光催化二氧化钛薄膜的制备工艺研究进展

二氧化钛光催化材料研究现状与进展二氧化钛光催化材料是一类应用广泛且备受关注的催化材料。

它具有优异的光催化性能，可有效利用可见光波段吸收光能，将水和空气中的有机污染物和有害物质转化为无害物质。

二氧化钛光催化材料在环境治理、清洁能源、光电器件等领域具有广阔的应用前景。

本文将介绍二氧化钛光催化材料的研究现状与进展。

二氧化钛是一种重要的半导体光催化材料。

它具有良好的化学稳定性、光稳定性和物理稳定性，且价格低廉、易于合成。

二氧化钛的光催化性能主要依赖于其晶型、表面形貌、晶粒尺寸、杂质掺杂等因素。

迄今为止，已有许多方法被提出来改善二氧化钛的光催化性能。

在二氧化钛的晶相中，主要有锐钛矿相（anatase）和金红石相（rutile）。

锐钛矿相的光催化性能优于金红石相，因此提高二氧化钛中锐钛矿相的含量，可以增强其光催化性能。

目前，常用的方法是通过控制合成条件、添加特殊添加剂或利用碳掺杂来增加锐钛矿相的含量。

除了晶型控制外，二氧化钛的表面形貌对其光催化性能也有重要影响。

研究表明，具有高比表面积和多孔结构的二氧化钛光催化材料具有更高的光催化活性。

为了增加二氧化钛的比表面积，一种常用的方法是通过溶剂热法或水热法合成纳米二氧化钛颗粒。

此外，还可以利用模板法、电化学沉积等方法来制备具有特定结构和形貌的二氧化钛纳米材料。

此外，晶粒尺寸也是影响二氧化钛光催化性能的重要因素。

通常情况下，具有较小晶粒尺寸的二氧化钛材料显示出更高的光催化活性。

制备细颗粒二氧化钛的方法包括溶胶-凝胶法、燃烧法、等离子体法等。

最后，元素掺杂是另一个重要的改善二氧化钛光催化性能的方法。

常用的掺杂元素有金属离子（如铁、铜、铬）、非金属离子（如硼、氮、碳）和稀土元素。

元素的掺杂可以改变二氧化钛的能带结构和光吸收性能，从而提高光催化活性。

总之，二氧化钛光催化材料的研究领域非常广泛，存在许多值得深入探索的问题和挑战。

虽然已经取得了一些进展，但仍然需要进一步研究和改进，以实现其在环境治理、清洁能源等领域的应用。

绿色建筑光催化材料二氧化钛研究进展随着社会经济的发展和人们对环境保护意识的提高，绿色建筑已成为一种趋势。

绿色建筑是一种可持续性建筑，其设计和建造考虑了减少对环境的影响，提高建筑能源效率，提高室内环境质量等因素。

绿色建筑需要使用环保、健康的建筑材料，而光催化材料二氧化钛是一种很有潜力的材料，能够用于室内和室外环境的净化。

二氧化钛具有很高的光催化活性，在受到紫外线或可见光照射时能够吸收水中的氧和有机物质、微生物，将其分解为CO2和H2O，从而达到清洁水和空气的目的。

二氧化钛的光催化能力是由于其表面具有活性位点，通过吸附反应活化两种物质，从而产生自由基，进而分解有机污染物，因此用于绿色建筑中的光催化材料是探索和应用的热点。

二氧化钛的催化性能可以通过修饰或改性来提高。

硫化二氧化钛、掺杂二氧化钛、纳米二氧化钛和复合二氧化钛等是目前研究的热点。

硫化二氧化钛的光催化性能比纯的二氧化钛更优秀，因为硫是一种与光催化反应有关的活性物质。

掺杂二氧化钛一般通过在其晶格中引入其他金属离子，从而形成掺杂二氧化钛。

掺杂的离子会影响二氧化钛的电子结构及其表面性质，可以提高催化性能，让其可使用于室内环境净化中。

纳米二氧化钛的光催化性能也比纯的二氧化钛更优秀，因为小尺寸的纳米颗粒有更大的比表面积和更短的电子传输路径。

