纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究

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超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究

四、结论与展望
本次演示研究了超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究。通过对比实验，发现超声微波辅助制备的纳米TiO2具有更高的光催化活性和光电催化性能。这主要归因于其优异的分散性和高比表面积。在此基础上，本次演示也探讨了超声波和微波的作用条件对纳米TiO2制备和性能的影响规律。
然而，尽管超声微波辅助制备纳米TiO2在光催化领域展现出优越的性能，但仍存在一些问题需要进一步研究和改进。首先，对于超声波和微波的协同作用机制仍需深入探讨，以实现制备过程的进一步优化。其次，目前的研究主要集中在实验室规模，如何实现规模化生产仍需进行大量研究工作。最后，如何提高纳米TiO2的光电催化性能以及其在复杂污染物处理方面的应用仍需进一步探索。
展望未来，我们期望通过深入研究和优化超声微波辅助制备纳米TiO2的方法，进一步提高其光催化性能和光电催化性能。希望能够在实践中将此技术推广应用，解决实际环境问题，推动环境科学的进步。此外，我们也期望能够在其他领域中发掘超声波和微波的应用潜力，为推动绿色科技的发展做出贡献。
谢谢观看
其中，超声微波辅助制备法因具有高效、节能、环保等优点而备受。本次演示将围绕超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究展开讨论。
二、超声微波辅助制备纳米TiO2
超声微波辅助制备纳米TiO2是一种绿色、高效的制备方法。其制备过程主要包括以下几个步骤：首先，将TiO2前驱体溶液与超声波、微波发生器引入反应体系中；然后，通过调控超声波、微波的强度和作用时间，实现前驱体的快速水热反应；最后，经过离心、洗涤、干燥等后处理步骤，得到纳米TiO2粉末。
超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究
目录二、超声微波辅助制备纳米TiO2
04 四、结论与展望

纳米N-TiO2的制备、表征及光催化性能研究

纳米N-TiO2的制备、表征及光催化性能研究王立艳;张晓佳;李嘉冰;肖姗姗;毕菲;赵丽;盖广清【摘要】硫酸氧钛水解制备纳米二氧化钛前驱体,再加入尿素为氮源,经高温焙烧制备了氮掺杂纳米二氧化钛(N-TiO2)光催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品进行了表征.讨论了n(氮)/n(钛)、焙烧温度对纳米二氧化钛晶态结构、吸收光谱范围的影响,以罗丹明B为目标降解物,研究了样品在不同光源下的光催化活性.结果表明,样品均为锐钛矿型,粒径约为30～50 nm.氮掺杂使二氧化钛在可见光区吸收明显增加,当n(氮)/n(钛)为5、焙烧温度为600℃时,样品S600-5在可见光区吸收最强.以样品S600-5为催化剂,紫外光作用下,罗丹明B降解120 min时降解率达96.3％;可见光作用下,降解120 min时降解率达89.2％.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2018(050)010【总页数】5页(P82-86)【关键词】硫酸氧钛;氮掺杂纳米二氧化钛;尿素;可见光;光催化【作者】王立艳;张晓佳;李嘉冰;肖姗姗;毕菲;赵丽;盖广清【作者单位】吉林建筑大学材料科学与工程学院建筑节能技术工程实验室,吉林长春130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院建筑节能技术工程实验室,吉林长春130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院建筑节能技术工程实验室,吉林长春130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院建筑节能技术工程实验室,吉林长春130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院建筑节能技术工程实验室,吉林长春130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院建筑节能技术工程实验室,吉林长春130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院建筑节能技术工程实验室,吉林长春130118【正文语种】中文【中图分类】TQ134.11纳米二氧化钛由于其无毒、化学稳定性好、成本低等特性，在空气净化、涂料、污水处理等领域具有广泛的应用前景［1-4］。

氮掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

对于ＴＯ，氮掺杂纳米二氧化钛（ＴＯ）光吸收闲值没有发生明显的红移，但可见光吸收ｉ２Ｎ／ｉ２的强度明显增大．（）ｎＴ）０１：、煅烧温度４０℃ 、煅烧时间２ｈ条件下制备的ＮＴＯ光催Ｎ：（ｉ＝．ｌ２０／ｉ２
化剂的催化活性最佳，可见光下，３０ｍｉ０ｎ内可使甲基橙的降解率达到６％．Ｏ
关键词：Ｎ掺杂；ＴＯ２光催化ｉ；
中图分类号：Ｔ３．Ｑｌ４１
文献标志码：Ａ
ＡｔｄｆｔｅＳｎｈｓｓａ００ａａｙｉｏｅｔｅｆｄｏｅＯ２ＮａｏａｔｃｅＳｕｙｏｈｙｔｅｉｎｄＰｈｔｃｔＩｔｃＰｒｐｒｉｓｏＮ－ｐｄＴｉｎｐｒｉｌｓ
ｒａｈ６ｅｃ０％ｉ００ｍｉ．ｎ３ｎ
Ｋｅｒ８Ｎ－ｏｅ；０２ｈｔｃｔｌｓｓｙｗｏｄ＂ｄｐｄＴｉ；ｐｏｏａａｙｉ
ＴＯ２一种宽禁带半导体，无毒、性质稳定、有高效的光催化活性．自１７ｉ是９２年Ｆｊｓｉａ等【ｕｉｍｈｌ发现受辐射的ＴＯ２面能发生水的持续氧化还原反应以来，以ＴＯ２ｉ表ｉ为代表的光催化材料得到了广泛的研究，利用ＴＯ的光催化性能去除环境污染物的研究也引起了广泛的关注．ｉ２隙较宽，在ｉ２ＴＯ带可见光范围内没有响应，阴离子掺杂改性是制备ＴＯ可见光催化剂较有效的途径：许多学者【】ｉ２通

