蔡振钱
,
申乾宏
,
高基伟
,
杨辉
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00733
采用溶胶-凝胶法合成了TiO2溶胶和SnO2溶胶, 使用浸渍提拉法在低温下制备出底层为金红石型SnO2, 表层为锐钛矿型TiO2的复合膜. 考察了不同SnO2薄膜层数对TiO2/SnO2复合膜光催化活性的影响, 并对其光催化活性提高的机理
进行了探讨. 结果表明, SnO2层的加入能有效提高TiO2薄膜的光催化活性, 随着SnO2薄膜层数的增加, 光催化活性先增大后减小, 但始终高于单一的TiO2薄膜. 这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位, SnO2的价带电位高于TiO2的价带电位, 紫外光照下, TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层, SnO2中空穴注入到TiO2层, 有效抑制了薄膜内电子-空穴对的复合, 增加了复合薄膜表面空穴的浓度, 因而光催化活性得到了显著的提高.
关键词:
二氧化钛
,
tin dioxide
,
composite film
,
photocatalysis
高基伟
,
丁新更
,
黄顺余
,
杨辉
稀有金属材料与工程
为探索热处理温度对纳米TiO2性能的影响,研究了不同温度下处理的纳米TiO2的光学性能和微观结构,并进行了纳米TiO2光催化性能的实验.实验表明,所用的纳米TiO2溶胶可以在紫外光照射下分解甲基紫;由于粒子纳米化导致晶格畸变,纳米TiO2粒子的结晶峰出现宽化现象;热处理温度决定纳米TiO2的结晶程度和晶体类型,同时还影响粒子的粒径和分散:热处理温度越高,粒子颗粒越大,同时团聚增加;粒子纳米化导致量子尺寸效应的出现,纳米TiO2薄膜对紫外线的吸收具有"蓝移"效应;随着热处理温度的升高,"蓝移"效应减弱,TiO2薄膜的紫外吸收边出现了"温升红移"现象.
关键词:
TiO2光催化
,
蓝移
,
温升红移
,
甲基紫
,
紫外/可见
申乾宏
,
杨辉
,
高基伟
,
杨介更
稀有金属材料与工程
采用浸渍提拉法依次在普通载玻片上制备PEDT/PSS(聚乙撑二氧噻吩(PEDT)掺杂聚苯乙烯磺酸盐(PSS))薄膜层和TiO2薄膜层,从而获得TiO2-PEDT/PSS双层复合膜.考察了PEDT/PSS涂膜液的组成、PEDT/PSS薄膜层厚度以及TiO2薄膜层厚度对TiO2-PEDT/PSS复合膜光催化活性的影响.发现PEDT/PSS溶液与正硅酸乙酯(TEOS)水解产物的体积比为10:1～15:1时,PEDT/PSS涂膜液性能最优,PEDT/PSS薄膜层的最佳厚度为2 μm,TiO2薄膜层的最佳厚度在200 nm左右.此外,还对复合膜光催化活性提高的机制进行了探讨.结果表明,由于PEDT/PSS的最低空余轨道的电位低于TiO2的导带电位,紫外光照下,TiO2中产生的光生电子注入到PEDT/PSS层,有效抑制了电子-空穴对的复合,增加了复合膜表面空穴的浓度,因此复合膜光催化活性比单一TiO2薄膜高.
关键词:
二氧化钛
,
聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸
,
有机-无机复合膜
,
光催化
申乾宏
,
蔡振钱
,
高基伟
,
杨辉
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00937
将具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶与苯丙乳液混合制得涂膜液, 采用浸渍提拉法制备薄膜, 利用选择性溶解的方法将薄膜中的苯丙乳液粒子溶解去除, 在室温下获得锐钛矿型TiO2多孔薄膜. 采用TEM、SEM等分析方法考察了TiO2溶胶添加量、苯丙乳液添加量、涂膜液陈化时间以及乳液粒子溶解去除条件等因素对TiO2薄膜表面形貌的影响. 结果表明涂膜液中TiO2溶胶与苯丙乳液添加量的比例影响了孔的形态; 涂膜液的陈化时间是影响薄膜表面孔致密程度的关键因素, 陈化时间的增长有利于薄膜表面形成较为密集的孔洞; 采用超声波能大大提高薄膜中苯丙乳液粒子的去除效率. 最后得出了制备TiO2多孔薄膜的较为合适的涂膜液配比及工艺条件: 15g TiO2溶胶、0.2g苯丙乳液、10g H2O; 涂膜液陈化15d, 薄膜浸入甲苯后, 超声波振荡 10min.
