原料和焙烧温度对TiO2光催化制氢活性的影响
Bi2O3-TiO2复合光催化剂的制备及研究

Bi2O3-TiO2复合光催化剂的制备及研究徐平;蒙元兰;庄海敏;邢焰【摘要】采用高温固相反应法,以TiO2、Bi2O3固体粉末为原料,制备不同比例、不同煅烧温度的Bi2O3-TiO2复合光催化剂.同时,对制备的复合催化剂进行X-射线衍射(XRD)分析.分析发现,掺杂比列及煅烧温度对复合催化剂的晶体结构存在一定的影响.结果显示,TiO2与Bi2O3存在一定的耦合,在煅烧温度为500℃,Bi2O3掺杂量为1.5%时制备的Bi2O3-TiO2催化剂以是锐钛矿相为主,催化剂晶粒尺寸最小,通过对罗丹明B的降解实验发现,该条件下制备的复合催化剂,具有较高的可见光催化活性.【期刊名称】《黔南民族师范学院学报》【年(卷),期】2015(035)004【总页数】5页(P117-120,124)【关键词】高温固相法;掺杂;复合催化剂;可见光【作者】徐平;蒙元兰;庄海敏;邢焰【作者单位】黔南民族师范学院化学与化工系,贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学与化工系,贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学与化工系,贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学与化工系,贵州都匀558000【正文语种】中文【中图分类】O643.36Key words: high temperature solid phase reaction method; doping; comp osite photocatalyst; visible light纳米TiO2作为一种半导体材料,因其成本低,稳定性能好、对人体无害并具有较强的光催化特性而被广泛研究。
但由于其禁带宽度较宽(Eg=3.2eV),对太阳能的利用率很低。
因此,缩短其禁带宽度,[1](P161-164)抑制光生电子与空穴的复合是提高TiO2对太阳能利用率的技术关键。
[2](P2492-2504)研究表明,通过对半导体材料TiO2进行有机染料敏化、表面沉积金属或金属氧化物、半导体复研究表明,催化剂的制备方法、掺杂量及焙烧温度,对催化剂的晶体结构及催化活性都具有一定的影响。
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]。
二氧化钛催化实验

TiO2(ZnO)制备条件对光催化氧化活性的影响摘要以钛酸四丁酯为前驱体、无水乙醇为溶剂,采用溶胶—凝胶法制备了粉末二氧化钛催化剂以及粉末氧化锌催化剂作为对照。
讨论在不同条件下,如:钛酸丁酯的浓度、加水量、陈化时间、陈化温度、焙烧时间和温度等条件对光催化降解偶氮染料甲基橙活性的影响和机理。
实验分为催化剂的制备及催化剂的光催化能力降解实验两部分。
【1】实验结果表明:氧化锌催化剂有较高的催化活性。
这说明制备的二氧化钛具有的活性不够高,实验仍需进一步的改进。
关键词溶胶—凝胶法、纳米TiO2、光催化降解、甲基橙前言光催化氧化技术自20世纪80年代后期开始应用于环境污染控制领域以来,由于该技术可以有效破坏许多结构稳定的无机、有机污染物,并且与传统水处理技术中的以物理方法相比,具有明显的节能、高效、污染物降解彻底等优点,已成为引起国内外重视的污染治理技术之一。
制备高活性的Ti x O y是这种过程在处理废水实际应用的重要课题。
合成Ti x O y的方法有很多,不同方法、条件制备的Ti x O y,光催化活性相差很大。
溶胶-凝胶法是在低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法,在软化学合成中占有重要地位。
广泛应用于制备纳米粒子。
本实验以钛酸四丁酯为前驱体、无水乙醇为溶剂,采用溶胶—凝胶法制备了粉末二氧化钛催化剂以及粉末氧化锌催化剂作为对照。
并以典型的偶氮染料甲基橙为目标污染物,对实验制备的二氧化钛催化剂进行了光催化活性评价,并对机理进行了简单的探讨。