TiO2纳米材料的制备及其光催化性能

TiO2溶胶的制备及其光催化性能一、实验目的1•掌握水解法制备TiO2溶胶的基本原理；2.掌握多相光催化反应的催化剂活性评价方法；3•掌握紫外分光光度计的测试原理。

二、TiO2光催化简介1•光催化反应原理自从1972年日本学者Fujishima和Honda在n型半导体TiO2单晶电极上实现了水的光电催化分解制氢气以来，多相光催化技术开始引起世界各行各业科技研究者的极大关注。

半导体多相光催化技术作为一种环境友好型的新型催化技术，在环境治理、新能源开发以及有机合成等领域都有着广泛的应用。

TiO2是n型半导体，根据固体能带理论，TiO2半导体的能带结构是由一个充满电子的低能价带(valenceband，V.B.)和空的高能导带(conductionband，C.B.)构成。

价带和导带之间的不连续区域称为禁带(禁带宽度Eg)。

TiO2(锐钛矿)的Eg=3.2eV,相当于387nm光子的能量。

当TiO2受到波长小于387nm的紫外光照射时，处于价带的电子就可以从价带激发到导带(e-)，同时在价带产生带正电荷的空穴(h+)，从而形成电子-空穴对。

当光生电子和空穴分别扩散到催化剂表面时，和吸附物质作用后会发生氧化还原反应。

其中空穴是良好的氧化剂，电子是良好的还原剂。

大多数光催化氧化反应是直接或间接利用空穴的氧化能力。

空穴一般与TiO2表面吸附的H2O或OH-离子反应形成具有强氧化性的氢氧自由基OH・，它能够无选择性氧化多种有机物并使之彻底矿化，最终降解为CO2、H2O等无害物质。

而光生电子具有强的还原性可以还原去除水体中的金属离子。

光催化过程的基本反应式如下：TiO2+hv(>TiO2的禁带宽度3.2eV)—h++e-h ++e -—>hv （或热量）H 2OH ++OH -OH -+h +f•OHH 2O+h +f•OH +H+空气中游离氧的作用就犹如电子的受体，可形成超氧负离子・02-,超氧负离子与羟基自由基一样也是强氧化还原活性的离子，它们可以氧化和降解半导体表面上甚至其附近的许多细菌和其他有机物。

纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

粉体呈锐钛矿相，８０经０ ℃退火得到了锐钛矿相与金红石相的混合晶相，９０经０ ℃退火完全转化为金红石相。薄
膜表面粒子分布均＞，面平均粗糙度为１５ｎ该薄膜具有较高的光催化活性，直接用于光催化降解有机－表－ｊ．４ｍ，可
ｔｒｕｎｎｏａｎｔｓｈｓｅｎｅｌｇｆｏ３０ｔ０ ℃ ．ｔｔｒｓｉｔｘｄｐａｅｓｒｃｕｅｏｎｔｓｕｅｔｒｓｉｔｎａａａｅｐａｅｗｈｎａｎａｉｒｍ０ ℃ ｏ７０ｎｉｕｎｎｏａｍｉｅｈｓｔｕｔｒｆａａａｅａｄｒｔｌｗｈｎａｎａｉｇａ０￣，ｎｔｔｒｓｉｔｉｇｅｒｔｅｐａｅｗｈｎａｎａｉｇａＯ￣Ｔｈａｔｃｅｉ— ｎｕｉｅｎｅｌｔ８０Ｃａｄｉｕｎｎｏａｓｎｌｕｉｈｓｅｎｅｌｔ９ＯＣ．ｅｐｒｉｌｓｄｓｅｎｌｎｔｉｕｅｏｈｉｓｒａｅａｅｈｍｏｅｅｕｎｈｖｒｇｕｆｃｏｇｎｓｓ１５ｎ￣Ｔｈ０２ｔｉｉｈｓａｒｂｔｎｔｅｆｍｕｆｃｒｏｇｎｏｓａｄｔｅａｅａｅｓｒａｅｒｕｈｅｓｉ．４ｎｌｅＴｉｈｎｆｍａｌｖｒｏｄｐｏｏａａｙｉＩａｅａｐｉｄｉｎｉｌｓｓｃｓｐｏｏａａｙｉｅｒｄｔｎｏｒａｉｏｏｎｓａｄｅｙｇｏｈｔｃｔｌｓｓｔｃｎｂｐｌｍａｙｆｄ，ｕｈａｈｔｃｔｌｔｃｄｇａａｉｆｇｎｃｃｍｐｕｄ，ｎ．ｅｎｅｏｏ