关键词:
二氧化钛薄膜
,
porosity
,
styrene-acrylate emulsion
,
room-temperature preparation
高基伟
,
杨辉
,
申乾宏
,
慕长江
稀有金属材料与工程
以溶胶-凝胶工艺,采用钛酸丁酯为前驱体,设计反应体系中钛酸丁酯、水、无水乙醇、盐酸之间的配比,在氧化钛溶胶中原位生长出立方体形状的锐钛矿晶体.对溶胶进行X射线吸收精细结构(XAFS)分析,发现溶胶的液相中存在锐钛矿结构;对溶胶进行透射电镜分析,观察到立方体晶体及其在电子束照射下不同形状的平面投影;测试溶胶对罗丹明B水溶液的光催化性能,发现溶胶在紫外光照下可使罗丹明B降解,15 min时降解率为55%,30 min时降解率达96%.
关键词:
原位合成
,
立方体型晶体
,
锐钛矿溶胶
,
光催化
蔡振钱
,
高基伟
,
申乾宏
,
王平
,
杨辉
稀有金属材料与工程
采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前驱体,常温合成含有一定晶型晶粒的TiO2溶胶,考察了不同种类的酸催化剂对二氧化钛纳米晶形貌和光催化活性的影响.采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等测试手段分析样品中纳米晶的微观形貌与结构,并以罗丹明B为目标催化物测试了溶胶的光催化性能.实验发现,酸根对纳米晶的结晶类型有很大的影响:盐酸和硝酸作催化剂时,为锐钛矿和板钛矿;硫酸、氢氟酸和醋酸为催化剂时则为锐钛矿.其中,硫酸为催化剂制备的溶胶光催化性能较好.
关键词:
酸催化剂
,
二氧化钛溶胶
,
光催化
申乾宏
,
蔡振钱
,
高基伟
,
杨辉
催化学报
采用具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶与聚苯乙烯球形粒子混合制得涂膜液,通过浸渍提拉法制备薄膜,然后在超声波振荡条件下,以甲苯为溶剂,将薄膜中的聚苯乙烯球选择性地溶解去除,在室温下获得了锐钛矿型多孔TiO2薄膜. 与致密的TiO2薄膜相比,该多孔TiO2薄膜具有较高的光催化活性. 该方法有以下两方面的优点: 一是实现了多孔TiO2薄膜的室温制备,增大了薄膜基材的选择范围;二是可以通过添加不同粒径的聚苯乙烯球,较为方便地实现了对薄膜孔径的调节.
关键词:
二氧化钛薄膜
,
多孔性
,
聚苯乙烯球
,
罗丹明B
,
光催化分解
高基伟
,
杨辉
稀有金属材料与工程
选择"钛酸丁酯-水-乙醇-盐酸"的溶胶-凝胶反应体系,考察反应物水的用量变化对反应过程、溶胶结构和光催化性能的影响,并获得了含有锐钛矿晶体、具有光催化性能的氧化钛溶胶.钛酸丁酯与水的摩尔比为1:2、1:4、1:8时,会逐渐形成凝胶,溶胶常温干燥后的粉体呈无定型结构,透射电镜中只能观察到细小的成膜粒子,溶胶不能使罗丹明B溶液分解褪色.钛酸丁酯与水的摩尔比为1:40、1:100、1:200时,钛酸丁酯发生充分水解,有可能形成稳定的溶胶;溶胶常温干燥后的粉体呈锐钛矿晶型,且结晶强度随水的用量的增加而增强;透射电镜中可观察到松散的团聚体、初显正方形较为紧密的结晶体和致密规则的正方形锐钛矿晶体;各溶胶均可催化降解罗丹明B使其褪色.
关键词:
氧化钛溶胶
,
锐钛矿晶体
,
光催化性能
杨辉
,
宁海水
,
高基伟
,
方晨鹏
稀有金属材料与工程
以溶胶-凝胶工艺,钛酸丁酯、水、无水乙醇、盐酸摩尔比1:200:16:0.3的体系,制备出含有锐钛矿晶体、可光催化降解罗丹明B的氧化钛溶胶,并研究了溶胶浓度对降解罗丹明B的光催化反应的动力学影响.随锐钛矿溶胶浓度的降低,光催化反应速度变慢,反应的半衰期增大.降解罗丹明B的光催化反应可分为两个阶段;第二阶段历时约50～60 min,为破坏罗丹明B分子结构的阶段,90%以上的罗丹明B分子在此阶段被降解;最终罗丹明B的降解率可达97%以上.
关键词:
锐钛矿溶胶
,
光催化反应
,
动力学
,
溶胶浓度
高基伟
,
杨辉
,
宁海水
,
盛建松
稀有金属材料与工程
以溶胶-凝胶工艺和"钛酸丁酯-水-无水乙醇-盐酸"体系,制备出含有锐钛矿晶体的氧化钛溶胶,溶胶成膜后无需煅烧即可具备光催化性能.作者总结锐钛矿溶胶成膜的"铺展-挥发-收缩-分区-成岛"过程,建立起"岛屿模型",并在扫描电镜图中观察到片状锐钛矿晶体的聚集体,证实了模型的合理性;以免烧型薄膜降解罗丹明B水溶液,发现光催化反应在动力学上为一级反应,半衰期为134.6.
关键词:
免烧型薄膜
,
岛屿模型
,
光催化反应
,
动力学分析
,
锐钛矿溶胶
