钛酸钡薄膜制备及压电光催化研究进展

压电催化和光催化的耦合被称为压电光催化,作为处理废水最有效的工艺之一,压电光催化在降解有机污染物和微生物消毒方面引起了人们的广泛关注。但是,传统的压电光催化材料往往含铅,其造价昂贵且容易造成二次污染,因此,研究者们在不断探索新型压电材料来驱动压电催化过程。钛酸钡(BaTiO3)作为一种典型的压电半导体材料,其制备成本低、压电活性强、具有优异的压电催化性能,已被广泛用于水分解制氢、二氧化碳还原、细菌消毒和废水处理等多个领域。然而,现有钛酸钡材料存在光生载流子分离率低等问题,实际制备过程中往往需要对其性能进行改进和优化。在此基础上,对BaTiO3的晶体结构、压电光催化原理、极化方式、薄膜制备方法进行了综述,并展望了其未来发展趋势。

Pb掺杂TiO_2薄膜的制备及光催化活性研究

以硝酸铅和钛酸丁酯[Ti(OBt)4]为前驱体,用溶胶-凝胶法在活性炭表面制成了Pb掺杂TiO2薄膜.并用X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV-VIS)、透射电镜(TEM)对制得的Pb掺杂TiO2薄膜进行了表征.分别用甲基橙水溶液的光催化脱色反应、有机磷农药一氧化乐果(omethoate)水溶液的光催化降解反应评价了不同Pb掺杂TiO2薄膜的光催化活性.结果表明,薄膜为金红石和锐钛矿的混合晶相.相对于未掺杂的TiO2薄膜,由于金红石含量的增加,不同Pb掺杂TiO2薄膜的吸收带发生了微小的红移.Pb掺杂使薄膜的光催化活性明显提高,当Pb/TiO2质量分数为1.7％时,薄膜显示出最高的光催化活性. TiO2薄膜中的Pb可能以Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)两种形态存在,在紫外光的辐射下,Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)可能通过浅势俘获TiO2的光生电子和空穴而发生相互转化,减少了光生电子和空穴的简单复合,从而提高了薄膜的光催化活性.

不锈钢基底上TiO_2薄膜型光催化剂的制备和化学结构

采用钛酸正丁酯作为前驱体,通过溶胶-凝胶法在不锈钢基片上制备了TiO_2纳米薄膜.利用俄歇电子能谱(AES)和紫外反射光谱等研究手段,对TiO_2薄膜的化学结构及与基底材料的界面相互作用进行了系统研究.结果发现,在不锈钢基底上形成的TiO_2薄膜与基底材料发生了明显的界面扩散反应.在TiO_2薄膜的形成过程中,不锈钢中的Fe元素向TiO_2薄膜层扩散,并与从大气氛中扩散到界面的氧发生化学反应,形成铁氧化物界面过渡层、界面氧化过程,导致了Fe向样品表面的偏析和扩散.在高温热处理过程中,Fe可以扩散到TiO_2薄膜的表面.薄膜催化剂的紫外反射光谱表明,界面扩散反应导致了Fe扩散进入TiO_2薄膜的晶格,从而改变了薄膜催化剂的光吸收性能.

液相沉积法制备光催化活性TiO_2薄膜和纳米粉体

采用液相沉积法 ,在 3 5℃通过向六氟钛酸铵水溶液中添加硼酸和结晶诱导剂锐钛矿型TiO2 纳米晶 ,沉积出具有光催化活性的TiO2 薄膜和纳米粉体 .用XRD ,AFM ,阶梯仪 ,UV vis ,BET法对TiO2 薄膜和粉体的沉积条件、结构、厚度和性能进行了测定和表征 ,并用亚甲兰的降解 ,评价了TiO2 薄膜和纳米粉体的光催化活性 .结果表明 ,当反应物六氟钛酸铵与硼酸的摩尔比为 1∶2～ 1∶4时 ,沉积的粉体和薄膜含有锐钛矿相TiO2 ;经 3 0 0℃热处理的TiO2 薄膜和纳米粉体具有最高的光催化活性 ,它的光催化活性是未经热处理前的 5倍 .本文还解释了经 3 0

液相沉积法制备光催化活性掺铁TiO_2薄膜

通过在氟钛酸铵 氟铁酸混合溶液中加入硼酸溶液 ,应用液相沉积法制备了具有高光催化活性的掺铁TiO2 薄膜 .用ICP AES测定了掺铁TiO2 薄膜中Fe3 + 的浓度 ,用XRD ,AFM ,UV Vis和阶梯仪等对TiO2 薄膜的沉积条件、结构、膜厚和性能进行了表征 ,并以亚甲蓝降解反应评价了掺铁TiO2 薄膜的光催化活性 .结果表明 ,在硼酸 /六氟钛酸铵摩尔比为 2～ 4时 ,掺铁TiO2 薄膜中含有锐钛矿相TiO2 .当掺Fe3 + 浓度为 0 0 5 % ,热处理温度为 30 0℃时 ,掺铁TiO2 薄膜具有最高的光催化活性 ,其光催化活性是未经热处理时的 3 9倍 ,是经 30 0℃热处理但未掺铁TiO2 薄膜的 1 4倍 .