纳米TiO2的制备表征及光催化性能研究

２１２ＴＯ样品的制备．．ｉ２在温度为６ ℃ 的水浴中及强力搅拌下，将一定量钛酸四正丁酯（．．，水解抑制剂（０ＣＰ）自制），加入到８ｍ蒸馏水中，充分混合后用ＨＯ２５ｏＬ）调节ｐ０ｌＮ，（．ｍｌ／Ｈ值形成混合溶液，反应１０—１ｈ２即可得到均匀、透明淡黄色溶胶，经陈化，８％干燥，分别在空气气氛下３０、４０１、５０、００％０￣０％２６０Ｃ、７０Ｃ煅烧５，研磨后得到淡黄色ＴＯ粉体。０￣０￣ｈｉ
２２光催化剂性能的表征．
基金项目：楚雄师范学院科研项目（目编号０ＹＢＪ５。项８Ｙ０）
收稿日期：２１ — ０ — １０１４１
作者简介：董
刚（９３），男，云南楚雄人，副教授，从事光催化材料性能研究。１６一
关键词：纳米ＴＯ；溶胶一凝胶法；光催化ｉ
中图分类号：Ｔ３３文章标识码：Ａ文章编号：１７ — ７０（０１６ — ０７ — ０Ｂ８６１４６２１）００１６
１．引言
纳米ＴＯ光催化剂具有良好的化学稳定性、无毒、制备成本低等优点而成为研究热点，锐钛矿ｉ
一
影响差异较大。
本文采用溶胶一凝胶法制备不同热处理温度纳米ＴＯ，研究纳米ＴＯｉｉ的结构及光催化性能。
２．实验２１光催化剂的制备．

TiO2催化剂

纳米TiO2催化剂的制备改性、表征及在光催化氧化过程中的性能研究自从上世纪七十年代以来，二氧化钛在环境治理方面的研究被迅速开展起来。

二氧化钛最大的优点是无毒、抗腐蚀，由于具有稳定的物理和化学性质被广泛地用作催化剂和载体。

其中研究最多的是二氧化钛在光催化氧化过程中的应用。

当物质所具有的尺寸属于纳米级别（<100nm），其特殊的表面效应和体积效应决定了其具有特殊的化学性质。

由于纳米颗粒表面原子数与其总原子数之比随粒径变小而急剧增大，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子大相径庭，从而使其具有很大的化学活性。

另外，纳米颗粒因其表面原子周围缺少相邻原子会存在许多悬空键，具有不饱和性质，这些因素将导致纳米颗粒的特殊吸附现象，反应活性和催化性质。

纳米二氧化钛催化剂由于其特殊的表面状态和表面能，具有很高的活性和吸附能力是一种性能优良的催化剂。

纳米材料的制备可分为物理方法和化学方法两大类。

物理方法包括机械研磨法、沉积法和熔融法等，其中最常见的为机械粉碎法。

物理方法通常能耗大、成本高、尺寸可控性差，可取之处在于所得材料的微晶结构较为完善、表面缺陷相对较小。

化学方法在微粒粒度、粒度分布、微粒表面控制方面有一定优越性，主要包括：化学气相沉积法、液相法、溶胶—凝胶法、固相反应法、辐射合成法。

1.纳米二氧化钛的制备纳米二氧化钛的合成方法很多中溶胶—凝胶法以其工艺简单、反应温度低、能耗小、且引入杂质的可能性小、制得的产品粒度小、纯度高、分散性好等优点，成为合成超细二氧化钛的主要方法。

溶胶—凝胶技术是指金属的有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成为氧化物或其他固体化合物的方法，所需要的烧结温度比传统的固相反应法低200~500℃。

采用溶胶—凝胶法制备纳米二氧化钛，选择钛酸丁酯作为前驱物，令其均匀混合于无水乙醇中并发生水解与缩聚反应，形成稳定的溶胶体系，溶胶再经过陈化转变为凝胶，最后对凝胶进行热处理得到超细的二氧化钛颗粒。

纳米TiO2的制备及其光催化性能的研究

室温下，一定量的苯甲酸溶解在５将０ｍＬ乙醇中，后向其中加入００ｏＴ搅拌０５ｈ后形然．８ｔｌＢ，ｏ．成淡黄色的透明溶液。在上述体系中加入２ｍＬ蒸馏水，继续搅拌１ｈ得到黄色溶胶。将得到的溶胶，
理得到纳米级０。以ＸＤ、ａｎＴＭ和ＢＴ对样品的晶型和形貌进行了表征。结果表明，２ＲＲｍａ、ＥＥ改进的一ｅ法制备得到的０是结晶性很好的锐钛矿晶型Ｔ０，ｇｌ２ｉ２具有较大的比表面积。以偶
氮染料甲基橙（ＭＯ）水溶液为目标降解物，考察了０催化剂在紫外光照射下的光催化性能。实２
是最具有开发前途的绿色环保型催化剂。ＴＯｉｅ的
１实验部分
１１仪器及试剂．
自压釜，０，１０ｍＬ上海仪艺机械有限公司；空真干燥箱，天津市通达实验电路厂；多功能光化学反应仪，苏省环境科学研究所；射线衍射仪，江Ｘ日本
相反应法、学沉淀法、胶一胶法、乳液法、化溶凝微水热法和溶剂热法等。为了提高Ｔｉ２的光催化性能，Ｏ
Ｙｏａｒｍ｝０ｖｎＩｂａ玎０光谱仪，国；ｔｃｉ０ — ．法Ｈｉｈ一０２型ａ６电镜观察透射电子显微镜；ｉｌ型傅立叶红外Ｎｃｅｏｔ
仪，Ｂ压片；ｒｔｒ００型自动物理吸附仪，国ｋｒＴｉａ０ｓ３美

