具有{110}面的锐钛矿TiO_2单晶的可控合成与光催化性能

采用水热法合成了同时具有最高表面能{110}和{001}晶面的锐钛矿TiO2单晶,通过X射线衍射、扫描电镜和激光拉曼光谱等手段对样品的形貌和结构进行了表征,并系统考察了过氧化氢、氢氟酸和反应温度等关键因素对所得样品中{110}面比例的影响,实现了持续提高{110}面比例的过程.在光催化降解亚甲基蓝反应中,具有{110}面的锐钛矿TiO2单晶的光催化活性显著高于无{110}面的单晶.     

基于芭蕉叶分级结构的TiO2材料的制备及其吸附-光催化性能的研究

以芭蕉叶作为结构模板,通过微波辐照-HCl耦合预处理、原位生长及变温去模板过程,制备了具有分级多孔结构的TiO2光催化材料.通过环境电子扫描显微镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及N2吸附-脱附表征.结果表明:芭蕉叶-TiO2材料不仅具有模板的维管束管状结构、大孔阵列及管壁内外宽度为100 nm左右的层状褶皱结构,而且还具有典型的介孔结构,平均孔径为13.03 nm,材料比表面积为66.5 m2 g-1.以染料亚甲基蓝(MB,C16H18ClN3S 3H2O)作为模型,评价材料的吸附性能和光催化性能.结果显示:与DegussaP25及无模板的普通TiO2相比,芭蕉叶-TiO2表现出较强的吸附性能和光催化活性;对亚甲基蓝吸附率达30%,为P25的4.3倍,普通TiO2的15倍;其光催化速率分别为P25和普通TiO2的1.5倍和4倍之多.     

Ag@AgCl修饰TiO2-xCx光催化剂的制备及其可见光降解污染物性能

以钛酸丁酯和葡萄糖为原料用水热法制备了碳掺杂二氧化钛,再进一步对其进行Ag@AgCl表面修饰.用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电镜(TEM),BET比表面仪和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱等手段对样品进行测试表征;在可见光辐射下(λ＞420 nm),以甲基橙和苯酚溶液的光催化降解实验来评价样品的活性.结果表明:经Ag@AgCl修饰后,样品的粒径增大,比表面积减小,对可见光的响应增强;可见光光催化效率有大幅度提高,对甲基橙和苯酚的降解效率分别是修饰前的5.5和3.4倍,且光催化剂经三次循环使用后活性基本保持不变.     

单晶二氧化钛纳米线的制备及其在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法制备单晶二氧化钛纳米线(SCTNW),在高压高温和强碱作用下,二氧化钛颗粒的(010)晶面被NaOH溶液侵蚀,生成钛酸钠(Na2Ti4O9);经过酸洗后,生成钛酸水合物(H2Ti4O9·H2O),钛酸水合物之间通过氢键连接成线状;烧结失水后,最终形成SCTNW.通过透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量散射谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段进行表征和测试,分析了SCTNW的形成过程,探讨了水热时间对SCTNW形成的影响;将获得的SCTNW共混在二氧化钛纳米颗粒的胶体中,采用刮涂法在柔性钛箔上制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)光阳极,通过扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗谱(EIS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计和电池光电性能等表征和测试,探讨了SCTNW的共混量对柔性DSSC光电性能的影响.实验结果表明:当共混7.5%(w)的SCTNW时,所制备的柔性DSSC在100mW·cm-2模拟太阳光照下,光电转换效率达到6.48%.     

