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纳米复合结构二氧化钛光催化薄膜

纳米复合结构二氧化钛光催化薄膜

作者：张高洁浙江大学

学位级别：硕士

TiO化学性质稳定，无毒，在紫外光照射下产生的光生空穴氧化能力强，是一种极有应用前景的光催化剂。由于TiO光生电子-空穴对易复合以及对太阳光能量利用有限等缺点，限制了这种光催化剂的实际应用。本文研究复合纳米结构对TiO光催化效... 详细信息

TiO化学性质稳定，无毒，在紫外光照射下产生的光生空穴氧化能力强，是一种极有应用前景的光催化剂。由于TiO光生电子-空穴对易复合以及对太阳光能量利用有限等缺点，限制了这种光催化剂的实际应用。本文研究复合纳米结构对TiO光催化效率的影响：1)双氧水氧化钛片1h，制备了纳米TiO多孔基体，而后在这种多孔基体上旋涂复合溶胶-凝胶TiO，形成多层纳米TiO复合薄膜;2)双氧水氧化钛片72h，制备了TiO内米棒阵列基体，采用溶胶-凝胶浸渍渗透工艺制备了TiO纳米颗粒嵌入TiO纳米棒阵列基体的复合结构薄膜。考察了两种复合薄膜的微观结构和光催化降解罗丹明B的活性，探讨了形态结构复合对提高薄膜的光催化活性作用的机理。以纳米TiO多孔基体为载体比作为对比的酸洗钛片基体为载体制备的多层复合薄膜具有更好的光催化活性。室温光致发光(PL)谱表征显示多孔基体上制备的多层复合薄膜光生电子-空穴对易分离，由于多孔基体层与旋涂层制备工艺的差异，而且XRD估算它们的晶粒尺寸也存在差异，这些因素导致的多孔基体层与旋涂层能带差异是多孔基体上制备的多层复合薄膜光生电子-空穴易分离，光催化活性高的可能原因;纳米TiO多孔基体上旋涂复合溶胶-凝胶TiO，随旋涂层厚度的增加，UV-Vis吸收谱表明多层复合薄膜对紫外光的吸收能力逐渐增强，而光催化活性先升高后降低，旋涂3层溶胶-凝胶TiO的多层复合薄膜具有最高关催化活性。室温PL谱表征发现光生电子-空穴分离效果先变好，后随旋涂层厚度增加又变差，旋涂3层溶胶-凝胶TiO的多层复合薄膜光生电子-空穴对分离效果最好;在TiO溶胶中掺入了不同量市售Degussa P25 TiO纳米粉，发现P25掺入量越大，整体上复合薄膜的光催化活性也越好;TiO溶胶中添加PEG 2000，场发射扫描电子显微镜表征发现，PEG 2000的添加可以减轻复合薄膜的表面龟裂程度，获得完整性较好的薄膜，但是，为彻底去除薄膜中的PEG，采用了相对较高的热处理温度，从而导致TiO晶粒长大，使得制备的复合薄膜光催化活性并不理想。采用浸渍渗透溶胶-凝胶技术制备了TiO纳米颗粒嵌入TiO纳米棒阵列基体的复合结构薄膜。X射线衍射结果显示，纳米棒阵列为金红石与锐钛矿的混晶结构，而溶胶-凝胶获得的TiO为纯锐钛矿结构。场发射扫描电子显微镜观察表明TiO纳米颗粒嵌入到纳米棒阵列间隙中。PL发射谱表明，复合构造薄膜的光生电子-空穴对的空间分离效果得到明显改善。光催化降解水中若丹明B结果显示，复合结构薄膜的光催化效率高于相应的纳米棒阵列，其表观反应常数是相同质量的溶胶-凝胶法制备薄膜的3倍，这是因为第二相TiO纳米颗粒嵌入TiO纳米棒阵列中促进了光生电子-空穴对的空间分离，从而提高了复合结构薄膜的光催化活性。

关键词： TiO2 光催化薄膜复合纳米结构室温PL谱

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光催化薄膜的亲水性及其应用

地球环境学报 2018年第5期9卷 415-433页

作者：黄宇刘燕张静王震宇曹军骥中国科学院地球环境研究所气溶胶化学与物理重点实验室西安710061

玻璃表面的雾化及建筑物表面的污染严重影响人们日常生活及工业。传统方法通常借助外力解决表面雾化及污染问题,如人工清洗,不仅维护成本高,而且施工难度大。光催化亲水薄膜作为一种具有特殊润湿性的表面,可高效持久地实现基底表面的防... 详细信息

玻璃表面的雾化及建筑物表面的污染严重影响人们日常生活及工业。传统方法通常借助外力解决表面雾化及污染问题,如人工清洗,不仅维护成本高,而且施工难度大。光催化亲水薄膜作为一种具有特殊润湿性的表面,可高效持久地实现基底表面的防雾和自清洁功能。近年来,光催化薄膜防雾和自清洁性能的研究不断涌现,但相关的针对性综述却很少。本文详细阐述了光催化薄膜的亲水原理及亲水性评价方法,重点介绍了亲水性的改善方法,并对缺乏研究的亲水性与光催化分解有机污染物活性关系进行了简要概述,总结了国内外光催化薄膜亲水性的应用现状,分析了其存在问题及发展方向,旨在为光催化薄膜亲水性的研究及其应用起到一定的指导作用。