纳米二氧化钛的制备与光催化性能研究毕业论文

毕业设计（论文）纳米二氧化钛的制备与光催化性能研究1 绪论二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，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[1]；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。

在过去的研究中，用半导体粉末对水、油和空气中的有毒有机化合物进行光催化降解和完全矿化引起了人们的大量关注。

由于抗光腐蚀性，化学稳定性，成本低，无毒和强氧化性，二氧化钛被作为应用最广泛的光催化剂来光降解水和空气中的有毒化合物。

但是二氧化钛具有较大的带隙（锐钛矿相二氧化钛为3.20ev）因此，只有较小一段太阳光区域，大约为2%~3%紫外光区可被应用[2]。

人们尝试用各种制备方法，如贵金属掺杂、氧化物复合、表面修饰等等方法，防止和减少电子与空穴的复合，提高催化剂的光催化活性。

众所周知，吸附和催化的效率与固体的孔径及表面积有关，因此，对二氧化钛进行修饰、改性及增大比表面积是提高光量子效率和增大反应速率的一个有效的方法与途径。

1.1 TiO2的结构与基本性质1.1.1物理常数及结构特征表1 TiO的物理常数1.1.2 TiO2的结构特征在自然界中，TiO2存在三种晶型结构，即金红石、锐钛矿和板钛矿。

这些结构的区别取决于TiO68-八面体的连接方式，图1-1是TiO68-八面体的两种连接方式，锐钛矿结构是由TiO68-八面体共边组成，而金红石和板钛矿结构则是由TiO68-八面体共顶点且共边组成。

锐钛矿TiO2中的每个八面体与周围8个八面体相连，金红石TiO2中每个八面体与周围10个八面体相连。

事实上锐钛矿可以看做是一种四面体结构，而金红石和板钛矿则是晶格稍有畸变的八面体结构[3]。

简单地认为锐钛矿比金红石活性高是不严谨的，它们的活性受其晶化过程的一些因素影响。

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文

《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，单纯的纳米TiO2仍存在一些局限性，如光生电子-空穴对复合率高、可见光响应能力差等。

为了解决这些问题，研究者们开始尝试将纳米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1. 实验材料与设备实验材料主要包括TiO2纳米粉体、其他复合材料（如石墨烯、金属氧化物等）、溶剂（如乙醇、去离子水等）。

实验设备包括搅拌器、超声波分散器、烘箱、管式炉等。

2. 制备方法本文采用溶胶-凝胶法与水热法相结合的方法制备纳米TiO2复合材料。

具体步骤如下：（1）将TiO2纳米粉体与溶剂混合，加入适量的分散剂，进行搅拌和超声波分散，得到均匀的TiO2溶胶。

（2）将其他复合材料加入TiO2溶胶中，继续搅拌和分散，使各组分充分混合。

（3）将混合溶液进行水热处理，使溶胶凝胶化，得到纳米TiO2复合材料的前驱体。

（4）将前驱体进行热处理，得到最终的纳米TiO2复合材料。

三、光催化性能研究1. 实验方法（1）选取典型的光催化反应（如降解有机污染物、光解水制氢等），以评价纳米TiO2复合材料的光催化性能。

（2）将制备的纳米TiO2复合材料作为光催化剂，加入到反应体系中，进行光催化实验。

（3）通过检测反应前后有机污染物的浓度、制氢量等指标，评价纳米TiO2复合材料的光催化性能。

2. 结果与讨论（1）通过实验发现，纳米TiO2复合材料在可见光下的光催化性能明显优于单纯的纳米TiO2。

这主要是由于复合材料提高了光生电子-空穴对的分离效率，扩大了光谱响应范围。

纳米TiO2的制备及UV／TiO2体系光催化性能研究

ｒａｔｅａｓｈｉｇｈａｓ８０％ｉｎ６０ａｉｒｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｉｏ！；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ；ｒｅｌｆｕｘｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ — ａｓｓｉｓｔｅｄ；ｈｙｄｍｔｈｅｒｍａｌ；ｍｅｔｈｙｌｏｒａｎｇｅ
（．ＡｐｐｌｉｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳａｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓａｎｍｉｎｇ３６５００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｆｏＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｅｍｈｉｃａｌＥｎｉｇｎｅｅｒｉｎｇ，ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｍｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ）
ｓｉｓｔｅｄｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｐｈｏｔｏｅａｔＭｙｉｆｅａｅｉｔｖｉ￣ｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｏｒａｎｇｅｕｎｄｅｒＵＶｌｉｇｈｔｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ
李福颖１，２，牛玉１，２，朱启荣，郑建忠，许晴，张天永

TiO2的实验报告

纳米TiO2的制备及其光催化性能的检验实验报告一、实验目的：1、了解纳米TiO2的性质及应用。

2、掌握制备纳米TiO2的原理和方法，并比较不同方法的优缺点。

3、掌握检验纳米TiO2光催化性能的一般方法。

4、掌握离心机、分光光度计等仪器的使用方法。

二、性质：（1）基本化学性质：纳米TiO2化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水、稀酸,溶于氢氟酸和热浓硫酸。