TiO_2薄膜光催化剂的制备及其活性

用活化反应蒸发技术制备了不同附载条件的TiO2 薄膜光催化剂 ,膜厚度在 0 5 μm— 1 2 μm之间 ,经 4 0 0℃退火后用XRD测定其晶型结构 ,发现无定型TiO2 已部分转变为锐钛矿型 .薄膜光催化剂连续使用两次活性会下降 ,用HCl冲洗活性即可恢复 .考察了不同波长的电光源和不同辐射强度的太阳光下两种催化剂薄膜的活性比较 ,结果发现短波长电光源下(2 5 4nm)膜厚度以 0 5 μm最佳 ,而强烈辐射的太阳光下膜厚度以 1 2

直流反应磁控溅射制备二氧化钛薄膜的光催化性研究

在磁控溅射器中用钛板作阴极 ,采用直流反应磁控溅射在玻璃基板上制备二氧化钛薄膜 ,溅射气体为氧、氩混合气体 ,O2 与Ar比例为 1∶2 ,溅射总气压范围为 0 5～ 6 65Pa ,溅射时基板温度范围为 1 0 0～ 40 0℃ ,薄膜厚度范围为 1 4 0～ 1 1 0 0nm。XRD结果显示薄膜具有纯锐钛矿结构或锐钛矿和金红石的混合结构。在高的基板温度和适宜的溅射总气压下制备的薄膜以及厚度较厚的薄膜在紫外光照射后 。

TiO_2功能薄膜的制备及影响其光催化活性的因素

近些年来 ,TiO2 功能薄膜以其卓越的性能 ,尤其是优异的光催化性能引起研究人员的广泛关注。本文根据国内外近期TiO2 功能薄膜的研究现状 ,对化学气相沉积法、水解 -沉淀法、液相沉积法、溶胶 凝胶法、原子层沉积法、溅射法、激光辅助分子束沉积法等化学和物理制备方法进行评述 ,并比较详细地探讨了表面羟基含量、膜的厚度和孔径、结晶形态、基片种类、掺杂和光强度等因素对TiO2

液相沉积法制备光催化活性TiO_2薄膜

将基材玻璃片浸渍在含配合物 Ti F2 -6、F-离子捕获剂 H3 BO3 ,及加有结晶诱导剂 Ti O2 纳米晶的过饱和水溶液中 ,在基材上沉积 Ti O2 薄膜。在沉积温度 3 5℃和 Ti F2 -6水溶液的浓度为 0 .1 mol/L 及反应物Ti F2 -6和 H3 BO3 的摩尔比为 1∶ 2～ 1∶ 4的条件下 ,能得到透明锐钛矿型 Ti O2 的薄膜。膜的厚度随沉积时间的延长而增加 ,当沉积时间为 9h时 ,膜厚约为 2 60 nm。通过亚甲兰的光催化降解评价经不同温度热处理后Ti O2 薄膜的光催化活性。结果表明 ,经 3 0 0℃热处理的 Ti O2 薄膜具有最高的光催化活性 ,其活性相当于3 5℃下沉积所得 Ti O2 薄膜的 5倍。

纳米晶TiO_2薄膜的制备、表征及其光催化性能的研究

采用sol gel法制备TiO2薄膜。用XRD、UV vis、AFM对其结构、光谱吸收及表面形貌进行了表征。以具有典型偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物,对膜的光催化性能进行了研究。结果表明,在普通玻璃衬底上得到了比较好的锐钛矿型TiO2薄膜,其紫外吸收谱带拓宽,该膜对低浓度甲基橙有较好的光催化降解功能。

光催化活性TiO_2薄膜的低温制备

在低温下,将基材浸渍在含配合物TiF2-6,F-离子捕获剂H3BO3,及加有结晶诱导剂锐钛矿TiO2纳米晶的过饱和水溶液中,在基材上沉积锐钛矿型TiO2薄膜.研究了TiF2-6水溶液的浓度、反应物TiF2-6和H3BO3的摩尔比、沉积时间、反应温度等对沉积TiO2薄膜的结构和性能的影响.并用UV-Vis、XRD和SEM等对TiO2薄膜的透明性、厚度、物相和形貌等进行了表征.用亚甲蓝的光催化降解,评价了TiO2薄膜的光催化活性.

低温制备二氧化钛光催化剂薄膜的研究进展

详细介绍了化学浴、连续离子层吸附反应、液相沉积法、溶胶-凝胶法、粘结剂法和溅射法等低温制备TiO2薄膜的常用方法,概述了其制膜原理和薄膜性能,指出低温制备TiO2晶态薄膜技术目前存在的问题及未来的发展方向。

TiO_2-PEDT/PSS双层复合膜的制备及其光催化性能

By dip-coating poly（3,4-ethylenedioxythiophene）/poly（styrenesulfonate）,an organic semiconductor,on slide glass and then calcining at a low temperature of 100 ℃,the organic-inorganic composite TiO2-PEDT/PSS film was prepared.In the TiO2-PEDT/PSS dual-layer structure,photo-generated electrons in the TiO2 layer inject into the PEDT/PSS layer under UV illumination,and the recombination of photo-generated electrons and holes in the TiO2 layer is suppressed consequently,so the photocatalytic activity of this composite film is increased significantly compared with TiO2 film.

