光催化纳米材料的制备与性能研究

AgBr纳米粒子的制备及其光催化性能的研究徐瑶【摘要】通过简单的沉淀法,加入适量浓度的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备纳米AgBr粒子.利用XRD、SEM表征手段证明了所制得的纳米粒子纯度高、粒径小、尺寸分布窄、稳定性好.通过UV-Vis表征可以知道,沉淀法制备的纳米粒子吸收波长范围可至可见光区域.在以紫外光及自然光(太阳光)为光源的条件下,经过60 min的光催化降解反应,甲基橙(MO)的降解率可达到96％以上.与纳米二氧化钛粒子和纳米氧化锌粒子光催化性能相比,纳米溴化银不仅催化效率更高,而且在自然光照的条件下仍然可以保持很好的光催化性能.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2013(033)003【总页数】4页(P1-4)【关键词】纳米AgBr粒子;光催化性能;甲基橙;紫外光;自然光【作者】徐瑶【作者单位】西安精典石化科技有限公司,陕西西安710086【正文语种】中文【中图分类】TB383近些年来，利用半导体材料作为光催化剂氧化降解污水中有机物的方法日益受到关注［1］。

由于传统的二氧化钛光催化剂只限于对紫外光的吸收［2］，对于可见光区的光并没有吸收，所以不能充分利用自然光。

另外，二氧化钛的光谱响应范围较窄、量子效率低等也限制了其进一步的发展［3］。

AgBr 不但是一种重要的光信息记录材料，而且具有非常优异的光催化性能。

AgBr 在可见光区有吸收，可以充分利用自然光来节省资源。

因此，AgBr 作为一类非常重要的半导体光催化剂有着广阔的应用前景［4-5］。

染料废水色度高﹑毒性大﹑可生化性差，是较难处理的工业废水之一［6］。

AgBr 在光照的条件下能使水分解产生高活性的羟基自由基［7］，可加快环境中有机污染物的降解。

纳米AgBr 的合成方法有很多，Joo Hwan Koh等［8］采用原位修饰法制备出了AgBr 纳米粒子;Ming Yang 等［9］以存在明胶中的AgCl 为前躯体制得了多孔球形AgBr 纳米粒子;Maen Husein［10］和Monnoyer 等［11］分别在不同的微乳液体系中合成了均一的AgBr 纳米粒子;李国平等［1］利用PAMAM 树形分子模板法制备出AgBr 纳米簇。

