核壳结构TiO_2@SiO_2催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯

以反相微乳液法和沉淀法相结合制备了核壳结构TiO2@SiO2,首次用于碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯反应,显示较好的催化活性.采用200°C焙烧的TiO2@SiO2,用量0.20 g,反应9 h,苯酚转化率达41.8%,酯交换选择性为100%.透射电镜显示TiO2@SiO2核厚壳薄,TiO2核直径220–300 nm,SiO2壳厚度40–60 nm,具有介孔结构.TiO2@SiO2对碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应有好的重复使用性,使用4次苯酚转化率仍保持在40%以上.TiO2与SiO2发生相互作用,Ti进入骨架形成Ti–O–Si键,骨架Ti的形成提高了TiO2@SiO2的催化性能.

磁性纳米TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2/Fe3O4复合光催化剂。用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征。以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物,评价其光催化活性。结果表明,所制TiO2/SiO2/Fe3O4样品为双层包覆型结构,SiO2为中间层,最外层是锐钛矿型的TiO2。该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性,并具有可利用其磁性回收重用的特点,应用前景广泛。

Fe^(3+)/TiO_2/SiO_2复合纳米微粒的合成及光催化降解NO_2^-

采用溶胶 -凝胶法制备了 Ti O2 / Si O2 和不同浓度 Fe3+掺杂的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合纳米粉末 ,并利用XRD、BET、UV-vis等手段研究了 Ti O2 / Si O2 及掺铁形成的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合微粒的表面结构形态变化 ,以及对污染物 NO- 2 光催化降解的影响 .结果表明 ,Fe3+ / Ti O2 / Si O2 (ω( Fe3+ ) =1 .5 % ,m( Ti)∶ m( Si) =2∶ 1 )具有最佳活性 ,样品呈晶化度较低的锐钛矿结构 .Fe3+ 掺杂导致晶粒的增大 ,稳定性降低 ,大大提高了半导体的光催化活性 ,有利于对低浓度 NO- 2

微乳法制备纳米TiO_2/SiO_2的结构及光催化研究

由于TiO2具有较高的光催化活性，无毒．成本低，因而成为当前光催化研究的热点。但是．TiO2禁带宽度为3．2eV，只能吸收波长小于387nm的紫外光，而这部分紫外光仅占太阳光的3％。5％．对太阳光的利用率极低。另外，TiO2在光照下被激发产生的电子一空穴对容易复合，致使光量子效率低。

TiO_2/SiO_2气凝胶微球的制备及其表征

以TiOSO4和硅溶胶为原料,加入甲酰胺作为干燥控制化学添加剂,采用W/O乳状液中的溶胶-凝胶法制备TiO2/SiO2凝胶微球,通过正硅酸乙酯母液浸泡、溶剂交换、陈化和常压干燥技术制备TiO2/SiO2气凝胶微球,采用光学显微镜、SEM、TEM和BET比表面及孔分布测定等手段对所得样品进行表征.典型的气凝胶微球样品是由粒径15nm左右,粒度分布相当均匀的球状纳米粒子构成的轻质纳米多孔材料,表观密度为177kg·m-3,比表面积372m2·g-1,平均孔径22.78nm,孔隙率高达92.0%,微球的宏观粒径为50μm.依据制备条件的变化,TiO2/SiO2气凝胶微球的宏观粒径可控在10～200μm之间,表观密度为150～300kg·m-3,比表面积为300～400m2·g-1,平均孔径在18.71～22.78nm之间变化.

无机阴离子对TiO_2/SiO_2光催化降解酸性红B活性的影响

以酸性红B为模型化合物 ,分别考察了 6种常见的无机阴离子对TiO2 /SiO2 复合光催化剂活性的影响 ,并考察了导致催化剂失活的无机阴离子的最低浓度 .结果表明 ,除了HCO- 3 能引起催化剂部分不可逆中毒外 ,其余 5种离子并没有在催化剂形成占位 .失活的催化剂通过简单的HCl冲洗即可再生 .另外 ,对催化剂的失活机制作了初步探讨 .