在光照区域内，纳米二氧化钛能较好地吸收光线，提高了催化效率。

复合二氧化钛材料是指将二氧化钛复合到另一种材料中，如氧化锌、氧化铜等，可以增强催化性能，同时还可以对催化剂的电子能级结构有所调整，改进催化剂在光催化中的性能。

此外，改进二氧化钛的制备方法也为提高其光催化性能提供了新途径。

目前常使用的方法有溶胶-凝胶法、沉淀法和水热法等。

溶胶-凝胶法是一种干燥和烧结过程多的制备方法，可控性较好，且可以制备出更细致的二氧化钛微粒，通常能够得到更高的催化性能。

水热法是指以水为溶媒将反应物反应时制备二氧化钛的方法，该方法不需要多次烧结和洗涤，工艺简单，适用于制备较小颗粒的二氧化钛，并且可制备出不同形貌的二氧化钛粒子，如球形、链形、管状等。

《Ce及Ce-Zn共掺杂二氧化钛薄膜的制备及光催化性质的研究》篇一一、引言随着环境污染问题的日益严重，光催化技术因其独特的优势和潜力，在环境治理和能源转换等领域得到了广泛的应用。

二氧化钛（TiO2）因其良好的光催化性能、化学稳定性以及低成本等优点，被广泛用于光催化领域。

然而，纯TiO2的光催化性能仍存在一些局限性，如光响应范围窄、量子效率低等。

为了解决这些问题，研究者们尝试通过掺杂不同的元素来改善TiO2的光催化性能。

其中，稀土元素Ce及其与Zn的共掺杂被认为是一种有效的手段。

本文将研究Ce及Ce-Zn共掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，并对其光催化性质进行探讨。

二、制备方法1. 材料准备实验所需材料包括TiO2粉末、Ce(NO3)3·6H2O、Zn(NO3)2等。

所有试剂均为分析纯，使用前未进行进一步处理。

2. 制备过程（1）Ce掺杂二氧化钛薄膜的制备：采用溶胶-凝胶法，将TiO2粉末与Ce(NO3)3·6H2O混合，通过溶胶-凝胶过程得到Ce 掺杂的TiO2溶胶。

然后，将溶胶涂覆在基底上，经过热处理得到Ce掺杂的二氧化钛薄膜。

（2）Ce-Zn共掺杂二氧化钛薄膜的制备：同样采用溶胶-凝胶法，将TiO2粉末、Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2混合，制备得到Ce-Zn共掺杂的TiO2溶胶。

后续步骤与Ce掺杂薄膜的制备方法相同。

三、光催化性质研究1. 实验装置与测试方法光催化实验在Xe灯照射下进行，通过紫外-可见分光光度计测试样品的吸光度及光响应范围。

同时，采用循环伏安法等电化学方法对样品的电化学性质进行测试。

2. 结果与讨论（1）吸收光谱分析：通过紫外-可见分光光度计测试样品的吸收光谱，发现Ce掺杂及Ce-Zn共掺杂的二氧化钛薄膜在可见光区域的吸收强度均有显著提高，说明掺杂能有效扩展TiO2的光响应范围。

（2）光催化性能测试：在相同条件下，对不同样品进行光催化降解有机染料（如甲基橙）的实验。

二氧化钛膜材料的制备及其性能研究二氧化钛是一种广泛应用的材料，其应用范围涉及到许多领域，如电子、光电、化学和生物医学等。

作为一种重要的半导体材料，二氧化钛的性质与结构等特点直接影响到其在实际应用中的表现。

本文将介绍二氧化钛膜材料的制备及其性能研究。

一、二氧化钛膜材料的制备目前，二氧化钛膜材料的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、热氧化法、磁控溅射法和离子束溅射法等多种方法。

