纳米TiO2薄膜光催化剂的制备及性能研究

以钛酸四丁酯作为前驱体，用溶胶一凝胶法，在玻璃载体上煅烧制备了纳米TiO2薄膜光催化剂，利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等表征技术研究了TiO2薄膜的形貌和特性，其光催化性能用4支20W紫外石英杀菌灯照射TiO2薄膜分解亚甲基兰染料溶液表征，结果表明，该催化剂具有锐钛班红石混合晶相和纳米花状结构，纳米TiO2薄膜的光催化能力随着镀膜层数的增加而增加。

金红石/锐钛矿混晶结构的TiO_2薄膜光催化活性

采用磁控溅射法制备出一组金红石/锐钛矿混晶结构的纳米TiO2薄膜催化剂,并通过光催化降解苯酚实验考察该薄膜的催化性能.光催化实验证明,随着催化剂中金红石含量减少,催化剂的光催化活性逐渐提高.X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、表面光电压谱(SPS)和原子力显微镜(AFM)结果表明,催化剂为金红石和锐钛矿混晶结构,并随着金红石含量减少,催化剂的表面羟基(OH)和桥氧(—O—)的含量逐渐增加,而且费米能级逐渐提高.表面羟基和桥氧是有利于光催化的"活性物种";费米能级的提高使TiO2/H2O界面处TiO2的表面带弯增大,导致了价带光生空穴参加光催化反应的几率增大,有效地促进了光生载流子的分离;这些因素是催化剂光催化活性逐渐提高的主要原因.

溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2薄膜的研究

采用溶胶-凝胶方法制备纳米TiO2薄膜,以钛醇盐为前驱物,不同的螯合剂、溶剂和催化剂为原料,通过改变原料配比及实验条件对纳米TiO2薄膜的制备过程的影响进行探讨,从而取得制备纳米TiO2薄膜的最佳原料配比、工艺过程和控制条件.实验结果表明,当去离子水与钛醇盐摩尔比为2.5,乙醇与钛醇盐摩尔比为18,螯合剂与钛醇盐摩尔比为1.2,pH根据需要取3-5,水解温度25-35℃,热处理温度450℃,能够得到稳定的溶胶镀膜.

负载型TiO_(2-x)N_x的制备表征及可见光催化降解亚甲基蓝

以溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,负载于玻璃微珠表面,在NH3气流中直接进行热处理,制备负载型掺氮纳米TiO2薄膜催化剂.选取亚甲基蓝为处理对象,结合对催化剂表面结构、晶型和紫外可见吸收的表征,对制备的催化剂进行评价.结果表明,450℃下焙烧3 h所制备的负载型催化剂为锐态矿相;可见光的范围拓展到700 nm左右;负载均匀致密;实验进一步探讨TiO2-xNx负载型催化剂投加量、pH及曝气量对可见光催化降解反应的影响.溶液中亚甲基蓝的光催化降解动力学研究表明其符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程,呈一级动力学反应特征.光谱分析发现反应过程中其最大波长逐渐蓝移,表明反应过程中有不稳定中间产物的存在.

催化剂对TiO_2薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备了均匀透明的TiO2薄膜。分析了催化剂在溶胶制备过程中的作用,以及其对制成的TiO2薄膜的性能的影响。主要分析了盐酸、乙酸、硝酸、硫酸等几种催化剂对TiO2薄膜的晶体结构、晶粒尺寸、光学性能的影响。实验结果表明,选择盐酸为催化剂,薄膜生长取向较好,晶粒尺寸较大,光透过率最好。

低温静电自组装法制备贵金属修饰TiO_2纳米结构薄膜及其增强的光催化性能(英文)

以碱-水热法在金属Ti片上原位生长了TiO2纳米结构(纳米花和纳米线)薄膜,并采用低温静电自组装方法将超细贵金属(金、铂、钯)纳米颗粒均匀沉积于多孔TiO2薄膜上.负载于Ti片上的贵金属/TiO2纳米结构薄膜具有一体化结构、多孔架构和高光催化活性.超高分辨率场发射扫描电子显微镜(FESEM)直接观察表明贵金属纳米颗粒在TiO2表面分布均匀,且颗粒之间相互分离,金、铂、钯纳米颗粒的平均粒径分别约为4.0、2.0和10.0nm.俄歇电子能谱(AES)纵深成分分析表明贵金属不仅沉积于薄膜表面,且大量分布于TiO2纳米结构薄膜内部,其深度超过580 nm.X射线光电子能谱(XPS)分析表明,经300°C下在空气中热处理后,纳米金仍保持金属态,纳米铂部分被氧化成PtOabs,而钯粒子则完全被氧化成氧化钯(PdO).以低温静电自组装法沉积贵金属,贵金属负载量可通过调节组装时间与溶胶pH值来控制.光催化降解甲基橙的结果表明,沉积的纳米金和铂能显著增加TiO2纳米结构薄膜的光催化活性,说明金和铂粒子可促进光生载流子的分离;但负载的PdO对TiO2薄膜的光催化性能增强几乎无作用.

Ni-TiO_2薄膜的制备及可见光催化活性的研究

通过溶胶-凝胶法结合浸渍提拉法在陶瓷基片表面制备Ni掺杂改性TiO_2薄膜。研究不同Ni与Ti物质的量比、焙烧温度和保温时间等对Ni-TiO_2薄膜可见光光催化活性的影响。利用XRD、光化学反应仪、色差仪等对其进行表征。采用单因素分析法和正交实验法得到制备可见光催化活性最优Ni-TiO_2薄膜的Ni与Ti物质的量比为0.3,焙烧温度600℃,保温时间2 h。Ni-TiO_2薄膜在白炽灯光照2 h后,对表面涂覆的罗丹明B溶液的降解率高达93.02%。

负载型Au纳米催化剂的制备及稳定性研究

由于负载型Au纳米催化剂容易在高温、高压的反应条件下中毒失活,因此提高催化剂的稳定性至关重要。通过双(亚乙基二氨)氯化金(Ⅲ)中间体,将Au纳米颗粒沉积在SBA-15孔道之中。使用SBA-15介孔材料作为载体,将Au纳米颗粒包裹在介孔结构之中,提高催化剂的稳定性;同时,使用原子层沉积技术在SBA-15载体上制备TiO薄膜,稳定Au纳米颗粒。使用苯甲醇氧化反应评估催化活性。结果表明:所制备的负载型Au纳米催化剂稳定性较好,在连续3次反应后,Au纳米颗粒仍均匀分布在SBA-15的孔径中并且催化性能没有下降。