原理1、T i x O y为光催化剂催化降解的意义当光子能量高于半导体带隙能(如TiO2,其带隙能为3.2ev)的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带。
而使导带产生高活性的电子(e-),而价带上则生成带正电荷的空穴(h+),形成氧化还原体系。
对TiO2催化氧化反应的研究表明,光化学氧化反应的产生主要是由于光生电子被吸附在催化剂表面的溶解氧俘获,空穴则与吸附在催化剂表面的水作用,最终都产生具有高活性的羟基自由基·OH。
催化剂活性的影响因素

缺陷结构对催化剂活性的影响一.影响TiO2薄膜光催化活性的因素主要有二氧化钛的晶型、粒径、晶格缺陷,还有薄膜的厚度、层数、表面结构、其它氧化物或离子的影响以及制备工艺和条件。
张德恺探讨了TiO2薄膜的焙烧温度、层数等制备条件对TiO2光催化活性的影响,发现在490℃,8层膜时TiO2光催化活性最高。
关凯书等认为当半导体TiO2和绝缘体SiO2复合时常常会产生一些特殊的性质,在二元系统的氧化物中,SiO2于TiO2复合形成Lewis酸,表面酸性提高,这样不仅能在表面形成更好的吸附位,而且可在表面形成较强的羟基团,这些羟基团作为空穴的捕获位,阻止了电子空穴对的合并,生成强氧化性的活性羟基,从而增大了光催化活性。
1925年美国人泰勒的活性中心理论,泰勒认为催化剂的表面是不均匀的,位于催化剂表面微型晶体的棱和顶角处的原子具有不饱和的键,因而形成了活性中心,催化反应只发生在这一活性中心。
该理论很好的解释了催化剂制备对活性的影响以及毒物对活性的作用。
二.晶格的不规整性与多相催化中的补偿效应和“超活性”晶格缺陷与位错都造成了晶格的多种不规整性。
晶体的不规整性对金属表面的化学吸附、催化活性、电导作用和传递过程等,起着极为重要的作用。
晶格的不规整性往往与催化活性中心密切相关。
至少有两点理由可以确信,晶格不规整性关联到表面催化的活性中心。
其一是显现位错处和表面点缺陷区,催化剂原子的几何排列与表面其他部分不同,而表面原子间距结合立体化学特性,对决定催化活性是重要的因素;边位错和螺旋位错有利于催化化反应的进行。
其二是晶格不规整处的电子因素促使有更高的催化活性,因为与位错和缺陷相联系的表面点,能够发生固体电子性能的修饰。
三./html/200606/267060.html点缺陷与金属的“超活性”金属丝催化剂,在高温下的催化活性,与其发生急剧闪蒸后有明显的差别。
急剧闪蒸前显正常的催化活性,高温闪蒸后,Cu、Ni等金属丝催化剂显出“超活性”,约以105倍增加。
焙烧温度对TiO2柱撑膨润土结构、吸附及光催化性能的影响

MMT表 现 出 的吸 附 和光 催 化 活性 均最 强 .
关键词
柱撑膨润土 ; 焙烧温度 ; 孔结构 ;吸附、光催化性能
0 4 .6 6 3 3 文献标识码 A 文章 编 号 0 5 -7 0 2 0 )710 -6 2 1 9 ( 08 0 .46 0 0
中 图分 类 号
利 用膨 润土类 材料处 理各 种废水 已经成 为 近 年来 的研 究 热 点 , 到越 来 越 多研 究 者 的关 注 j 受 . 膨润 土结构 特点是 二层硅 氧 四面体 晶片 与其 间 的铝 氧八 面体 晶片相 结 合 形成 晶层 , 成 2 1 构 : 型结 构 . 层 间被吸 附的 阳离 子具有 离子 交换性 能 , 能与 羟基钛 离子 交换 形成 羟 基钛 柱撑 膨 润土 ,经过 一定 温度 的焙 烧处理 , 制备 出纳米 二氧化 钛柱撑 膨 润 土材 料 ( i aMM ) 可 T. . T .由于 其具 有 较 高 的 比表 面积 、 N 较 好 的热稳定 性和 表面 活性 ,可 作 为 吸 附剂 、催 化 剂 和催 化 剂载 体 ,因而 引 起 了人 们 极 大 的关 注 ] . 焙烧 是 T-aMM i - T制备 过程 中一个 重要 的步骤 , 过焙烧 ,T.aMM N 经 i . T土层 间插 入 的聚 合羟 基钛 阳离 N 子脱 羟基转 化 为稳 定 的氧化 物柱体 .焙 烧温 度对 T.aMM i . T的层 间距 、比表 面积 、孔结 构 特 征 、层 间 N 氧 化物 的晶相及 粒径 大小影 响12
