论文(TiO2CNTs复合材料光催化性能研究)二稿_5.17

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境污染和能源短缺问题日益突出，光催化技术作为一种新兴的绿色环保技术，具有广泛的应用前景。

其中，纳米TiO2以其独特的光学、电学和化学性质在光催化领域表现出优异的光催化活性。

近年来，科研人员通过对纳米TiO2进行复合改性，以提高其光催化性能。

本文将探讨纳米TiO2复合材料的制备方法以及其光催化性能的研究进展。

二、纳米TiO2复合材料的制备1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法通过将钛醇盐溶于有机溶剂中，经过水解、缩聚等过程形成溶胶，再经过干燥、热处理等过程得到纳米TiO2复合材料。

该方法具有制备过程简单、产物纯度高、粒径分布均匀等优点。

2. 水热法水热法是利用高温高压的水溶液作为反应介质，通过控制反应条件制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法具有反应温度低、产物结晶度高、形貌可控等优点。

3. 微乳液法微乳液法是一种利用微乳液体系制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法通过将反应物分散在微乳液体系中，形成稳定的反应体系，从而得到粒径小、分布均匀的纳米TiO2复合材料。

三、纳米TiO2复合材料的光催化性能研究1. 光催化反应原理纳米TiO2复合材料的光催化性能主要源于其光生电子和空穴的分离和转移。

当纳米TiO2受到光激发时，会产生光生电子和空穴，这些电子和空穴可以与吸附在TiO2表面的物质发生氧化还原反应，从而实现光催化作用。

2. 复合材料的光催化性能研究通过将不同种类的物质与TiO2进行复合，可以改善其光催化性能。

例如，将金属离子掺杂到TiO2中可以提高其光吸收范围和光催化活性；将非金属元素引入TiO2的晶格中可以改善其可见光响应性能；将其他半导体材料与TiO2进行复合可以形成异质结结构，从而提高光生电子和空穴的分离效率。

这些改性方法均能显著提高纳米TiO2复合材料的光催化性能。

四、实验结果与讨论以某次实验为例，我们采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度的金属离子掺杂的纳米TiO2复合材料，并对其光催化性能进行了研究。

TiO2纳米材料的改性及其光催化性能研究TiO2是一种广泛应用于光催化领域的半导体材料，其广泛应用主要归功于其良好的化学稳定性、光催化性能和较低的成本。

然而，TiO2的光催化活性主要集中在紫外光区域，限制了其在可见光范围内的应用。

因此，对于纳米TiO2材料的改性研究变得尤为重要，以提高其可见光催化性能，并扩大其应用范围。

研究表明，改性TiO2纳米材料可以通过掺杂、表面修饰以及复合等方法来实现。

其中，掺杂是最常用的改性策略之一。

通过引入铁、氮、碳等元素来改变TiO2的能带结构，可以使其光催化活性发生显著改善。

铁掺杂的TiO2在可见光催化领域具有良好的应用前景。

研究发现，铁掺杂的TiO2具有更窄的能带间隙，能够吸收更多的可见光，并产生更多的电子-空穴对，从而提高催化活性。

同时，还有研究表明，通过调节铁掺杂浓度和制备条件，可以进一步提高光催化性能。

表面修饰也是改性TiO2纳米材料的重要策略之一。

常见的表面修饰方法包括溶液热处理、沉积溶胶、负载其他半导体等。

例如，通过溶液热处理可以在TiO2表面形成一层导电聚合物薄膜，改善其可见光催化性能。

通过沉积溶胶可以在TiO2表面引入二氧化铕、氧化亚铜等光敏剂，增强其可见光催化活性。

此外，将其他半导体负载在TiO2纳米材料上，可以通过协同作用来提高光催化性能，例如Pt-TiO2和Ag-TiO2等复合材料。

此外，纳米TiO2的复合改性也是提高其光催化性能的重要手段之一。

常见的复合改性方法包括纳米TiO2与碳材料的复合、纳米TiO2与其他半导体的复合等。

例如，将纳米TiO2与石墨烯、碳纳米管等碳材料复合，可以通过增加可见光吸收和电子传输来提高光催化性能。

此外，将纳米TiO2与ZnO、CdS等其他半导体复合，也可以通过异质结构的形成来提高光催化活性。

综上所述，纳米TiO2材料的改性研究对于提高其光催化性能以及拓宽应用领域具有重要意义。

掺杂、表面修饰和复合是常用的改性策略，通过这些方法可以有效地调控纳米TiO2的能带结构、光吸收性能和电子传输性能。

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和人类对环保问题的日益关注，光催化技术作为新兴的绿色技术领域受到了广泛的关注。

纳米TiO2复合材料作为一种高效的光催化剂，具有广泛的应用前景。

本文旨在研究纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能，为实际应用提供理论依据。

二、文献综述纳米TiO2复合材料因其独特的物理和化学性质，在光催化领域具有广泛的应用。

其制备方法、性能及应用已成为研究热点。

目前，制备纳米TiO2复合材料的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。

其中，溶胶-凝胶法因其操作简便、制备条件温和等优点备受关注。

而光催化性能的研究主要关注其对有机污染物的降解、抗菌性能及自清洁等方面的应用。

三、实验方法（一）实验材料实验中所需材料主要包括TiO2纳米粉体、表面活性剂、溶剂等。

所有材料均需符合实验要求，保证实验结果的准确性。

（二）制备方法本文采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2复合材料。

具体步骤包括：将TiO2纳米粉体与表面活性剂混合，加入溶剂进行搅拌，形成溶胶；然后进行凝胶化处理，得到凝胶；最后进行热处理，得到纳米TiO2复合材料。

（三）性能测试本实验通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。

同时，通过光催化实验测试其光催化性能，以降解有机污染物为评价指标。

四、实验结果与分析（一）表征结果通过XRD、SEM和TEM等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。

结果表明，制备的纳米TiO2复合材料具有较高的结晶度和良好的分散性。

（二）光催化性能测试结果以降解有机污染物为评价指标，对制备的纳米TiO2复合材料进行光催化性能测试。

结果表明，该材料具有优异的光催化性能，能够有效降解有机污染物。

此外，我们还研究了不同制备条件对光催化性能的影响，为优化制备工艺提供依据。

五、讨论本实验研究了纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能。

《磁载C-TiO2纳米复合材料合成及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，光催化技术因其高效、环保的特性，已成为解决这些问题的有效途径之一。

在众多光催化材料中，TiO2因其良好的化学稳定性、无毒性及高光催化活性而备受关注。

然而，传统的TiO2光催化剂存在光生电子-空穴对复合率高、可见光利用率低等问题，限制了其实际应用。

近年来，磁载C-TiO2纳米复合材料因其独特的性质和良好的应用前景，成为了光催化领域的研究热点。

本文旨在研究磁载C-TiO2纳米复合材料的合成方法及其光催化性能，以期为解决环境问题提供新的思路和方法。

二、磁载C-TiO2纳米复合材料的合成1. 材料选择与制备本实验选用碳纳米管（CNTs）和TiO2为原料，通过溶胶-凝胶法与化学气相沉积法相结合的方式，制备出磁载C-TiO2纳米复合材料。

