溶胶-凝胶法制备Ag/TiO_(2)纳米薄膜及其陶瓷表面抗菌性能研究

为提升TiO_(2)在陶瓷表面的光催化性能和抗菌性能,以钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸银为原料,乙酰丙酮和硝酸作为催化抑制剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO_(2)溶胶和Ag/TiO_(2)溶胶。以普通陶瓷片为载体,采用浸渍-提拉法制备TiO_(2)薄膜。以亚甲基蓝为目标降解物进行光催化降解实验,并探讨在不同热处理温度下对Ag/TiO_(2)薄膜光催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等仪器对样品进行表征。实验结果表明:在紫外灯照射下,TiO_(2)薄膜和Ag/TiO_(2)薄膜对有机物都具有降解能力,而Ag/TiO_(2)的光催化活性更明显,在光照8 h后其光催化降解率达到了70%,热处理最佳温度为500℃;Ag/TiO_(2)薄膜具有良好的亲水性,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。Ag/TiO_(2)薄膜有望应用到陶瓷用品上,可有效减少材料表面的有机污染物,并且经过高温处理后还可以保持良好的光催化性能。

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.

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.

Ag掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及光电催化降解氨氮废水

采用光化学沉积法、光还原法以及光电沉积法3种不同的掺杂方法 ,通过控制掺杂时间来控制Ag的担载量制备出Ag-TiO2纳米管阵列。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、X-射线荧光光谱(PL)对样品进行表征。用氨氮废水的光电催化降解反应评价其催化活性,研究不同的掺杂方法以及不同的Ag担载量对TiO2纳米管阵列光催化性能的影响。结果表明:适量的Ag的引入有利于光催化效率的提高,即Ag的掺杂量存在一个最佳值,光电沉积60 s制备的样品具有最佳的光电催化效率。

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掺杂型空心TiO_2纳米微球的制备与表征及其光催化性能

通过甲基丙烯酸与苯乙烯的乳液聚合制备了表面载有阴离子的聚苯乙烯(PSt)纳米乳胶粒.在乙醇与水的混合溶剂中,用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性.以此乳胶粒为模板,加入钛酸四丁酯和硝酸银制备了Ag2O掺杂型聚苯乙烯/二氧化钛(PSt/TiO2)复合微球.对该微球在180℃进行液相预处理、干燥、500℃烧等步骤制备了Ag掺杂型Ag-TiO2复合粒子.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段对PSt/TiO2复合粒子及Ag-TiO2空心粒子的形貌及晶体结构等进行了表征.考察了Ag-TiO2复合粒子在紫外光(365nm)与紫外-可见光(370-760nm)下对罗丹明B(RhB)降解的催化活性.结果表明,与不含银的TiO2空心微球相比,在紫外光照射下,银含量(nAg/nTi)为0.1%的Ag-TiO2复合粒子对RhB的降解率提高了11%左右;在紫外-可见光照射下,nAg/nTi为1.0%和2.0%的Ag-TiO2复合粒子对RhB的降解率提高了30%左右.

多价态共存的Ag-TiO_2光催化剂的制备及光催化活性

在避光条件下采用溶胶凝胶法制备了Ag TiO2 光催化剂 ,通过XRD ,Raman ,PL和XPS表征及对光催化降解罗丹明B的性能评价 ,发现Ag的掺入抑制了TiO2 锐钛矿相的晶化 ,促进了TiO2 由锐钛矿相向金红石相的转变 .随着掺Ag量的增加 ,PL光谱强度下降 ,这说明Ag掺入抑制了光生电子空穴的复合 .在较低掺杂浓度区 (Ag/Tiatom <3 % )以Ag+ 的迁移、扩散为主 ,在较高浓度掺杂区 (Ag/Tiatom≥ 3 % )Ag+ 的迁移、扩散和表面还原共存 ,在浅表层扩散阈值附近 (Ag/Tiatom =3 %～ 5 % ) ,Ag TiO2 光催化剂既有丰富的浅表层电子捕获阱 ,又有利于电子向表面还原态Ag的导出 ,使光生电子和空穴的复合得到有效的抑制 ,从而使光催化效率显著提高 .当掺杂浓度大于阈值时 ,Ag TiO2

纳米Ag/TiO_2对烯酰吗啉的吸附与光催化降解

用十二烷基磺酸钠对Ag/TiO2光催化剂表面进行了改性,分析了不同酸碱条件下光催化剂表面对烯酰吗啉分子的吸附和氢键的形成情况。在紫外光条件下,以Ag沉积量为0.125%(摩尔分数)的纳米Ag/TiO2为催化剂,对浓度为100 mg.L-1的烯酰吗啉稀水溶液进行光催化降解,5 h降解率为94%。根据降解过程对烯酰吗啉浓度的高效液相色谱分析、液-质联用色谱分析和紫外-可见光谱分析,探讨了烯酰吗啉的可能分解路径。

纳米Ag/TiO_2对溴虫腈的光催化降解

用紫外杀菌灯为光源,Ag/TiO2,SDS/Ag/TiO2和TiO2作光催化剂对悬浮液中溴虫腈进行光催化降解,并采用高效液相色谱、液-质联用仪和紫外-可见分光光度计对降解过程浓度变化进行分析。研究结果表明:在100mL混合中性溶液中,当溴虫腈质量浓度为100mg/L、催化剂质量浓度为1.0g/L、温度为室温条件下,溴虫腈5h的降解率分别为78%,65%和55%(空白实验为32%)。用上述3种催化剂为光降解源和空白实验制备4种纳米农药水乳剂,于玻璃上涂膜后在相同条件下进行太阳光降解实验,各制剂中溴虫腈降解率分别为62%,53%,34%和13%;在酸性条件下,溴虫腈分子和催化剂的吸附及氢键的形成十分有利,这有利于溴虫腈的降解;紫外光、太阳光下溴虫腈分解的主要中间产物为氯苯,其他中间产物含量较少。

