Fe^3＋掺杂TiO2光催化纤维材料的制备及表征

以棉花纤维为模板制备了一系列Fe3+掺杂的、具有中空纤维结构的TiO2光催化材料(Fe3+/TiO2),利用热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、zeta电位、红外光谱(IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同Fe3+掺杂量的样品在太阳光下的光催化性能.结果表明,用模板法制备的Fe3+/TiO2中空纤维结构材料表面存在大量纳米微粒(平均尺寸约12nm);Fe3+可能均匀分散于锐钛矿结构的TiO2中,部分取代Ti4+的晶格位置,既拓宽了TiO2的光谱响应范围,又形成了TiO2晶体结构的缺陷,使其表面带负电荷.在太阳光条件下,该纤维结构材料较纯TiO2对MB溶液具有更好的光催化脱色降解效果,且Fe3+的掺入量显著影响该纤维材料的催化性能;当Fe3+掺杂量为0.15%(w),在500℃焙烧2h所得中空纤维材料的催化性能最好,2h即可使MB溶液的脱色降解率达93%;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除.因此,以该模板合成法,通过Fe3+的掺杂有望使TiO2成为一种低或无能耗、高活性的绿色环保型催化材料.

Fe^(3+)掺杂的TiO_2纳米复合粒子的合成及表征

利用酸催化的溶胶 -凝胶法合成了一系列不同Fe3 + 掺杂量的TiO2 纳米复合粒子 .用XRD ,TEM ,UV vis等技术进行了表征 .结果表明 :在所研究的掺杂量范围内 (xB=0 .0 0 0 5～ 0 .10 0 0 ) ,未发现有铁氧化物的晶相生成 ;Fe3 + 的掺杂可以实现TiO2 由锐钛矿 (anatase)结构向金红石 (rutile)结构的低温转化 ,随着Fe3 + 掺杂量的增大 ,对光的吸收发生红移 ,吸收强度增大 .掺杂适量的Fe3 + 可以使TiO2 纳米微粒的光催化活性得以提高 .

纳米TiO_2/碳化树脂复合催化剂的合成及其光催化性能研究

利用一种简单、快速的方法合成了纳米TiO_2/碳化树脂(B)复合催化剂,对其组成、结构、尺寸及其光催化性能进行了表征。结果表明,该复合材料为由碳、氢、氧和钛等4种元素组成的纳米材料,尺寸约30nm,其中Ti和O的堆积结构为锐钛矿型;在该复合材料中,B为具有活性基团和不同长度碳-碳共轭链的大分子,且与TiO_2之间存在着某种化学作用,复合材料所具有的特殊电子结构不仅使其能吸收紫外-可见区的全程光波,而且对光生电荷具有很高的分离能力,从而表现出较高的光催化活性。

纳米氧化锌的制备及其在太阳光下的光催化性能

本文以醋酸锌、浓氨水为原料,采用均匀沉淀法,制备了在太阳光下具有优良光催化性能的纳米氧化锌粉体,并利用透射电镜(TEM)、UV-Vis、X射线衍射(XRD)和ξ电位对所得样品进行了表征;以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化脱色降解为模型反应,考察了煅烧温度对其结构与催化性能的影响。研究结果表明:在150℃下煅烧4h得到了具有良好分散性和结晶性能的纳米氧化锌粒子,粒径分布均匀、平均粒径约10nm;该纳米材料在太阳光下具有高的光催化活性和稳定性,照射2h可以使MB溶液的脱色率达100%,且重复使用5次时染料的脱色率仍在95%以上;所得样品的ξ电位均为负值,样品表面过剩的负电荷源自于样品的结构缺陷,即Zn2+空位或O2-过剩,且表面电荷量随煅烧温度的不同而不同;结构缺陷是其光谱响应范围的拓展和在太阳光条件下具有良好催化性能等的重要原因。

纳米二氧化钛催化剂的制备及其光催化性能

利用酸催化的溶胶—凝胶（Sol-Gel）法制备了纳米二氧化钛半导体催化剂．用XRD， TEM技术对其结构进行了表征，并利用环己烷在其上的光催化氧化进行了结构与其催化性能 关系的研究．结果表明：利用热处理技术可以制得不同粒径、不同相结构的纳米粒子；粒子 粒度分布均匀，粒径分布范围窄；该纳米催化剂的光催化活性随粒子粒径的大小、相结构的 不同而改变；催化剂对产物环己醇具有很高的选择性（选择性大于85%）．

导电聚苯胺纳米管的界面法合成

在室温下，采用界面自组装聚合法首次成功制备了磷酸掺杂的导电聚苯胺纳米管，利用TEM．FT—IR，UV—Vis及四探针等技术对其结构和导电性能进行了表征．结果表明：由该法合成的聚苯胺具有纳米管结构，内外管径分别为20nm和120nm。长度在3～4μm，长径比为30：1；在室温下，电导率约为0．35S／cm．通过控制苯胺单体的浓度、掺杂剂酸的浓度和聚合反应时间能够实现对聚苯胺纳米管管长和管径的控制．

