金属有机骨架和g-C_(3)N_(4)共掺杂改性TiO_(2)光催化性能

以钛酸四丁酯、三聚氰胺、二甲基咪唑和Co(NO_(3))_(2)•6H_(2)O为原料,采用溶胶-凝胶法、高温煅烧法,将类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))和二甲基咪唑钴(ZIF-67)与TiO_(2)共掺杂,制备了TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67光催化剂。采用XRD、XPS、SEM和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67进行了表征,对TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67光催化降解甲基橙的催化活性进行了评价,并对其催化机理进行了推测。结果表明,TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67同时包含锐钛矿及少量金红石相TiO_(2)、g-C_(3)N_(4)及ZIF-67;g-C_(3)N_(4)的加入使TiO_(2)的带隙降至2.45 eV,ZIF-67将带隙进一步降至1.91 eV;g-C_(3)N_(4)和ZIF-67的共掺杂降低了带隙,显著提高了TiO_(2)可见光吸收范围(492~649 nm);TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67形成了Ⅱ型异质结,TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)与金属有机骨架的结合增强了TiO_(2)光催化降解甲基橙的能力。Co质量分数21.5%的TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67-2具有最佳的光催化降解甲基橙活性,在可见光照射40 min时,甲基橙降解率可达79.92%,3次循环后甲基橙降解率为58.86%(90 min),光催化反应对ZIF-67的结晶度有所影响,进而影响了循环时的光催化活性。

TiO_2的微波辐射Sol-Gel法制备及其光催化性能

采用微波辐射Sol Gel法在石英砂表面制备负载型TiO2 光催化剂 ,考察不同加热方式 ,微波功率以及微波加热温度对溶胶质量的影响 ,微波加热反应制备的溶胶粒子平均粒径小于常规加热反应制备得到的溶胶粒子 ,微波加热反应适宜条件是微波功率6 0 0W ,反应温度为 90℃ .以苯酚为光催化降解研究对象 ,考察了两种方式制备的负载型TiO2 光催化剂的催化性能 ,实验结果表明微波辐射Sol Gol法制备的负载型TiO2 光催化剂光催化性能也优于常规Sol Gel法制备的负载型TiO2 光催化剂 .

超声场中sol-gel法制备纳米TiO_2光催化剂的研究

本文在频率分别为20kHz、30kHz、40kHz(电功率均为500W)的超声场中制备溶胶。用光散射法测得溶胶粒子粒径分别为29.4nm、18.3nm、13.2nm;对无超声场和超声场(40kHz)制备的凝胶进行超临界乙醇干燥。用XRD、BET、TEM、DRS对上述干燥的TiO_2粒子进行表征,以光催化降解罗丹明B为模型反应。结果表明,在实验范围内溶胶粒径随超声波频率的升高而减小,加超声场制备的纳米TiO_2粒子光催化活性比无超声场下制备的粒子高。

Sol-gel法制备介孔WO_3-TiO_2复合材料及其光催化性能

以非离子表面活性剂P123为结构导向剂,采用溶胶-凝胶法,通过调整P123与(W+Ti)的摩尔比例,经500℃煅烧制备出一系列不同介孔特性的WO3-TiO2复合光催化材料。利用X射线衍射图谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、比表面积分析仪(BET)对复合材料的形貌、孔结构及光谱性质进行表征。研究了介孔WO3-TiO2复合材料对罗丹明B的吸附/光催化降解能力。结果表明,以P123为模板剂所制备的介孔WO3-TiO2复合材料表现出较好的吸附/光催化性能,可见光照射下,0.5g的P123、(W+Ti)摩尔比为0.6%的复合材料经500℃煅烧,对200mL罗丹明B(10mmol/L)的吸附降解率140min后达到97.7%。

形貌调控及掺杂改性对TiO_(2)催化剂光催化性能的影响

为了改善TiO_(2)光催化活性,通过溶胶-凝胶法制备了介孔TiO_(2)、C/TiO_(2)、Nd/TiO_(2)和C/Nd/TiO_(2),并以聚苯乙烯(PS)胶晶为模板剂制备了多级有序C/Nd/TiO_(2)催化剂。利用SEM、XRD、XPS、UV-Vis DRS和N_(2)吸附-脱附等表征手段对所制备的催化剂性能进行分析。在模拟可见光条件下研究了所制备催化剂材料对甲基橙溶液的光催化性能。结果表明,锐钛矿型多级有序C/Nd/TiO_(2)催化剂表面形貌排列整齐,内部具有交联的孔道结构,大孔形状表现出六边形结构,产生良好的开放性,较大的比表面积和孔容积为传质提供了较大的空间。非金属C和稀土金属Nd通过相互协同作用,使多级有序C/Nd/TiO_(2)的禁带宽度变窄,从而表现出良好的光催化活性,在光照210 min时,其光催化脱色率可达81.15%。