关键词：光催化薄膜亲水性防雾自清洁

Ag-TiO2/β-CD光催化薄膜制备及其膜吸附、降解偏二甲肼性能研究

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Ag-TiO2/β-CD光催化薄膜制备及其膜吸附、降解偏二甲肼性能研究

中国化学会·第十六届全国应用化学年会

作者：张煜桁于素华朱霞石扬州大学化学化工学院扬州大学广陵学院

本文以聚丙烯腈静电纺丝薄膜为基底,通过两步水热法合成银掺杂二氧化钛/β-环糊精光催化薄膜（Ag-TiO2/β-CD）。通过SEM,TEM,BET以及TG等表征方法可以确认,本文制备的Ag-TiO2/β-CD光催化是由直径约为300 nm左右、呈核壳结构的纳米纤... 详细信息

本文以聚丙烯腈静电纺丝薄膜为基底,通过两步水热法合成银掺杂二氧化钛/β-环糊精光催化薄膜（Ag-TiO2/β-CD）。通过SEM,TEM,BET以及TG等表征方法可以确认,本文制备的Ag-TiO2/β-CD光催化是由直径约为300 nm左右、呈核壳结构的纳米纤维组成。将该光催化薄膜搭载一个可拆卸式的针头与蠕动泵,建立偏二甲肼（UDMH）自动化分离体系。研究其在膜吸附以及催化降解UDMH上的性能。实验结果表明当β-CD以及Ag含量分别为4 wt%以及0.2 wt%时,该光催化薄膜表现出最佳的吸附性能,吸附容量为25.89 mg·g-1。同时该光催化薄膜也具有优异的可见光催化活性与表面自清洁性能。可见,本文设计并制备的AgTi O2/β-CD光催化薄膜在膜吸附、催化降解溶液中UDMH方面表现出令人满意的性能,为在制备多功能化材料,以及溶液中有机污染物去除方面提供一个可供选择的方法。

关键词：光催化薄膜膜吸附自清洁偏二甲肼

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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纳米晶二氧化钛光催化薄膜的制备技术及表征

中国陶瓷工业 2005年第4期12卷 37-40,21页

作者：宋长友于之东刘大成唐山学院环境与化学工程系 063000

论述了纳米TiO2的光催化原理以及影响其光催化活性的主要因素;综述了近年来二氧化钛纳米晶光催化薄膜的制备技术和表征方法的研究成果,并对二氧化钛纳米晶光催化薄膜技术的发展方向进行了展望。

关键词：纳米晶TiO2薄膜光催化制备表征光催化薄膜制备技术表征方法纳米晶二氧化钛二氧化钛纳米晶纳米TiO2

[例55]光催化薄膜纳米材料在空气净化中的应用

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中国表面工程 2018年第4期31卷 F0002-F0002页

作者：贺毅强郝亮淮海工学院天津科技大学

光催化现象自1972年由日本东京大学发现以来，在光解水制氢气、空气净化、水体净化、杀菌消毒以及肿瘤治疗等较多领域表现出极大的应用前景。光催化主要利用光照条件下光催化剂表面产生的电子一空穴及其产生的一系列活性物种的超强氧化... 详细信息

光催化现象自1972年由日本东京大学发现以来，在光解水制氢气、空气净化、水体净化、杀菌消毒以及肿瘤治疗等较多领域表现出极大的应用前景。光催化主要利用光照条件下光催化剂表面产生的电子一空穴及其产生的一系列活性物种的超强氧化还原能力，可以无选择性地降解或消灭空气中的有毒气体和细菌病毒。光催化氧化还原过程中，其主要产物为CO2、N2以及其它无毒无机物，净化效果彻底，不存在二次污染，且无额外耗能或耗能很少。

关键词：光催化薄膜空气净化应用纳米材料表面工程实例日本东京大学氧化还原能力

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浅谈光催化薄膜在环境中的应用及存在问题

环境 2013年第A2期 59-59页

作者：陈佩仪佛山市顺德环境科学研究所有限公司广东顺德528300

介绍光催化薄膜在环境应用现状,分析其目前存在的问题,并针对存在问题提出了几点建议。

关键词：光催化薄膜应用存在问题

TiO_2-SiO_2薄膜的光催化活性和超亲水性能

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玻璃与搪瓷 2001年第3期29卷 38-42,46页

作者：于向阳程继健华东理工大学无机材料研究所上海200237

采用溶胶凝胶法在普通玻璃表面制备了均匀的TiO2 -SiO2 光催化薄膜 ,并研究了SiO2 含量对TiO2 光催化性能和超亲水性能的影响。对罗丹明B的光降解实验表明 ,加入少量的SiO2 可提高TiO2 薄膜的光催化性能 ,过多的SiO2 降低了TiO2 光催化... 详细信息