导电聚苯胺/TiO_2复合纳米纤维的制备和表征

在无模板条件下，利用苯胺在纳米TiO2微粒表面的原位化学氧化聚合，成功制备了一系列不同TiO2含量的导电聚苯胺／TiO3（PANI／TiO3）纳米复合材料．通过TEM，XRD，FT-IR，TG-DTA及电导率测量等技术手段对其进行了表征．结果表明：复合材料的形貌呈纤维状，直径约20～40nm，长度在390～420nm范围；其中TiO2的含量为23．8％且具有金红石矿结构，聚苯胺也有一定程度的晶化；在复合材料中，TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用，并对复合材料的热稳定性起促进作用；TiO2的含量对复合材料导电性能有显著影响，当TiO3含量为11．1％时电导率达到极大值2．86 S／cm．

Fe^(3+)-CdS/TiO_2复合半导体光催化剂的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,用TEM、EDS、XRD、UV-vis等技术对其形貌、结构和光吸收特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了光源、煅烧温度、煅烧时间、掺杂Fe3+和CdS对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂和CdS半导体复合相结合的技术,可以使TiO2对光的响应拓展到整个紫外-可见光区;当n(Fe3+)∶n(CdS)∶n(TiO2)=0.005∶1∶1、煅烧温度为300℃、煅烧时间为1 h、光源为太阳光时,Fe3+-CdS/TiO2的光催化活性最高,在1 h内可以使亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达98.62%。

模板法制备的Fe^3＋/TiO2中空纳米纤维的光催化性能

以棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了Fe3+掺杂的二氧化钛(Fe3+/TiO2)中空纳米纤维光催化材料,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和ζ电位等技术对其形貌、结构、光吸收特性及其表面状态等进行了表征。以亚甲基蓝(methylene blue,MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了煅烧温度与时间对Fe3+/TiO2中空纳米纤维光催化性能的影响。结果表明:利用该法可以制得棉花纤维形貌的Fe3+/TiO2中空纳米结构材料;所得材料的催化性能除与材料的尺寸、相结构有关外,还与表面荷电性质有关,表面荷电量越高、表面结构缺陷越多、表面活性位越多,催化活性越高。500℃下煅烧2 h所得材料表面长有大量的粒子(平均尺寸为12 nm),其中TiO2为锐钛矿结构,表面荷负电荷量最高,催化性能最好,如在太阳光下,2 h可使MB溶液的脱色降解率达93%,6 h完全脱色,而在纯TiO2中空纤维材料上约为70%;该材料还具有良好的催化稳定性能,重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除。

导电聚苯胺与磁性CoFe_2O_4纳米复合物的合成及其电磁性能

在利用HNO3处理CoFe2O4磁性纳米粒子使其表面离子化、分散性得到改善的基础上,采用苯胺在其表面原位聚合,制备了具有电磁功能的聚苯胺(PANI)/CoFe2O4纳米复合物.借助TEM、XRD、FT-IR、四探针电导率仪和VSM(振动样品磁强计)等分析手段研究了复合物的形貌、结构及其电磁性能.结果表明,CoFe2O4以25nm左右的粒子分散于聚苯胺基体中,被其完全包覆,CoFe2O4与PANI之间存在化学键合作用;复合物同时具有电性能和磁性能,其导电率随CoFe2O4含量增加而降低,饱和磁化强度随之升高,而矫顽力在所研究的范围内则先增大而后又减小,且均高于CoFe2O4的矫顽力.

Fe_2O_3/聚糠醛纳米复合材料的制备及光催化性能

以Fe(NO3)3·9H2O和糠醛(FD)为原料,通过聚合-热转化两步法制备了Fe2O3/聚糠醛(PFD)纳米复合材料,用TEM、XRD、XPS和UV-Vis等技术对其尺寸、结构及吸光特性等进行了表征。在自然光、室温条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的催化脱色降解为模型反应,考察了其光催化性能以及热转化温度对催化性能的影响。结果表明,利用该法可以得到纳米级的、相间以强相互相用结合的有机-无机复合材料Fe2O3/PFD,该纳米材料对紫外-可见区的全程光波有强的吸收;热转化条件对复合材料的结构、催化性能等有很大影响,在300℃下处理35min所得的纳米复合材料在自然光条件下具有最佳的催化性能,25min即可使MB溶液完全脱色,并且重复使用3次仍可使MB溶液的脱色率保持在75.0%以上。而在相同条件下,纳米Fe2O3仅能使MB的脱色率达到5.8%。

共轭高分子PF/TiO_2纳米复合材料的合成与催化性能

用糠醇单体在TiO2纳米粒子表面的原位酸催化聚合，经适当的热活化处理，制备了共轭高分子PF／TiO2纳米复合催化材料，用TEM、FTIR、UV-Vis等技术对其尺寸、结构和光吸收特性进行了表征。在自然光、室温条件下，以亚甲基蓝（MB）的脱色、降解为模型反应，对其光催化性能进行了研究。结果表明，由该方法合成的PF/TiO2复合材料尺寸在80～140nm，其中PF为具有极性基团（-OH，C=O）和不同长度共轭链的高分子，且与TiO2以C-O-Ti相键合；由于PF的复合使该复合材料的吸收波长拓宽至整个紫外-可见光区。光催化实验结果表明，在自然光、室温条件下，该复合材料在5-10min可使MB的脱色率、COD去除率分别达到97％、75．2％以上。

