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高活性｛111｝面暴露的锐钛矿二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

高活性｛111｝面暴露的锐钛矿二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

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作者：钱丽莎杭州电子科技大学

学位级别：硕士

TiO2的表面形貌对于其光催化性能有着至关重要的影响。本研究中,我们通过水热合成法制备了一种新型的锐钛矿纳米二氧化钛,在NH4F和HF的作用下,高活性{111}面占主导地位。本研究的主要进展通过调节NH4+和F-的摩尔比例,可以直接控制二氧... 详细信息

TiO2的表面形貌对于其光催化性能有着至关重要的影响。本研究中,我们通过水热合成法制备了一种新型的锐钛矿纳米二氧化钛,在NH4F和HF的作用下,高活性{111}面占主导地位。本研究的主要进展通过调节NH4+和F-的摩尔比例,可以直接控制二氧化钛暴露的晶面。当NH4+和F-的摩尔比达到1:2,能够得到{111}面为主要暴露面的锐钛矿二氧化钛。当只加入氨水或HF时,得到的纳米锐钛矿二氧化钛暴露面分别为{101}面或{001}面。这样的{111}面暴露的纳米二氧化钛显示出优异的光催化活性,这种活性是{001}面的片状二氧化钛和商用的德固赛P25的2-3倍,也就证实了{111}面比{001}和{101}面具有更高的光催化活性。原子在的表面是不饱和Ti5c、Ti3c和O2c模式产生更高的吸附和降解能力。同时,我们还研究了用这种方法所制备的不同晶面暴露的纳米锐钛矿二氧化钛的光催化选择性能。通过上述水热合成法得到{101}面、{111}面和{001}面为主要暴露面的锐钛矿二氧化钛后,煅烧去除表面吸附的原子。结果显示,{101}面暴露的二氧化钛结合有残留的N,并且以不饱和N3c的模式存在,在对MO和MB的混合溶液进行光催化选择性实验中表现出对MO的选择性降解。而{111}面和{001}面暴露的锐钛矿二氧化钛表现出对MB的光催化选择性。这证明了光催化选择性可以被不同的主导晶面影响。经过进一步的分析,我们得出{001}面和{111}面表面上存在不饱和的O2c,这样的结合模式提高了吸附选择性,在光催化选择实验中表现出的对MB的选择性。在{111}表面上,存在的都是不饱和O2c,这也导致{111}面更好的光催化选择性。我们的研究提供了一种通过水热法进一步探索纳米材料制备的方法,同时希望发展一个新的光催化选择的方式,提供一种更深层次的对不同晶面的二氧化钛的理解。并且,这项研究的结果也可以应用在光催化、太阳能蓄电池和传感器等领域。

关键词：二氧化钛晶面形貌光催化光催化选择性

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纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

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作者：麻丽钦天津大学

学位级别：硕士

TiO2、ZnO、SnO、ZrO2、CdS等半导体都是性能良好的光催化剂。其中,TiO2由于具有超亲水性、高化学稳定性、无毒、成本低廉以及良好的光催化活性而引起广泛关注。本文主要以Ti-Cu非晶合金为钛源,以Na2SO4和NaF为表面活性剂,通过水热法一... 详细信息