具体步骤如下：（1）将CNTs进行预处理，以提高其分散性和反应活性；（2）将预处理后的CNTs与TiO2前驱体溶液混合，形成均匀的溶胶；（3）通过化学气相沉积法，将溶胶转化为C-TiO2纳米复合材料；（4）利用磁性材料对C-TiO2纳米复合材料进行负载，形成磁载C-TiO2纳米复合材料。

2. 合成条件优化在合成过程中，我们探讨了不同碳源、钛源、反应温度、反应时间等因素对产物性能的影响。

通过优化合成条件，我们得到了具有较高光催化性能的磁载C-TiO2纳米复合材料。

三、磁载C-TiO2纳米复合材料的光催化性能研究1. 光催化实验方法本实验采用甲基橙作为目标降解物，通过紫外-可见分光光度计测定其在不同时间点的吸光度，评估磁载C-TiO2纳米复合材料的光催化性能。

实验过程中，我们设置了不同光照时间、催化剂浓度等条件，以探究其光催化反应动力学。

2. 光催化性能分析实验结果表明，磁载C-TiO2纳米复合材料具有优异的光催化性能。

在紫外光照射下，该材料能够快速降解甲基橙，且降解效率随光照时间和催化剂浓度的增加而提高。

金红石型TiO2-CNTs复合粉体的制备与光催化性能初步研究摘要：利用微波等离子体反响装置，以廉价的钛铁矿为原料，制备金红石型TiO2-CNTs复合粉体。

并研究在不同反响条件下该产物对甲基橙的光催化降解效率。

结果说明了纳米碳管的构造和含量对光催化效率有较强的影响。

关键词：微波等离子体；钛铁矿；碳纳米管；二氧化钛；光催化0 引言在水体、土壤和大气环境中存在许多有机污染物，这些只有少量有机污染物能通过水体和大气环境自行降解，其中大多数是有害有毒，一直威胁着人类。

工业上处理有机污染物的常见方法有化学法、吸附法和沉淀法。

1972年，Akira Fujishima等[1]在N-型半导体电极上发现水在光波辐射下可发生氧化复原反响分解为H2和O2。

从此，人们对光催化氧化技术改性技术研究一直没有停顿，特别是光催化氧化，操作方便，反响条件温和，光催化活性好，耐光腐蚀才能强等突出特点，因此在水处理技术中具有广阔的应用前景。

关于光催化氧化机理也有深化研究。

在污染水中参加一定量的光敏半导体材料〔本实验为〕，通过具有一定能量的光照射，光敏半导体材料即被光激发出电子-空穴对，吸附在光敏半导体外表的溶解氧水及污染物分子承受光生电子或空穴，从而发生一系列氧化复原反响，使污染物降解为小分子、CO2、H2O[2]，从而到达被分解的目的。

反响过程如下：TiO2+hv→h++e-①h++e-→hv ②e-+O2→O2- ③h++H2O→H++-OHh++OH-→-OH ④详细来说，当为催化剂光催化氧化污染物时，每一颗半导体微粒吸附污染物后，如同一颗短路的微型电池。

在紫外光照射下，被激发出e-和空穴h+，形成电子空穴对〔①〕，而过氧离子O2-〔③〕由吸附在TiO2颗粒外表的O2俘获电子形成，并阻止电子与空穴的复合〔②〕。

另外，空穴结合H2O和OH-发生氧化反响生成氢氧自由基-OH〔④〕。

游离的O2-和-OH表现出强烈的化学活性，与化合物相结合，生成CO2和H2O，故而到达降解污染物的目的[3]。

TiO2的光催化性能研究摘要：主要介绍二氧化钛的光催化原理，基本途径，以及光催化剂的结构特性和影响因素，还讲述了关于二氧化钛的光催化应用。

关键字：二氧化钛光催化光催化剂二氧化钛，化学式为TiO，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外2线消毒及杀菌，现正广泛开发，将来有机会成为新工业。

二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。

二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。

二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。

1 TiO的基本性质21.1结晶特征及物理常数物性：金红石型锐钛型结晶系：四方晶系四方晶系相对密度：3.9~4.2 3.8~4.1折射率： 2.76 2.55莫氏硬度： 6-7 5.5-6电容率： 114 31熔点： 1858 高温时转变为金红石型晶格常数：A轴0.458,c轴0.795 A轴0.378,c轴0.949线膨胀系数：25℃/℃a轴：7.19X10-6 2.88？10-6c轴： 9.94X10-6 6.44？10-6热导率： 1.809？10-3吸油度： 16～48 18～30着色强度： 1650~1900 1200~1300颗粒大小： 0.2~0.3 0.3功函数：5.58eV2TiO2的光催化作用2.1光催化作用原理二氧化钛是一种N型半导体材料，锐钛矿相TiO2的禁带宽度Eg =3.2eV，由半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度E g的关系式：λg (nm)=1240/Eg(eV)可知：当波长为387nm的入射光照射到TiO2上时，价带中的电子就会发生跃迁，形成电子-空穴对，光生电子具有较强的还原性，光生空穴具有较强的氧化性。

在半导体悬浮水溶液中，半导体材料的费米能级会倾斜而在界面上形成一个空间电荷层即肖特基势垒，在这一势垒电场作用下，光生电子与空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置，还原和氧化吸附在表面上的物质。

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一摘要：本文旨在研究纳米TiO2复合材料的制备工艺及其光催化性能。

通过不同的制备方法，成功合成了一系列纳米TiO2复合材料，并对其结构、形貌及光催化性能进行了系统性的研究。

实验结果表明，所制备的纳米TiO2复合材料具有良好的光催化性能，为进一步推动其在环境治理、污水处理等领域的应用提供了理论依据和实验支持。

一、引言随着环境污染问题的日益严重，光催化技术因其高效、环保的特性受到了广泛关注。

纳米TiO2作为一种重要的光催化材料，因其良好的化学稳定性、无毒性及高催化活性而备受青睐。

然而，纯TiO2的光催化效率仍存在一定局限性，如光生电子与空穴的复合率高、光谱响应范围窄等。

为了提高其光催化性能，研究人员开始致力于开发纳米TiO2复合材料。

二、纳米TiO2复合材料的制备1. 材料选择与准备本实验选用钛源、表面活性剂及其他添加剂等原材料，经过提纯和干燥处理后备用。

2. 制备方法采用溶胶-凝胶法、水热法或化学气相沉积法等方法，通过控制反应温度、时间及添加剂的种类和用量等参数，成功制备了不同形貌和结构的纳米TiO2复合材料。

三、材料结构与形貌分析1. X射线衍射（XRD）分析通过XRD分析，确定了所制备的纳米TiO2复合材料的晶体结构，证实了TiO2的成功合成及其与复合材料的结合。

2. 扫描电子显微镜（SEM）及透射电子显微镜（TEM）分析利用SEM和TEM观察了所制备的纳米TiO2复合材料的形貌、尺寸及分布情况，为进一步分析其光催化性能提供了基础。