Sol-Gel法制备TiO_2粉末的光催化性能研究

通过溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）技术制备出比表面积高、孔径分布窄的锐钛型二氧化钛粉末，并用热重分析、Ｘ－射线衍射、比表面仪、透射电镜、元素分析、红外光谱等方法进行表征。以甲苯气相光氧化降解为模型反应，对其催化性能进行评价并与商业化产品Ｄｅｇｕｓｓａ Ｐ－２５ 进行比较。实验结果表明，比表面积为１２８ｍ ２／ｇ、孔径为６．８１ｎｍ 、晶粒尺寸为８．３４ｎｍ 、团聚体为２００～３００ｎｍ 的锐钛型二氧化钛粉体具有良好的催化活性。

利用Sol-Gel法与水热合成法制备纳米TiO_2及其光催化活性研究

以Sol-Gel法及水热合成方法制备了纳米TiO2,利用XRD进行了表征,以太阳光为光源,通过对亚甲基蓝溶液的降解反应,考察了两种方法所得样品的光催化活性。结果表明,利用水热合成法制备的锐钛矿型TiO2具有更小的粒径,而通过溶胶-凝胶制得的样品为混晶型TiO2,对亚甲基蓝降解具有较高的光催化活性。

微波辅助sol-gel法合成Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)粉体及其压电性能研究

采用微波辅助溶胶-凝胶(sol-gel)法制备Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)(BNT)粉体,通过DSC/TG,XRD,SEM,FT-IR等表征方法,分析BNT的反应历程,煅烧温度对BNT成分、晶粒尺寸和压电性能的影响.结果表明,当微波煅烧温度为650℃时,可合成出高纯度BNT粉体(30~120 nm),其居里温度为394℃,d_(33)=7.5 pC/N,ε_(r)=535.58,tanδ=0.29.对比传统马弗炉煅烧sol-gel法,微波辅助sol-gel法有利于提高BNT的介电性能和居里温度,降低介质损耗.

玄武岩纤维-Ag^(+)/TiO_(2)光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源、硝酸银为银源、玄武岩纤维为载体,采用溶胶-凝胶法成功制备了玄武岩纤维-Ag^(+)/TiO_(2)光催化剂。XRD测试结果表明,TiO_(2)以锐钛矿型成功负载到玄武岩纤维表面。催化剂性能评价表明,在钛酸四丁酯加入量为5 mL、硝酸银加入量为0.01 g的条件下制备的催化剂加入量为90 mg,反应时间为90min的反应条件下,催化剂对罗丹明B废水可以达到最高99%的降解率,并且催化剂在经过4次重复使用后仍可达84%的降解率。研究结果表明,玄武岩纤维-Ag^(+)/TiO_(2)光催化剂可以作为一种潜在的低成本绿色光催化剂。

Sol-Gel法制备负载型纳米TiO_2及其光催化性能的研究

采用溶胶 -凝胶法制备了纳米 Ti O2 ,并以毫米级硅胶粒和微米级硅胶粒为载体 ,采用浸涂法制备出负载纳米 Ti O2 膜的硅胶微球光催化剂。并以活性红 X- 3B,活性紫 X-2 R,红 K- 2 BP等有机染料混合溶液为降解对象 ,研究了该催化剂的光催化性能。

N-Ag共掺杂二氧化钛及光催化降解聚氯乙烯薄膜

使用钛酸四丁酯、尿素、硝酸银等作原料,用溶胶-凝胶的方法制备了不同浓度N和Ag掺杂二氧化钛(TiO_(2))光催化剂。采用红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射(DRS)和光电子能谱(XPS)的测试方法对TiO_(2)和聚氯乙烯(PVC)薄膜的结构、化学成分以及光学性质进行了表征。把PVC薄膜作为目标降解物,使用紫外灯为光源,研究改性后的TiO_(2)在紫外光照射下的光催化活性。结果表明,N、Ag可有效提高TiO_(2)可见光光催化活性,最佳掺杂比n(Ag)∶n(Ti)=0.3%,n(N)∶n(Ti)=20%,对PVC薄膜的降解效果最好,降解率可达29.37%。