TiO_2/SiO_2气凝胶对吡啶的光催化降解

用非超临界干燥工艺制备出TiO2/SiO2气凝胶,其钛与硅摩尔比为1∶3,500℃焙烧后的比表面积高达28326m2/g,孔分布集中在2～30nm。光催化实验结果表明,无论弱酸性、中性还是弱碱性条件下,气凝胶对吡啶的降解效果都远远优于TiO2粉末。弱碱性条件下(pH=9)TiO2/SiO2气凝胶的光催化活性最高,65h时吡啶的降解率已达97%,此时TiO2粉末对吡啶的降解率仅为70%。

耐高温核/壳结构TiO_2/SiO_2复合气凝胶的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为源,采用苯胺-丙酮原位生成水溶胶-凝胶法,在乙醇超临界干燥过程中用部分水解的钛醇盐和硅醇盐对TiO_2凝胶进行超临界修饰制备了具有核/壳纳米结构的块体TiO_2/SiO_2复合气凝胶.制备的复合气凝胶具有优异的机械性能,其杨氏模量可达4.5MPa.复合气凝胶同时具有极好的高温热稳定性.经过1000°C热处理后,线性收缩由纯TiO_2气凝胶的31%降至复合气凝胶的10%,且比表面积由纯TiO_2气凝胶的31m2·g^(-1)提升至复合气凝胶的143 m2·g^(-1).此外,该复合气凝胶经1000°C热处理后具有优异的光催化降解亚甲基蓝的性能.其优异的光催化性能得益于TiO_2/SiO_2复合气凝胶1000°C处理后高的比表面积和小的颗粒尺寸.优良的耐热性能、力学性能和光催化性能使获得的具有核/壳纳米结构的TiO_2/SiO_2复合气凝胶在光催化领域具有良好的应用前景.

表面光催化还原铁对TiO_2/SiO_2光催化活性的影响

用表面光催化还原铁法对TiO2 /SiO2 复合氧化物进行改性 ,并在改性后用XRD ,TEM进行化学状态、晶体组成与颗粒大小分析。通过对亚甲基蓝的降解揭示表面光还原对催化剂活性的影响。结果表明 :经过表面光催化还原铁法改性的催化剂活性要高于未改性的 ,随着表面还原Fe量的增加 ,催化活性增加。但n(Fe)∶n(Ti) >1.0 %后 ,催化性能急剧下降 ,最佳值为 1.0 %。讨论了Fe杂质对光生载流子分离效率的影响及其影响光催化剂活性的机理。Fe3 + 和Fe2 + 共同存在 ,Fe3 + 是光生电子的捕获阱 ,Fe2 + 是光生空穴的捕获阱 ,在二者的协同作用下 ,载流子得到有效分离 ,催化活性得到提高。

Si含量对TiO_2/SiO_2复合气凝胶结构及光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同Si含量的TiO2/SiO2复合气凝胶.利用XRD、FTIR、XPS和BET等手段表征了复合气凝胶组织结构,以甲基橙溶液光催化降解实验评价其光催化活性,研究了Si含量对TiO2/SiO2复合气凝胶的结构及光催化性能影响规律.结果表明:TiO2/SiO2复合气凝胶中Ti-O-Ti、Si-O-Si和Ti-O-Si键相互交织,使复合气凝胶具有小晶粒尺寸、高比表面积和高热稳定性.随着Si含量增大,TiO2/SiO2复合气凝胶中TiO2晶粒尺寸减小,TiO2结晶度降低,比表面积增大,平均孔径减小,且TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的光催化降解活性呈现先升后降的变化趋势.适当Si含量能显著改善TiO2/SiO2复合气凝胶的结构和光催化性能,Si含量最佳值在9wt%附近.