四、光催化性能研究1. 光催化实验装置与方法采用紫外-可见分光光度计等设备，设置适当的光源和反应条件，对所制备的纳米TiO2复合材料进行光催化性能测试。

2. 结果与讨论通过对比不同条件下样品的催化性能，发现所制备的纳米TiO2复合材料具有较高的光催化活性。

同时，探讨了复合材料中各组分之间的相互作用及其对光催化性能的影响。

《H-TiO2@C复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境问题的日益严重，光催化技术因其独特的优势，如高效、环保、无二次污染等，受到了广泛关注。

其中，H-TiO2@C复合材料作为一种重要的光催化材料，具有优异的光催化性能和良好的稳定性，在废水处理、空气净化、太阳能转换等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在研究H-TiO2@C复合材料的制备方法及其光催化性能，为该材料在实际应用中的推广提供理论依据。

二、H-TiO2@C复合材料的制备1. 材料与试剂本实验所需材料与试剂包括钛酸四丁酯、碳源（如葡萄糖）、表面活性剂、去离子水等。

所有试剂均为分析纯，使用前未进行进一步处理。

2. 制备方法H-TiO2@C复合材料的制备主要采用溶胶-凝胶法。

具体步骤如下：（1）将钛酸四丁酯、碳源、表面活性剂和去离子水混合，搅拌一定时间，形成均匀的溶胶；（2）将溶胶在一定的温度下进行水热反应，使溶胶凝胶化；（3）将凝胶进行干燥、煅烧，得到H-TiO2@C复合材料。

三、H-TiO2@C复合材料的光催化性能研究1. 实验方法本实验采用甲基橙作为模拟污染物，评价H-TiO2@C复合材料的光催化性能。

具体步骤如下：（1）将H-TiO2@C复合材料与甲基橙溶液混合，制备出光催化反应体系；（2）在一定的光照条件下，进行光催化反应；（3）定期取样分析甲基橙的降解情况，记录数据。

2. 结果与讨论经过实验，我们得到了H-TiO2@C复合材料对甲基橙的光催化降解曲线。

从曲线中可以看出，H-TiO2@C复合材料具有优异的光催化性能，能够在较短的时间内实现甲基橙的完全降解。

此外，我们还研究了不同制备条件对H-TiO2@C复合材料光催化性能的影响，如煅烧温度、碳源种类等。

结果表明，适当的煅烧温度和选择合适的碳源能够提高H-TiO2@C复合材料的光催化性能。

四、结论本文研究了H-TiO2@C复合材料的制备方法及其光催化性能。

通过溶胶-凝胶法成功制备了H-TiO2@C复合材料，并对其光催化性能进行了评价。

《磁载C-TiO2纳米复合材料合成及其光催化性能研究》篇一一、引言近年来，光催化技术在环境治理、能源转化及材料科学等领域具有广阔的应用前景。

而其中，二氧化钛（TiO2）由于其稳定的物理和化学性质以及良好的光催化性能，成为了光催化领域的研究热点。

然而，传统的TiO2材料在光催化过程中存在一些局限性，如光生电子和空穴的快速复合、对太阳光的利用率低等。

为了克服这些局限性，研究者们不断探索新的材料制备方法和改性技术。

其中，磁载C-TiO2纳米复合材料因其独特的结构和优异的性能，在光催化领域展现出良好的应用前景。

本文将介绍磁载C-TiO2纳米复合材料的合成方法，并研究其光催化性能。

二、磁载C-TiO2纳米复合材料的合成磁载C-TiO2纳米复合材料的合成主要包括碳掺杂和磁性载体的引入两个步骤。

首先，通过溶胶-凝胶法或水热法合成TiO2纳米颗粒，然后进行碳掺杂处理，以提高其对可见光的吸收能力。

接着，将磁性材料（如四氧化三铁）引入到TiO2纳米颗粒中，制备出磁载C-TiO2纳米复合材料。

这种材料具有较好的分散性、较高的比表面积和较强的光吸收能力，有利于提高光催化性能。

三、光催化性能研究1. 实验方法本实验采用紫外-可见分光光度计、电子自旋共振谱等手段对磁载C-TiO2纳米复合材料的光催化性能进行表征。

以降解有机污染物（如甲基橙、罗丹明B等）为模型反应，评价其光催化活性。

同时，通过循环实验和稳定性测试考察其在实际应用中的性能表现。

2. 结果与讨论（1）光吸收性能：磁载C-TiO2纳米复合材料对可见光的吸收能力明显提高，拓宽了其光谱响应范围。

碳掺杂使得TiO2的禁带宽度减小，有利于提高光生电子和空穴的分离效率。

（2）光催化活性：在降解有机污染物的实验中，磁载C-TiO2纳米复合材料表现出较高的光催化活性。

其降解速率常数明显高于传统TiO2材料。

这主要归因于碳掺杂和磁性载体的引入，提高了材料的光吸收能力和分散性，有利于光生电子和空穴的分离和传输。

TiO_2基复合纳米材料的制备及其光催化性能研究面对日益严重的能源短缺问题和环境污染问题,寻找一种能够高效利用太阳能降解有机污染物的光催化剂成为当前研究的热点。

在众多光催化剂中,TiO₂光催化材料表现出较高的催化活性,且其物理化学性质稳定、无毒副作用、费用低廉。

然而,传统的TiO₂材料吸收光谱范围窄,禁带宽度较宽（3.2eV）,只能被紫外光激发,对可见光的利用率较低。

因此,TiO₂光催化材料的改性研究的重点在于拓宽其光响应范围,提高对可见光的吸收能力,使其充分利用太阳光。

基于此,本文将过度金属氧化物与TiO₂复合,制备具有p-n结结构的复合纳米材料,并以典型有机污染物亚甲基蓝、邻氯苯酚以及可挥发性污染物（VOCs）的光催化降解实验考察各改性材料的光催化性能。

本文选取p型半导体NiO和Co₃O₄对TiO₂进行改性,缩小TiO₂的禁带宽度,提高对可见光的吸收能力,并通过构建p-n异质结形成半导体复合界面的内电场,抑制光生电子和空穴的复合,提高电子传输效率,从而提高纳米材料的光催化效率。

本文主要研究内容及结果如下:（1）水热法合成了NiO/TiO₂复合纳米材料,通过TEM和HRTEM表征结果说明合成的NiO/TiO₂光催化剂为平均直径180nm的棒状纳米材料,尺寸均匀且结构稳定,主要暴露晶面为锐钛矿型TiO₂的101晶面和NiO的200晶面。