二氧化钛纳米管阵列的制备、改性及应用

二氧化钛因其在光催化、染料敏化太阳电池、生物医药等应用领域表现出优异性能而成为材料科学领域重点研究的化合物之一。本文介绍了近年来阳极氧化法制备不同形貌的TiO2纳米管(TiO2NTs)阵列,探讨了电解液、阳极氧化时间、电压三个因素对TiO2纳米管形貌的影响,综述了掺杂、复合、表面修饰这三种能对TiO2纳米管进行化学或物理修饰的改性手段以及改性后的TiO2纳米管阵列在光催化、太阳能电池、生物医学、传感等领域的应用研究进展。最后,指出国内外针对二氧化钛纳米管阵列研究现状所存在的问题,并对今后的研究工作提出了展望。     

TiO2-MoO3/SiO2催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯酯交换合成碳酸二苯酯

采用分步等体积浸渍法制备了催化剂r%TiO2-q%MoO3/SiO2(1q-r)。以碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)为探针反应,考察了1的催化活性。优化反应条件为:PA 290 mmol,n(PA):n(DMC)=2:1,18-4 1.4 g,于180℃反应7 h。在优化反应条件下,DMC转化率77.5%,DPC选择性49.4%,碳酸甲苯酯和DPC的总选择性87.2%。催化剂重复使用时,活性下降很快,也很难通过高温焙烧再生。     

Simply synthesized TiO_2 nanorods as an effective scattering layer for quantum dot sensitized solar cells

TiO2 nanorod layers are synthesized by simple chemical oxidation of Ti substrates. Diffuse reflectance spectroscopy measurements show effective light scattering properties originating from nanorods with length scales on the order of one micron. The films are sensitized with CdSe quantum dots （QDs） by successive ionic layer adsorption and reaction （SILAR） and integrated as a photoanode in quantum dot sensitized solar cells （QDSCs）. Incorporating nanorods in photoanode structures provided 4- to 8-fold enhancement in light scattering, which leads to a high power conversion efficiency, 3.03% （Voc = 497 mV, Jsc = 11.32 mA/cm2, FF = 0.54）, in optimized structures. High efficiency can he obtained just by tuning the photoanode structure without further treatments, which will make this system a promising nanostructure for efficient quantum dot sensitized solar cells.     

纳米TiO2光催化剂改性研究进展

TiO2光催化活性高,化学稳定性好,绿色环保及价廉等特点,在污水处理、有机污染物降解、催化制氢、抗菌抗癌及自清洁等方面有巨大的应用前景。然而TiO2半导体禁带宽,光谱范围小,光量子效率低等问题限制了其光催化性能。文章综述了TiO2光催化剂优化改性的研究进展,系统分析了TiO2半导体的结构特征与作用机理,以及TiO2光催化过程的影响因素,着重介绍了TiO2光催化剂多元优化改性方法的优势及不足,最后对未来发展新型TiO2基光催化剂提出了建议。     

TiO2/Mo-TiO2 的制备、表征和光催化活性

 采用溶胶-凝胶法制备了掺 Mo 的 TiO2 粉末, 再由其制得 TiO2/Mo-TiO2 复合物光催化剂. 使用 X 射线光电子能谱、X 射线衍射、透射电镜、N2 吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱等手段对催化剂进行了表征. 在紫外光照射下, 以甲基橙溶液降解为探针反应, 研究了 Mo 掺杂量对样品光催化活性的影响. 结果表明, Mo-TiO2 催化剂的活性不如纯 TiO2, 这是因为 Mo 离子促进了光生载流子的复合; 而带有 n-n 异质结半导体结构的 TiO2/Mo-TiO2 复合催化剂具有比纯 TiO2 和 Mo-TiO2 催化剂更高的光催化活性. 当 Mo 掺杂摩尔分数为 2%, TiO2:Mo-TiO2 质量比为 10:1 时, 活性是纯 TiO2 的 1.57 倍.     

温和条件下甲醛在 Pt/TiO2 上催化氧化反应的原位漫反射红外光谱研究

 采用原位漫反射红外光谱研究了温和条件下 1%Pt/TiO2 催化剂上甲醛的吸附和氧化反应, 并对催化剂的失活进行了分析. 结果表明, Pt/TiO2 催化剂在室温条件下即可将甲醛氧化成 H2O 和 CO2, 100 oC 以下甲酸根的分解为决速步骤, 低温下催化剂失活是由于表面未能及时分解的甲酸根占据了催化剂的活性位, 升温至 100 oC 即可将甲酸根完全分解并恢复催化剂的活性.