有序大孔-介孔Au-TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

为提高TiO2的光吸收和光催化能力,采用原位水热还原法将Au沉积到有序多孔TiO2上,制备了有序大孔-介孔Au-TiO2复合材料。材料的光催化活性以在紫外光和可见光辐射下降解罗丹明B来评价。漫反射吸收光谱显示Au-TiO2复合材料在400-800nm有较强的吸收。在紫外光和可见光辐射下,Au-TiO2复合材料的光催化活性优于TiO2。在紫外光下Au-TiO2-1.9是最高效的催化剂,3h内罗丹明B的降解率达84%,其表观速率常数K是TiO2的2.8倍。这主要是因为沉积Au纳米粒子能有效促进电荷的分离,提高光催化效率,但过量的Au成为表面电子-空穴复合的中心,反而降低其光催化能力。在紫外光下,罗丹明B的降解反应属于准一级动力学反应,光生空穴是主要的活性物质。阻抗测试显示Au-TiO2的圆弧半径小于TiO2,表明电荷传递效率提高,有利于光生电子-空穴对的分离和光催化性能的提高。

二维六方p6mm有序介孔WO_3-TiO_2复合材料的制备及其可见光光催化性能

以非离子型表面活性剂为模板剂,采用蒸发诱导自组装法制备了一系列不同WO3含量的有序介孔WO3-TiO2复合材料,并表征了其孔结构、形貌、孔隙率、光谱性质及组成.结果表明,该材料呈二维六方p6mm对称和锐钛矿晶相结构;与无序WO3-TiO2复合材料相比,其比表面积(152～154m2/g)更大,孔径更均一(5.3nm),且比纯TiO2的帯隙宽度(3.0eV)更窄.将该WO3-TiO2样品用于可见光光催化降解水相中罗丹明B和2,4-二氯苯氧乙酸的反应中,发现WO3含量适当的有序介孔WO3-TiO2样品的光催化活性比无序的样品和纯TiO2的更高.

有序介孔TiO_2-SiO_2复合材料的制备及在造纸上的应用研究进展

介孔材料是一类孔径分布在2～50nm之间的多孔材料，具有比表面积大、孔隙率高、孔径分布窄、孔排列有序的特点。本文综述了近几年介孔TiO2-SiO2复合材料的合成、表征及在造纸上应用的最新进展及前景展望。

有序介孔TiO_2固载γ-谷氨酰转肽酶催化合成S-bzl-γ-Glutamyl-L-Cysteine

以有序介孔TiO2(OM-TiO2)为载体对B.subtilis NX-2GGT进行吸附固载.圆二色光谱分析和活性位点滴定结果表明,固定化前后酶的二级结构和活性位点数变化很小,固定化后GGT对供体的亲和力及转肽反应催化常数均有不同程度下降,但固定化酶对产物的亲和力有明显提高.固定化后GGT的热稳定性和pH稳定性均较游离酶有显著提高,固定化酶稳定性良好,经10批次转化后,固定化催化活性仍保持74%.以固定化GGT为催化剂,在L-谷氨酰胺(L-Gln)5mmol/L、S-苄基-半胱氨酸(S-bzl-cys)15mmol/L、酶浓度0.062U/mL和pH9.0条件下,40℃水浴反应5h,产物浓度为1.2mmol/L.

TiO_2修饰的介孔分子筛MCM-41的合成、表征及光催化性研究

首次以三种不同的含钛有机物为氧化钛的前驱体,合成了三种TiO_2呈单层分散状态的TiO_2修饰的介孔分子筛MCM-41,并以XRD,FT-IR,液氮温度下N_2吸附-脱附曲线,固体UV-vis漫反射等表征手段对其结构特征和氧化钛分散状态进行了研究.TiO_2在介孔分子筛MCM-41孔道中分散,MCM-41仍能保持骨架结构,没有品相TiO_2生成;TiO_2与MCM-41孔道表面的≡Si—OH以化学键连接,生成Si—O—Ti键;TiO_2在MCM-41内孔壁呈均匀单层分散状态;TiO_2粒子的减小使其对紫外光的吸收发生明显的蓝移现象.并以苯酚降解反应为模型检验合成的具有光催化性的TiO_2修饰的MCM-41的光催化活性.

三维有序大孔复合材料Ag/ZnO-TiO_2的制备及微波辅助光催化性能

采用聚苯乙烯(PS)微球作为模板剂,经溶胶-凝胶及煅烧后处理等方法制备了三维有序大孔复合材料Ag/ZnO-TiO2.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附和扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱(SEM-EDS)等手段对其组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,经PS微球处理后的Ag/ZnO-TiO2具有锐钛矿晶型结构,Ag以单质形式存在.该复合材料的孔结构排列整齐有序,孔壁为介孔结构,粒子堆积致密,平均孔直径约为150 nm,属于三维有序大孔材料(3DOM).在微波辅助光催化降解甲基橙等染料的研究中,该复合材料表现出较好的光催化性能,其活性明显高于商用光催化剂(Degussa P-25)等单体以及ZnO-TiO2二元体系.