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。

光催化材料的制备与性能研究光催化材料作为一种新兴的材料，具有广阔的应用前景和潜力。

其在环境净化、能源转化、水处理等领域中展现出了重要的作用。

本文将介绍光催化材料的制备与性能研究方面的最新进展，并探讨其未来的发展趋势。

一、光催化材料的制备方法在光催化材料的制备中，主要有溶液法、气固法、固相法等不同的制备方法。

其中，溶液法是最常用的一种方法。

通过控制溶液中反应物的浓度、溶剂的选择和反应温度等条件，可以得到具有不同结构和形貌的光催化材料。

气固法则是通过气态前驱体在固体表面沉积反应，制备出纳米颗粒或薄膜状的材料。

而固相法则是通过固态反应，在高温条件下制备出具有特定结构的光催化材料。

二、光催化材料的性能表征在光催化材料的性能表征方面，主要包括光催化活性、稳定性和选择性等指标。

光催化活性是指光催化材料在光照条件下产生活性物种的能力，通常通过检测其在特定反应中的反应速率来评价。

稳定性则是指光催化材料在长时间使用过程中的性能变化情况，包括光催化活性的保持率和材料的耐久性等。

选择性是指光催化材料在特定反应中产生目标产物的能力，通常需要控制催化体系的组成和反应条件等。

三、光催化材料的应用研究光催化材料在环境净化方面具有广泛的应用前景。

以二氧化钛为代表的光催化材料被广泛应用于光催化降解有机污染物的研究中，可以通过光催化反应将有害物质转化为无害的物质，从而净化环境。

同时，光催化材料还可以用于空气净化、废水处理等领域。

另外，光催化材料在能源转化方面也受到了广泛的关注。

太阳能光伏技术是一项重要的能源转化技术，而光催化材料可以通过光解水反应将太阳能转化为化学能。

此外，光催化材料还可以用于光电池、光催化燃料电池等新能源器件的制备。

四、光催化材料的未来发展趋势随着科学技术的不断发展，光催化材料的研究也在不断推进。

未来的研究重点将主要集中在提高光催化材料的效率和选择性方面。

目前的光催化材料大多受限于光吸收和传输效率的问题，因此需要通过材料结构的调控和多元组分的协同作用来提高光催化活性。

纳米材料在光催化中的应用及机制研究引言：纳米材料作为一种新兴材料，具有独特的光电性能和表面活性，正越来越多地被应用于光催化领域。

光催化是一种通过光照射来促进化学反应的过程，其在环境净化、能源转化和有机合成等方面具有潜在的应用前景。

本文将重点探讨纳米材料在光催化中的应用及机制研究进展。

一、纳米材料在光催化中的应用1. 环境净化纳米材料能够通过光催化反应将有害气体和有机污染物转化为无害物质。

以二氧化钛纳米颗粒为例，其能够吸收紫外光，并形成活性氧和自由载流子，从而降解有机污染物和杀灭细菌。

此外，银基纳米材料也被广泛应用于光催化消毒领域，对细菌和病毒具有高效杀灭作用。

2. 能源转化纳米材料在太阳能转化和光电化学领域具有重要应用。

通过将纳米材料嵌入光敏化剂，并利用光催化反应将太阳光转化为电能，这为太阳能电池的制备提供了新思路。

此外，一些金属纳米结构材料如金、银和铜等也能够作为催化剂，促进光解水反应，产生氢气作为清洁能源的储存和利用。

3. 有机合成纳米材料在有机合成反应中也展现出独特的催化性能。

以金纳米颗粒为例，其表面的局域电场能够促进氢化反应和烯烃的异构化反应，提高有机合成的效率和选择性。

此外，纳米材料也可以作为载体负载催化剂，提供更大的表面积和活性位点，从而增强有机合成反应的催化效果。

二、纳米材料在光催化中的机制研究1. 光吸收纳米材料因其特殊的尺寸效应和量子限域效应，能够吸收特定波长的光，并将其转化为电子能量。

纳米材料的窄带隙和大比表面积使其具有优异的光吸收能力，从而提高光催化反应的效率。

2. 电子转移光照射后，纳米材料表面吸收到的光能会产生电子-空穴对。

这些电子-空穴对可以在纳米材料表面发生电子转移和氧化还原反应，促进反应物的活化和转化。

例如，二氧化钛纳米颗粒会将吸收到的光能转化为电子能量，并促进氧化还原反应。

3. 活性位点纳米材料通常拥有大量的活性位点，这些位点能够提供更多的反应表面，促进光催化反应的发生。

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。

光催化剂的制备与性能研究光催化剂是一种具有广泛应用前景的材料，它能够利用光能来催化化学反应，实现有机污染物降解、水分解产氢等环境友好型能源转化。

为了充分发挥光催化剂的性能，研究者们对其制备方法和性能进行了深入的研究。

一、光催化剂的制备方法1. 溶液法制备溶液法是制备光催化剂常用的方法之一。

研究者们通过将金属粉末或化合物溶解于特定的溶液中，通过热处理或还原反应来得到所需材料。

溶液法制备的光催化剂具有较高的比表面积和较好的晶体结构，能够提高反应速率和光催化性能。

2. 气相沉积法制备气相沉积法是利用气体反应物在高温条件下，在基底表面沉积或生长晶体。

这种制备方法可以控制光催化剂的粒径大小、晶体结构以及表面形貌，从而调控其光催化性能。

气相沉积法制备的光催化剂具有较高的稳定性和较好的光吸收性能，适用于多种光催化反应。

3. 模板法制备模板法是利用模板剂来引导催化剂的形貌和结构的方法。

研究者们通常先制备具有特定形貌的模板，然后再通过在模板上沉积反应物或在模板中填充材料来得到所需的光催化剂。

模板法制备的光催化剂具有可控的孔隙结构和较大的比表面积，能够提高反应效率和光吸收能力。

二、光催化剂的性能研究1. 光吸收性能研究光吸收性能是影响光催化剂性能的重要因素之一。

研究者们通过紫外可见光谱、经微纳结构调控和材料的光学特性等方法来评价光催化剂的光吸收能力。

提高光吸收性能可以增强光催化剂的活性，提高反应速率。

2. 表面活性研究光催化反应发生在光催化剂的表面上，因此表面活性是影响光催化性能的关键因素之一。

研究者们通过比表面积、能带结构和晶体结构等性能参数来评价光催化剂的表面活性。

提高表面活性可以增加反应位点，提高反应速率。

3. 反应活性研究反应活性是评价光催化剂性能的重要指标。

研究者们通过调节反应条件、改变光催化剂的形貌和结构等方法来研究光催化剂的反应活性。

优化反应活性可以提高光催化剂的效率和稳定性。

三、光催化剂的应用前景光催化剂作为一种环境友好型能源转化材料，具有广泛的应用前景。

《MXene基纳米材料的制备及光催化降解水中有机污染物的性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，水体污染问题日益严重，尤其是有机污染物的排放对环境和人类健康构成了严重威胁。

因此，开发高效、环保的水处理技术成为当前研究的热点。

MXene基纳米材料作为一种新型的二维材料，因其独特的物理化学性质，在光催化领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在研究MXene基纳米材料的制备方法及其在光催化降解水中有机污染物方面的性能。

二、MXene基纳米材料的制备1. 材料选择与制备原理MXene基纳米材料是以MAX相陶瓷为前驱体，通过选择性刻蚀A元素而获得的一类二维层状材料。

本文选择具有优异电导性和光吸收性能的Ti3C2Tx（T为表面官能团）MXene作为研究对象，采用液相剥离法制备MXene纳米片。

2. 制备过程（1）制备MAX相前驱体：通过高温固相反应制备MAX相陶瓷。

（2）刻蚀A元素：将MAX相陶瓷与氢氟酸溶液反应，刻蚀掉A元素，得到MXene。

（3）液相剥离：将MXene分散在溶剂中，通过超声波处理得到MXene纳米片。

三、光催化降解水中有机污染物性能研究1. 实验方法采用常见的水中有机污染物如染料、苯酚等为目标污染物，研究MXene基纳米材料的光催化性能。

在实验中，将MXene纳米片分散在含目标污染物的水溶液中，通过模拟太阳光照射，观察污染物的降解情况。

2. 结果与讨论（1）光催化活性：实验结果表明，MXene基纳米材料具有良好的光催化活性，能够有效降解水中的有机污染物。

（2）降解机制：MXene基纳米材料在光照下产生光生电子和空穴，这些活性物种能够与水中的有机污染物发生氧化还原反应，从而实现污染物的降解。

（3）影响因素：MXene基纳米材料的光催化性能受多种因素影响，如材料的比表面积、表面官能团种类及数量、光照强度等。

通过优化制备条件和改性处理，可以提高MXene基纳米材料的光催化性能。

四、结论本文研究了MXene基纳米材料的制备方法及其在光催化降解水中有机污染物方面的性能。

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。