纳米TiO_2/SiO_2对甲苯-SO_2体系气相光催化作用的影响因素

以纳米TiO2/SiO2为光催化剂、C7H8(toluene)-SO2-O2-TiO2/SiO2为重点研究体系,研究了甲苯的初始浓度、氧气含量、水蒸气含量和光强对甲苯光催化降解的影响。结果发现,甲苯的初始反应速率随其初始浓度的增加而增大,并最终趋于稳定;随着含氧量增加而不断增大,体积分数为25%时达到最大,之后逐渐减小;水蒸气的体积分数为0.4%时,甲苯降解速率最大;光强增加,甲苯增大反应速率,3.0mW/cm2时反应速率趋于定值。体系中引入SO2促进了甲苯的初步降解,却抑制反应中间产物的进一步降解;同时甲苯的存在也抑制了SO2的降解。

TiO_2/SiO_2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性

采用溶胶-凝胶过程和非超临界干燥法制备了TiO2/SiO2气凝胶,并对所得样品的结构进行了表征,研究了TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝(MB)降解的光催化活性.结果表明TiO2/SiO2气凝胶是一种轻质的连续多孔性块状材料,具有较高的机械强度;依据制备条件的不同,TiO2/SiO2气凝胶的比表面积在300～400m2·g-1范围内,平均孔径为20～40nm,孔体积在1～2cm3·g-1之间;TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性远高于粉末状的TiO2;钛硅的摩尔比n(TiO2)∶n(SiO2)=1∶6时制得的TiO2/SiO2气凝胶,经600℃焙烧热处理,在弱碱性条件下对亚甲基蓝降解的光催化活性较高;TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解反应的活化能为8.706kJ·mol-1.

TiO_2/SiO_2纳米粒子光催化降解庚烯/二氧化硫

以TiO2/SiO2纳米粒子为催化剂,研究了催化剂不同焙烧温度对二氧化硫与庚烯光催化反应的影响.结果表明,经600℃焙烧的催化剂对庚烯的降解最好.同时研究了庚烯和二氧化硫的初始浓度、氧气和水蒸气的不同含量及光强等因素对其光催化氧化降解的影响.庚烯的降解速率随着二氧化硫浓度的增加而增加,最终趋于稳定.在二氧化硫浓度一定时,庚烯的反应速率分别随着氧气和水分子含量的增加而不断增大,氧含量为20%时速率最大;水分子含量为444μmol/L时速率最大.庚烯的反应速率随着光强的增加而增大,光强增至8.32 mW/cm2时,反应速率趋于定值.通过FT-IR和GC-MS测定初步确定了反应产物.

碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯研究

选择Lewis酸催化剂、分子筛催化剂、有机钛和锡化合物催化剂和不同负载型金属氧化物催化剂用于碳酸二甲酯(DMC)与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)的过程。试验结果表明,MoO3 SiO2和TiO2 SiO2催化剂对该反应具有相对较好的催化活性和选择性。以MoO3 SiO2为催化剂,DMC转化率和DPC选择性分别为24 3%和37 6%;以TiO2 SiO2为催化剂,DMC转化率和DPC选择性分别为13 7%和20 0%。在该酯交换反应中,SiO2与Al2O3和MgO相比,是一种良好的催化剂载体。

载体制备方法对Co／TiO2／SiO2催化剂结构及费托合成反应性能的影响

分别采用浸渍法、沉淀法、醇盐水解法、水解回流法制备TiO2/SiO2复合氧化物,采用等体积浸渍法制备费托合成Co/TiO2/SiO2催化剂。通过XRD、Raman、FT-IR、TPR等表征手段考察载体制备方法对催化剂结构的影响,通过费托合成反应考察载体制备方法对催化剂反应性能的影响。实验结果表明,载体中TiO2的引入,调整了钴与SiO2之间的相互作用,使钴物种实现了适宜的还原度与分散度,进而提高了催化剂的费托合成反应活性,降低了甲烷的选择性并提高了C5+烃的选择性。

Cu/TiO_2/SiO_2纳米复合薄膜光催化降解氨气性能的研究

采用溶胶-凝胶结合γ-射线辐射法制备了Cu/TiO2/SiO2纳米介孔复合薄膜。X-射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),紫外-可见光谱(UV-vis)及X-射线光电子能谱(XPS)表征显示单质金属铜与锐钛矿型TiO2纳米粒子较均匀地分布在非晶SiO2介孔基体的孔洞之中。光催化降解氨气的实验结果表明该三元复合薄膜具有良好的光催化性能,与未掺杂铜的TiO2/SiO2二元复合薄膜相比,铜纳米粒子的掺入可将其光催化性能提高18%以上。

