Ag-TiO_2-ZnO复合半导体的光催化性能及其动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ag和TiO2的质量分数分别为1%和20%的Ag-TiO2-ZnO光催化剂,研究了溶液初始pH、光源功率、催化剂投加量及染料初始质量浓度对降解活性艳兰KN-R动力学的影响。结果表明,光源功率和催化剂投加量对染料降解影响较大,pH的影响较小,其最佳反应条件分别为紫外汞灯300 W、催化剂投加量3.0 g.L-1和pH=9.30;对初始质量浓度为84 mg.L-1的活性艳兰KN-R光照30 min时,降解率可达99.9%,且在一定初始质量浓度下,光催化降解过程表现为1级反应。

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.

可钢化TiO_2-Si_3N_4-CrN_x-Ag-NiCrO_x-ZnO-Si_3N_4玻璃涂层的制备和性能表征

采用磁控溅射法制备了可钢化TiO_2-Si_3N_4-CrN_x-Ag-NiCrO_x-ZnO-Si_3N_4复合玻璃涂层(TSCANZSLow-E玻璃),并对其微观结构和物理性能进行了测试。AFM分析发现,薄膜表面光滑平整,粗糙度R_a为0.323nm;XPS探测到膜层表面存在TiO_2和Si_3N_4;四探针面电阻测试仪测定薄膜方阻R_s为8.81Ω/□,比辐射率值为0.108;光学性能分析显示可见光透过率达81%,在2500nm处的中远红外区反射率达80%;剥落实验证明薄膜与玻璃基底之间具有良好的附着性;钢化测试结果符合国标要求。

TiO_2纳米管负载Ag、Au、Pt纳米粒子的微波合成与表征

TiO2 nanotubes were prepared under normal pressure at a temperature of 120 ℃. Ag, Au, Pt nanoparticles supported on TiO2 nanotubes were prepared by m icrowave assisted heating polyol process. TEM images showed that microwave prepa red Ag, Au, Pt nanoparticles supported on TiO2 nanotubes were small and well dis persed on the surface of the TiO2 nanotubes. UV-Vis absorption spectra showed th at the absorbance of Ag/TiO2 nanotubes and Au/TiO2 nanotubes in the visible ligh t range increased greatly compared to the single titania nanotubes.

Ag掺杂对TiO_2粉末结构的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了Ag掺杂的TiO_2粉末.通过XRD、SEM、EDX、DSC-TG、BET氮吸附法等研究了Ag掺杂对TiO2结构的影响,结果发现掺杂的Ag降低了TiO_2锐钛矿向金红石相转变的温度,促进了相转变.适量掺杂时,Ag抑制了锐钛矿粒子的生长,结果使锐钛矿粒子的粒径降低,TiO2_粉末的比表面积增加.

纳米复合材料Ag/TiO_2-ZrO_2的制备及其微波增强光催化降解甲基橙

采用EO20PO70EO20(P123)作模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法,并经萃取处理制备了具有光催化活性的纳米复合材料Ag/TiO2-ZrO2.用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附测定和扫描电子显微镜配合X射线能量色谱仪(SEM-EDS)等测试手段对其组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,复合材料Ag/TiO2-ZrO2中Ag以单质形式存在,材料具有双孔结构,颗粒分布较均匀,结构也较规整,平均孔径约为3.6和9.0nm.通过微波增强光催化降解染料甲基橙的实验,对复合材料Ag/TiO2-ZrO2的光催化活性进行了探究.实验结果表明,微波辅助光催化效果优于紫外辐射,并且萃取后的合成产物Ag/TiO2-ZrO2在90min内对甲基橙的降解率可达81.5%,其活性高于市售P25以及TiO2-ZrO2.