不与空气中CO2 ,SO2,O2等反应,具有生物惰性。

纳米TiO2具有热稳定性,无毒性。

与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。

相对密度约4.0。

熔点1855℃。

（2）光催化：纳米TiO2是一种n型半导体材料,禁带宽度较宽,其中锐钛型为3.2eV,金红石型为3.0eV,当它吸收了波长小于或等于387.5nm 的光子后,价带中的电子就会被激发到导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+,吸附在TiO2表面的氧俘获电子形成•O2-,而空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成具有强氧化性的•OH,反应生成的原子氧、氢氧自由基都有很强的化学活性, 氧化降解大多数有机污染物,同时空穴本身也可夺取吸附在半导体表面的有机物质中的电子,使原本不吸收光的物质被直接氧化分解,这两种氧化方式可能单独起作用也可能同时起作用,对于不同的物质两种氧化方式参与作用的程度有所不同。

这些原子氧、氢氧自由基和空穴还能与细菌内的有机物反应,生成CO2、H2O 及一些简单的无机物,从而杀死细菌,清除恶臭和油污。

此外,半导体表面产生的高活性电子具有很强的还原能力,电子受体可直接接受光生电子而被还原, 故也可用来还原去除环境中的某些特定污染物,如: Cu2+等有毒离子。

另外,光催化效率与激发态电子、空穴到达表面的时间有关, 纳米TiO2粒子作为光催化剂, 其粒径越小,电子、空穴到达反应表面的数量越多,光催化效率越高但是,由于TiO2本身禁带宽, 产生的电子-空穴对不仅极易复合而且寿命较短, 光响应范围较窄, 使光催化活性受到了一定的限制,且利用的光谱范围受到一定的限制。

TiO2复合纳米材料的制备及其可见光催化性能研究的开题报告

TiO2复合纳米材料的制备及其可见光催化性能研究的开题报告一、选题背景随着全球环境污染的加剧，人们对环境保护的重视程度越来越高。

光催化降解技术是一种有效的污染物处理技术，其中二氧化钛（TiO2）是一种常用的光催化材料，具有良好的光催化性能和化学稳定性。

但是，TiO2只能吸收紫外光，其光催化效率较低，限制了其在可见光区的应用。

因此，研究如何提高TiO2在可见光区的催化活性，是当前研究的热点和难点。

其中一个有效的方法是通过制备TiO2复合纳米材料，以增强其光催化性能。

近年来，许多研究已经证实了TiO2复合纳米材料在可见光区的催化性能，例如金属氧化物（如Fe2O3、CuO）和半导体材料（如ZnO、CdS）。

二、研究目的和意义本研究旨在制备TiO2复合纳米材料，探究其在可见光条件下催化降解染料的性能以及催化机制。

具体的研究目的包括：1. 合成不同种类的TiO2复合纳米材料；2. 比较不同复合纳米材料在可见光下催化降解染料的性能；3. 探究TiO2复合纳米材料在可见光下催化降解染料的机制。

本研究的意义在于：1. 提高TiO2的催化活性和电子结构，促进其在环境污染治理中的应用；2. 为制备高效的可见光催化材料提供新的思路和方法；3. 对于研究TiO2复合纳米材料的制备和催化机制具有一定的理论参考价值。

三、研究内容和方法1. 合成不同种类的TiO2复合纳米材料：通过共沉淀、沉淀、溶剂热、水热等不同的方法，制备TiO2复合纳米材料，包括TiO2/Fe2O3、TiO2/CuO、TiO2/ZnO、TiO2/CdS等。

2. 比较不同复合纳米材料在可见光下催化降解染料的性能：以亚甲基蓝（MB）为模型染料，研究不同TiO2复合纳米材料的催化降解性能，比较不同材料催化降解效果的差异。

3. 探究TiO2复合纳米材料在可见光下催化降解染料的机制：通过UV-Vis、XRD、TEM、EDX、XPS等表征手段，分析催化剂的物理信息和光催化的化学过程，研究其催化机制。

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。

TiO2纳米粒子的制备及光催化性能研究

类废水进行降解，纳米Ｔｉ的光催化活性明显高于普通氧化钛。０２
关键词：ｉ２米粒子；胶网格法；催化氧化；酚类废水；解Ｔ０纳凝光苯降中图分类号：Ｆ２Ｔ１３文献标识码：Ａ文章编号：０３５６（００１ —８７０１０—００２１）２１７—３
ｓｕｉｄｔｄｅ．Ｔｈｅｕｔｄｃｔａ（２ａｉｈｅｆｉｃｈｅｒｄｔｎｏｈｎｌｎａｕｏｓｓｌｔｎａｄｅｒｓｌｉｉｅｔｔ）ｈｓｈｇｆｉｅｙｉｔｅｄｇａａｉｆｅｏｑｅｕｏｕｉｎｓｎａｈＴｉｃｎｎｏｐｉｏ
第３３卷第ｌ２期
２１００年１２月
合肥工业大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＩＯＦＨＥＦＥＩＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩＯＦＴＥＣＨＮＯＩ）ＧＹ（
Ｖｏ．２Ｎｏ１ｉ３．２
Ｎｏ．２０ｖ０１
Ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ —００２１．２０７ｏ：０３６／．ｓ．０３５６．００１．２ｓ
（．ｈｏｆＣｈｍｉａｎｏｌｇｃｌＥｎｉｅｒｎ１ＳｃｏｌｏｅｃｌｄＢｉｏｉａｇｎｅｉｇ，ＹａｈｎｎｔｔｔｆＴｅｈｌｇ。Ｙａｃｎ２０ａｎｃｅｇＩｓｉｕｅｏｃｎｏｏｙｎｈｅｇ２４５１，Ｃｈｎｉａ；２ＹａｃｅｇＨｕ．ｎｈｎａＯｕ
ｐｏｏａａｙｉａｔｉｆ０２ｎｎｃｙｔｌｎｂｉｕｌｉｈｒｔａａｆｃｍｍｏ０２ｈｔｃｔｌｔｃｉｔｏｃｖｙＴｉａｏｒｓａｌｅｉｏｖｏｓｙｈｇｅｈｎｔｔｏｏｉｓｈｎＴｉ．