其中，溶胶-凝胶法是一种制备二氧化钛膜的常用方法。

该方法主要是通过水热处理的方式，将二氧化钛溶胶转化为凝胶，然后通过热处理使其形成二氧化钛膜。

这种方法具有制备工艺简单、制备成本低、成膜速度快、膜厚均匀等优点。

另一种常见的制备二氧化钛膜的方法是热氧化法。

该方法是将纯金属或合金材料在高温下进行氧化反应，使其形成二氧化钛膜。

与溶胶-凝胶法相比，这种方法制备的二氧化钛膜具有结构稳定、热稳定性好、晶体结构优良等优点。

二、二氧化钛膜材料的性能研究二氧化钛膜材料因其独特的性质被广泛应用于许多领域，因此对其性能的研究也相当重要。

以下将从光催化性能、光电性能、电学性能和热学性能几个方面进行分析。

1.光催化性能二氧化钛膜具有良好的光催化性能，在紫外线照射下能够分解水分子产生氢气和氧气。

该性能使得二氧化钛膜在环保和新能源领域有广泛的应用。

研究表明，随着二氧化钛膜厚度的增加，其光催化性能也随之增强。

因此，在制备过程中，二氧化钛膜的厚度也成为一个重要参数。

2.光电性能二氧化钛膜还具有良好的光电性能，其在紫外线照射下能够产生电荷对，并在外电场的作用下形成电流。

此外，二氧化钛膜还具有较大的电导率和光吸收系数，使其在光电器件中得到广泛应用。

研究表明，调节二氧化钛膜的晶体结构和厚度可以进一步提高其光电转换效率。

3.电学性能二氧化钛膜的电学性能主要表现为其导电性能和介电性能。

由于二氧化钛膜的导电性能较弱，因此其主要应用于电介质领域，如电容器、电子元件等。

在这些应用中，二氧化钛膜的导电性能越弱，其介电损耗也越小，其介电常数也越小。

二氧化钛薄膜的研究进展引言TiO2是一种性能稳定的半导体材料，具有氧化活性高，对人体无毒害、成本低和无污染等特点，在许多领域有广泛的用途。

TiO2薄膜具有良好的化学稳定性、电学性能、优良的光催化特性和亲水性，使其在污水处理、空气净化、电子材料、光学材料、生物材料和金属表面防护等方面呈现出巨大应用潜力。

目前，TiO2薄膜的制备方法有很多，大体可以分为两大类：物理法和化学法。

物理法主要是利用高温产生的物质蒸发或电子、离子、光子等高能粒子的能量所造成的靶物质溅射等方法，在衬底上形成所需要的薄膜；化学法是利用化学反应在基片上形成薄膜的方法。

[1]制备方法1 溶胶-凝胶法溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。

凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料，加入少量水和络合剂，经搅拌和陈化后形成溶胶，然后利用浸渍-提拉法、旋转涂层或喷涂等方法涂在基片表面，经过焙烧后形成薄膜。

常用的钛醇盐主要有：钛酸乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸四丁酯、四氯化钛和三氯化钛等等。

姚敬华等[2]人以钛白粉厂价格低廉的偏钛酸为原料,采用溶胶-凝胶法,结合微乳化技术和共沸蒸馏的工艺路线,制备了纳米锐钛矿型TiO2粉体。

用电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)技术进行了表征。

结果表明:TiO2结晶良好,分布均匀,无团聚现象。

将一定量偏钛酸和NaOH按一定量比混合,再按一定固液比用水稀释,搅拌均匀后转入蒸馏瓶中,在沸腾状态下回流2 h后转入烧杯.在搅拌条件下,缓慢加入一定体积的浓硝酸至沉淀溶解,得到浅白色半透明状溶液。

在此溶液中加入一定体积的8%DBS溶液和二甲苯,搅拌30 min静置,液体分为3层(3相),取中间相进行蒸馏,至馏出液中不分层为止,过滤,将滤渣在80℃烘 4 h后,放入茂福炉,在650℃下灼烧3 h后得纳米TiO2微粒。

改性二氧化钛光催化剂得研究进展摘要：采用掺杂非金属或非金属可增强TiO2光催化材料可见光响应能力。

金属掺杂往往牺牲其紫外光区催化能力，而采用非金属掺杂不仅能够增强其可见光响应能力，且保持紫外区光催化活性。

本文简单叙述了添加非金属和过渡金属改性二氧化钛光催化剂的原理方法及其进展。

掺杂非金属改性二氧化钛光催化剂包括了掺杂氮，掺杂碳。

掺杂过渡金属改性二氧化钛光催化剂包括掺杂铁，掺杂银，掺杂锆。

关键词：改性；二氧化钛；非金属；过渡金属；光催化剂1 引言自从发现TiO2光催化特性以来，以TiO2为代表的光催化环保材料得到广泛的研究⑴。

TiO2是目前应用最广泛的光催化剂，具有活性高、稳定性好和无毒、价廉等优点。

已成为目前最引人注目的环境净化材料，广泛应用于环境保护的各个领域。

TiO2以其无毒、氧化能力强和稳定性好而在污水处理、空气净化、杀菌消毒及制备具自洁抗菌等功能的新型材料方面有着广阔的应用前景.TiO2相对其他半导体光催化剂而言，活性相对较高，但由于TiO2半导体的能带较宽（Eg= 3.2 eV），其对太阳光的利用率较低（4%）.只有在紫外光的激发下才能表现光催化活性，因此对二氧化钛进行改性，使其在可见光甚至是室内光源的激发下产生活性是目前众多研究者的研究热点。