采用溶胶凝胶法在普通玻璃表面制备了均匀的TiO2 -SiO2 光催化薄膜 ,并研究了SiO2 含量对TiO2 光催化性能和超亲水性能的影响。对罗丹明B的光降解实验表明 ,加入少量的SiO2 可提高TiO2 薄膜的光催化性能 ,过多的SiO2 降低了TiO2 光催化活性。但超亲水性的实验则表明 ,较多的SiO2

关键词：二氧化钛二氧化硅光催化活能超亲水性光催化薄膜

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TiO_2薄膜光催化剂的制备及其活性

环境科学学报 2002年第3期22卷 393-396页

作者：唐玉朝钱振型钱中良胡春王怡中中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室北京100085 上海雷欣技术玻璃厂上海200092

用活化反应蒸发技术制备了不同附载条件的TiO2 薄膜光催化剂 ,膜厚度在 0 5 μm— 1 2 μm之间 ,经 4 0 0℃退火后用XRD测定其晶型结构 ,发现无定型TiO2 已部分转变为锐钛矿型 .薄膜光催化剂连续使用两次活性会下降 ,用HCl冲洗活性即... 详细信息

用活化反应蒸发技术制备了不同附载条件的TiO2 薄膜光催化剂 ,膜厚度在 0 5 μm— 1 2 μm之间 ,经 4 0 0℃退火后用XRD测定其晶型结构 ,发现无定型TiO2 已部分转变为锐钛矿型 .薄膜光催化剂连续使用两次活性会下降 ,用HCl冲洗活性即可恢复 .考察了不同波长的电光源和不同辐射强度的太阳光下两种催化剂薄膜的活性比较 ,结果发现短波长电光源下(2 5 4nm)膜厚度以 0 5 μm最佳 ,而强烈辐射的太阳光下膜厚度以 1 2

关键词：光催化剂制备活性活化反应蒸发光催化薄膜二氧化钛薄膜

自组装制备碘离子掺杂二氧化钛薄膜及光催化活性研究

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自组装制备碘离子掺杂二氧化钛薄膜及光催化活性研究

作者：王婷武汉理工大学

学位级别：硕士

目前使用的催化剂中,TiO2具有：①良好化学稳定性,②较高的光催化活性,③无毒和④耐光化学腐蚀的特点,备受青睐,采用多种方法对二氧化钛进行掺杂改性,进而提高其降解有机物的催化活性,是当前环境材料研究的热门课题之一。本文研究... 详细信息

目前使用的催化剂中,TiO2具有：①良好化学稳定性,②较高的光催化活性,③无毒和④耐光化学腐蚀的特点,备受青睐,采用多种方法对二氧化钛进行掺杂改性,进而提高其降解有机物的催化活性,是当前环境材料研究的热门课题之一。本文研究了低温液相系统中,以石英玻璃片为基底,采用自组装单层膜（SAMs）,以碘酸钾为掺杂剂制备出碘离子掺杂二氧化钛薄膜。并以甲基橙水溶液作为目标物,考察了不同的实验条件下,碘离子掺杂二氧化钛薄膜的光催化活性影响主要因素。论文的主要研究进展如下： 1)在室温、pH为2.0的条件下,水浴处理4小时,得到-SH为外侧功能团的SAMs,通过自组装方法制备了碘离子掺杂二氧化钛薄膜。 2)采用多种分析方法进行表征。透射电镜对该薄膜进行了物相及晶粒结构的分析。表明碘离子掺杂二氧化钛薄膜由颗粒状纳米晶相组成,粒径为5-10nm,并且具有良好的结晶效果。拉曼光谱分析进一步表明薄膜主要为金红石和锐钛矿混合型,荧光发射光谱观察碘离子掺杂二氧化钛对可见光也有较明显的响应,在450nm-500nm处有很强的荧光发射峰。 3)以甲基橙水溶液为目标物,研究了碘离子掺杂二氧化钛薄膜的活性与光源能量、有无加入H2O2、目标物浓度、掺杂比例等因素的影响关系。结果表明,碘离子掺杂TiO2的光催化活性均有提高;碘离子含量为2mmol/L时效果最好, 4)在紫外光照射3h和可见光照射5h,甲基橙的降解率分别达到99.5%和98%。在可见光照下,添加H202催化剂光催化效果1h的脱色率到达98%,较之未添加H202的样品脱色率提到了57%;5)在可见光条件下,碘离子掺杂二氧化钛薄膜经2次重复利用后,对甲基橙水溶液的降解率从99.5%降为50%。碘离子掺杂二氧化钛薄膜的光催化效果好,但是重复利用率低,尚需要深入研究。失活后再生的方法有在蒸馏水中超声处理20min和在0.1mol/LH2O2中超声处理5小时,脱色率分别提高了14.2%和30.6%。

关键词：自组装碘离子掺杂二氧化钛光催化薄膜