载银光催化剂Ag-TiO_2合成及光催化性能

通过光化学沉积法合成了负载有贵金属银的高活性光催化剂Ag -TiO2 ,通过以亚甲基蓝为模型化合物对所制得的光催化剂的光催化活性进行评价 ,研究了制备过程中的主要因素对催化剂活性的影响。结果表明 ,当AgNO3的含量为 0 .1mol/L时 ,AgNO3 溶液用量为 7mL/gTiO2 ,AgNO3 与Na2 NO3 的溶液体积比为 2∶1,所合成的Ag -TiO2 光催化剂活性最高。在相同条件下 ,Ag -TiO2 对亚甲基蓝的降解速率是原料TiO2 的 8倍。

磁载光催化剂Ag-TiO_2/ZnO/γ-Fe_2O_3的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在表面包覆了ZnO的磁基体γ-Fe2O3上负载TiO2,光催化还原法在其表面沉积Ag,得到了易于磁性固液分离的磁载Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3复合光催化剂。通过XRD、EDX和TEM等测试技术对该复合催化剂进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰为降解对象,研究了ZnO的存在和Ag不同含量对复合光催化剂催化活性的影响及催化剂回收再利用的可行性。结果表明,0.5%(质量分数)Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3(其中m(TiO2)∶m(ZnO)∶m(γ-Fe2O3)=14∶3∶3)的复合光催化剂具有最高的光催化活性,在3次循环使用后仍能保持较好的光催化性能。

Ag/TiO_2纳米管的制备及其光催化性能

对纯钛片进行阳极氧化,得到长度约2μm的TiO2纳米管,在AgNO3溶液中TiO2纳米管在紫外光照射下,成功的将Ag＋离子还原为Ag单质,并沉积在TiO2纳米管表面;用XRD,SEM和XPS对制备的样品进行表征,结果显示：Ag微粒（10-120nm）是以单质的形式,不均匀的分布在TiO2纳米管表面,并具有很好的化学稳定性;Ag/TiO2纳米管光电催化效率随Ag量的增加而增加,但超过最佳值后降解效率就会下降;实验显示Ag含量为1.15%的Ag/TiO2纳米管降解效率最高,紫外光照射3h后,初始浓度为10×10-6mol/L的亚甲基蓝溶液降解率达到100%,比未掺杂Ag的TiO2纳米管降解效率提高了22.98%。

Ag-TiO_2光催化剂的制备、性能及机理研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ag-TiO2光催化剂粉体,研究了不同制备条件对样品性能的影响,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了其光催化性能,分析了Ag掺杂提高光催化性能的机理。结果表明,Ag离子的掺杂拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,降低了光生电子和空穴的复合几率;在普通日光灯下,当Ag的掺杂量为n(Ag)∶n(TiO2)=0.1%,热处理温度为400℃条件下制备的样品催化性能最好,其光催化活性显著高于Degussa P25。

Ag掺杂对TiO_2性质影响的第一性原理研究

采用Ag原子对锐钛矿型TiO2半导体进行掺杂,利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Ag掺杂TiO2的晶体结构和能带结构.计算表明,Ag掺杂导致TiO2电子局域能级的出现及禁带变窄,从而导致吸收光谱红移.同时对Ag、Cu这两种同族原子进行掺杂比较,结果证明,用Ag原子对锐钛矿型TiO2进行掺杂在提高光催化性能方面效果更好.

Ag/TiO_2对含酚废水的光电催化降解

以悬浮态Ag/TiO2为光催化剂,网状Ti为电极,以含酚废水为模型化合物,进行三维立体电极光电催化降解有机污染物研究。结果表明,外加阳极偏压可有效提高Ag/TiO2光催化降解反应速度,Ag的质量分数为1.5%时苯酚光电催化降解率达最大值。外加电压对光催化降解反应速度的影响存在双峰效应,最佳电压值分别为10和20V。在光电催化反应器中加载20V阳极偏压,光电催化氧化苯酚的去除率较光催化氧化提高了35%,大大高于苯酚光催化氧化与电化学氧化去除率的总和。电解质NaCl的加入可大幅度提高Ag/TiO2对苯酚光电催化降解速度,90min苯酚去除率可提高43.9%;导走光生电子、抑制光生电子空穴复合、增加电子向吸附氧分子的传递是Ag/TiO2催化体系表现出较高活性的主要原因。

