球磨法制备TiO2复合型光催化剂的研究

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《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》

《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日益突出,光催化技术作为一种新兴的绿色环保技术,具有广泛的应用前景。

其中,纳米TiO2以其独特的光学、电学和化学性质在光催化领域表现出优异的光催化活性。

近年来,科研人员通过对纳米TiO2进行复合改性,以提高其光催化性能。

本文将探讨纳米TiO2复合材料的制备方法以及其光催化性能的研究进展。

二、纳米TiO2复合材料的制备1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法通过将钛醇盐溶于有机溶剂中,经过水解、缩聚等过程形成溶胶,再经过干燥、热处理等过程得到纳米TiO2复合材料。

该方法具有制备过程简单、产物纯度高、粒径分布均匀等优点。

2. 水热法水热法是利用高温高压的水溶液作为反应介质,通过控制反应条件制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法具有反应温度低、产物结晶度高、形貌可控等优点。

3. 微乳液法微乳液法是一种利用微乳液体系制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法通过将反应物分散在微乳液体系中,形成稳定的反应体系,从而得到粒径小、分布均匀的纳米TiO2复合材料。

三、纳米TiO2复合材料的光催化性能研究1. 光催化反应原理纳米TiO2复合材料的光催化性能主要源于其光生电子和空穴的分离和转移。

当纳米TiO2受到光激发时,会产生光生电子和空穴,这些电子和空穴可以与吸附在TiO2表面的物质发生氧化还原反应,从而实现光催化作用。

2. 复合材料的光催化性能研究通过将不同种类的物质与TiO2进行复合,可以改善其光催化性能。

例如,将金属离子掺杂到TiO2中可以提高其光吸收范围和光催化活性;将非金属元素引入TiO2的晶格中可以改善其可见光响应性能;将其他半导体材料与TiO2进行复合可以形成异质结结构,从而提高光生电子和空穴的分离效率。

这些改性方法均能显著提高纳米TiO2复合材料的光催化性能。

四、实验结果与讨论以某次实验为例,我们采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度的金属离子掺杂的纳米TiO2复合材料,并对其光催化性能进行了研究。