TiO2-碳纳米管复合材料的制备和光催化性能郭富伟【摘要】以多壁碳纳米管(MWCNT)为载体,四氯化钛为前驱体,经常压水解获得了TiO2/MWCNT纳米复合材料,对纳米复合材料的晶相组成、形貌和微结构等进行了表征,测试了在酸性、中性、碱性3种体系下复合材料对甲醇的电催化氧化性能.结果表明:复合材料的晶相由锐钛矿、金红石和MWCNT组成,锐钛矿和金红石均匀地分布于MWCNT的外表面,且复合材料中锐钛矿和金红石的含量和分布与制备过程中钛与碳的质量比有关;TiO2与MWCNT复合后,复合材料对甲醇的电催化氧化性能显著提高,且其性能与TiO2在MWCNT外表面的含量和分布密切相关.方法:采用常压水解法制备了TiO2/MWCNT纳米复合材料,对纳米复合材料的晶相构成、外观等进行了表征,测试了在不同pH条件下复合材料对甲醇的电催化氧化性能.结果:TiO2-碳纳米管复合材料对甲醇的电催化氧化性能显著提高,且其性能与TiO2在MWCNT外表面的含量和分布密切相关.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)008【总页数】2页(P61-62)【关键词】二氧化钛;碳纳米管;纳米复合材料;电催化性能【作者】郭富伟【作者单位】青岛农业大学机电工程学院,山东青岛 266000【正文语种】中文【中图分类】TQ127.11近年来，能源紧张和环境问题日益严重，开发可再生的清洁能源和储能装置是解决这类问题的重要方法之一[1] 。

在新能源开发和使用中电催化及其催化材料发挥着重要作用[2] 。

二氧化钛（TiO2）作为一种无毒无害的物质，具有活性高、热稳定性能好等特点，近年来，制备纳米结构化的二氧化钛材料因其在众多领域特别是作为高效催化剂和低成本染料敏化太阳能电池光阳极中广泛应用而深受研究人员的青睐[3] 。

然而TiO2带隙较宽，不易产生光生电子和空穴，严重影响了TiO2的电催化性能。

碳纳米管（CNT）具有一维中空管状结构，其独特的电学和力学性能，较大的比表面积，使其在催化领域具有重要的地位。

《全光谱及蓄光型TiO2、氮化碳复合光催化材料的制备和性能研究》篇一一、引言随着环境问题日益严重，光催化技术因其高效、环保的特性在能源转化、污染物处理等方面得到了广泛的应用。

其中，TiO2因其良好的光催化性能和化学稳定性被广泛研究。

然而，其光响应范围窄、量子效率低等问题限制了其应用。

为解决这些问题，本研究旨在通过制备全光谱及蓄光型TiO2与氮化碳复合光催化材料，以提高其光催化性能和扩展其应用范围。

二、实验材料与方法1. 材料准备本实验所需材料包括TiO2、氮化碳、以及其他必要的化学试剂和设备。

所有材料均需符合实验要求，并经过预处理。

2. 制备方法（1）TiO2的制备：采用溶胶-凝胶法或水热法等方法制备TiO2。

（2）氮化碳的制备：采用高温固相法或气相沉积法等方法制备氮化碳。

（3）复合材料制备：将TiO2与氮化碳进行复合，通过物理混合或化学方法实现两者的结合。

3. 性能测试通过紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对制备的复合材料进行表征，并测试其光催化性能。

三、全光谱及蓄光型TiO2、氮化碳复合材料的制备1. 溶胶-凝胶法制备TiO2采用钛醇盐为原料，通过溶胶-凝胶法合成TiO2。

在合适的温度和pH值下，使钛醇盐发生水解和缩聚反应，得到TiO2凝胶。

经过干燥、煅烧等步骤，得到TiO2粉末。

2. 氮化碳的制备采用高温固相法或气相沉积法等方法制备氮化碳。

在高温条件下，将含有C和N元素的化合物进行反应，得到氮化碳粉末。

3. TiO2与氮化碳的复合将制备好的TiO2与氮化碳进行物理混合或化学结合，得到全光谱及蓄光型TiO2、氮化碳复合材料。

四、性能研究1. 结构与形貌分析通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对制备的复合材料进行结构与形貌分析。

结果表明，复合材料具有较高的结晶度和良好的分散性。

2. 光吸收性能研究通过紫外-可见光谱测试复合材料的光吸收性能。

结果表明，复合材料具有较宽的光响应范围，能够吸收可见光和紫外光。

二氧化钛－竹炭复合材料光催化性能研究进展陶志龙;蒋正武【摘要】Bamboo charcoal incorporating with TiO2 composites, which possesses excellent absorption and photocatalytic ability, can be widely used in various fields and have become one of the hot research areas in bamboo charcoal functionalization. This article reviewed the research status of photocatalytic performance of TiO2-BC composites, briefly introduced their preparation methods and photocatalytic mechanism with the focus on the research progress in degrading environmental organics and bactericidal, and finally pointed out their future research directions.%竹炭负载二氧化钛材料因具有良好的吸附及光催化能力，可广泛应用于不同领域，已成为竹炭功能化研究热点之一。

文章综述了国内外二氧化钛－竹炭复合材料光催化性能的研究现状，简要介绍了复合材料的制备方法及光催化机理，重点阐述了其在降解环境有机物及抑菌杀菌方面的研究进展，并指出了其未来的研究方向。