高压辅助溶胶-凝胶法制备La掺杂TiO_(2)光催化剂及其可见光降解甲基橙研究

根据溶胶-凝胶法和水热法制备TiO_(2)的优点和不足,本工作提出了一种高压辅助溶胶-凝胶法(简称HG法)可控地制备La掺杂TiO_(2)。通过该方法,可以高效制备锐钛矿相La掺杂TiO_(2),且制得样品纯度高,分散性好。通过控制La掺杂比例(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%,质量分数,下同),可以调控TiO_(2)禁带宽度变化(3.15~2.80 eV);其中,0.20%La掺杂TiO_(2)(0.20%La-TiO_(2))的禁带宽度可达2.80 eV。甲基橙(MO)光催化降解实验结果表明,0.20%La-TiO_(2)的光催化活性优异,其在可见光照射下160 min内对MO的降解率可达92%,是本征TiO_(2)的38.30倍;·O_(2)-是驱动0.20%La-TiO_(2)光催化降解MO的主要活性物质。本工作提出的高压辅助溶胶-凝胶法可为制备高活性TiO_(2)基光催化剂提供有益的方法及条件参考。

光催化二氧化钛超亲水无机涂层的制备及性能

[目的]超亲水涂层具有自清洁、防雾、防污等特性,但在玻璃上应用时透光性往往不够理想。[方法]以钛酸丁酯为前驱体,乙酰丙酮为抑制剂,无水乙醇和去离子水为溶剂,加入硝酸进行催化,合成了TiO2溶胶,并将其涂覆在玻片上,经煅烧处理后获得超亲水性透明涂层。分别考察了溶胶的粒径及涂层的表面形貌、水接触角、透明度和热稳定性。[结果]TiO2亲水涂层的水接触角为8.0°,400~700 nm波长范围内的透光率仅比空白玻璃低4个百分点,加热至800℃的过程中质量损失仅为8%。[结论]该涂层具有良好的亲水性和防雾性能。

C-O官能团修饰的CaMoO_(4)光催化剂的合成与光催化活性研究

采用溶胶凝胶法制备了对盐酸金霉素具有高效降解活性的CaMoO_(4)光催化剂。通过多种表征手段,研究了CaMoO_(4)光催化剂的相结构、纯度、官能团、表面形貌、光学性质和光催化活性。结果表明,CaMoO_(4)光催化剂为四方相,其样品中存在少量的C-O官能团;颗粒近似呈球形,由大颗粒和细颗粒组成;其具有高的可见光响应能力,光学带隙值为3.21 eV。以盐酸金霉素为目标降解物,在不同的药品质量浓度、催化剂含量、pH值条件研究了CaMoO_(4)光催化剂降解盐酸金霉素的光催化活性。结果表明,盐酸金霉素质量浓度为200 mg/L、催化剂含量1 g/L和pH值为7时,CaMoO_(4)光催化剂的降解百分比达到了94%。结合实验结果和能带理论,提出了CaMoO_(4)光催化剂降解盐酸金霉素的光催化机理。机理研究表明,C-O官能团在反应过程中为电子提供额外的能量使其跃迁到CaMoO_(4)光催化剂的导带,促进电子空穴对的产生;空穴、羟基自由基和超氧自由基是促进盐酸金霉素降解的关键因素。

石墨烯负载ZnO光催化剂制备及其降解染料废水性能

采用溶胶-凝胶法制备出一系列石墨烯(GE)负载ZnO光催化剂,利用X射线衍射仪和紫外-可见漫反射光谱仪等仪器对合成的催化剂进行表征,考察了光源、ZnO/GE质量比、光催化剂用量以及染料废水质量浓度对催化剂性能的影响。结果表明:ZnO在GE上晶面生长完整,结晶度良好;GE提高了ZnO的光量子利用率;在紫外光,ZnO/GE质量比为0.5,催化剂用量(占反应体系的质量分数)为4%,染料废水质量浓度为15 mg/L的最优条件下,染料降解率高达84%。

