碳–银共修饰的双晶介孔二氧化钛及其可见光催化活性(英文)

实验合成了一种具有锐钛矿和金红石双晶相骨架的介孔二氧化钛(meso-TiO2),通过碳和银纳米粒子修饰分别制备了碳掺杂(C-meso-TiO2)、银纳米颗粒负载(Ag-meso-TiO2)以及碳和银共修饰(Ag-C-meso-TiO2)的双晶介孔二氧化钛,然后通过其在可见光(波长>420 nm)下的亚甲基蓝(MB)水溶液的降解实验测试了样品的可见光催化活性。实验结果显示4种双晶介孔材料的可见光催化活性均明显优于商业锐钛矿二氧化钛纳米颗粒。由于杂质碳的带隙窄化作用和银纳米颗粒的表面等离子共振造成的电子转移,Ag-C-meso-TiO2展现出最优的可见光催化活性,在180 min可见光照射后,其MB降解率达到65%,而同样条件下商业二氧化钛纳米粒子的MB降解率仅为7%。

锆掺杂对介孔二氧化钛催化性能的优化

采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛晶须及钛锆复合氧化物,研究锆掺杂对介孔二氧化钛催化性能的优化,采用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析、以NH3为分子探针傅里叶红外(FT-IR)及N2物理吸附(BET法)等测试手段,分别考察锆掺杂对二氧化钛晶型、晶粒形貌、固体表面酸性、比表面积的影响。结果表明,锆掺杂可以稳定锐钛矿晶型,改变TiO2结晶形貌,增强二氧化钛固体酸性,增大介孔二氧化钛比表面积,从而优化介孔二氧化钛的催化性能。基于TiO2作为脱硝催化剂,以NH3为还原剂进行NO的选择性催化还原脱除,锆掺杂明显拓宽催化活性温度窗口,往高温区偏移50～100℃,最高催化活性提高26.9%。

pH对离子液体辅助水热制备介孔二氧化钛结构的影响

以钛酸四丁酯为钛源，离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼（[c4MIM]BF4）为辅助剂，采用水热法制备了锐钛矿相的介孔二氧化钛。用盐酸和氨水调节反应前驱体的pH，考察了pH在1～11变化范围内对离子液体一水制备二氧化钛体系的影响。采用X射线衍射和Nz吸附一脱附对样品的晶相和孔结构进行表征。结果表明：离子液体抑制了板钛矿二氧化钛的形成，随着pH的增大样品的晶化程度增强。pH在1～9较大范围变化时，其孔径分布较窄，平均孔径随pH增大由6．6nm减小到5．0nm，此时离子液体能较好的将样品粒径控制在9nm左右。这与透射电镜分析结果相一致。

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202·2m2/g、平均孔径为2·8nm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.

介孔二氧化钛的合成及其对甲基橙降解的光催化活性(英文)

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水解钛酸正丁酯合成了介孔二氧化钛分子筛,探讨了合成条件的影响。采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附等技术对介孔二氧化钛的晶相、结构、形貌、比表面积和孔径分布进行了表征。实验结果表明:得到的介孔二氧化钛分子筛的孔径为4-4.3nm,用抽提的方法去除模板剂得到的介孔二氧化钛的比表面积比焙烧的要高。以甲基橙为模型污染物,检验了所合成介孔二氧化钛的光催化性质。

室温水解制备介孔二氧化钛的表征

以氯化十六烷基吡啶为模板剂,在室温条件下直接合成介孔TiO2。探讨了合成条件的影响。分别用红外光谱(Fouriertransforminfraredspectrum,FTIR)、热分析(thermogravimetrydifferentialthermalanalysis,TGDTA),X射线粉末衍射(X raypowderdiffraction,XRD)和N2吸附等温线技术对介孔TiO2的结构、形貌、晶相和比表面积进行了表征。结果表明:未经任何热处理的TiO2粉体即为无定形态,结构完整性较差,样品颗粒呈类球形,分布均匀。控制焙烧温度可以达到控制颗粒大小及形貌的目的。经500℃焙烧5h后,用磷酸处理的样品仍未出现晶相转变的迹象,表明经均三甲苯和磷酸处理后,样品的热稳定性和比表面积均有一定程度地提高。

介孔二氧化钛/导电碳毡光电极的制备及光电催化性能

以四氯化钛为无机钛源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水热合成法制得无机物钛前驱体溶液.以导电碳毡(CCF)为载体,在超声波辅助下用浸渍提拉法负载钛前驱体,通过高温煅烧得到介孔二氧化钛/导电碳毡(MPT/CCF)光电极材料,对样品的结构进行了表征,并以室内污染物气相苯甲醛为目标降解物,通过评价不同煅烧温度和不同负载次数下MPT/CCF的光电催化性能优化了MPT/CCF的制备工艺条件,探讨了催化降解条件(温度、湿度、偏电压)对协同增效机制的影响.结果表明,相对于纯介孔二氧化钛(MPT),MPT/CCF具有较小的粒径尺寸、更大的比表面积和较均匀的孔径分布,这归功于CCF对晶粒生长的抑制作用.其中负载2次MPT并在500℃下煅烧的2-MPT/CCF-500样品具有最高的光电催化活性,主要是由于其具有完善的晶型、均匀的介孔分布和高浓度的羟基自由基,并且在重复使用过程中也具有很高的光电催化活性.最佳的催化条件为温度35℃、相对湿度55%、偏电压10 V.