【期刊名称】《世界竹藤通讯》【年(卷),期】2016(014)003【总页数】5页(P39-43)【关键词】二氧化钛;竹炭;光催化;降解;杀菌【作者】陶志龙;蒋正武【作者单位】同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804【正文语种】中文DOI：10.13640/ki.wbr.2016.03.009二氧化钛（TiO2）是一种纳米光催化剂，因其具有本身无毒、氧化能力强、降解彻底、化学性质稳定及无二次污染等优点而备受人们的关注，被认为是最具有发展潜力的光催化材料［1］.但TiO2在直接使用时存在吸附性能差、易于团聚、回收再利用困难等缺陷［2］，大大限制了其应用，因此现有的研究大多将其负载到多孔载体材料上.将TiO2负载到活性炭［3］、多孔硅胶［4］、天然矿石［5］、海泡石［6］等载体上的研究已有报道，但这些负载体大多存在着成本较高、低效、综合利用率低等缺陷.竹炭是竹材在高温缺氧条件下热解得到的一种多孔性材料，具有发达的孔结构和巨大的比表面积，是良好的纳米粒子载体.由于竹炭制备成本低，吸附能力强，因此将TiO2负载到竹炭载体上是近些年来兴起的一个研究热点.将竹炭吸附性能与TiO2光催化性能结合起来，既能解决竹炭仅能吸附不能降解有机物的缺陷，又能解决TiO2催化剂难以分离回收以及对低浓度污染物降解速率较慢的问题.因此竹炭复合TiO2是一种很有发展前景的光催化复合材料，可以作为一种环保型功能材料，近年来很多学者投入到该方向的研究，并取得了很大的进展，本文将对相关的研究成果进行综述.1.1 制备方法与传统的二氧化钛/载体复合材料的制备方法相目前，直接法主要为粉体烧结法，间接法主要为溶胶-凝胶法.其中粉体烧结法是一种物理方法，其特点是操作简单，可保持TiO2粉末良好的光催化性能，但由于TiO2粉末与载体间是以范德华力结合，故负载牢固性较差；溶胶-凝胶法是一种化学方法，其是TiO2与竹炭载体结合牢固，分布均匀，可将TiO2的制备与负载一次性完成.溶胶-凝胶法是目前最为常用和最具发展前景的方法.1.2 光催化机理TiO2-竹炭复合材料的光催化作用主要依赖TiO2的特性，竹炭作为TiO2的载体可以更好地发挥TiO2的光催化作用，同时赋予竹炭一定的功能性：一方面竹炭可以很好地解决TiO2吸附性能差、易于团聚、难于回收再利用的缺陷；另一方面利用TiO2的光催化性能，能有效地将竹炭吸附的各种有机物分解掉，很好地解决竹炭的吸附饱和问题，实现竹炭吸附能力的原位再生，完成“吸附—降解—吸附…”的循环过程，因而两者可以协同作用，优势互补，达到功能长效的目的.TiO2的光催化作用机理［7-9］早已有研究，研究显示：当波长≤387 nm的紫外光波照射到TiO2的表面时，会产生具有高度活性的电子-空穴对，这些电子-空穴可与表面吸附的O2、H2O、OH-等发生一系列反应，形成具有强氧化性的物质，这些物质可以氧化包括生物难以降解的各种有机物，使之氧化为CO2、H2O和其它小分子.这一过程可用如下机理方程简单表示：要保持复合材料良好的光催化活性，TiO2要有合理的晶体结构、粒径以及表面性质等.因此，TiO2-竹炭复合材料的制备过程及改性方法对其光催化性能有极大的影响.2.1 降解环境有机物近年来，随着社会工业化的不断发展，各种有毒、有害有机物的排放问题逐渐引起了人们的关注，这些有机物如甲醛、甲苯、苯酚等若不经处理直接排放，会对空气或水体造成严重污染，直接或间接地对人体造成伤害，因此对环境有机物的处理是一个研究热点.TiO2-竹炭复合材料由于具有良好的吸附及光催化作用，可以降解大部分的有机物，因而在处理环境有机物方面具有很好的应用潜力.周建斌等［10］研究了TiO2-竹炭复合材料对空气中苯的净化效果，结果表明：TiO2改性竹炭材料可将空气中的苯污染物降解为无毒、无害的CO2和H2O，当TiO2占竹炭的质量分数为3％时，改性竹炭12 h对苯的净化降解率可达93.50％.由于TiO2主要吸收利用紫外光，因此TiO2-竹炭材料的光催化性能对光源也有一定的选择性.陈清松等［11］研究了竹炭负载TiO2材料在不同光源下对甲醛的降解性能，发现复合材料对甲醛的降解活性受光源影响较大，在不同光源下降解率大小为紫外光＞太阳光＞日光灯.罗锡平等［12］比较了竹炭、TiO2以及纳米TiO2改性竹炭3种粉末对2，4-二氯苯酚的降解性能，结果显示TiO2-竹炭材料的光催化降解性能最佳，并且表现出良好的再生性；将TiO2-竹炭粉体从反应液中过滤烘干后，再次进行降解实验，发现其降解率基本接近一次实验的降解率.该研究证实了TiO2-竹炭作为光催化降解材料具有很好的持久性，长时间放置或浸水处理后其光催化效果并不明显降低，这对于有耐久性要求的应用场合具有重要意义.TiO2-竹炭材料的吸附作用主要依靠物理吸附，而降解是化学过程，因此其吸附降解有机物是一个连续、复杂的物理化学过程.陈杰斌等［13］研究了TiO2-竹炭复合材料对甲基橙的吸附和光催化降解动力学，发现复合材料对甲基橙的吸附规律较好地符合Freund1ich吸附等温模型，光催化反应可用一级反应动力学方程进行描述.程大莉等［14］也提出了TiO2-竹炭光催化降解苯酚的动力学方程.对于TiO2负载到竹炭上后对竹炭孔结构的影响也是研究者比较关注的问题，若竹炭孔被TiO2粒子完全堵塞，则不能发挥竹炭的多孔吸附性能，对降解效果不利，石连强［15］等通过研究竹炭负载TiO2对二苯并噻吩（DBT）的光催化氧化作用发现，TiO2-竹炭的氧化能力要高于纯的纳米TiO2，一定的TiO2负载量不会影响竹炭的孔结构，但是负载量过大就会堵塞孔道，影响竹炭的吸附效果，因此要控制一个合理的负载量范围.为了提高TiO2-竹炭粉体的实用性，王喜华等［16］将TiO2-竹炭粉体掺入到涂布纸的生产配方中，制备了TiO2-竹炭改性的涂布纸，发现改性后涂布纸对甲醛有很高的吸附降解能力，在最佳配比下吸附降解率高达93.75％.周云龙等［17］研究发现，TiO2-竹炭复合材料对罗丹明B溶液也有良好的降解效果. 如前所述，TiO2的光催化作用主要是利用紫外光，对可见光的利用率极低，大大限制了其应用.因此，为了提高TiO2-竹炭材料在可见光下的光催化降解率，一些学者对其进行粒子掺杂等改性处理，使其光催化性能得到一定程度的提高.张文标［18］通过掺杂Fe3+对TiO2-竹炭进行改性，发现改性后的粒子对甲醛的降解率高于单一的TiO2-竹炭粉体，表明三者复合具有协同促进作用.Lin等［19］对竹炭负载银改性纳米TiO2材料光催化氧化甲基橙性能进行了研究，发现银的掺入提高了其可见光催化性能，在可见光照射下，2 mo1％银改性使复合光催化材料具有最佳光催化氧化甲基橙的活性.尽管掺银是一种很好的改性方法，但由于成本较高，且工艺过程较复杂，不适合大规模生产，因此寻求较为廉价的改性方法和工艺过程是研究者下一步要解决的问题.戴嘉璐等［20］发现，通过掺氮也可提高TiO2-竹炭对罗丹明溶液的去除率，有望进一步研究以取得更大进展.2.2 抑菌杀菌随着人们生活水平的日益提高，对日用品、医疗用品、食品包装、水处理装置等的抗菌性能的要求越来越高，具有杀菌和抗菌效应的材料也越来越受到人们的关注和重视.利用TiO2-竹炭的光催化性能不仅能够降解环境有机物，而且能够有效地杀灭细菌，因此可以作为一种很好的抑菌、杀菌材料.自从中国工程院院士张齐生带领的课题组成功地把具有催化性能的纳米材料负载到竹炭上，得到了纳米改性竹炭光催化吸附、杀菌剂后［21］，TiO2-竹炭光催化抑菌、杀菌材料的研究得到了很大的发展.