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。

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Ag^+-TiO_2/聚氯乙烯抗菌塑料制备及其性能

将纳米Ag+-TiO2用8%硅烷偶联剂(KH-560)进行表面改性,再与聚氯乙烯(PVC)树脂、增塑剂、润滑剂、稳定剂等混合,经熔融塑化,制得软质PVC抗菌塑料。考察了改性纳米Ag+-TiO2加入量对PVC抗菌塑料力学性能、加工流变性能和抗菌率的影响规律。研究表明:纳米Ag+-TiO2的加入可有效提高PVC塑料的力学性能和抗菌率,改善加工流变性能;当加入量为0.63%时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率已超过90%;当Ag+-TiO2添加量为2.5%时,抗菌率超过99%,具有很好的抗菌效果。

Ag^+掺杂TiO_2纳米粉体制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶凝胶法制备Ag+掺杂TiO2纳米粉体,采用正交实验考察了掺杂量、浓硝酸、冰醋酸、煅烧温度等因素对其制备的影响,从而确定制备工艺最佳条件。通过XRD、TEM、TG-DSC等测试技术对掺杂纳米TiO2粉体进行表征。最佳工艺条件为:掺Ag+量0.5%(摩尔分数),冰醋酸1mL,浓硝酸0.2mL,煅烧温度450℃,制得颗粒粒径为12.16nm。以甲基橙为降解物,通过自制光催化反应装置,研究了光催化剂的活性,结果表明:Ag+掺杂制备的TiO2纳米粉体具有较高的光催化活性,试验条件下Ag+掺杂TiO2纳米粉体最高降解率为79.38%。

Ag/TiO_2光催化氧化还原反应脱除水体中无机氮

采用光催化还原法制备了高活性的载银二氧化钛光催化剂,并用XRF、TEM、XRD及XPS、UV-Vis方法对催化剂进行了表征.考察了负载Ag的含量、催化剂制备时间、搅拌气体的种类以及Fe2+的添加等条件对该催化剂光催化水体脱氮活性的影响.结果表明:载银量1.0%时去除效果最佳;制备催化剂时光照时间不充分会使催化剂失去还原效力;氮气保护下催化剂反应活性更高;Fe2+的加入利于光催化反应;2 h光催化含氨氮和亚硝基氮的水样,总脱氮率达到了63.9%.

Ag/TiO2光催化还原硝酸氮

利用化学还原法制备不同Ag掺杂量TiO2纳米催化剂,采用TEM、XRD、XRF和UV-Vis对催化剂进行表征。考察了催化剂在紫外光(254nm)和可见光照射下还原初始浓度100mgN·L-1水相硝酸氮的活性和效果。重点考察了紫外光照射下Ag掺杂量、不同空穴捕获剂(甲酸、甲醇、乙酸、乙醇、草酸、草酸钠等)及甲酸浓度对硝酸氮还原的影响;对硝酸氮转化率和总氮去除率、形成亚硝酸氮、氨氮浓度及氮气选择性的影响。甲酸浓度为0.030mol·L-1、Ag掺杂量为1.0wt%时催化剂效果最佳。此时,硝酸氮、总氮的转化率分别为98.43%、78.13%;亚硝酸氮浓度为零,转化的硝酸氮中只有20.76%转化为氨氮,氮气选择性为79.24%。可见光下进行光催化还原反应时,硝酸氮转化率仅37.98%,但氮气的选择性较高。

Ag/TiO_2薄膜光催化性能的研究

用含有AgNO3的复合溶胶凝胶制备Ag/TiO2薄膜,然后对其进行了SEM,XRD,RBS研究,以甲基橙为反应物检验了含有不同n(Ag)/n(Ti)的Ag/TiO2薄膜在365 nm紫外光作用下的光催化降解效率.具有最佳光催化降解效率的是溶胶中n(Ag)/n(Ti)=0.064的Ag/TiO2薄膜,与未掺银TiO2薄膜相比,效率提高了73%.

Ag/TiO_2聚丙烯负载膜的制备及其光催化与抗菌特性研究

以聚丙烯负载二氧化钛膜为载体,在一定浓度的AgNO3水溶液中,利用光还原在氧化钛膜表面还原Ag,制备载银二氧化钛负载膜,在室光和太阳光下,分别选择Ag/TiO2聚丙烯膜、TiO2聚丙烯膜和活性炭聚丙烯膜,研究膜的抗菌特性和光催化特性.结果表明:Ag/TiO2负载膜由于同时具有Ag和TiO2的双重效用,显示了良好的杀菌特性,无论是在室内还是太阳光下,都没有检测到活的微生物;在水溶液中检测Ag/TiO2负载膜和TiO2负载膜的光催化特性,发现由于银离子的催化活性中心的作用,光催化降解甲基橙的能力与TiO2负载膜相比,能够提高10%左右,显示了良好的光化学特性.

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.

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/TiO_2纳米复合光催化材料研究进展

TiO2半导体材料具有光催化活性高、稳定性好、价廉等优点,在光催化领域方面有着广阔的应用前景。一些研究表明,贵金属Ag纳米粒子可以形成易于捕获电子的Schottky能垒而提高TiO2催化活性,因此将Ag/TiO2复合是光催化研究的一个重要发展方向。就Ag/TiO2复合纳米材料的合成方法和应用进行了综述,同时对Ag/TiO2纳米复合材料的前景进行了展望。