高钛渣提钛制备纳米二氧化钛及其光催化性能的研究

第49卷第9期2021年5月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol. 49 No. 9May. 2021高钛渣提钛制备纳米二氧化钛及其光催化性能的研究**基金项目：沈阳医学院科技发展基金(No ： 20191026) ； 2019辽宁省教育厅科学研究一般项目(N 。

： 201902)；沈阳医学院创新创业训练计划(N 。

： 20209034)D通讯作者：王凯(1978-),女，讲师，主要从事纳米材料光催化性能研究。

王小禾，王凯，隋丽丽，董微，常红，吴園，莫大森(沈阳医学院，辽宁沈阳110034)摘要：以高钛渣为原料，采用浓硫酸焙烧法得到硫酸氧钛溶液，水热法制备偏钛酸进行高温锻烧，制备不同晶型组成的纳米二氧化钛产品，以亚甲基蓝为降解对象，检测不同熾烧温度下纳米二氧化钛产品的光催化性能。

在254 nm 波长的光照下，对亚甲基蓝溶液的光催化降解实验结果表明：纳米Ti()2对亚甲基蓝有一定的降解活性，650 t 锻烧得到的二氧化钛产品对亚甲基蓝的光催化降解活性最高。

关键词：高钛渣；二氧化钛；光催化；亚甲基蓝中图分类号： X52文献标志码：A 文章编号：1001 -9677(2021)09-0064-03Photocatalytic Performance of Nanometer TiO 2 Preparedfrom High Titanium Slag *WANGXiao-he, WANG Kai, SUI Li-li, DONG Wei, CHANG Hong, WU Nan, MO Da-sen(Shenyang Medical College , Liaoning Shenyang 110034, China)Abstract : Using high titanium slag as raw material , titanium oxysulfate solution was obtained by roasting withconcentrated sulfuric acid. Metatitanic acid was prepared by hydrothermal method and calcined at high temperature toprepare nanotitanium dioxide products with different crystal form& The photocatalytic activity was tested of nano titanium dioxide products with different calcination temperatures and methylene blue as degradation object. The photocatalyticdegradation under UV irradiation at k = 254 nm showed thatnano TiO 2 had a certain degradation activity to Methylene blue. The photocatalytic activity of titanium dioxide products calcined at 650 P was the highest.Key words ： high titanium slag ； titanium dioxide ； photocatalysis ； methylene blueTiOz 具有廉价、稳定、无毒、光催化活性较高等特点，被广泛应用于有机污染物的降解。

纳米TiO_2的制备及光催化性能研究

第22卷第3期2008年6月白城师范学院学报Journal of Ba i cheng Nor m al College Vo l .22,No .3June,2008　纳米Ti O 2的制备及光催化性能研究魏晓毳(白城医学高等专科学校,吉林白城137000) 摘要:本文采用水热法制备了高分散的纳米Ti O 2粒子,方法新颖、快速、简单。

利用XRD 对其进行表征。

以Ti O 2作为光催化剂,在紫外光的照射下,系统考察了不同催化剂、催化剂用量、溶液初始pH 值等因素对水中水杨酸降解率的影响。

关键词:纳米Ti O 2;水热法;光催化中图分类号:O643.32文献标识码:A文章编号:167323118(2008)0320022203收稿日期56作者简介魏晓毳(6———),女,白城医学高等专科学校副教授,研究方向无机化学。

1　纳米Ti O 2的制备与表征1.1　纳米Ti O 2的制备。

将6m l 钛酸丁酯(98%)在剧烈搅拌的条件下溶于30m l 异丙醇中,向此溶液中逐滴滴入1m l 水,接着将8m l 盐酸滴入到混合液中。

然后将此均相的溶胶溶液转入到水热釜中,将釜放入烘箱中以每分钟2℃的速度升温到200℃,保持此温度一个小时,然后将釜冷却到室温,最后用热水洗涤数次,直至滤液为中性,经离心分离、干燥得到白色粉末即所制得的纳米Ti O 2粉末。