2 掺杂元素改性二氧化钛的基本原理TiO2具有较宽的能带间隙，只有在紫外光下才具有光催化活性，为使其具有可见光催化活性，必须直接或间接改变其能带结构，缩小其能带间隙。

采用元素掺杂提高TiO2的可见光催化活性都是基于提高其光生电子－空穴的分离效率，抑制电子－空穴的重新结合来提高其量子效率⑵。

有些科学家认为适当的元素掺杂能够在价带和导带之间形成一个缺陷能量状态，而这种缺陷能量状态可能靠近价带，也可能靠近导带。

这种缺陷能带为光生电子提供了一个跳板，从而可以利用能量较低的可见光激发价带电子而传输到导带，使吸收边向可见光移动。

3 掺杂非金属改性二氧化钛催化剂掺杂非金属改性二氧化钛光催化性的研究很多。

二氧化钛光催化剂的研究进展1972 年，A.Fujishima 等首次发现在光电池中受辐射的TiO2，表面能持续发生水的氧化还原反应，这一发现揭开了光催化材料研究和应用的序幕。

1976 年J.H.Carey 等报道了TiO2水浊液在近紫外光的照射下可使多氯联苯脱氯。

S.N.Frank 等也于1977 年用TiO2粉末光催化降解了含CN-的溶液。

由此，开始了TiO2光催化技术在环保领域的应用研究，继而引起了污水治理方面的技术革命。

近十几年来，随着社会的发展和人们对环境保护的觉醒，纳米级半导体光催化材料的研究引起了国内外物理、化学、材料和环境等领域科学家的广泛关注，成为最活跃的研究领域之一。

TiO2 是一种重要的无机材料，其具有较高的折光系数和稳定的物理化学性能。

以TiO2 做光催化剂的非均相光催化氧化有机物技术越来越受到人们的关注，被广泛地用来光解水、杀菌和制备太阳能敏化电池等。

特别是在环境保护方面，TiO2 作为光催化剂更是展现了广阔的应用前景。

但TiO2 的禁带宽度是3.2eV，需要能量大于3.2eV 的紫外光（波长小于380nm）才能使其激发产生光生电子-空穴对，因此对可见光的响应低，导致太阳能利用率低（只利用约3~5%的紫外光部分）。

同时光生电子和光生空穴的快速复合大大降低了TiO2 光催化的量子效率，直接影响到TiO2 光催化剂的催化活性。

因此，提高光催化剂的量子效率和光催化活性成为光催化研究的核心内容。

通过科学工作者对二氧化钛的物质结构、制备方法、催化性能、催化机理等方面的深入系统的研究，这种快速高效、性能稳定、无毒无害的新型光催化材料在废水处理、有害气体净化、卫生保健、建筑物材料、纺织品、涂料、军事、太阳能贮存与转换以及光化学合成等领域得到了广泛应用。

1 TiO2光催化作用机理“光催化”从字面意思看，似乎是指反应中光作为催化剂参加反应，然而事实并非如此。

光子本身是一种反应物质，在反应过程中被消耗掉了，真正扮演催化剂角色的却是TiO2。

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。

聚乙烯醇改性二氧化钛的光催化自清洁织物的制备及性能研究自清洁织物是一种能够通过光催化作用降解有机污染物的纺织品，其具有环境友好、持久耐用的特点，被广泛应用于户外服装、窗帘和沙滩伞等领域。