《高效TiO2的制备及其光催化性能的研究》

《高效TiO2的制备及其光催化性能的研究》

《高效TiO2的制备及其光催化性能的研究》摘要:本文针对TiO2的光催化性能进行深入研究,通过制备高效TiO2材料,探讨其制备工艺、结构特性及光催化性能。

通过实验对比,验证了所制备的TiO2材料在光催化领域的应用潜力。

一、引言TiO2作为一种重要的光催化材料,在环保、能源、医疗等领域具有广泛的应用前景。

然而,传统的TiO2制备方法往往存在效率低下、成本较高、性能不稳定等问题。

因此,探索高效、低成本的TiO2制备方法,并研究其光催化性能,对于推动光催化技术的发展具有重要意义。

二、TiO2的制备方法1. 原料选择与预处理:本实验选用高纯度的钛源(如钛酸四丁酯)作为起始原料,通过溶剂法进行溶解和预处理。

2. 制备工艺:采用溶胶-凝胶法结合热处理工艺,通过控制反应温度、时间及热处理条件,制备出具有不同晶型(如锐钛矿型、金红石型)的TiO2。

三、TiO2的结构特性与表征1. 结构分析:通过X射线衍射(XRD)对所制备的TiO2进行晶型分析,确定其晶体结构。

2. 形貌观察:利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察TiO2的形貌和粒径大小。

3. 光吸收性能:通过紫外-可见光谱分析TiO2的光吸收性能,探究其光响应范围。

四、光催化性能研究1. 实验设置:以有机污染物(如染料废水)为研究对象,评估所制备TiO2的光催化降解性能。

2. 性能对比:通过对比实验,探讨所制备TiO2与市售TiO2的光催化性能差异。

3. 反应机理:结合实验数据和文献资料,分析TiO2的光催化反应机理及影响因素。

五、结果与讨论1. 结构特性:所制备的TiO2具有较高的结晶度和良好的形貌。

其中,锐钛矿型TiO2表现出较高的光催化活性。

2. 光催化性能:实验结果显示,所制备的TiO2在可见光照射下对有机污染物具有较高的降解效率。

与市售TiO2相比,所制备的TiO2表现出更高的光催化活性、更快的反应速率和更长的使用寿命。

3. 影响因素:本实验还探讨了反应温度、pH值、催化剂用量等对光催化性能的影响,为进一步优化实验参数提供依据。

TiO2-RGO-HGM复合光催化剂的制备及其催化降解性能研究

TiO2-RGO-HGM复合光催化剂的制备及其催化降解性能研究

TiO2-RGO-HGM复合光催化剂的制备及其催化降解性能研究TiO2/RGO/HGM复合光催化剂的制备及其催化降解性能研究摘要:本研究采用溶胶-凝胶法制备了一种新型的光催化剂,以二氧化钛(TiO2)为基底材料、还原氧化石墨烯(RGO)和介孔硅胶(HGM)为修饰剂进行改性。

通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)等对制备材料进行表征,并采用亚甲基蓝(MB)作为污染物模拟物,考察了制备材料的催化降解性能。

关键词:TiO2;RGO;HGM;光催化剂;催化降解性能1. 引言目前,水体以及大气中的有机污染物已经成为全球环境保护的热点问题之一。

光催化技术因其高效、无二次污染、易于实施等优势,在有机污染物的降解处理中具有广泛的应用前景。

而制备一种高效的光催化剂是实现该技术的关键问题。

近年来,研究人员提出了多种改性的二氧化钛光催化剂,如铁酸铋(BiFeO3)、氮气掺杂氧化钛(N-TiO2)等,这些材料在提高光催化活性的同时也存在一些问题,如光吸收能力差、寿命短等。

为了解决这些问题,本研究引入还原氧化石墨烯和介孔硅胶进行TiO2的改性,制备了一种新型的光催化剂。

2. 实验方法2.1 材料制备以无水乙醇为溶剂,通过溶胶-凝胶法制备了TiO2/RGO/HGM复合光催化剂。

首先,将正硅酸酯与无水乙醇混合,搅拌均匀后加入有机硅偶联剂进行改性,形成硅醇。

然后将硅醇与无水乙醇和聚乙二醇混合,搅拌均匀得到前驱体溶液。

接着加入适量的还原氧化石墨烯和二氧化钛,调整其浓度并进行超声处理。

最后,将前驱体溶液中加入少量的氨水,调节pH值,形成沉淀。

将沉淀离心分离并用无水乙醇进行洗涤,再通过真空干燥得到最终产物。

2.2 材料表征通过XRD对样品的晶体结构进行分析,透射电子显微镜(TEM)观察样品的形态和孔径结构,并用红外光谱(FT-IR)分析材料的化学组成。

3. 结果与讨论通过XRD结果表明,制备的复合光催化剂以纳米晶体的形式存在,并且不存在明显的杂质衍射峰,表明晶体结构良好。

WO3-TiO2薄膜型复合光催化剂的制备和性能

WO3-TiO2薄膜型复合光催化剂的制备和性能
Ma r . 2 01 4
3月
文章 编号 :1 0 0 7 — 9 8 3 1( 2 0 1 4) 0 2 — 0 0 6 5 — 0 3
WO 3 一 T i O 2 薄膜 型复合光催化剂 的制备 和性能
胡长峰 ,阿木 日沙那 ,吴 士军
( 呼和浩 特职 业学 院 生物 化学工 程学 院 ,内蒙 古 呼和 浩特 0 1 0 0 5 1 )
H U C h a n g - f e n g ,A mu r i s h a n a ,WU S h i — j u n
( S c h o o l o f Bi o c h e mi c a l E n g i n e e r i n g , Hu h h o t Vo c a t i o n a l Co l l e g e , Hu h h o t 0 1 0 0 5 1 ,C h i n a)
p r e p a r a t i o n,l a b o r a t o r y o f n a n o W Os -Ti Oz c o mp o s i t e il f m p h o t o c a t a l y s t we r e s t u di e d,t h e n t h e l a b o r a t o y r p r e p a r a t i o n o f t h e c a t a l y s t p r e pa r a t i o n a n d t he p r o p e r t i e s o f t h e c a t a l y s t f o r r e s e a r c h a nd a n a l y s i s . On t h e o n e h a n d i s t h e