1.2　表征。

采用R igaku D /m ax -II B X -射线粉末衍射仪对所合成的产物Ti O 2的结构进行表征,见图1。

图1　水热法合成纳米Ti O 2的XRD 图2　光催化性能研究2.1　H 2O 2对水杨酸的光催化氧化。

将H 2O 2与50m l 水杨酸溶液混合于50m l 石英烧杯中,烧杯顶端用一带有空洞的塑料膜封住,以便在实验过程中吸取反应液。

反应温度控制在25±2°C,于电磁搅拌器上:2008-0-2:194:22搅拌,放置在距紫外灯10厘米的位置,马上打开紫外灯进行反应。

二氧化钛纳米材料的制备、改性及光催化性能研究

摘要二氧化钛纳米材料的制备、改性及光催化性能研究摘要随着人们生活水平的不断提高，越来越多的产品来自于石油、煤炭和天然气等不可再生的自然资源。

同时，产品在原材料的提取、运输和转化过程中都有可能给环境带来负面效应。

因此，环境污染和能源短缺现象成为人类目前应对的世界性难题。

半导体光催化技术在环境修复领域的作为不容忽视，已被证明是降解水体和大气环境中有害污染物的有效途径。

在解决能源危机方面，通过光分解水制氢、太阳能电池等方式实现了可再生能源的高效利用。

二氧化钛因其高稳定性，无毒性且低成本被认为是非常理想的光催化半导体材料。

光催化剂的表面积是决定污染物吸附量的重要因素，直接影响其光催化活性的强弱。

由于二氧化钛纳米材料的高表面能使得纳米粒子间倾向于聚集以达到体系的平衡状态，导致纳米粉体的团聚现象严重，无法获得较大的活性表面积。

因此，本文采用表面活性剂作为分散剂，并优化制备工艺进行改性，以获得均一分散的二氧化钛纳米体系是十分必要的。

主要研究内容如下：（1）综合溶胶-凝胶法和溶剂热法的制备优势，本论文采用溶胶-溶剂热改进工艺进行实验分析。

以钛酸丁酯为钛源，无水乙醇为溶剂，浓硝酸为抑制剂，按照n(Ti(OR)4):n(C2H5OH):n(H+):n(H2O)=1:15:0.35:4的反应物配比，制备纳米级二氧化钛材料。

（2）通过单因素实验与正交实验相结合的方式，以样品对甲基橙的光催化降解率为分析依据，探究溶剂热温度、溶剂热时间、煅烧温度和煅烧时间对于二氧化钛光催化活性的影响。

正交实验的结果表明，最佳工艺参数是：当溶剂热温度为150℃，溶剂热时间为24h，煅烧温度为450℃，煅烧时间为4h时，样品的光催化降解率最高，为82.88%。

同时XRD、SEM、TEM和EDS的图像表明，样品为结晶度良好的单一锐钛矿相，无任何杂质，但分散性一般。

（3）在最佳工艺参数的基础上，通过控制表面活性剂的种类和含量的不同，探究不同类型表面活性剂的最佳投料比，从而确定用于二氧化钛纳米粉体改性的最佳分散剂，并通过XRD、SEM、TEM和EDS等技术对样品进行表征。

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纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究
随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。

环境问题已严重影响现代文明的发展，有机污染物具有持久性的特点而长期威胁人类健康，开发和设计仅利用太阳能即可完成对有机污染物降解的新材料将会是解决环境问题的有效方法之一。

纳米TiO2作为一种光催化材料，具有优异的物理和化学性质，因而被广泛应用和重点研究。

本文就纳米TiO2材料的制备及其光催化性能展开探讨。

标签：纳米TiO2;光催化;制备方法;光催化效能
引言
半导体光催化技术是解决环境污染与能源短缺等问题的有效途径之一。

以二氧化钛为代表的光催化剂在染料敏化太阳能电池、锂离子电池、光伏器件以及光催化领域表现出明显的使用优势.但是TiO2本身的弱可见光吸收、低电导率、高载流子复合速率限制了其在工业生产中的进一步使用。

科技工作者一般通过掺杂、半导体复合、燃料敏化、表界面性质改性等方法提高TiO2的光电化学性能，使其能在生产实践中广泛应用。

1、TiO2材料简介
TiO2在自然界中的主要存在形态为金红石、锐钛矿和板钛矿三种晶型，其中金红石是TiO2的高温相，锐钛矿和板钛矿两种形态是TiO2的低温相。

在三种晶型中光催化活性最好的为锐钛矿型TiO2。

锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV 与之对应的激发波长为387nm。

所以，TiO2作为光催化剂在紫外光条件下具有催化活性，在可见光下一般没有活性。

只有对它的结构进行改性，使它的禁带宽度得以缩小，才可以实现材料在可见光条件下的催化降解反应。

改性的方式目前主要有以下几种方法：通过改变晶体内部结构来改变催化剂禁带宽度的离子掺杂方法，通过形成异质结改变能带结构的半导体复合法，提高催化剂对光的吸收能力的表面光敏化法，增大催化剂比表面积使晶粒细化的负载载体法等。

光催化材料中电子e一和空穴h十的浓度会影响有机物的降解速度。

粒径的减小能够使表面原子增加，使光催化剂吸收光的效率显著提高，使其表面e一和h十的浓度增大，从而提高光催化剂的催化活性。

纳米材料不仅仅具备粒径小的优点，而且还具备了小尺寸所带来的特殊的性质，这些特性将在未来的绿色革命中大展拳脚，给环境保护带来巨大的进展。

纳米TiO2能够光催化降解水中多种污染物，对染料、卤代烃、多环芳烃、酚类、表面活性剂和农药等都具有降解能力。

用TiO2作为光催化剂，可以使多达60多种含氯化合物在光照条件下氧化还原而生成COa和H20等物质。

纳米尺度的TiO2相比与普通二氧化钛具有更好的光催化性能，但由于粒径细小在反应过程中容易流失，而且大量的悬浮纳米级光催化剂会阻挡光的吸收也给废水处理后的分离造成极大的困难。