锐钛相虫蛀状介孔二氧化钛的表征(英文)

Mesoporous titania with anatase crystal framework was generated directly by ho mogeneous precipitation method using titanium sulfate (Ti(SO4)2) mixed with urea as precursor and octadecylamine (C18H37NH2) as structure-directing agent. The as-synthesized titania has been characterized by XRD, TEM, FT-IR and N2 adsorp tion-desorption isotherm. The results displayed a wormhole-like anatase mesost ructure lacking of long-range order with BET surface area of 35m2·g-1, pore v olume of 0.1cm3·g-1 and broader pore size distribution including microporous a nd mesoporous domain. C18H37NH2 incorporated into the as-synthesized oxide.

磁性介孔二氧化钛/氧化石墨烯复合材料的制备及其对 Cd(Ⅱ)的吸附

以钛酸四丁酯、纳米四氧化三铁和氧化石墨烯(GO)为主要原料,通过化学沉积法和水热法合成了磁性介孔二氧化钛/氧化石墨烯(MTiO2/GO)复合材料,并用其处理含Cd(Ⅱ)废水。采用了X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射光谱仪等手段对MTiO2/GO进行结构表征,考察了GO含量、MTiO2/GO投加量、溶液初始pH、反应时间和Cd(Ⅱ)初始浓度对MTiO2/GO吸附Cd(Ⅱ)的影响,分析了吸附过程的动力学和等温线特征。结果表明,在GO质量分数为60wt%,MTiO2/GO投加量为10 mg,pH为6和吸附时间为90 min的条件下,MTiO2/GO对10 mg/L Cd(Ⅱ)的吸附效果最佳,吸附率为95.43%。吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型。经5次吸附-解吸后,Cd(Ⅱ)的吸附率仍高达91.85%,说明MTiO2/GO具有较高的循环利用性能。

银粒子修饰下的介孔二氧化钛的制备及其光催化性能的研究（英文）

利用光还原的方法制备一系列不同银含量的改性介孔二氧化钛的颗粒。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外一可见漫反射谱(DRS)和X射线能谱仪(EDX)等技术手段对制备的样品进行了表征。结果表明,银纳米粒子被牢牢固定在二氧化钛表面,并在银和二氧化钛界面形成肖特基势垒用以提高电子–空穴的分离。而从紫外可见漫反射光谱中看出,银二氧化钛样品与未改性的二氧化钛样品相比显示出更高的红移。以亚甲基蓝(MB)为光降解模型,银改性二氧化钛表现出较高的活性。

介孔二氧化钛的制备及其光催化性能

以异丙醇钛为前躯体,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用溶胶–凝胶法合成介孔二氧化钛.通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积测定仪对样品进行表征.以亚甲基蓝溶液为光催化降解对象,研究二氧化钛用量及不同模板剂对光催化性能的影响.实验结果表明:当催化剂用量在0.50,g/L时,反应4,h后亚甲基蓝的降解率可达到99.1%;在3种模板剂中,以十六烷三甲基溴化铵为模板剂合成的介孔二氧化钛光催化效果最好.

以四氯化钛为原料溶剂热法合成介孔二氧化钛

以四氯化钛为原料，采用十二烷基磺酸钠为模板剂，分别以丁醇和辛醇为溶剂，通过溶剂热法合成介孔二氧化钛。用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和比表面、孔径分析等方法对所合成的介孔二氧化钛进行表征。实验结果表明：以十二烷基磺酸钠为模板剂，通过溶剂热法合成了具有两种混合晶相、分散性好、热稳定性好的介孔二氧化钛，其孔径范围在3．0～4．0nm。试样后处理表明，经550℃焙烧3h后以辛醇为溶剂所合成的样品介孔结构仍能保持。

外场作用下由工业TiOSO_4液合成介孔二氧化钛(英文)

以工业硫酸氧钛为钛源,采用复合模板合成路线,分别于超声,微波和水热外场作用下合成了介孔二氧化钛前驱体。通过调节反应体系的pH值来控制TiOSO_4液的水解和缩聚速率。煅烧脱除模板后得到锐钛型的介孔二氧化钛。产物采用XRD,氮等温吸附脱附,粒度分布,SEM,TEM,SAD和X射线能谱分析(XPS)等技术进行了表征。结果表明:具有强极化作用和温和水热环境的外场利于制备结构更佳的介孔二氧化钛;超声振动利于介观结构的形成。在微波辐照下,所制得介孔二氧化钛的比表面积为146.6 m^2/g,平均孔径2.57 nm,晶粒尺寸13.65 nm。超声、微波和水热较常规合成方法更利于形成和稳定介孔结构。