TiO2漂珠复合材料的制备及其光催化性能研究的开题报告

TiO2漂珠复合材料的制备及其光催化性能研究的开题报告

TiO2漂珠复合材料的制备及其光催化性能研究的开题报告一、研究背景和意义二氧化钛(TiO2)是一种常见的半导体光催化剂,具有良好的光催化性能和化学稳定性,可广泛应用于环境治理、新能源转化和有机反应等领域。

与此同时,漂珠作为一种轻质、强度高、不易升华和燃烧的高分子材料,也被广泛应用于各种领域。

然而,单纯的TiO2粉末在应用过程中存在着光学吸收率低、光电化学稳定性差、催化反应活性低等问题。

为了进一步改善TiO2的光催化性能,多种复合材料被提出,其中包括与纳米粒子、纳米管、纳米线等相结合的TiO2。

因此,本研究将TiO2与漂珠相结合,制备TiO2漂珠复合材料,并研究其光催化性能。

这不仅将会提高TiO2的催化效率和负载量,还可以充分利用漂珠具有的优良特性,探索一种新型的TiO2复合材料。

二、研究内容和主要技术路线1. 制备TiO2漂珠复合材料(1)制备TiO2溶胶:按一定比例的二元混合物(如正丁醇和水)制备所需的TiO2溶胶。

(2)充填漂珠:将前述制备的TiO2溶胶充填到漂珠中,使用氧化钛和漂珠在高温下形成一体化的TiO2漂珠复合材料。

2. 表征及测试光催化性能(1)利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)观察漂珠的形貌结构和TiO2纳米颗粒在漂珠表面的分布情况。

(2)通过X射线衍射仪(XRD)测试TiO2漂珠复合材料的结晶性质。

(3)利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)测试TiO2漂珠复合材料的光学吸收性能。

(4)通过甲醛降解实验测试TiO2漂珠复合材料的光催化活性。

三、预期研究结果预计通过本研究将得到以下几个方面的成果:(1)制备出TiO2漂珠复合材料。

(2)分析TiO2漂珠复合材料的结晶性质和光学特性,包括形貌结构、分布情况、光学吸收性能等。

(3)测试TiO2漂珠复合材料的光催化活性,分析其性能表现。

通过对以上成果的总结,可以得出一些对于TiO2漂珠复合材料研究方面的新思路和新方法,为进一步探究该复合材料的应用前景奠定基础。

《高效TiO2的制备及其光催化性能的研究》

《高效TiO2的制备及其光催化性能的研究》

《高效TiO2的制备及其光催化性能的研究》一、引言随着环境问题的日益严重,光催化技术因其独特的优势,如节能、环保、高效等,受到了广泛的关注。

其中,TiO2作为一种重要的光催化剂,因其良好的化学稳定性、无毒性、低成本等特性,被广泛应用于废水处理、空气净化、太阳能电池等领域。

因此,研究高效TiO2的制备方法及其光催化性能具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、TiO2的制备方法目前,制备TiO2的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、化学气相沉积法等。

其中,溶胶-凝胶法因其操作简便、成本低廉等优点,成为一种常见的制备方法。

在本研究中,我们采用溶胶-凝胶法制备高效TiO2。

具体步骤如下:首先,将钛源(如钛酸四丁酯)与溶剂(如乙醇)混合,形成均匀的溶液。

然后,通过控制反应条件(如温度、时间、pH值等),使溶液发生水解和缩聚反应,形成溶胶。

最后,通过干燥、煅烧等步骤,得到TiO2粉末。

三、TiO2的光催化性能研究1. 实验材料与设备实验材料包括TiO2粉末、目标污染物(如有机染料)、实验用水等。

实验设备包括光催化反应器、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜等。

2. 实验方法与步骤(1)光催化反应实验:将TiO2粉末与目标污染物混合,置于光催化反应器中。

在特定波长的紫外光照射下,观察并记录反应过程及结果。

(2)表征与分析:利用扫描电子显微镜观察TiO2的形貌;利用紫外-可见分光光度计测定TiO2的光吸收性能;通过对比不同条件下光催化反应的效果,分析TiO2的光催化性能。