然而，目前市场上的自清洁织物大多采用银纳米颗粒等昂贵的材料，且制备过程复杂，限制了其大规模应用。

因此，寻找一种成本低廉、制备简单且高效的自清洁织物制备方法具有重要的研究意义。

在这项研究中，我们以聚乙烯醇（PVA）为载体，将其表面修饰为改性二氧化钛（TiO2），制备出一种新型的自清洁织物。

首先，通过将PVA溶液浸渍在二氧化钛纳米晶体溶胶中，实现了PVA与TiO2的有效结合。

随后，将浸渍后的PVA/TiO2薄膜制备成纤维素纺织品，并将其进行热处理，使PVA在织物中固定。

最后，经过紫外光照射，PVA/TiO2织物表面形成了一层具有光催化活性的薄膜。

通过对制备的自清洁织物的性能研究，我们发现，PVA/TiO2织物在紫外光照射下能够有效降解有机污染物。

实验结果表明，PVA/TiO2织物对亚甲基蓝这一常见污染物的降解率高达93%。

此外，该织物还具有良好的重复使用性能，经过多次光照射后，其降解效果并未明显下降。

进一步的研究表明，制备的PVA/TiO2织物具有优异的耐久性和机械性能。

经过多次洗涤后，其光催化性能仍然保持稳定。

同时，织物的柔软度和透气性也得到了保持。

这些结果表明，PVA/TiO2织物具有潜在的应用前景，可以作为一种新型的环保纺织品材料。

综上所述，本研究成功制备了一种聚乙烯醇改性二氧化钛的光催化自清洁织物，并对其性能进行了研究。

该织物具有高效的光催化降解有机污染物的能力，并具有良好的耐久性和机械性能。

这一研究为制备成本低廉、制备简单的自清洁织物提供了新的思路，并为其在环境保护和纺织品领域的应用提供了有力支持。

二氧化钛光催化剂的研究进展1972年，A.Fujishima 等首次发现在光电池中受辐射的TiO2，表面能持续发生水的氧化还原反应，这一发现揭开了光催化材料研究和应用的序幕。

1976年J.H.Carey等报道了TiO2水浊液在近紫外光的照射下可使多氯联苯脱氯。

S.N.Frank等也于1977年用TiO2粉末光催化降解了含CN-的溶液。

由此，开始了TiO2光催化技术在环保领域的应用研究，继而引起了污水治理方面的技术革命。

近十几年来，随着社会的发展和人们对环境保护的觉醒，纳米级半导体光催化材料的研究引起了国内外物理、化学、材料和环境等领域科学家的广泛关注，成为最活跃的研究领域之一一。

TiO2是一种重要的无机材料，其具有较高的折光系数和稳定的物理化学性能。

以TiO2做光催化剂的非均相光催化氧化有机物技术越来越受到人们的关注，被广泛地用来光解水、杀菌和制备太阳能敏化电池等。

特别是在环境保护方面，TiO2作为光催化剂更是展现了广阔的应用前景。

但TiO2的禁带宽度是3.2eV，需要能量大于3.2eV的紫外光（波长小于380nm）才能使其激发产生光生电子-空穴对，因此对可见光的响应低，导致太阳能利用率低（只利用约3〜5%勺紫外光部分）。

同时光生电子和光生空穴的快速复合大大降低了TiO2光催化的量子效率，直接影响到TiO2光催化剂的催化活性。

因此，提高光催化剂的量子效率和光催化活性成为光催化研究的核心内容。

通过科学工作者对二氧化钛的物质结构、制备方法、催化性能、催化机理等方面的深入系统的研究，这种快速高效、性能稳定、无毒无害的新型光催化材料在废水处理、有害气体净化、卫生保健、建筑物材料、纺织品、涂料、军事、太阳能贮存与转换以及光化学合成等领域得到了广泛应用。

1 TiO2光催化作用机理“光催化”从字面意思看，似乎是指反应中光作为催化剂参加反应，然而事实并非如此。

光子本身是一种反应物质，在反应过程中被消耗掉了，真正扮演催化剂角色的却是TiO2。

纳米二氧化钛光催化剂制备方法研究进展摘要：纳米二氧化钛作为一种新型的高性能材料，已受到了国内外研究人员的关注，并广泛应用于催化剂、半导体、传感材料、电子陶瓷等领域。

主要介绍了近年来国内外纳米二氧化钛制备工艺的研究状况，根据反应体系的物理形态将制备工艺分成气相法、液相法、固相法分别进行阐述，在此基础上分析比较了不同制备工艺的优缺点，并对其发展前景进行了展望。