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料,通过溶剂热方法制备得到SiO_2/TiO_2催化剂.产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征,结果表明:所制备的SiO_2/TiO_2催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO_2,SiO_2与TiO_2之间通过Si-O-Ti键结合.另外,以亚甲基蓝降解为探针反应,考察了SiO_2/TiO_2催化剂在紫外光照射下的光催化性能.结果表明;SiO_2/TiO_2催化剂具有比纯TiO_2更优越的光催化性能,65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.

纳米TiO_2/SiO_2复合催化剂的制备与表征

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯作为前驱体,冰醋酸作为水解抑制剂,用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/SiO2复合物。讨论了加水量、稳定剂、催化剂、乙醇用量、反应温度等工艺因素对制备过程的影响。用X射线衍射、红外光谱、比表面积仪等测试手段对纳米TiO2/SiO2复合粒子进行了表征。结果表明,用溶胶-凝胶法制备TiO2/SO2复合光催化粒子,整个反应采用滴加方式;各反应组分用量为n(TEOS+TBOT):n(EtOH):n(HCl):n(H2O)=1:16:0.06:4,n(TBOT):n(HAc)=1:0.6;反应温度为室温。制备得到的纳米TiO2/SiO2复合粒子主要以锐钛矿型存在;SiO进入TiO2晶体结构中,两者以化学键相结合;TiO2/SiO2复合粒子的比表面积要比纯TiO2粒子的比表面积大得多,当xTi:xsi=3时,TiO2/SiO2复合粒子比表面积达389.11m2/g。

TiO_2/SiO_2核/壳结构复合粒子的组装及其电化学性能

近年来，纳米TiO2被广泛应用于涂料、化妆品、陶瓷、化纤、锂离子二次电池的负极材料等领域，是目前的研究热点。由于一维纳米棒TiO2材料的特殊结构。作为锂离子电极材料表现出了很多优势，例如。锂离子嵌入／脱出过程体积膨胀小，稳定性好等。由于纳米TiO2粉体是强极性物质，且容易团聚而引起反应活性的降低。因此为了改善纳米TiO2的光催化和电性能。国内外进行了许多探索。通常采用的方法有贵金属表面沉积、过渡金属掺杂、表面敏化、半导体复合和简单包覆等。据报道，TiO2经SiO2包覆后，其热稳定性可得到明显的提高。目前纳米TiO2的表面处理过程主要采用气相法、液相沉积法和溶胶-凝胶法，并加以机械搅拌以保证TiO2在溶液中的分散。而纳米颗粒粒径小，表面能高．机械搅拌很难保证颗粒的分散。本工作在外加超声场的作用下采用醇盐原位水解法制备了粒径约200nm的TiO2／SiO2核／壳结构复合粒子，并研究了所合成样品的分散性、热稳定性及电化学性能。

TiO_2/SiO_2/NiFe_2O_4磁性纳米材料的制备、表征及光催化性能

采用均匀沉淀法在表面包覆了SiO2的磁基体NiFe2O4上负载TiO2,从而制备出一种新型磁性纳米光催化材料TiO_2/SiO_2/NiFe_2O_4,并通过改变pH值、水浴时间、水浴温度、煅烧温度及Ti/Ni摩尔比n(Ti):n(Ni)等得到材料的最佳制备条件。用XRD、TEM分析了复合材料的形态结构及包覆情况,结果显示TiO2均匀地包覆在SiO2/NiFe2O4表面,复合材料粒径范围为50～70nm;UV-vis吸收曲线表明,复合材料对光的吸收带出现红移。VSM测试表明复合材料具有良好的磁性,易于通过磁场进行回收。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价了复合材料的光催化性能,该材料对甲基橙的脱色率达98.6%。