复合模板剂下有序介孔TiO_2的制备研究

在复合模板剂聚氧乙烯十二烷基醚(Brij35)和聚乙二醇(PEG)下,制备出有序介孔TiO2.用XRD、HRTEM、SEM、FT-IR和N2吸附脱附等方法进行表征;并通过对反应过程中电导率和粘度的连续监测,分析有序介孔TiO2形成过程.研究表明,介孔TiO2为规整的六方排列结构,在低于400℃焙烧,有序结构稳定性高,比表面积达252m2·g-1,孔径3.4nm,晶型为锐钛矿;经500℃焙烧,有序介孔结构破坏,并开始出现金红石型晶相.有序介孔TiO2形成过程是基于在高极性介质中非极性的碳氢链聚集成为胶束,同时钛酸丁酯(TBOT)在已形成的胶束上聚集,在酸作用下不断水解缩聚而形成有序介孔结构,有效控制水解和聚合过程是控制介孔材料结构形成的关键.

工业TiOSO_4液复合模板合成有序介孔TiO_2

以工业TiOSO4液为钛源，复合模板剂EO20PO20EO20（P123）和十六烷基三甲基澳化铵（CTAB）为结构导向剂，在超分子自组装诱导作用下，控制溶液出值调控TiOSO4液的水解缩聚速率。使水合二氧化钛均匀沉积于复合模板剂形成的胶束上，经煅烧脱模后制得有序介孔TiO2.在高极性的水溶液中。P123降低了CTAB非极性头基间的排斥作用，复合模板通过与TiO2无机前体自组装形成有序介孔结构。合成产物采用SEM、TEM、电子衍射、XRD及等温N2吸附等进行分析表征。结果表明：介孔TiO2有序度高，孔道分布窄，呈六方排列，平均孔径3．0nm，比表面积132．6m^2／g，孔隙率36％，孔容0．19cm^3／g；孔壁晶化为锐钛型，经450℃煅烧脱模后晶粒长大，晶粒尺寸为14．22nm，基本粒子大小介于30-70nm之间，并团聚为类球形颗粒。

CeO_2/TiO_2复合体系的有序介孔结构表征

通过有机模板溶剂热超临界流体干燥法获得四方相TiO2有序介孔(2～4nm)粉体,利用浸泡沉淀法将CeO2填充到TiO2的介孔孔道中,并用HREM、TEM、BET等分析技术,对CeO2/TiO2复合体系的有序介孔结构进行了表征,初步探讨了TiO2介孔结构和CeO2纳米团簇结构的形成机理。结果表明,所制备的CeO2/TiO2体系实现了纳米尺寸结构的均匀复合。

介孔SO_4^(2-)/W-TiO_2@SiO_2可见光催化剂的制备及催化性能

以P123作为模板剂,采用溶胶-凝胶法合成介孔SO42-/W-TiO2@SiO2(WSTS)可见光响应光催化剂。以甲基橙为模型物,考察其在可见光及紫外光区的光催化活性。采用X射线衍射(XRD)、环境扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、低温氮物理吸附(BET)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和荧光光谱(PL)对样品的结构及性能进行表征。结果表明:W掺杂不但可以提高样品的比表面积、孔容,而且可以抑制晶型从锐钛矿向金红石转变。与光催化剂P25及未掺杂的样品相比,光催化活性明显提高。且W的最佳掺杂量为n(W)/n(Ti)=0.002 5,其在可见光(λ>400 nm)和紫外光区辐照40 h和60 min后,甲基橙的脱色率分别是91.7%和98.9%。

Pt／介孔TiO_2-SiO_2的制备、表征及光催化性能研究

以正硅酸乙酯、钛酸异丙酯为前驱体,尿素为沉淀剂,改进的均匀沉淀法制备了TiO2- SiO2介孔复合材料,用XRD、FTIR、氮气吸附-脱附、XPS等对材料进行了表征．结果表明:Ti／Si摩尔比为0．5的介孔复合材料平均孔径为3．2nm,比表面积达到609m2／g．用光还原法在材料表面沉积适量的贵金属Pt,大大提高了材料的光催化活性．

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%。

CTAB对无机沉淀-胶溶法制备介孔层状TiO2结构与性能的影响

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为软模板,硫酸钛为钛源,采用无机沉淀-胶溶法制备了介孔层状CTAB-TiO 2。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis-Abs)、比表面积分析仪(BET)分别对样品的表面形貌、晶相组成、紫外吸收带边、比表面积和孔结构进行了表征分析。以甲基橙为目标降解物,研究了样品的光催化性能。结果表明:在相同条件下,300 W金卤灯照射28 min,550℃煅烧得到的5.69%CTAB-TiO 2对甲基橙的降解率高达96.02%,相对纯TiO 2有极大提高。CTAB对TiO 2改性后,试样出现了介孔层状结构,结晶度和晶粒尺寸均减小,促进了锐钛矿向金红石晶型的转变,并且CTAB的引入使得TiO 2的光吸收带边发生了一定的红移,从而提高了其光催化性能。