四、结果与讨论1. 形貌分析通过扫描电子显微镜观察发现,制备的TiO2呈规则的球形或片状结构,粒径分布均匀。

这有利于提高TiO2的光催化性能,因为较小的粒径可以缩短光生电子和空穴的迁移距离,减少复合几率。

2. 光吸收性能分析紫外-可见分光光度计测试结果表明,制备的TiO2具有良好的光吸收性能,能有效地吸收紫外光。

此外,我们还发现不同制备条件下的TiO2光吸收性能有所差异,这可能与TiO2的结晶度、颗粒大小等因素有关。

《TiO2及TiO2-MCM-41光催化剂的制备与性能研究》范文

《TiO2及TiO2-MCM-41光催化剂的制备与性能研究》范文

《TiO2及TiO2-MCM-41光催化剂的制备与性能研究》篇一TiO2及TiO2-MCM-41光催化剂的制备与性能研究一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重,光催化技术作为一种绿色、高效的环保技术,受到了广泛关注。

其中,TiO2光催化剂因其良好的化学稳定性、无毒性、高催化活性等优点,在废水处理、空气净化、太阳能转换等领域具有广泛的应用前景。

近年来,TiO2/MCM-41复合光催化剂的制备与性能研究更是成为研究的热点。

本文将重点探讨TiO2及TiO2/MCM-41光催化剂的制备方法、性能及其影响因素。

二、TiO2光催化剂的制备TiO2光催化剂的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、化学气相沉积法等。

其中,溶胶-凝胶法因其操作简便、成本低廉等优点,被广泛应用于实验室和工业生产中。

在溶胶-凝胶法中,首先将钛源(如钛酸四丁酯)在酸催化下进行水解和缩聚反应,形成溶胶。

然后通过蒸发溶剂,使溶胶转化为凝胶。

最后,对凝胶进行热处理,得到TiO2粉末。

通过调整溶胶-凝胶过程中的反应条件,可以控制TiO2的晶型、粒径和比表面积等性能。

三、TiO2/MCM-41复合光催化剂的制备TiO2/MCM-41复合光催化剂的制备主要采用浸渍法或原位合成法。

浸渍法是将MCM-41介孔分子筛浸入TiO2前驱体溶液中,使TiO2负载在MCM-41表面。

原位合成法是在MCM-41的合成过程中,直接加入钛源,使TiO2在MCM-41孔道内原位生成。

四、性能研究1. 催化活性TiO2及TiO2/MCM-41光催化剂的催化活性主要受晶型、粒径、比表面积、负载量等因素影响。

实验表明,锐钛矿型TiO2具有较高的光催化活性,而负载在MCM-41上的TiO2可以进一步提高其催化活性。

这主要是因为MCM-41的介孔结构有利于光生电子和空穴的传输和分离,从而提高了催化剂的光催化效率。

2. 稳定性TiO2及TiO2/MCM-41光催化剂具有良好的化学稳定性,在多次循环使用后仍能保持较高的催化活性。

《TiO2及TiO2-MCM-41光催化剂的制备与性能研究》

《TiO2及TiO2-MCM-41光催化剂的制备与性能研究》

《TiO2及TiO2-MCM-41光催化剂的制备与性能研究》篇一TiO2及TiO2-MCM-41光催化剂的制备与性能研究一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重,光催化技术作为一种绿色、高效的环保技术,受到了广泛关注。