高活性氮掺杂介孔二氧化钛的合成及性能研究(英文)

采用水热法,以聚乙二醇(PEG)为模板,N,N-二甲基甲酰胺为氮源,制备了氮掺杂的介孔二氧化钛。并用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、BET、透射电子显微镜(TEM)、紫外一可见漫反射谱(DRS)和X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对制备样品进行了表征。结果表明:所合成的样品具有锐钛矿结构,直径约20 nm,并且具有一定的可见光活性。以甲基橙(MO)为光降解模型,样品在可见光区表现出了较好的催化活性,这取决于烷氧基和氮掺杂的协同效应。

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。

介孔二氧化钛的制备及铜(Ⅱ)对其光催化氧化活性的影响

采用十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,钛酸正四丁酯为原料,水热法合成出孔径为4.4 nm介孔二氧化钛。通过X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜和氮气吸附技术对样品进行了表征_8以甲基橙为模型化合物,考察了铜(Ⅱ)对介孔二氧化钛光催化活性的影响,研究表明:介孔二氧化钛的光催化活性与P25纳米二氧化钛相当,铜(Ⅱ)的加入提高了介孔二氧化钛的光催化活性,甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比。

介孔二氧化钛固载γ-谷氨酰转肽酶的制备及性质

γ-谷氨酰转肽酶(GGT)在临床诊断和生物催化方面具有重要的应用价值。本文以介孔氧化钛晶须为载体进行GGT的固定化,考察了载体结构特性、吸附时间和给酶量对固定化效果的影响,并对固定化酶的催化特性及其稳定性进行了研究。结果显示,以最可几孔径为30nm的介孔TiO2为载体,载体载酶量可达5.07mg·g-1。在给酶量为18.99 U·g-1时,经室温吸附2.5h,固定化酶活性回收率可达73.05%。固定化酶的pH稳定性和热稳定性均显著优于游离酶,在4℃下保温贮藏60d、转化22个批次后,固定化酶活力仍可保持初始值的71.30%。经测定,游离酶和固定化酶的米氏常数Km分别为0.79mmol·L-1和1.05mmol.L-1,酰基化反应活化能分别为13.59 kJ·mol-1和15.42 kJ·mol-1;固定化GGT的失活反应活化能Ed为92.80 kJ·mol-1,相比于游离酶(49.61 kJ·mol-1)有明显的增加。

复合模板合成介孔二氧化钛分子筛及其脱模

以工业TiOSO4液为钛源,通过CTAB和P-123超分子复合模板诱导钛热水解自组装合成介孔分子筛前驱体,研究臭氧氧化、萃取、煅烧及综合脱模等对介孔TiO2结构的影响。采用化学分析、XRD、FT-IR、TG、SEM和BET等测试技术对样品进行表征。结果表明:水热处理的前驱体为锐钛相介孔TiO2;经臭氧氧化、分步萃取及多步煅烧脱模的综合脱模路线所得产物TiO2含量高达92.1%(质量分数),比表面积为133 m2/g,平均孔径为4.65 nm。

水热法合成的介孔二氧化钛的结构表征及其对水中2,4,6-三溴苯酚的光催化降解活性(英文)

以聚丙二醇(PPG)为模板剂,采用水热法制备了可控介孔TiO2纳米晶体.醋酸水溶液为水解抑制剂和催化剂.运用X射线衍射、热重分析、扫描电镜和氮气吸附-脱附等技术对样品进行了表征.详细考察了制备过程、模板剂含量和煅烧温度等参数对样品结构和光催化活性的影响,并将样品用于紫外光下降解水体中典型溴代阻燃剂2,4,6-三溴苯酚的反应中,阐明制备的介孔TiO2结构与光催化活性之间的关系.结果表明,所制样品为具有规则孔道结构、较大的孔径和较高比表面积的介孔TiO2.其中,在400°C煅烧、PPG添加量为20%时所得介孔TiO2的光催化活性最高,反应1h可将100μmol/L的2,4,6-三溴苯酚完全降解.

硅、锌共掺杂介孔二氧化钛光催化剂的制备及应用性能研究

采用溶胶-凝胶法,以四氯化钛、无水乙醇、冰乙酸、正硅酸四乙酯及醋酸锌为原料制备硅、锌共掺杂二氧化钛凝胶,凝胶经烘干、450℃焙烧2h得Si、Zn共掺杂介孔TiO_2光催化剂。对所制得的样品采用XRD、BET、SEM等测试手段进行表征,结果表明,样品为锐钛矿相,未掺杂时材料比表面积为90.9 m^2·g^(-1),掺杂Si、Zn后材料比表面积为219 m^2·g^(-1),孔径分布均匀。考察了硅-锌掺杂量对样品性能的影响。利用正交试验设计方法研究硅、锌共掺杂介孔二氧化钛的最佳制备条件,确定组成为Zn_(0.1)Si_(1.0)/TiO_2时,掺杂介孔二氧化钛光催化剂可见光下对亚甲基蓝的降解率最好,达到90.8%。