掺锡TiO_2复合薄膜的制备和光催化性能的研究

通过溶胶 -凝胶工艺在玻璃表面制备了均匀透明的掺锡锐钛矿型 Ti O2 光催化复合薄膜 ,用 SEM、XRD、XPS等对薄膜进行了表征。薄膜中除含有 Ti,O,Sn等元素外 ,还存在一定量的来自有机前驱物未完全燃烧的 C元素和从玻璃表面扩散到薄膜中的 Na和 Ca元素。甲基橙水溶液的光催化降解实验表明 :掺锡 Ti O2 复合薄膜的表观降解速率常数明显高于未掺锡 Ti O2 薄膜的表观降解速率常数 ,这为进一步提高 Ti O2

TiO_2薄膜制备及其对亚甲基蓝光催化降解的影响

用溶胶-凝胶法制备了TiO2功能薄膜,采用SEM,TG DTA等手段研究了TiO2薄膜的结构和表面形态,并对TiO2薄膜的光催化活性进行了评价.研究结果表明,所得的薄膜样品是由粒径约为50nm的锐钛矿和金红石混合型TiO2纳米混晶构成的多孔性薄膜,该薄膜表面平整,孔分布均匀,膜厚约5μm,镀膜层数和薄膜制备过程中的热处理温度对TiO2薄膜的光催化性能有比较明显的影响.关于该薄膜对亚甲基蓝光催化降解反应的动力学研究结果表明:TiO2薄膜可使该反应的活化能降低2.065kJ·mol-1.

Ag_3PO_4/Ni薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能和机理

用电化学方法制备Ag3PO4/Ni薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构、光谱特性及能带结构进行了表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性和稳定性进行了测定,采用向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化降解机理进行了探索。结果表明:最佳工艺下制备的Ag3PO4/Ni薄膜具有致密的层状表面结构,是由多晶纳米颗粒构成的薄膜。薄膜具有较高的光催化活性和突出的光催化稳定性,可见光下催化作用60 min,薄膜光催化罗丹明B的降解率是多孔P25 Ti O2/ITO纳米薄膜(自制)的2.3倍;在保持薄膜光催化活性基本不变的前提下可循环使用6次。给出了可见光下薄膜光催化降解罗丹明B的反应机理。

分子自组装制备的掺杂WO_3的TiO_2光催化薄膜的表征(英文)

利用分子自组装技术在载波片上制备了锐钛相TiO2及WO3掺杂的TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计对薄膜进行了表征。利用对罗丹明B的降解评价了所制备薄膜的光催化活性。结果表明:当W/Ti=2at%时,TiO2薄膜的光催化活性得到提高。

纳米TiO_2/Zr_xTi_(1-x)O_2异质结构薄膜的制备及其光催化性质

首次报道了采用溶胶 凝胶工艺制备TiO2/ZrxTi1-xO2异质结构光催化薄膜的新方法。薄膜样品的表面形貌、吸收光谱以及光催化性质的测试结果表明,在TiO2光催化薄膜与衬底之间引入ZrxTi1-xO2过渡层,很容易获得晶粒尺寸很小的纳米薄膜;其光催化活性和抗失活稳定性都有明显提高,且超过了DegussaP25薄膜。

微波辐射法制备TiO_2/丝光沸石薄膜光催化剂的研究

采用微波辐射加热法制备出负载型TiO2/丝光沸石(TiO2/M)光催化剂,并采用X-射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(LRS)、UV Vis漫反射谱(UV DRS)以及苯酚光催化降解等对催化剂进行评价。结果表明,由微波加热制备的样品———丝光沸石上负载的二氧化钛薄膜其晶体具有锐钛矿型结构,并显示出明显的量子效应。以丝光沸石作为二氧化钛薄膜的载体,可以显著提高水体中苯酚的完全矿化率。负载量为30%,微波辐射时间为10min+10min的样品催化剂对苯酚光催化降解具有最佳的催化性能。

镧掺杂纳米TiO_2薄膜的制备及对甲醛的光催化降解

采用sol gel技术 ,在细玻璃管表面制备了La掺杂复合TiO2 薄膜光催化剂。通过SEM、XRD和UV VIS等测量手段对该催化剂表面形貌、薄膜相组成、光吸收特性进行了表征和研究。结果表明 ,薄膜表面为多孔状 ,粒子晶型为锐钛矿相 ,适当的La掺杂可以细化晶粒并且有效提高薄膜对紫外光 (λ <387nm)的吸收。在一个封闭循环装置中考察了甲醛气体的光催化降解。甲醛的光催化降解曲线是吸附和降解共同作用的结果 ,其降解率随初始浓度的升高而增加。实验发现热处理温度为 5 0 0℃、镧掺杂量 1 5 %(质量分数 )