其中,TiO2作为一种常用的光催化剂,具有高活性、稳定性强等优点。

近年来,将TiO2与其他载体材料进行复合制备光催化剂,尤其是与MCM-41等有序介孔材料复合,成为了光催化领域的研究热点。

本文旨在研究TiO2及TiO2/MCM-41光催化剂的制备方法及其性能。

二、TiO2及TiO2/MCM-41光催化剂的制备1. TiO2的制备TiO2的制备方法主要有溶胶-凝胶法、水热法等。

本文采用溶胶-凝胶法制备TiO2。

首先,将钛醇盐溶于溶剂中,通过水解和缩聚反应形成溶胶,然后经过干燥、煅烧等步骤得到TiO2。

2. TiO2/MCM-41的制备TiO2/MCM-41的制备采用浸渍法。

首先,将MCM-41有序介孔材料浸渍在Ti前驱体溶液中,使Ti前驱体在MCM-41的孔道内充分吸附。

然后经过干燥、煅烧等步骤,使Ti前驱体与MCM-41表面发生反应,从而得到TiO2/MCM-41复合光催化剂。

三、性能研究1. 结构表征采用XRD、SEM、TEM等手段对所制备的TiO2及TiO2/MCM-41进行结构表征。

XRD结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿型,且与MCM-41复合后,其晶型未发生明显变化。

SEM 和TEM结果表明,TiO2成功负载在MCM-41的孔道内,且分布均匀。

2. 光催化性能测试以甲基橙为模拟污染物,对所制备的TiO2及TiO2/MCM-41进行光催化性能测试。

结果表明,与纯TiO2相比,TiO2/MCM-41复合光催化剂的光催化活性有明显提高。

这主要归因于MCM-41的有序介孔结构有利于光的传输和分散,同时提高了催化剂的比表面积,从而提高了光催化反应的效率。

此外,TiO2与MCM-41之间的相互作用也有利于提高光生电子和空穴的分离效率,从而提高了光催化活性。

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刘 伟 , 胡文娜 , 郑 路
( 淮北煤炭师 范学院 化 学 系, 安徽 淮北 2 5 0 ) 30 0
摘 要 : 用球 磨 法制 备 三 种 复 合 型 光 催 化 剂 TN TO 、iTN TO 采 i/ i2S i/ i2和 G / i/ i2 分 别 研 究 了其 光 催 化 活 性 、 / e TN TO 。 最佳 球 磨
维普资讯
2o 0 7年 l O月
皖西 学 院学 报
J un lo etAn u nv ri o r a fW s h iU iest y
Oc ., 00 t 2 7 V0 . 3 NO. 12 5
第 2 第 5期 3卷