工业TiOSO_4液合成有序介孔TiO_2分子筛的研究

以工业TiOSO4液为原料，在复合模板剂十二胺和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的超分子自组装诱导作用下，合成出有序介孔TiO2。通过控制溶液pH值有效调控TiOSO4液的水解缩聚速率，使得水合二氧化钛均匀沉积于复合模板剂形成的胶束上，在脱除模板剂后得到介孔材料。产物采用XRD、粒度分布测试、SEM、TEM、电子衍射及等温N2吸附进行分析表征。研究表明：介孔TiO2具有精细纳米结构，孔道分布窄，平均孔径2．2nm，BET比表面积为135．9m^2／g，孔隙率31％，孔容0．17cm^2／g；介孔TiO2的孔壁部分晶化为锐钛型，晶粒尺寸为37nm，粒子介于30～80nm间，聚集的粉末颗粒为类球形。

三维有序大孔负载Pt-SO_4^(2-)/TiO_2固体超强酸的制备和性能

以一种直径约170nm的PMMA微球胶体晶体为模板,复制出孔径约为95nm的三维有序大孔SiO2,以这种大孔结构为载体,采用浸渍-焙烧法制备了三维有序大孔负载的Pt-SO42-/TiO2固体超强酸催化剂。探讨了TiO2负载量对三维有序大孔结构的影响。采用SEM、XRD、N2吸附-脱附实验对其大孔结构进行了表征。结果表明,适宜的TiO2负载量为30%(质量分数),太低,酸性不强,太高,易产生大孔的堵塞。负载后的大孔孔径约为75nm,呈现一种厚壁的球形大孔结构。与通常的三维有序大孔材料(孔径大于300nm)相比,这种孔径小化的大孔材料具有稳定性高和表面积大的特征。以乙酸和正丁醇的液相酯化反应为探针反应,发现这种大孔固体超强酸催化剂可以明显提高其催化活性。

快速溶胶-凝胶法制备纳米介孔TiO_2——一个大学化学开放性实验的设计

设计了一个大学化学开放性实验——介孔TiO_2的快速溶胶-凝胶法制备。该实验结合本课题组的最新研究成果,内容涉及介孔TiO_2的快速合成和材料表征分析。通过本实验可以拓宽学生的化学专业知识,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生创新能力和独立从事科研工作的能力。

具有双孔径分布的介孔C-Al_2O_3-TiO_2纳米复合材料的合成及其红外发射率

以嵌段共聚物F127(PEO106PPO70PEO106,MW=12600)为模板剂,异丙醇铝和钛酸四丁酯为金属源,低分子量的酚醛树脂为碳源,通过溶胶-凝胶三元共组装法合成了具有双孔径分布的C-Al2O3-TiO2纳米复合材料.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及N2吸附-脱附对该复合材料进行结构表征.结果显示,当铝钛原子的摩尔比为1:10时,对应的纳米复合材料具有较好的有序介孔结构,其双孔径分别为3.9和6.5nm,比表面积可达259m2·g-1,孔容0.37cm3·g-1.以三元乙丙橡胶(EPDM)为粘结剂,与介孔纳米复合材料混合制备涂层.通过调节复合材料中铝钛摩尔比和涂层厚度,红外发射率在0.450-0.617之间可调.

有序介孔TiO_2材料的合成、表征与应用

有序介孔材料是近年来新兴起的一个研究热点,非硅基有序介孔材料在光催化、磁、电等诸多领域存在巨大的潜在应用价值。而TiO2以其特有的光催化活性、紫外光屏蔽效应等功能,以及化学性质稳定、毒性低、价格便宜和易于回收等特点,尤其值得关注。笔者综合阐述了有序介孔TiO2材料的合成过程、合成机理以及材料的表征和应用前景等情况。

TiO_2-SnO_2复合氧化物介孔薄膜的气敏特性研究

采用蒸发诱导自组装工艺制备了TiO2-SnO2介孔金属氧化物薄膜。采用静态配气法,研究了不同掺杂量SnO2对TiO2元件气敏性的影响,并通过测定电化学阻抗谱,分析了介孔金属氧化物的气敏机理。结果表明:随着SnO2掺杂量的增加,TiO2元件对乙醇气体灵敏度也随之提高,而初始响应温度则随之降低。在250℃时,20%-TiO2和SnO2元件对体积分数为500×10-6乙醇的灵敏度分别为13.24和14.26。阻抗分析表明:复合氧化物对还原性气体敏感过程具有明显容抗特征。

纳米TiO_2-SnO_2介孔材料的制备及其对含氰废水的光催化降解性能

以TiCl4和SnCl4为原料,采用直接水解常压液相反应合成出了纳米TiO2-SnO2复合介孔材料.利用XRD和TEM及漫反射谱等对样品进行了表征,并研究了纳米TiO2-SnO2复合介孔材料对含氰废水的光催化降解性能.结果表明,纳米TiO2与SnO2复合后,导致材料的光谱响应拓宽;此种催化剂在日光灯下比在紫外灯下对废水中CN-的降解效果要好.