由于这些应用中的困难，近年来固定相纳米光催化技术成为了热点研究，进行TiO2纳米膜及其负载技术的催化氧化实验成为主流。

在TiO2光催化氧化处理有机污染物方面，国内现在
大致上还是以紫外光为光源，有机污染物的最佳的降解效果可以达到90%以上。

以Fe3十，Mo5十，Ru3十，OS3十，Re5十，Sb5十，Sn5十，Sn4十，Ga3十，Nb5十，Zr4十，Ta5十和V5十等金属离子对Ti02的掺杂效果进行了一定的研究，主要涉及紫外光为光源的内容。

研究表明过渡金属d电子与二氧化钛的导带之间发生了电荷的转移，如果掺杂的过渡金属的局部化能级接近二氧化钛的带隙中心，那么会诱发新的可见光吸收。

本文研究了纳米银掺杂的二氧化钛催化剂的制备及对甲醛的催化降解效果，研究表明，纳米银掺杂的二氧化钛催化剂在可见光作用下对甲醛有较好的降解效果，而未掺杂的二氧化钛催化剂在可见光作用下对甲醛的降解效果明顯偏弱。

2、二氧化钛溶胶的制备
制备溶胶的主要原料为钛酸四丁酯、无水乙醇以及冰乙酸。

反应物为钛酸四丁酯和水1∶1，分散介质为无水乙醇，冰乙酸可调节体系的酸度防止钛（Ⅳ）离子水解过速，使Ti（OC4H9）4在C2H5OH中水解生成Ti（OH）4，脱水后即可获得TiO2。

在后续的热处理过程中，只要控制适当的温度条件和反应时间，就可以获得金红石型或锐钛矿型二氧化钛。

钛酸四丁酯在酸性条件下，在乙醇介质中水解反应是分步进行的，总的水解反应表示为：
水解产物为钛（Ⅳ）离子溶胶。

一般认为，在含钛（Ⅳ）离子溶胶中钛（Ⅳ）离子通常与其他离子相互作用形成复杂的网状基团。

上述胶体体系静置一段时间后，由于发生胶凝作用，形成稳定凝胶。

3 二氧化钛薄膜的制备
将1.6mm的泡沫镍裁剪成10×10cm的尺寸，然后依次使用（洗洁精、无水乙醇、0.5mol/L的稀盐酸、0.5mol/L的氢氧化钠清洗干净，最后用去离子水冲洗5遍，烘干，备用）。

将清洗干净的泡沫镍浸渍在上述制备好的二氧化钛溶胶中，以10mm/min的速度提拉，然后放在65℃左右的烘箱中烘干，重复提拉、烘干3次，制得负载在泡沫镍上的二氧化钛薄膜。

4、Ag掺杂二氧化钛催化剂的制备
将负载有二氧化钛薄膜的泡沫镍放入马弗炉中，将马弗炉以5℃/min的升温速度升至500℃，保温3h，然后自然降至室温后，取出泡沫镍，得到负载二氧化钛催化剂的泡沫镍样品。

将含有2000ppm浓度的纳米银装入喷枪中，设定好喷枪的出液量和压缩空气流量，开启喷枪，喷枪嘴垂直对着负载二氧化钛催化剂的泡沫镍样品，距离为10±1cm，将纳米银负载在泡沫镍表面的二氧化钛上，得到纳米银掺杂的二氧化钛催化剂样品（简称样品A）。

作为对比，未掺杂的二氧化钛催化剂样品则用去离子水代替纳米银溶液，喷涂在另外一块大小相同且使用相同方法制备的负载二氧化钛催化剂的泡沫镍上，得到不含纳米银的二氧化钛催化剂样品（简称样品B）。

5、二氧化钛催化剂光催化性能的研究
将负载有未掺杂的二氧化钛催化剂泡沫镍样品（样品A）放置于不锈钢试验舱中，往试验舱中加入甲醛气体，使试验舱中甲醛的浓度为1ppm左右，开启日光灯，每隔1h记录一次甲醛的浓度，然后计算未掺杂的二氧化钛对甲醛的降解率。

将负载有纳米银掺杂的二氧化钛催化剂泡沫镍样品（样品B）放置于不锈钢试验舱中，往试验舱中加入甲醛气体，使试验舱中甲醛的浓度为1ppm左右，开启日光灯，每隔1h记录一次甲醛的浓度，然后计算纳米银掺杂的二氧化钛对甲醛的降解率。

降解甲醛效果对比
从图1中可以得知，纳米银掺杂的二氧化钛催化剂8小时对甲醛的降解率达到了66.8%，而未掺杂的二氧化钛催化剂8小时对甲醛的降解率仅为37.6%，纳米银掺杂的二氧化钛催化剂对甲醛的降解效果远高于未掺杂的二氧化钛催化剂在相同时间内对甲醛的降解效果。

结语
一般认为，TiO2表面改性的贵金属一方面可充当电子陷阱，有效俘获半导体材料在太阳光照射下产生的电子;另一方面，贵金属与TiO2存在肖特基势垒，TiO2中的光生电子可快速迁移到贵金属上，直到两者的费米能级相等，TiO2价带中仍产生相对应的空穴，于是实现了光生电子和空穴的有效分离，因而具有较好的光催化活性。

参考文献：
[1]李楠楠，荣俊，赵晓利，等.球形纳米二氧化钛的制备[J].山西化工，2018（2）：6-8.
[2]张萍，许丽，王莉.水热法合成二氧化钛纳米管的晶型与形貌控制的研究[J].当代化工，2018（5）：893-896.。