纳米TiO2光催化剂负载技术研究

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。

光催化剂在环保领域的应用摘要：光催化是一种新型的环境治理方法。

文章首先分析了光催化的反应机理，对光催化在水处理、气体处理以及其他环保方面的研究和应用进行了综述。

最后，指出了当前阻碍这一技术发展的难题。

Application of Photocatalyst to Contaminants DegradationAbstract: The photocatalysis was a new technology of environment treatment. The principle and mechanism of photocatalysis reaction was analyzed, firstly. Then the application of thistechnology was discussed in waste water, air and others area. At last, the mainproblems of photocatalysis were indicated at present.1 引言自1972年Fujishima和Honda[1]发现了TiO2作为催化剂，在太阳光的作用下可以分解水制得氢气以来，光催化反应开始得到了普遍的关注。

经多年深入的研究，逐步掌握了该反应的机理[2-3]。

在此基础上，研究者发现光催化反应可以有效的分解有机物、杀灭细菌和消除异味，并且光催化技术拥有多方面的优势，如反应温度是室温，光催化剂自身无毒、无害、无腐蚀性，也不会有二次污染等。

因此和传统的高温、常规催化、吸附等技术相比，光催化在环保领域的应用有很多明显的优势，近些年来取得了长足的发展[4-7]。

本文就这一技术在环保领域的应用做一个综合评述，以期为相关的研究提供参考。

2 反应机理光催化是以n型半导体的能带理论为基础，以n型半导体作催化剂的一种光敏氧化法。

半导体粒子具有能带结构，一般由填满电子的低能价带(V alence Band，VB)和空的高能导带(Conduction Band，CB)构成，价带和导带之间存在一个区域为禁带，区域的大小通常称为禁带宽度(Eg)。

70工业安全与环保I ndust r i al Saf e t y a nd Envi r onm e nt al Pr o t ect i on2013年第39卷第4期A pr i l2013镍网负载纳米Ti02对甲苯降解的实验研究*易长思李彦旭杜青平张国庆崔琦(广东工业大学广州510006)摘要采用溶胶一凝胶法制备负载纳米甄02的泡沫镍网，并利用自制的间歇式光催化反应装置对甲苯废气降解进行实验研究。

考察了光源波长、湿度、含氧量、甲苯初始浓度等因素对甲苯去除率的影响，并对光催化剂的失活和再生进行了实验研究。

结果表明，在光源波长为185砌条件下，体系相对湿度为45％、含氧量为21％、甲苯初始质量浓度为208m e／m3，甲苯的去除率达97％以上，通过紫外光照射失活光催化剂12h，其活性能基本恢复，对甲苯的去除率达87％以上。

关键词光催化二氧化钛泡沫镍网甲苯St udy of T ol uene D egr adat i on by N a no-T i02L oadi ng on t he N i cke l N etY I C A angs i LI Y anxu D U Q i ngpi Il g Z H A N G C uoq i ng C U I Q i(Guangdong№蚵of Technol ogy Gl‘叨g知u510006)A bs t r a ct T i t ani um di oxi de i s prepa re d by s ol——g el m et h od a nd hom e-m ade i nt er m i t t ent phot ocat al y si s r eact i ons de vi ce sa陀u s ed t o st udy t he de gr a da t i on of t ol uene w as t e ga s．砸他f act or s i nf l uenci ng t he de gr ada t i on of t ol uene ar e i nves t i gat ed．suc h as l i g ht w avde ngt hs，s ys t e zn re．]a t i ve hum i di t y and oxygen cont e nt，t ol uene i ni ti al conce nt r a t i on a nd80O i l a nd t he腻-pe dr ne nt s of l nact i vaf i on and[egener at on dphot oc a t a l yst ar e al so conduct ed．n硷r esul t i ndl c at es t hat．w he n t he l l g ht w a v e-1e璎=【11s is185I R n，syst em r el ati ve hum kl i t y is45％。

富含{001}活性晶面TiO2负载纳米银的制备及其室温催化氧化CO性能研究摘要：用原位光沉积法制得Ag/TiO2催化剂，以CO氧化为探针反应，通过SEM、XRD、TEM、紫外-可见吸收光谱对材料的结构进行表征。

结果表明：Ag纳米粒子成功沉积在TiO2纳米片表面且颗粒尺寸较小，TiO2纳米片的{001}晶面富含的Ti3+缺陷态会向Ag纳米粒子转移电子，使其表面电子密度增加，有利于CO和O2的吸附；CO与TiO2晶格氧作用后产生氧空位，促进O2在氧空位的吸附与活化，并进一步再生补充晶格氧。

关键词：Ag/TiO2；原位光沉积；{001}晶面；CO氧化1引言近年来，CO的催化转化一直是催化研究领域的研究热点，兼具理论研究和应用价值。

自Haruta等人[1]在还原性载体上负载超细纳米金颗粒实现低温催化氧化CO以来，TiO2表面负载贵金属纳米颗粒用以CO的催化活化并实现转化受到了极大的关注。

CO分子在金纳米粒子上吸附活化(Au-CO)，与金-载体界面的晶格氧发生反应生成CO2，造成晶格氧的缺位(氧空位的生成)，而氧分子在缺陷位上吸附活化并补充晶格氧，使晶格氧得到再生[2,3]，因此，O2在界面的吸附活化成为提高其活性的关键因素之一。

对于如何提高Au负载型催化剂的效率，认为关键在于Au纳米粒子大小、分散状态的控制和对CO的吸附活化能力[4]，往往Au颗粒越小和分散度越高，其活性也会越高[5]，当Au的粒径小于3 nm时，催化剂表现出了良好的性能，而当其粒径大于5 nm时，则会失去其独特的催化性能[6].到目前为止，研究银催化剂上CO的选择氧化的报道较少[7]。

Güldür等人[8]在2002年报道了共沉淀法制备的1:1Ag/Co，Ag/Mn催化剂上CO选择氧化的活性和选择性,以及各种因素的影响。

曲等人[9,10]系统考察了不同的分子筛、活性炭、氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛和氧化镁载体负载Ag催化剂对CO在富氢条件下的选择氧化，并提出了CO在Ag/SiO2上的低温氧化反应机理。