界面法合成聚糠醛纳米球

采用界面自组装聚合的方法,成功地制备出聚糠醛纳米球,利用TEM,FT-IR,XRD,GPC及TG-DTA等技术对其形貌、结构等进行了表征,并考查了单体浓度、催化剂用量以及乳化剂的存在与否对聚糠醛形貌等的影响.结果表明,由该方法合成的聚糠醛为不规则的结晶结构,当乳化剂浓度在临界胶束浓度cmc附近、单体浓度在3～5mol·L-1、催化剂的用量在10mol·L-1左右时,能够得到成球性好、粒径分布范围窄、平均尺寸在100nm左右的聚糠醛纳米球结构材料.利用该法在上述优化条件下合成的聚糠醛的Mw=2451,Mw/Mn=1.14,且分子量分布窄.聚糠醛分子链的柔韧性较强,具有很好的加工性能.该法具有合成条件温和、易于控制、纯化简单等众多优点,而且省去了使用模板/消除模板的过程,能够一步合成出大量聚糠醛纳米球.

自然光下Fe^(3+)掺杂纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝的研究

用溶胶-凝胶法制备了一系列不同Fe3+掺杂量(ω0.00%~3.00%)的纳米TiO2光催化剂,利用TEM,XRD,UV-Vis等技术对其形貌和结构进行了表征.以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型,研究了在自然光条件下Fe3+掺杂量对其光催化活性的影响.结果表明,在所研究的掺杂范围内,该纳米粒子的粒径随Fe3+掺杂量的增加呈减小趋势;Fe3+的掺入不仅可以控制TiO2由锐钛矿向金红石的转变,而且可以使该纳米微粒对光的吸收向可见区拓展;Fe3+的适量掺入,可以显著提高纳米TiO2在自然光条件下的催化活性.

Fe_2O_3/TiO_2纳米粒子的制备及其结构表征

利用酸催化的溶胶凝胶法（ｓｏｌｇｅｌ）制备了一系列不同Ｆｅ３＋掺杂量的二氧化钛半导体纳米粒子．用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＰＬ、ＵＶ等技术对其结构及其光谱特性进行了研究．

不同形貌掺杂态聚苯胺纳米半导体材料的界面法合成

利用界面自组装聚合法,用FeCl3作氧化剂,成功地合成了不同形貌掺杂态聚苯胺(PANI)纳米半导体材料.用透射电镜(TEM),红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)及四探针等手段对所得各种PANI纳米半导体材料进行了表征.实验表明,通过控制甲酸的浓度可以得到不同形貌的甲酸掺杂的聚苯胺(F/PANI)纳米材料,进一步加入不同种类的表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)也可使共掺杂CTAB/F/PANI和SDS/F/PANI纳米材料的形貌发生改变,表面活性剂的加入还可使PANI的导电性能有很大的改善.

ZnTiO_3-TiO_2纳米复合材料的光催化性能

通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了ZnTiO3-TiO2纳米复合光催化剂,利用透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和ζ电位等测试技术对其形貌、晶体结构及其光谱响应特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了光源和焙烧温度对该纳米复合材料光催化性能的影响。结果表明,所得纳米复合材料的催化性能与材料的尺寸、在介质中的分散性能、表面荷电性质等有关。600℃下焙烧3h所得的ZnTiO3-TiO2纳米复合材料尺寸小(约60nm)、分散性能好、表面荷负电荷量最高、催化性能最好,且在太阳光下的活性高于紫外光下的。如太阳光下7h可使亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解率达到93%,而在紫外光下只有82%;并且其催化活性高于纯TiO2和ZnO的。该纳米复合催化剂重复使用4次仍能使亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解率在80%以上。因此,具有较好的光催化稳定性能。

Fe^(3+)-CdS/TiO_2复合半导体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,利用UV-Vis对其光谱特性进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了Fe3+、CdS/TiO2的制备条件对光催化性能的影响。

TiO_2中空纤维的制备及光催化性能

采用模板法制备了不同温度的TiO2中空纤维光催化材料,并利用X射线衍射、扫描电镜对其晶型及表面形貌进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模式反应,考察了温度对TiO2中空纤维光催化性能的影响。

纳米TiO_2的光催化行为

利用改进的酸催化溶胶 凝胶法成功合成了TiO2 纳米粒子 .XRD ,TEM技术表征结果表明 ,TiO2 为具有Anatase结构的纳米粒子 ,其平均粒径为 10nm .利用环己烷在其上的光催化氧化 ,以及反应条件如环己烷的浓度、体系的pH值、水的存在等对光催化氧化的影响 ,进行了TiO2