溶剂热法制备二氧化钛光催化剂研究

溶剂热法制备二氧化钛光催化剂研究摘要:目前,环境污染日益严重,光催化技术的应用引起人们的广泛关注。
具有高催化活性、高稳定性、无二次污染等优点,在众多的光催化剂中备受TiO2瞩目。
本文采用溶剂热法制备出TiO光催化剂。
采用SEM、TEM、XRD和FT-IR等手2光催化剂的物理性能进行表征与分析。
以甲基橙溶液的光降解反段对所制备TiO2应为探针反应,分别考察溶剂种类、反应温度、反应时间和焙烧温度等因素对TiO形貌和光催化性能的影响,得到其较佳的制备工艺条件。
2剂制备出光催化剂,其形貌为球形颗粒,表研究结果表明:以乙醇为溶TiO2晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶,其平面光滑,粒径均匀,无团聚现象。
TiO2均粒径为28.8 nm。
光催化反应时间为210 min时,甲基橙溶液的降解率可达94.1%。
以异丙醇为溶剂制备出TiO光催化剂,大多数为球形颗粒,表面光滑,有轻2微团聚现象。
其晶型为单一的锐钛矿相,平均粒径为18.2 nm。
光催化反应时间为210 min时,甲基橙溶液的降解率可达91.5%。
采用乙醇和异丙醇均可制备出性能优异的TiO光催化剂,较佳的溶剂热反应2温度均为200 ℃,较佳的反应时间均为12 h。
以乙醇为溶剂时,较佳的焙烧温度为650 ℃;而以异丙醇为溶剂时,较佳的焙烧温度为400 ℃。
以乙醇为溶剂球形度更大,颗粒更加规整,分散性更好,催化性能更好。
以异丙醇制得的TiO2为溶剂制得的TiO,晶粒较小,焙烧温度更低,也更易制备。
2;光催化剂关键词:溶剂热法;TiO2光催化剂的制备方法TiO2TiO2的制备方法主要有气相法和液相法。
气相法是指直接利用气态原料或将原料转变为气体,在气态下发生物化反应,然后骤冷使之形成颗粒的方法。
气相法制备的TiO2纯度高、分散性较好,适用于催化剂材料的制备,但对反应器形态、设备材质、加热方式等有较高要求,目前很难达到工业化要求。
与气相法相比,液相法生产成本低,在常温下进行液相反应,工艺过程简单易控制,容易制备粒子,已经被广泛应用,其特点是容易控制成核,使成分组成均匀,容易制得高纯度的复合氧化物。
我对金属载体催化剂的研究进展的认识和感悟

金属载体催化剂的研究进展同传统载体催化剂相比,金属载体催化剂由于具有以下的优良性能而受到广大研究人员的注意:(1)金属载体的壁厚可以降低到0.04mm左右,大大增加其有效截面,从而减低阻力;(2)金属载体具有较大的几何表面积,在获得相同净化性能的条件下可节约贵金属的用量;(3)金属载体具有良好的延展性,可以按照任意形状加工制造;(4)金属载体具有良好的热传导性,可以快速地将热量传递,从而达到启动温度或将热量散发。
自20世纪80年代以来,世界各国对金属载体催化剂在理论上和应用上进行了大量的研究,并取得了重大进展。
本文现对其研究和应用进展作一综述.1载体的表面处理到目前为止,Ti、Al、Ni、Fe-Cr-Al、不锈钢等几种金属和合金被广泛地研究,从加工性能和未来发展等综合考虑,Ti和Fe-Cr-Al合金的应用前景最为广泛,已有的金属载体研究也多是围绕Ti和Fe-Cr-Al合金进行。
以下主要对Ti和Fe-Cr-Al合金的表面处理加以介绍。
1.1Ti合金的表面处理Ti合金在使用前,一般进行超声震荡、酸洗、喷砂等表面处理。
超声震荡主要消除载体表面的油污,酸洗和喷砂是为了在表面形成大量的新增孔,用于提高金属载体与涂覆层的结合力。
酸洗的溶液主要有CH3COOH、H2SO4、HF-HCl和HF-HNO3等。
在酸洗过程中,需要增强酸洗液的流动性,以防形成点腐蚀。
钛表面的喷砂处理一般选用白刚玉进行,压力控制在0.45MPa以下,否则容易在钛表面形成氧化铝的二次污染。
1.2Fe-Cr-Al合金的表面处理Fe-Cr-Al合金在使用前,通常进行高温氧化。
经高温氧化后,会在表面形成一层厚度约为1μm~2μm的α-Al2O3晶须(见图1),为下一步的负载活性溶液涂覆提供了大量的机械锚接点,大大改善了涂覆层与金属载体的结合性[1]。