周建斌等［22］研究了纳米TiO2改性竹炭与纯竹炭对2种霉菌（黑曲霉菌、绿色木霉菌）的抑制效果，结果表明TiO2改性竹炭的抑菌效果远好于纯竹炭，证实了将竹炭和纳米TiO2材料结合起来是一种很好的抑菌材料.同时，该研究还发现了竹炭本身具有轻微的抑菌作用，这主要是由于在竹材的热解过程中，木质素受热剧烈分解，使芳环结构中化学键发生了断裂，产生了较多的自由基，这些自由基具有一定的氧化性，可以将一些细菌等物质氧化，因而使竹炭表现出一定的抑菌性.这一结论在一些文献中得到证实，但也有文献［23-24］得出了不同的结果，分析原因可能是由于纯竹炭的抗菌性能过于微弱，对一些抗性较强的菌类表现不出抑制效果. TiO2-竹炭作为杀菌材料的很大优势在于TiO2的光催化作用可以杀死绝大多数的微生物，对菌类没有选择性，因而可以作为一种广谱型杀菌材料.目前已有报道的研究TiO2光催化作用的菌类有大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌、链球菌、乳杆嗜酸细胞等，由于大肠杆菌是水体污染的指示菌种，实验具有实际应用意义，因此很多研究都把大肠杆菌作为实验菌种.叶美飞［25］采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-竹炭复合粉体，研究其对大肠杆菌的杀菌效果，结果表明复合粉体对大肠杆菌有很好的杀灭效果，其杀菌性能在很大程度上受煅烧温度的影响，最佳的煅烧温度为450℃.TiO2-竹炭作为杀菌材料的另一优势在于它能够降解掉细菌死亡时释放出的有毒物质，因此可以达到彻底降解细菌的目的.为了提高TiO2-竹炭材料的光催化杀菌活性以及对光源的利用率，毛爱丽等人［26］制备出载银纳米TiO2改性竹炭材料，发现载银后复合材料的抗菌效果得到显著提升，当Ag/TiO2为2％、TiO2/竹炭为1％、煅烧温度为500℃时抗菌率可达99％以上.齐萨仁等人［27］分别通过水解法和胶溶法制备载银纳米TiO2抗菌竹炭，发现影响抗菌效果的参数主要为载银量、煅烧温度、TiO2/竹炭量和竹炭粒径等，选择合理的参数，可以得到抗菌效果优良的复合材料. Kritapas等［28］采用溶胶-凝胶法、浸渍法和电化学沉积法逐步制得Ag/TiO2-竹炭复合材料，结果表明Ag/TiO2-竹炭材料在可见光下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有很好的杀灭效果.同时发现载银粉体对金黄色葡萄球菌的杀灭效果比对大肠杆菌更为有效，虽然这一结论与Cho等［29］所得的结论是一致的，但却与Feng等［30］和Jung等［31］报道的银粒子对大肠杆菌细胞比对金黄色葡萄球菌细胞造成更多的损害的结论相悖.因此关于载银TiO2-竹炭的杀菌机理还有待于进一步的深入研究. TiO2-竹炭材料因具有良好的光催化性能，可广泛应用于降解有机物和抑菌杀菌领域，是一种极具发展潜力的功能型环保材料，在环境恶化问题日益突出的今天，势必有着良好的发展前景.尽管对TiO2-竹炭光催化材料的研究已取得了很大的进展，但仍存在一些问题没有得到很好的解决，限制了大规模应用.今后的研究应该主要集中在以下3个方面：1）拓宽TiO2的光谱响应范围，提高TiO2-竹炭材料对可见光的利用率，寻求效果良好且成本较低的改性方法；2）加强对竹炭载体与TiO2光催化剂之间相互影响规律的研究，定量研究各种因素对光催化反应的影响，提高光催化效率；3）加强对TiO2-竹炭复合材料调湿等其他性能的研究，开发兼具调湿、杀菌和降解等多功能型复合材料也是一个很有价值的研究方向.【相关文献】［1］管晶，梁文懂.可见光响应型TiO2光催化剂研究进展［J］.武汉科技大学学报（自然科学版），2006，29（2）：164-167.［2］刘海涛，边际，董帆，等.二氧化钛光催化剂载体研究进展［J］.重庆工商大学学报（自然科学版），2012，29 （10）：73-78.［3］员汝胜，郑经堂，关蓉波.活性炭纤维负载TiO2薄膜的制备及对亚甲基蓝的光催化降解［J］.精细化工，2005，22（10）：748-751.［4］A1varoM，Carbone11E，Esp1áM，eta1.Iron phtha1ocyanine supported on si1ica or encapsu1ated inside zeo1ite Y as so1id photocata1ysts for the degradation of pheno1s and su1fur heterocyc1es［J］.App1ied Cata1ysis B Environmenta1，2005，57（1）：37-42.［5］蒋引珊，金为群，张军，等.TiO2/沸石复合物结构与光催化性能［J］.无机材料学报，2002，17（6）：1301 -1305.［6］贺飞，唐怀军，赵文宽，等.纳米TiO2光催化剂负载技术研究［J］.环境污染技术与制备，2001，2（2）：47 -58.［7］Fujishima A，Zhang X，Tryk D A.TiO2photocata1ysis and re1ated surface phenomena［J］.Surface Science Reports，2008，63（12）：515-582.［8］Ohtani B，Ogawa YA，Nishimoto.Photocata1ytic activity of amorphous-anatase mixture of titanium（IV）oxide partic1es suspended in aqueous so1utions［J］.Journa1 of Physica1 Chemistry B，1997，101（19）：3746-3752.［9］马荣骏.TiO2的光催化作用及其研究进展（Ⅱ）［J］.稀有金属与硬质合金，2006，34（3）：23-29.［10］周建斌，邓丛静，傅金和，等.纳米TiO2改性竹炭对空气中苯的吸附与降解［J］.南京林业大学学报（自然科学版），2009，32（6）：5-8.［11］陈清松，朱文炎，李晓燕，等.竹炭负载二氧化钛光催化降解甲醛的研究［J］.福建师范大学学报（自然科学版），2009，25（4）：72-75.［12］罗锡平，傅深渊，周春晖.纳米二氧化钛改性竹炭光催化降解2，4-二氯苯酚的研究［J］.浙江农林大学学报，2007，24（5）：524-527.［13］陈杰斌，胡志彪，周云龙，等.TiO2/竹炭复合材料对甲基橙的吸附和光催化降解动力学［J］.龙岩学院学报，2010，28（2）：64-67.［14］程大莉，蒋身学，张齐生.二氧化钛/竹炭复合材料的吸附-光催化降解苯酚的动力学研究［J］.浙江农林大学学报，2010，27（2）：205-209.［15］王喜华，陈港.纳米TiO2/竹炭涂布纸对甲醛吸附降解性能的研究［J］.中国造纸，2010，29（10）：11-15.［16］Zhang J，Zhao D，Wang J，et a1.Photocata1ytic oxidation of dibenzothiophene using TiO2/bamboo charcoa1［J］. 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Antibacteria1 activity and mechanism of action of the si1ver ion in Staphylococcus aureus and Escherichia coli.［J］. App1 Environ Microbio1，2008，74（7）：2171-2178.。

TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究共3篇TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究1TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究随着环境污染日益严重，光催化技术逐渐成为一种重要的治理手段。

其中，TiO2因其良好的光催化性能，在光催化领域中得到了广泛应用。

近年来，随着纳米技术的发展，研究人员开始尝试制备TiO2纳米结构及其复合材料，以提高其光催化性能。

本文将就TiO2纳米结构、复合及其光催化性能进行探讨。

TiO2是一种广泛应用于光催化领域的半导体材料。

其中，纳米级TiO2颗粒具有更高的比表面积和更好的光催化性能。

通过控制TiO2颗粒的形貌和尺寸，可以进一步提高其光催化性能。

目前，制备TiO2纳米颗粒的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、气-液界面法等。

其中，溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。

通过将钛酸四丁酯、乙醇等原料混合后，进行溶胶-凝胶、干燥、煅烧等步骤，即可制备纳米级TiO2颗粒。

研究表明，通过控制煅烧温度和时间，可以控制TiO2颗粒的尺寸和形貌。

例如，较高温度和较长时间会导致颗粒尺寸增大，形貌由球形转变为椭球形或纺锤形等。

除了纳米颗粒外，掺杂和复合是另一种提高TiO2光催化性能的有效手段。

掺杂主要是通过将其他元素掺入TiO2晶格中，以改变其电子结构，提高光催化性能。

目前常用的掺杂元素包括银、氮、碳等。

复合则是将TiO2与其他材料复合，以提高其光催化稳定性和性能。

常用的复合材料包括金属氧化物、石墨烯、聚合物等。

对于掺杂TiO2，研究发现，掺杂银元素可以增加TiO2的光催化活性和稳定性。

由于银元素具有良好的表面等离子共振吸收效应，可促进TiO2的光吸收和电子传输。

同时，掺杂氮和碳元素可以缩小TiO2带隙，增强光吸收效果。

对于复合TiO2，研究发现，纳米级TiO2颗粒与金属氧化物复合，可以提高其光吸收和电子传输效果，从而提高光催化性能。

总体而言，制备TiO2纳米结构、掺杂和复合是提高TiO2光催化性能的有效手段。

《H-TiO2@C复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，光催化技术作为一种新兴的绿色环保技术，引起了广泛的关注。

其中，H-TiO2@C复合材料因其独特的光催化性能和良好的稳定性，在光催化领域具有广泛的应用前景。

本文旨在探讨H-TiO2@C复合材料的制备方法及其光催化性能的研究。

二、H-TiO2@C复合材料的制备1. 材料选择与预处理本实验选用高纯度钛酸四丁酯（TBOT）为钛源，碳源选择葡萄糖。

首先对TBOT进行干燥处理，然后与葡萄糖混合，进行进一步的反应。

2. 制备过程（1）将TBOT与葡萄糖混合，在一定的温度和pH值下进行水解反应，生成TiO2前驱体和碳源。

（2）将得到的TiO2前驱体进行煅烧处理，得到TiO2纳米颗粒。

（3）将TiO2纳米颗粒与碳源在一定的温度下进行碳热还原反应，得到H-TiO2@C复合材料。

三、光催化性能研究1. 实验方法采用光催化降解有机污染物（如甲基橙）的方法，评价H-TiO2@C复合材料的光催化性能。

在实验中，将H-TiO2@C复合材料加入到甲基橙溶液中，用可见光照射一定时间后，测定甲基橙的降解率。

2. 结果与讨论（1）通过XRD、SEM、TEM等手段对H-TiO2@C复合材料进行表征，结果表明成功制备了具有良好分散性和结晶度的H-TiO2@C复合材料。

（2）在可见光照射下，H-TiO2@C复合材料对甲基橙的降解率较高，且具有较好的稳定性。

这主要归因于H-TiO2@C复合材料中的氢化作用和碳层的保护作用。

氢化作用可以提高TiO2的光吸收能力，而碳层可以抑制TiO2的光生电子和空穴的复合，从而提高其光催化性能。

（3）与纯TiO2相比，H-TiO2@C复合材料的光催化性能更优。

这表明H-TiO2@C复合材料在光催化领域具有较高的应用潜力。

四、结论本文成功制备了H-TiO2@C复合材料，并对其光催化性能进行了研究。

结果表明，H-TiO2@C复合材料具有优异的光催化性能和良好的稳定性。

光催化二氧化钛最新研究进展论文随着现代工业的迅速发展，二氧化碳等温室气体大量排放，引起全球气候变暖，对人类和其他生物的生存构成了严重威胁。

由于频繁而不合理的人为活动，尤其是化石燃料的大规模燃烧，自然碳循环的原始平衡受到严重破坏。

目前，大气中的二氧化碳水平在很大程度上偏离了其在过去几百万年中保持的合理值，并且达到了历史最高水平（大约410ppm）。

此外，按照目前的增长率，预计未来几年将出现更高浓度的新记录。

为了应对气候变化，科学家们致力于以有效、可行的方式对二氧化碳进行捕获、储存和利用。

实际上二氧化碳可以作为一种丰富且廉价易获取的C1平台资源用于生产各种化学品和燃料，包括甲酸（HCOOH）、甲醇（CH₃OH）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）等。