Ag/Bi-TiO_2的制备及光催化气相甲苯性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备Ag/Bi-TiO2光催化剂,通过XRD、SEM、BET及UV-VisDRS对催化剂进行表征,并对其可见光催化气相甲苯的活性进行了考察。结果表明,与纯TiO2相比,Ag/Bi-TiO2光催化剂的晶粒粒径减小,比表面积增大,同时Bi—O—Ti键以及Ag杂质能级的形成,拓宽了TiO2的光吸收范围,减少了光生电子-空穴的复合几率,提高TiO2的光催化活性。当焙烧温度为450℃时,0.001Ag/0.05Bi-TiO2光催化剂(n(Ag)/n(TiO2)=0.001,n(Bi)/n(TiO2)=0.05)对甲苯的降解效率能达到77.7%,比纯TiO2提高了72.6%。

Ag/TiO_2薄膜结构和光催化性能研究

采用溶胶-凝胶技术制备了Ag掺杂的TiO2薄膜.用XRD、氮吸附法、UV-VIS-NIR分光光度计以及XPS对Ag掺杂后TiO2薄膜结构的变化进行了分析;用分光光学法通过在紫外光照下分解亚甲基蓝的实验比较了TiO2薄膜与Ag/TiO2薄膜的光催化性能.结果发现,掺杂适量的Ag有助于TiO2薄膜光催化氧化性能的提高,原因在于:（1）Ag通过引入耗尽层提高了TiO2的电荷分离能力,并吸引空穴向薄膜表面移动,结果使薄膜表面空穴的浓度提高,薄膜光催化效率提高;（2）Ag减小了TiO2粒子的粒径,使TiO2禁带宽度增大,薄膜光催化氧化的能力提高;（3）Ag掺杂后,TiO2薄膜表面对-OH基和水的吸附增加,使光照后TiO2薄膜表面活性自由基·OH的浓度增加,空穴向薄膜所吸附物质的转移能力提高.

不锈钢基片上制备Ag^+/TiO_2抗菌薄膜的研究

用溶胶 凝胶法在经过表面氧化处理的不锈钢基板上制备了含银的锐钛矿型二氧化钛复合薄膜 ,对薄膜进行了XRD、SEM、光学显微镜等分析 ,并对不锈钢的抗菌性和其他性能进行了测定 。

原子氧对金属Ag及其表面TiO_2-有机硅热控涂层的侵蚀

在微波电离型原子氧(AO)源地面模拟设备中对空间材料Ag及TiO2-有机硅热控涂层进行原子氧剥蚀效应试验.用LAMBDA-9分光度计、光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对模拟原子氧(AO)环境中的Ag及其涂覆有机硅热控涂层的表面所发生的侵蚀与防护作用进行了表征.结果表明, AO对Ag表现了较严重的侵蚀作用,而所施用的TiO2-有机硅热控涂层的表面形貌则变化甚少,该涂层对AO辐照有较强的防护效果、较好的空间稳定性(AO辐照前后Aα≈0)和热控性能.

Ag掺杂TiO_2纳米管制备与性能研究

常压下,采用强碱熔融-水热法,制备了Ag修饰复合TiO2纳米管,并就材料的组织与形貌进行了表征。XRD表征显示复合TiO2纳米管由锐钛矿和金红石相组成。TiO2纳米管形貌清晰,较均匀整齐,管径约为3～5nm,由3～5层单壁组成,管壁壁厚约为0.5nm,其中,Ti和Ag纳米颗粒清晰地附着在纳米管之间以及最外层纳米管壁上。在350nm波长以内,均出现带-带跃迁。表面光电压谱(surface photovoltagespectroscopy,SPS)和场致诱导表面光电压谱(electricfield-induced surface photovoltage spectroscopy,FISPS)光伏响应强度随着外电场极性的改变作不对称变化,出现束缚激子亚带隙跃迁的特征。Ag修饰对TiO2纳米管光伏响应影响大。