为了进一步提高活性组分的分散度和利用率,通常在Fe-Cr-Al合金表面负载一层大约厚度为50μm的γ-Al2O3,然后再将活性组分负载在γ-Al2O3内。
温度对钛酸钠纳米管光电及光催化性能的影响

塔
里
木
大
学
学
报
第2 4卷
成、 结构和形成机理等方面 , 同时还对其光电性质进
行 了研 究 。而焙烧 温度 对钛 酸钠 纳米管 光 电性能 及
光 催化性 能 影响 的报 道很少 。表 面光 电压 ( P ) S S 技
纳 米颗粒 ; 析纯级 甲醛 ; 分 蒸馏 水 。 主要 仪 器 : 日本 JM 一10 XI 10 V) 射 E 0C 0K 透 I( 电子显微 镜 ( E ;hlsX, et r T M) P ip P rPoX射 线 衍射 i
2 结 果 与讨 论
2 1T M 表 征 . E
图 1 样 品 A、 c、 、 F的透射 电镜 图 。 由 是 B、 D E、
塔
里
木
大
学
学
报
第2 4卷
2 3 光 电压 分析 .
管 烧结在 一起 成 为近 似 纳 米棒 的结 构 , 使 纳 米 管 致 管 径增 大 。管 径变 大 引 起 管 的禁 带 宽 度 变 小 , 而 从
这是 因为焙烧 引起钛 酸钠纳米管的形貌和 晶体类 型发生变 化 。所制 样 品对 甲醛 的降解 特性测试 结果 表明 , 焙烧温度 对样 品
的光催化活性有一定程 度的影响。 关键 词 钛酸钠纳米管 ;表面光 电压 ; 光催化 文献标识码 : A D I1 .9 9ji n 10 0 6 .0 2 0 .0 O :0 3 6 /. s.0 9— 58 2 1. 20 5 s 中图分类号 : 6 44 0 1 .
温度对钛酸钠纳 米管光 电及光 催化性 能的影 响
张红美 孔德 国 胡芸莎 唐玉荣 陈明鸽
( 1塔里 木 大学 机械 电气 化工 程学 院 , 新疆 阿拉 尔 8 30 ) 4 30
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Vo . 1 No 2 13 . J I 2 0 u1 . 08
文 章 编 号 :0 01 3 (0 8 0—2 20 1 0- 75 2 0 )20 0—4
原料和焙烧温度对T 2 i 光催化制氢活性的影响 O
黄 翠英 , 李 晓辉
( 宁 师 范大 学 化 学 化 工 学 院 , 宁 大 连 辽 辽 1 62 ) 10 9
摘 要 : 使用不同的反应物组成 、 经不同温度焙烧后镧备了 4 系列的 TO 样品. 个 i2 通过 x射线衍射 ( R )透射 电 X D、 镜
( E 及 Nz 附 等 技 术 对其 进 行 表 征 , 察 了样 品 的 光 催 化 分 解 水 镧 氢 活 性 . 果 表 明 , O 样 品的 组 成 、 径 、 T M) 吸 考 结 Ti 粒 比 表 面 积 、 晶 度 和粒 子 分 散 性 随 着反 应 物 组 成 和焙 烧 温 度 的 改 变 而 改 变 , 结 而它 们 又 与催 化 剂 的 光催 化 活 性 紧 密 相 关 . TiOC C )] ,( [ H( Ha2・ CHaz HOH,HC 作 为反 应 物 有 利 于 小 粒 径 、 比表 面 积 、 )C 1 大 较好 粒 子 分 散 性 的 T12 翻 备 , 0的 而 且 相 对 于 C CHz Ha OH ,( Ha 2 C ) CHOH 作 为 溶 剂 提 高 了 锐 钛 矿 一 红 石 的 相 变 温 度 . 有 样 品 中 , TiOC 金 所 以 [ H ( )] -C )cH0H— 1H O 为原 料 、0 CH32 ・( H3 2 Hc一 z 5 0℃焙 烧 翻 备 的 TOz 品具 有 最 高 的光 催 化 翻 氢活 性 . i 样
23 0
2 结果 和 讨 论
2 1 反应 物对 TO 物理 化学 性质 的影 响 . i, 2 1 1 溶荆对 Ti 物理化 学性质 的影 响 图 1 4 0 5 0 6 0 7 0℃ 焙烧样 品 的 X D谱 图. . . O2 为 0 、 0 、0 、0 R 结果 表