关键词：纳米二氧化钛；光催化剂；气相；液相；固相纳米TiO2粉体性质稳定、无毒，催化活性高，价格低廉，氧化能力强，耐化学腐蚀性好，是优良的光催化剂、传感器的气敏元件、催化剂载体或吸附剂，也是制备功能陶瓷、高级涂料的重要原料，是目前应用最为广泛的纳米光催化材料之一。

1纳米TiO2的制备方法1.1气相法1.1.1物理气相沉积法(PVD)目前PVD法多用于TiO2薄膜的制备，其中应用较多的是溅射法。

溅射法是以2块金属板分别作为阳极和阴极，阴极为蒸发用的材料，在两极间充入氩气，施加的电压为0.3一1.5 kV。

两极间的辉光放电使氩离子形成。

在电场作用下，氩离子冲击阴极靶材表面，使靶上的TiO2蒸发出来，经惰性气体冷却凝结成纳米TiO2粉末。

唐晓山等采用溅射法在玻璃衬底上制备TiO2纳米薄膜，薄膜表面TiO2粒径在30nm左右，颗粒大小均匀、致密。

PVD法制备纳米TiO2的过程中不伴随化学反应，所制得的纳米TiO2纯度高、粒径小、晶型结构好、分散性好；但是对设备和技术要求高，回收率较低，成本较高。

1.1.2化学气相沉积法(CVD)CVD法是采用与PVD法相同的加热源，将含钛化合物、金属或合金原料在真空条件下或氩气、氮气等惰性气体中转化成气相，然后在底物表面进行化学反应，成核生长得到纳米粒子的过程。

1)激光诱导法。

该法采用聚焦脉冲CO2激光辐照TiCl4+O2体系，制得非晶态纳米TiO2。

M.Grujic-Brojcin等以异丙基醇钛作前驱体，经载气乙烯通入反应器中，用脉冲CO2激光器辐照，与氧气充分混合反应得到TiO2粉末，500℃下煅烧4 h后得到锐钛矿型粉体。

二氧化钛光催化材料研究现状与进展二氧化钛（TiO2）作为一种重要的半导体光催化材料，在环境治理、能源转化和新能源开发方面具有广泛的应用潜力。

本文将介绍二氧化钛光催化材料的研究现状和进展。

目前，二氧化钛光催化材料的研究主要集中在可见光响应和光催化活性的提高上。

传统的二氧化钛主要响应紫外光，而可见光区域占了太阳光的大部分能量，因此实现可见光响应是提高二氧化钛光催化性能的重要途径之一一种常用的策略是通过掺杂其他元素来实现可见光响应。

例如，掺杂氮、碳等非金属元素可以改变二氧化钛的带隙结构，使其能够吸收可见光。

此外，过渡金属氧化物（如Fe2O3、WO3等）和半导体（如Bi2O3、ZnO等）的掺杂也可以改善二氧化钛的可见光催化性能。

这些掺杂可以提高二氧化钛的吸光能力，增加光生电子-空穴对的产生，从而提高光催化活性。

另一种策略是通过结构调控来提高二氧化钛的光催化性能。

例如，将二氧化钛构筑成纳米结构或多孔结构，可以增加其比表面积和光吸收能力，提高光催化反应的效率。

此外，采用复合材料可以进一步提高二氧化钛的光催化性能。

例如，将二氧化钛与其他半导体、金属纳米粒子等复合，可以形成协同效应，提高光生电子-空穴对的产生和利用效率。

在二氧化钛光催化材料的应用方面，除了环境治理和能源转化外，还包括新能源开发领域。

例如，可通过二氧化钛光催化材料将太阳能转化为化学能，实现光电催化制氢。

此外，二氧化钛光催化还可以应用于电化学合成、光催化合成等方面。

总的来说，二氧化钛光催化材料的研究已经取得了显著的进展。

通过掺杂和结构调控等方法可以实现二氧化钛对可见光的响应，并提高光催化活性。

未来的研究可以继续挖掘二氧化钛光催化材料的潜力，拓展其在环境治理、能源转化和新能源开发方面的应用。

纳米二氧化钛的可控制备及其光催化和光电性能的研究一、纳米二氧化钛的可控制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的纳米二氧化钛制备方法。

