on ACF was in the form of small clusters with nanometer size. As confirmed by XRD and XPS determinations, the crystalline pattern of immobilized TiO2 was still anatase-form after calcination, and the micrographic structure and surface properties of ACF have not been damaged by the deposition process and calcination at different temperatures. Photocatalytic degradation of methylene blue （MB） in aqueous .solution was investigated using TiOE/ACF as photocatalyst. The comparison of photolysis, absorption and photocatalysis was carded out. The results indicated that the photocatalysis process of combined photocatalyst showed much higher degradation rate than that of photolysis and absorption processes. In addition, the possibility of cyclic usage of the photocatalyst was also confirmed.     

负载型TiO2/SBA-15的制备及其光催化还原CO2性能

以羧基改性的SBA-15(COOH/SBA-15)和钛酸四丁酯(TB)为原料,利用COOH/SBA-15表面上高分散的大量羧基将TB锚定,通过溶剂热处理得到高分散负载型TiO2/SBA-15催化剂.产物经XRD,Raman,FT-IR,TEM,N2吸脱附和UV-Vis表征,结果显示:所制备的TiO2/SBA-15催化剂为比表面大、结晶度较高的锐钛矿TiO2,TiO2均匀分散于SBA-15表面,此外,COOH/SBA-15有效抑制了TiO2晶粒的长大.以光催化还原CO2为探针反应,考察了TiO2/SBA-15催化剂在紫外光照射下的光催化性能.结果表明:相比于后处理浸渍法制备的光催化剂,本文制备的TiO2/SBA-15催化剂表现出了高的光催化还原CO2活性,主要产物为甲醇,且TiO2最佳负载量为16.5%,并对相关反应机理做了探讨.     

高比表面积蠕虫状介孔SnO2的合成与表征

 以聚乙二醇 (PEG) 为模板剂, 氯化锡为锡源, 尿素为沉淀剂, 采用水热法合成出高比表面积的蠕虫状介孔四方相金红石型 SnO2. 考察了 PEG 分子量及其浓度、水热温度和焙烧温度对 SnO2 孔结构和形貌的影响. 采用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、透射电镜、红外光谱和紫外-可见光谱等技术对样品进行了表征. 结果表明, 模板剂可被水洗除去, PEG 分子量对介孔 SnO2 的比表面积影响不大, 而 PEG 浓度、水热温度和焙烧温度的影响较大. 在以分子量为 6000 的 PEG 与 Sn 的摩尔比为 0.01 的条件下, 于 120 oC 水热处理 29 h 后可合成出比表面积高达 161 m2/g 和平均孔径为 2.6 nm 的蠕虫状介孔 SnO2. 所制得样品具有较好的紫外光吸收性能, 适宜用作催化剂、载体和气体传感器等.