—
表 1 样 品 的反 应 物 组 成
T, — T, B C— T,D— T, ( C,D) A B, 为样 品
的种类 ( 见表 1 , ) T为 焙 烧 温度 . 如 A一4 0表 例 0 示 4 0℃焙烧 的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA 样 品. 品物 相组 成用 x 射线 0 样 _ 衍 射 ( D) 法测 定 , 验在 Y一4 型 X 射线 XR 方 实 Q 一
收 箍 日期 :0 71・8 2 0一01 作者简介: 黄翠 英 (9 4 , , 宁 本 溪人 , 宁 师 范 大 学讲 师 , 士 . 1 7 一)女 辽 辽 硕
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第 2期
黄 翠英 等 : 原 料 和 焙 烧 温度 对 Ti z O 光催 化 制 氢活 性 的影 响
关键 词 : 氧 化 钛 ; 催 化 制 氢 ; 应 物 组 成 ; 烧 温度 二 光 反 焙 中 图分 类 号 : 1 . 2 O6 1 6 文献标识码 : A
近 年来 , 用太 阳能光 催化分 解水 制氢 的研 究 引起 了人 们 的广 泛关 注 . O。 利 Ti 在光 催 化 方面 的 优 异 性能( 定、 稳 经济 、 毒等 ) 其成 为光催化 技术 的研究 热点 . 内外 研究人员 做 了大 量工作 , 无 使 国 通过 探索催
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第3 1卷 第 2 期 20 0 8年 6月
辽 宁 师 范 大 学 学报 ( 自然科 学版 )
J u n lo a nn r l ie st ( trlS in eE io ) o r a fLio igNo ma v riy Na u a ce c dt n Un i
粉 末衍射 仪( uK , 一 0 1 41 8n 上 进行 , 品平 均粒 径采用 S h re 方 程计 算. 化剂 的粒子 C a . 5 7 m) 样 c err 催 大小 和形 貌用 日立公 司 H一 6 0型 透 射 电子 显 微 镜 观察 . 0 比表 面 积在 美 国康 塔 公 司 全 自动氮 吸 附 仪
了反应 物组成 和焙烧 温度对 样 品光催化制 氢活性 的影 响.
1 实 验 部 分
1 1 光 催 化 剂 的 制 备 和 表 征 .
催 化剂采用 酸式 催化 溶胶一 胶法 制 备[ . 凝 5 凝 ]
胶 经不 同温度 ( 0 、 0 、5 、0 、0 4 0 5 0 5 0 6 0 7 0或 8 0℃ ) 0 焙 烧 5h后得 到 Ti 2 催化 剂. 品 的代 码 为 A O光 样
AUT OR 一 1型上进行 , 氮气 吸附一 OS B 用 脱附 等温线 分析粉 体 比表 面积 的大小. 1 2 光催 化分 解水 制氢活性 .
光催 化分解 水在 内循环 式反应 体系 中进行. . 化剂分 散于 4 0 5g催 OmL甲醇和 1 0mL二 次水 的混 6
合溶 液 中 , 3 0W 氙灯 为光 源 , 以 0 助催 化剂 0 5 的 P 采用 原 位 光还原 法 沉积 在 T 表 面, 生 的 氢 . t j 产 气通过 在线气 相色谱 进行 分析.
化过程原 理 , Ti 进 行 改性 研 究 , 著 提 高 了 它 的 光 能 利用 率 和 催 化 效 率[z 然 而 , 多 数 关 于 对 Oz 显 1 ̄ -. 大
T O 的研 究集 中于 光催 化 降解 有机 物. 究 中发 现 , O。 i。 研 Ti 降解 有机 物 的光催 化活 性 与不 同制 备原 料 的 物质 的量之 比相 关[ ]不 同条件 制备 的 Ti 的物理化 学性 质存在 着差异 , 论 上其 光催 化制 氢活 性也 3. O。 理 必 然不 同. 本文使 用不 同原 料制备 了 4种凝 胶 , 不 同温 度焙 烧后得 到 4个 系列 的 Ti 光 催 化剂 , 经 O: 考察