其原理是将金属有机化合物或金属无机盐溶解在适当的溶剂中，形成溶胶。

随后，通过加入适量的催化剂或掺杂剂，将溶胶凝胶化成胶体颗粒，最终形成纳米二氧化钛材料。

该方法制备的纳米二氧化钛颗粒尺寸均匀，形貌好，适用于大面积薄膜的制备。

2. 水热法3. 气相沉积法气相沉积法是利用金属有机化合物或金属无机盐在高温条件下分解成金属原子或金属离子，再在衬底表面沉积成膜的一种方法。

通过控制气相反应的物理条件，如温度、压强、流速等参数，可以实现对纳米二氧化钛薄膜的可控制备。

该方法制备的纳米二氧化钛薄膜薄，适用于光电器件的制备。

以上介绍了几种常用的纳米二氧化钛制备方法，各有优劣。

在实际应用中，可根据具体要求选择合适的制备方法，以实现对纳米二氧化钛材料的可控制备。

二、纳米二氧化钛的光催化性能研究纳米二氧化钛具有优良的光催化性能，主要是由于其带隙能宽（3.2eV）和能带结构的特殊性质所致。

在紫外光照射下，纳米二氧化钛表面产生电子-空穴对，在存在氧分子的情况下，电子和空穴可分别参与氧分子的还原和氧分子的氧化反应，从而实现对有机废水中有机物的降解，达到净化水质的目的。

由于纳米二氧化钛具有良好的稳定性和可再生性，因此在环境治理方面具有巨大潜力。

针对纳米二氧化钛的光催化性能研究，研究者们主要通过调控纳米二氧化钛的晶型、晶粒大小、表面形貌等因素，以提高其光催化活性。

通过掺杂其他金属离子或非金属元素，可以调控纳米二氧化钛的带隙能宽，提高其可见光吸收率，从而提高光催化活性；通过合成纳米二氧化钛的不同形貌，如纳米棒、纳米粒等，可以增加其光催化活性表面积，改善光催化反应速率。

以上研究为纳米二氧化钛的光催化性能提供了理论和实验基础，为纳米二氧化钛的实际环境治理应用奠定了基础。

除了光催化性能外，纳米二氧化钛还具有良好的光电性能，因此在光电器件领域也备受关注。

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。

二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究共3篇二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究1二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究光催化降解是一种利用光照射催化剂表面，使有机污染物在光催化作用下分解为CO2和H2O的技术。

其中，二氧化钛是一种重要的光催化剂，具有极高的光催化活性和稳定性，已被广泛应用于环境保护和清洗产业。

为了提高二氧化钛的光催化效果，我们研究了二氧化钛及其复合薄膜的光催化降解性能。

实验中，我们采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛光催化剂，通过X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其晶体结构和形貌进行了分析。

同时，我们利用旋涂法制备了不同复合薄膜，包括Bi2O3/二氧化钛、WO3/二氧化钛和ZnO/二氧化钛。

通过可见光催化降解染料试验和光催化氧化亚硝酸试验，我们研究了不同光催化剂的光催化降解性能。

实验结果表明，相较于纯二氧化钛光催化剂，复合薄膜光催化剂对有机污染物和氧化亚硝酸的降解效果表现更好，降解率明显提高。

其中，ZnO/二氧化钛复合薄膜表现出最好的光催化降解性能，其对甲基橙的降解率可达96.5%。

此外，我们还通过光致发光谱（PL）、紫外-可见吸收谱（UV-vis）和光电流谱（PEC）等手段，研究了不同光催化剂的光催化机理和电荷分布。

实验结果表明，复合薄膜光催化剂的光生成电子和空穴均分布更加均匀，电荷分离效果更好，从而提高了光催化剂的活性。

综上所述，本实验研究了二氧化钛及其复合薄膜的光催化降解性能，优化了光催化剂的组成和结构，提高了光催化剂的光催化活性和稳定性。

这对于二氧化钛的应用和环境保护具有重要意义本实验研究表明，通过制备二氧化钛复合薄膜，可有效提高光催化降解有机污染物和氧化亚硝酸的效率。

其中，ZnO/二氧化钛复合薄膜表现出最好的光催化降解性能。

通过光致发光谱、紫外-可见吸收谱和光电流谱等手段，研究了不同光催化剂的光催化机理和电荷分布，发现复合薄膜光催化剂的活性更高。

因此，本研究对于提高二氧化钛光催化剂的应用效率和环境保护具有重要意义二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究2二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究随着环境污染问题的日益严重与可持续发展理念的普及，光催化降解技术已成为目前较为先进和有效的处理污染物的方法之一。