以二氧化碳为原料的C1化学为增加社会能源供给及减少对石油的依赖指明了一个新的方向，有助于闭合碳循环，实现零净碳排放。

然而，与CO₂转化成燃料有关的一个重要问题是：进行转化所需的能量输入可能部分或有时完全抵消所产生的燃料。

因此，如果使用的能源来自不可再生的化石燃料，则必须通过各种方式使反应系统的能量消耗最小化。

然而，为了最大限度地提高从二氧化碳生产燃料的效率，另一种选择是利用可再生能源来还原二氧化碳制备化学品和燃料。

太阳能代表了一种清洁、可持续和丰富的能源。

根据估算，充分利用每小时到达地球的太阳能总量大致可以满足年度全球能源消耗的需求。

使用半导体光催化还原二氧化碳提供了一种可行且有前景的方式来利用太阳能并以化学燃料的形式储存。

它类似于植物中的光合作用，将CO₂和水转化为碳水化合物，而在光催化还原中合理设计或改性的半导体被用作催化剂以加速反应速率，调节对不同产物的选择性并提高产率。

自1979年首次应用以来，氧化钛（TiO₂）基材料已成为用于光催化二氧化碳还原的最广泛的半导体材料，主要是因为它含量丰富且无毒、廉价、稳定、耐光腐蚀。

光催化还原CO2的原理如图1（b）所示。

《全光谱及蓄光型TiO2、氮化碳复合光催化材料的制备和性能研究》篇一摘要：本篇论文旨在探讨全光谱及蓄光型TiO2、氮化碳复合光催化材料的制备过程以及其性能研究。

通过对材料制备工艺的优化和性能的深入分析，我们成功制备出具有优异光催化性能的复合材料，为环境保护和能源开发提供了新的可能。

一、引言随着环境问题的日益突出和能源危机的日益严重，光催化技术作为一种新型的环境友好型技术，其应用日益广泛。

TiO2因其优良的光催化性能和化学稳定性，成为光催化领域的研究热点。

然而，TiO2的光响应范围窄、量子效率低等问题限制了其实际应用。

为了解决这些问题，我们采用了全光谱及蓄光型TiO2与氮化碳（C3N4）进行复合，以提高其光催化性能。

二、实验材料与方法1. 材料与试剂实验所使用的原料主要包括钛源、氮源以及其他添加剂等。

所有化学试剂均为分析纯，使用前未进行进一步处理。

2. 制备方法（1）TiO2的制备：采用溶胶-凝胶法，通过控制温度和时间等参数，制备出纯度较高的TiO2。

（2）C3N4的制备：采用热解法，在特定温度下热解含氮有机物，制备出C3N4。

（3）复合材料的制备：将制备好的TiO2与C3N4按照一定比例混合，通过高温煅烧法进行复合。

三、实验结果与分析1. 复合材料的表征通过XRD、SEM、TEM等手段对制备的复合材料进行表征，结果表明，TiO2与C3N4成功复合，且复合材料具有较好的分散性和稳定性。

2. 光催化性能测试在可见光和紫外光下对复合材料进行光催化性能测试，结果表明，复合材料具有优异的光催化性能，能够有效地降解有机污染物，并具有较好的稳定性。

3. 性能分析（1）全光谱响应：复合材料具有较好的全光谱响应能力，能够充分利用太阳光中的各种波长进行光催化反应。

（2）蓄光性能：复合材料具有较好的蓄光性能，能够在黑暗中持续释放光能，提高光催化效率。

（3）提高量子效率：由于TiO2与C3N4的协同作用，复合材料的量子效率得到显著提高。

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，光催化技术因其独特的优势和潜力，已成为当前科研领域的热点之一。

纳米TiO2作为一种重要的光催化材料，因其良好的化学稳定性、无毒性、高催化活性等优点，在光催化领域得到了广泛的应用。

然而，纯TiO2的光催化性能仍存在一些局限性，如光生电子-空穴的复合率高、对太阳光的利用率低等。

为了解决这些问题，研究者们开始探索将TiO2与其他材料进行复合，以提高其光催化性能。

本文旨在研究纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能，为光催化技术的发展提供理论依据和实验支持。

二、纳米TiO2复合材料的制备（一）制备方法本文采用溶胶-凝胶法与化学共沉淀法相结合的方法制备纳米TiO2复合材料。

首先，通过溶胶-凝胶法制备出TiO2前驱体；然后，在TiO2前驱体中加入其他复合材料的前驱体，通过化学共沉淀法实现复合。

（二）制备过程1. 准备原料：选用高纯度的钛醇盐、硝酸盐等作为钛源，以及其他复合材料的前驱体。

2. 溶胶-凝胶过程：将钛源溶解在有机溶剂中，经过水解、缩聚等反应形成溶胶，再经过干燥、烧结等步骤形成TiO2前驱体。

3. 化学共沉淀过程：将其他复合材料的前驱体溶解在TiO2前驱体的溶液中，通过加入沉淀剂，使各组分共同沉淀，形成纳米TiO2复合材料。

4. 洗涤与干燥：将得到的复合材料进行洗涤，去除杂质，然后在适宜的温度下进行干燥。

5. 热处理：对干燥后的复合材料进行热处理，以增强其结晶度和光催化性能。

三、光催化性能研究（一）实验设备与实验条件实验设备主要包括紫外-可见分光光度计、光化学反应仪等。

实验条件为室温、不同光源（如模拟太阳光、紫外光等）。

（二）实验方法与步骤1. 制备不同配比的纳米TiO2复合材料，并进行表征分析，如XRD、SEM、TEM等。

2. 将制备的纳米TiO2复合材料应用于光催化反应中，如降解有机污染物、光解水制氢等。

TiO2/CNTs复合材料光催化性能研究摘要:采用水热法制备TiO2负载碳纳米管光催化剂，通过改变水热反应时间，反应温度，乙酸用量，乙醇用量等影响因素来探究水热制备TiO2/CNTs复合材料的最佳条件。

采用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射(XRD)对TiO2/CNTs 复合材料进行表征。

测试了不同水热条件和不同CNTs质量分数制备的TiO2/CNTs复合材料对甲基橙光催化降解性能，同时考察了甲基橙溶液PH值对光催化性能的影响。

光催化测试结果表明：在水热条件组合为温度140℃、时间16h、乙醇用量20ml、乙酸用量20ml，CNTs质量分数为5%时制备出来的TiO2/CNTs复合材料光催化性能最好，并且当甲基橙溶液为中性时，TiO2/CNTs复合材料具有最佳的降解效果。

关键词：纳米TiO2 ；碳纳米管；水热法；光催化降解；甲基橙The Study on photocatalytic performance of TiO2 / CNTs compositesHUANG Yinghu(Department of Chenical Science and Technology, Zhangjiang Normal University, Zhangjiang524048)Attract：A photocatalyst of nano TiO2 loaded with carbon nanotubes was prepared by hydrothermal method，the optimum condition of preparation of TiO2 / CNTs composites was studied by changing the reaction conditions such as hydrothermal temperature, dosage of acetic acid, dosage of ethanol and other influence factors. Differential Scanning Calorimetry,,Fourier transform infrared spectroscopy, Scanning Electron Microscope, X-ray Diffraction were employed to determine the structure and surface properties of the TiO2 / CNTs composites. Methyl orange was selected as the target pollutants,photocatalytic properties of composites prepared on different hydrothermal conditions and with different CNTs mass fraction were analyzed, PH of methyl orange solution were also discussed. Photocatalytic test results show that the TiO2 / CNTs composites with best photocatalytic properties when hydrothermal condition combination of temperature 140 ℃, time 16 h, 20 ml ethanol, acetic acid 20 ml, CNTs mass fraction 5% and when the methyl orange solution is neutral, the degradation of TiO2 / CNTs composites material has the best effect.Key words: Nano TiO2；carbon nanotubes；Hydrothermal method；Photocatalytic degradation ；Methyl orange1 引言我国已经成为世界上最大的加工制造基地。