增强光催化产氢的TiO_(2)/BMS复合材料的制备及评价

利用改进的溶胶-凝胶法合成了TiO_(2)/BMS复合材料,并以这些复合材料为光催化剂,研究了其光催化产氢的性能。结果显示,在最优条件下,TiO_(2)/BMS复合材料光催化产氢速率是TiO_(2)的3.7倍。研究表明,TiO_(2)/BMS复合材料是一种优秀的光催化剂,可用于光催化水分解产氢。

N掺杂二氧化钛光催化降解甲基橙染料废水的试验研究

试验以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法合成N掺杂二氧化钛(N-TiO_(2)),使用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪对其结构进行表征,然后探索N-TiO_(2)光催化降解甲基橙染料废水的最佳工艺条件。结果显示,最佳工艺条件下,反应体系pH为8,催化剂添加量为7 g/L,甲基橙初始浓度为10 mg/L,催化剂循环使用次数小于4次,甲基橙降解率可达98%,N-TiO_(2)具有优异的光催化活性和稳定性。

Nd^(3+)掺杂TiO_(2)/rGO的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Nd^(3+)-TiO_(2)/rGO复合材料,研究了Nd^(3+)和GO的掺量对复合材料的微观结构和光催化性能的影响。结果表明,制备的复合材料为球状纳米颗粒,Nd^(3+)和GO的引入均会抑制二氧化钛的晶体生长。无论Nd^(3+)掺杂还是GO掺杂,其可见光吸收均会随着掺量的增加而先增强然后下降。在煅烧过程中,GO会转化为rGO而导致缺陷增多。Nd^(3+)掺杂制备的Nd^(3+)-TiO_(2)/rGO,在500~550nm和550~620nm处各出现了1个吸收峰。Nd^(3+)-TiO_(2)/rGO的光催化性能不仅与其光吸收有关,更依赖于其光生载流子的分离和传递性能。本实验中,GO掺量为2%~3%、Nd^(3+)掺量为3%较好,材料在可见光照射下,120min内对亚甲基蓝的降解率可达99.57%。

Development of Modified Glasses by Transparent, Functional Hybrid Sol-Gel Nano-Ceramic Coatings, a Comparative Study

This paper concentrates on the development of glasses with self-cleaning surfaces exhibiting high water contact angles. In this study, we prepared super-hydrophobic nano-ceramic coated glass based on titania & silica using simple sol-gel & dip coating methods and studied the best composition of the coatings by altering ratios of titanium tetraisopropoxide (TTIP)/tetraethyl orthosilicate (TEOS) with different homogenizing agents. We characterized the coatings by surface roughness measurement, percentage of optical transmission, static contact angle, near-infrared (NIR) transmission, and diffuse reflectance. The fabrication of coatings on glass substrates played an important role in increasing the water contact angle of about 95° and visible & NIR transmission of about 90%. We compared our modified glass substrate with commercial low emissivity (Low E) glass using X-ray diffraction (XRD) analysis, which showed pure amorphous surface claiming excellent wettability and thus the prepared glass substrate could have a variety of applications in different fields.

采用Sol-gel法制备SiO_2/TiO_2光催化双层薄膜

采用溶胶-凝胶(sol-gel)旋涂法在玻璃基体上制备SiO_2/TiO_2双层膜,提高TiO_2的光催化性并赋予传统玻璃自洁净功能。通过增加SiO_2阻挡层,防止玻璃中的碱金属离子向TiO_2层的扩散,同时以多孔SiO_2为模版,增加TiO_2的比表面积,提高光的利用率,进而提高其光催化活性。对各影响因素进行了研究,得出最佳制备工艺条件。并采用降解甲基橙溶液的方法对其光催化性能进行评价,采用紫外-可见分光光度计对镀膜样品的透射比及吸光度进行测试;采用XRD对薄膜的结构进行分析。实验结果表明:SiO_2溶胶陈化时间为4 d,调节溶胶p H值为5,母液与阶梯醇的质量比为3∶1,旋涂速度为3000 r/min,加液量为3滴,400℃热处理保温3 min时,制备出的薄膜在可见光范围内的平均透射比可达到94.5%,比未镀膜玻璃基片提高约3.2%,具有最大透射比。400℃热处理6 min的双层膜的光催化性能最好,在紫外灯的照射下对甲基橙溶液的降解率相较于单层二氧化钛光催化薄膜明显提高,提高了25.6%。