Ag@AgI等离子体负载TiO2酸蚀纳米带的制备及可见光光催化性能的研究

采用沉积-沉淀法将AgI分散到TiO2酸蚀纳米带上,然后通过光照进而分解出Ag颗粒,最终获得了Ag@AgI等离子体负载的TiO2酸蚀纳米带(AIST)。利用UV-Vis吸收光谱、XRD、SEM对产物进行表征,并研究了可见光下对甲基橙(MO)的光催化降解性能。结果表明,纳米带酸蚀后利于AgI的沉积,Ag的表面等离子体共振效应可以增强催化剂对于可见光的吸收,使可见光下AIST的光催化降解性能显著提高。

超临界流体干燥法制备纳米TiO_2-ZnO复合催化剂及其对苯酚降解的光催化性能

以TiCl4和Zn(NO3 ) 2 ·6H2 O为原料 ,采用溶胶 凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2 ZnO(7～ 10nm)复合催化剂 ,并用XRD和TEM等手段进行了表征 .以苯酚光催化降解为模型反应对所制备催化剂的催化性能进行了评价 .结果表明 ,与单组分TiO2 及普通干燥法制备的TiO2 ZnO催化剂相比较 ,纳米TiO2 ZnO复合粒子的光催化活性有较大提高 .用超临界干燥法制备的催化剂具有粒径小、分布窄、比表面积大、分散性好和光催化活性高等特点 .采用超临界流体干燥法可直接制得纳米TiO2 (锐钛矿型 ) ZnO(非晶态 )复合催化剂 ,可实现干燥、晶化一步完成 .复合催化剂中ZnO的最佳掺入量为x(ZnO)=0 8% .超临界流体干燥法是制备纳米材料的一种新技术 ,具有产物容易收集和溶剂可回收利用等优点 .

超声波辅助纳米Ag/TiO2浸渍木材的化学改性与微观构造表征

【目的】采用超声波辅助浸渍制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料,分析其化学结构与微观构造,为防霉抗菌型纳米木基复合材料研发提供理论依据。【方法】以樟子松为原料,以纳米Ag/TiO_2为主要试剂,以六偏磷酸钠和KH560为分散剂,采用超声波辅助浸渍制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料,分析超声功率、超声时间和纳米Ag/TiO_2浓度对木材载药量和抗流失性能的影响,以及浸渍前后木材的微观构造、轴向分布、化学结构、结晶度和热稳定性。【结果】1)随着超声功率增加,木材载药量呈先升高后降低的趋势,在功率为75 W时达到峰值,载药量较常压浸渍提高31.5%,抗流失率随着超声功率增加持续提高,在功率为300 W时,抗流失率较常压浸渍提高7%;2)超声时间对载药量的影响不大,对抗流失率的影响呈先升高后降低的趋势,在超声时间为30 min时抗流失率达到峰值77.73%;3)随着纳米Ag/TiO_2浓度增加,载药量持续上升,浓度为2.0%时载药量为3.363 kg·m-3,抗流失率则持续下降,浓度为0.5%时抗流失率为78.33%;4)超声波辅助浸渍处理后,纳米Ag/TiO_2成功进入木材内部并附着在细胞壁上,团聚现象减少,分散性显著增强,浸渍深度加深;5)纳米TiO_2与木材表面的羟基发生氢键缔合反应,偶联剂KH560不仅枝接在TiO_2上,而且与木材纤维素中的羟基发生反应;6)纳米Ag/TiO_2木基复合材料出现锐钛矿型纳米TiO_2特征峰,在超声波作用下,纤维表面生长疲劳裂纹,木材纤维素结晶度略有下降;7)纳米Ag/TiO_2使纳米Ag/TiO_2木基复合材料热稳定性增强,最大降解温度升高11.8℃。【结论】1)超声波辅助处理可提高木材的载药量和抗流失率,超声功率对抗流失率影响显著;2)纳米Ag/TiO_2成功进入木材细胞腔并附着于细胞壁上,部分与木材纤维素羟基发生反应;3)纳米Ag/TiO_2木基复合材料较素材热稳定性能提高。