TiO2、ZnO、SnO、ZrO2、CdS等半导体都是性能良好的光催化剂。其中,TiO2由于具有超亲水性、高化学稳定性、无毒、成本低廉以及良好的光催化活性而引起广泛关注。本文主要以Ti-Cu非晶合金为钛源,以Na2SO4和NaF为表面活性剂,通过水热法一步合成N掺杂的金红石、多层纳米球锐钛矿以及N、F共掺杂的纳米结构TiO2,研究了它们对有机染料光催化降解的活性剂选择性,并通过热处理手段对其光催化性能进行改善。无表面活性剂添加时,得到纳米花状的N掺杂的金红石型TiO2,其对光的吸收边界出现了一定的红移。在相同条件下降解罗丹明B、甲基橙和亚甲基蓝时,金红石型TiO2对罗丹明B有更高的选择性,降解效率高达92%。通过热处理手段有效地改善了金红石的光催化性能,焙烧温度为550℃时的催化活性达到最高。以Na2SO4为表面活性剂时得到多层纳米球锐钛矿型TiO2,其表面吸附了大量的SO42-离子,使表面酸度大大提高,这些SO42-离子不仅能增加了Lewis酸性位点的数量,而且能诱导产生大量的Br?nsted酸性位点,这两种酸性位点一方面为反应物和氧分子提供表面吸附中心,另一方面能有效俘获光生电子,有效阻止光生载流子的复合,提高载流子的寿命,从而改善催化剂的光催化活性,其在降解甲基橙方面比P25更有优势。通过热处理手段有效地改善了它的光催化性能。焙烧温度为700℃时的催化活性达到最高。以浓度为1.60 mM的NaF为表面活性剂时,所得产物的微观形貌和相组成呈现多样性:当加入F离子的浓度较低(≤16 mM)时,得到的产物是金红石与锐钛矿的混合相,且随着F离子浓度的增加,锐钛矿的含量增多。而当F离子浓度较高(≥48 mM)时,得到的产物是锐钛矿与(NH4)0.3TiO1.1F2.1的混合相。无论是混晶还是氟钛酸氨,对罗丹明B都有一定的光催化降解活性。所有试样550℃焙烧1h后,得到N、F共掺的TiO2。其对光的吸收边界出现了一定的红移,催化活性有了明显的提高,光催化稳定性也得到改善。

关键词：二氧化钛纳米材料 N掺杂多层纳米球 N、F共掺杂光催化选择性

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用植物的皮为膜板合成锐钛矿型介孔二氧化钛及其光催化性能研究

用植物的皮为膜板合成锐钛矿型介孔二氧化钛及其光催化性能研究

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第十一届全国青年催化学术会议

作者：缪应纯翟忠标王家强云南大学应用化学系云南大学应用化学系云南大学应用化学系

＜正＞1972年Fujishima等人发现了二氧化钛电极能在光照下分解水的功能以来,有关二氧化钛等半导体光催化的研究成为国内外关注的一个热点[1]。多孔TiO2由于具有大的比表面积、吸附较强、催化氧化活性高等特点,近年来成为最受人们青睐的一种

关键词：植物皮介孔二氧化钛光催化选择性

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光敏化TiO2光催化材料的构筑及其CO2还原性能研究

光敏化TiO2光催化材料的构筑及其CO2还原性能研究

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“一带一路，引领西部发展”——2017年中西部地区无机化学化工学术研讨会

作者：彭天右彭博思李侃金敬鹏李仁杰张静武汉大学化学与分子科学学院

探索高效、稳定的光催化CO能源化转化技术是当前新能源领域的战略性课题之一。通常地,最为常见的TiO存在光捕获效率低、对CO的吸附和活化作用弱以及光生电荷容易复合等问题,导致其CO还原效率低,难以实际应用。我们从提高可见捕获能力、... 详细信息

探索高效、稳定的光催化CO能源化转化技术是当前新能源领域的战略性课题之一。通常地,最为常见的TiO存在光捕获效率低、对CO的吸附和活化作用弱以及光生电荷容易复合等问题,导致其CO还原效率低,难以实际应用。我们从提高可见捕获能力、优化CO和HO的吸附性能等角度出发,探索提高光催化CO还原活性与选择性的有效途径,以期为构建高效、稳定的CO能源化转化体系。图1为部分构筑的光敏化TiO材料及其可能的光催化CO还原的机理图。其中,在对比研究点状CN修饰的BTN （BTN-CNDs）和CN包裹的BTN （BTN@CNS）的光催化CO还原活性基础上,证实CN与BTN之间存在光敏化作用机制。设计合成了可见光响应的不对称ZnPy染料,并考察了其敏化TiO纳米颗粒的光催化CO还原的活性和稳定性,探讨了染料分子的结构对CO还原活性的影响,拓展了染料敏化半导体的应用范围。此外,设计了TiO到Ru-配合物的光生电子的转移通道,构筑了TiO/Ru配合物的Z-体系,并探讨了该体系的电荷转移机理。

关键词：光催化CO2还原光催化材料光催化活性光催化选择性光敏化作用

来源： cnki会议评论

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