球磨法制备 TO i2复合型光催化 剂的研 究
近年来 , 环境问题 日益严重 , 人们积极寻求解决 污染物治理的有效途径 , 中半导体多相光催化氧化 其 还 原作 为一 种环 境友好 的新 技术 , 在环境 治理 方 面 日 益受到人们 的重视…。c¨在水溶液 中很稳定且具 r 有很高的毒性 , TO 、 C S 在 i WO 、d 等光催化剂的作用 下, 可被还 原成 C¨L 。N 2是 一 种 典 型 的无 机 离 r 2 O- J
1 1 主要 药品与仪 器 .
TO 粉 末 ( P上 海 化 学 试 剂 品厂 ) N N : i: C ; aO 、 KC2 ,对氨基苯磺酸 、 一 r 、 0 a 萘胺 、 二苯碳 酰二肼等均 为分 析纯 , 实验用 水均 为二 次蒸 馏水 。
收 稿 日期 :0 7— 5—2 20 0 1
( )对氨基苯磺酸溶液 ( 1 显色剂) 称取 0 6 对 : .g 0l 冷 0l 子 , 性较 高 , 光催化 剂 的作用 下 , 毒 在 可快 速 的被光催 氨基 苯磺 酸 溶 于 8 m 热 水 中, 却 后 加 人 2 m 浓 C 并摇 匀 。 化氧 化 至 N 3C 。 在 众 多 的 半 导 体 光 催 化 剂 中 , O- 3 ] HI ( )盐酸 仅一萘 胺溶 液 ( 2 显色 剂 )称 取 06 一 : .ga TO i 以其 无 毒 、 学 稳 定 性 好 、 化 氧 化 能 力 强 、 化 催 廉 萘 胺 , 于含有 1 l HC 的水 中 , 释 至 10 / 溶 m浓 I 稀 0 m 并 价易得 而成 为 了 目前 最 理想 的光 催化 剂 。 贮 但是由于 TO 半 导体粒子具有较宽 的带隙 ( . 摇 匀 , 于棕 色 试剂 瓶 中保存 。 i 3 ( )醋酸钠 溶 液 : 取 l .g醋 酸 钠 , 3 称 64 溶解 并 定 2V) 以致小 于 30 m 的光才 能诱 发光 催 化 反应 , e , 9n 而 容 于 10 / 0 m 容量瓶 中后摇 匀 。 太 阳光 中只有 大约 3 的紫 外 光 , % 因此 太 阳光 的利 用 ( )亚 硝 酸钠 标 准 储 备 液 : 取 12N N 溶 4 称 .g a O 率较低 。此外 , 由于 光 生 电 子 和 空 穴 的 复合 几 率 较 解 并定 容 至 10 m 容 量瓶 中后 摇 匀 , 加 人 l 氯 00 / 再 ml 高 ( -)TO 的光催化活性仍然不能满足实际的 ] 2 ,i: n 0 仿保 存 。 需要。为此, 人们进行 了大量的研究 , 通过贵金属沉 ( )亚 硝 酸 钠 标 准 使 用液 : 取上 述储 备 液 5 移 积, 过渡金属离子掺杂 , 复合半导体光催化剂 , 表面光 2 O m 于 l0 m 容量瓶中, .O l O 0 l 定容后摇匀( 用时临时配 敏化等多种途径 , J使得 TO 的光响应波长范围拓 i: 制 ) 。 展及光催化量子效率的提高取得一定 的进展。 ( )铬标准储 备液: 8 . m 6 称 6 2 g的 K C2 , r 固体 0 本 文 采 用 球 磨 法 制 备 光 催 化 剂 TN TO 、 i/ i ( 称前在 15 一10 0℃ 1℃烘 干约 2 ) 溶解 并定容 于 h, S TN T 2 G / i/ i:并研究其最佳球磨时间 i i/ i 和 eT TO , / O N lO l 量瓶 中 , 匀 。 Om 容 摇 和 TN、iG i S、 e的最 佳 掺 杂 比 。通 过 i 定 光催 化 剂 对 受 0 () 7 铬标准使用溶液 : 移取 2 .0 上述标准储 O 0 C¨ 的催化 还原 和对 N 2 r O-的催化 氧化 能 力来 评 价光 备 液 于 10 m 的容 量瓶 中 , 容后摇 匀 。 00 / 定 催化 活性 。 ( )二 苯碳 酰二 肼 溶 液 : 取 0 1 二 苯 碳 酰二 8 称 .g 1 实验 部分 肼 溶解 于 5 . m 无 水 乙醇 中 , 搅 拌 边 加 人2 .m 0O l 边 0O l
Q IP4型球磨机( m— S0 南京大学仪器厂)7 1 ; 型 2
可 见光 分光 光 度 计 ( 京 普 析 通 用 仪器 有 限责 任 公 北
司 ) 35 中压 汞 灯 ( 征 波 长 是 3 5 m, 京 电 光 ;7 W 特 6n 北 源研 究所 ) 。
1 2 标 准 试 剂 的 配 制 .
时间和 TN、iG i S、 e的最佳掺 杂比。实验 结果表明 , 球磨 法制备 的复合 型光催化 荆的活性较好。
关键词 : 二氧 化 钛 ; 光催 化 ; 杂 ; 磨 ; 理 ; 性 掺 球 机 活 中图 分 类 号 :6 3 3 0 4 6 文献标识码 : A 文 章 编 号 :0 9—93 20 ) 5— 0 1— 3 10 75(07 0 0 8 0
作者简介 : 刘伟( 9 7一) 男, 徽肥东 人 , 士研究生 , 17 , 安 硕 主要 从事光催化 研究工作 。 8l
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