总结光催化剂的摘要

1、1、Al掺杂TiO2介孔材料的合成、表征和光催化性能摘要：以钛酸四丁酯为钛源、十八水硫酸铝为铝源、三乙醇胺为模板剂采用研磨溶 胶技术合成了 Al掺杂的TiO2介孔材料，并利用XRD、EDS、TEM、BET、UV-vis和IR 等手段表征了材料的结构、形貌、比表面积、孔径分布及光学性能。结果表明：Al掺杂能 够减小TiO2光催化剂的粒径，提高介孔TiO2的热稳定性；Al掺杂TiO2介孔材料的平均 孔径为4.5 nm,比表面积达到110.2 m2/g；相比商用P25和介孔TiO2, Al掺杂介孔TiO2 的吸收边发生红移，对初始浓度为20 mg/L的甲基橙进行催化降解1 h后，其降解率达到 92.

2、5%。2、CuFe2O4/TiO2复合光催化剂在模拟太阳光下对大肠杆菌杀灭作用的研究摘 要:采用溶胶-凝胶法制备了纳米CuFe2O4,然后与TiO2固相烧结成复合光催化剂, 并通过TEM,XRD和UV-visDRS对复合光催化剂进行了表征,表明样品由粒径约为80 nm的 粒子组成,晶体结构均匀。以大肠杆菌为研究对象，考察了复合光催化剂在模拟太阳光(150W 氙灯,久=200900 nm)照射下的杀菌性能。结果表明:复合光催化剂比单一光催化剂杀菌效果 好,在最佳条件下，模拟太阳光照射30 min后,CuFe2O4/TiO2复合光催化剂的杀菌率分别为单 纯CuFe2O4和TiO2杀菌率的1.71倍

3、和1.13倍。复合光催化剂杀菌性能受CuFe2O4与TiO2 质量比及固相合成时焙烧温度的影响，当TiO2质量分数为80%、焙烧温度为600时,所制得 的复合光催化剂处理大肠杆菌，在模拟太阳光照射30 min后，细菌的存活率仅为3 2%,而单 纯CuFe2O4和TiO2光催化剂在最佳条件下杀菌30 min后细菌存活率分别为43.3%和14.2%。 同样条件下在黑暗中使用催化剂或在光照下不用催化剂时细菌存活率分别为97.0%,93.2%。3、N、C共掺TiO2光催化剂的制备与性能研究摘要 以三聚氰胺为掺杂源，采用溶胶-凝胶法制得了平均粒径为20.1nm的锐钛矿型 N、C 共掺 TiO2 光催化剂

4、。当 n(N) : n(C) : n(Ti)为 0.064 : 0.055 : 1 时,TiO2 对亚甲基蓝 3h 日光降解率可达68%。探讨了三聚氰胺的用量和煅烧温度对TiO2光催化性能的影响，确定了 最佳制备工艺。XPS和FTIR分析表明,N主要以替代O的形式生成O-Ti-N,少量N以填隙式 生成-Ti-N-O而C主要以替位式生成O-Ti-C填隙式生成-Ti-C-O、-Ti-COOO。UV-Vis分析 表明,N、C掺杂TiO2的吸收边从掺杂前的383nm红移到427nm，禁带宽度从掺杂前的3.2eV 降到2.9e将TiO2的光响应波长拓展到了可见光区。4、N、S共掺杂纳米二氧化钛的水热法制

5、备和表征摘要:采用水热法制备了具有可见光响应的硫掺杂、氮掺杂以及硫氮共掺杂纳米二氧 化钛,并测试其光催化活性.产物用X-射线衍射(XRD)、紫外漫反射光谱(UV-visDRS)、N2-吸 附脱附曲线(BET)、透射电镜(TEM)等进行分析表征;利用SGY-I型多功能光反应仪进行光 催化活性测试.实验研究发现,离子掺杂提高了催化剂对紫外光的吸收,而且将光吸收范围拓 展到可见光区;掺杂没有改变产物的晶相；掺杂TiO2的光降解效率高于纯TiO2，其中以在 550C下焙烧制得的S,N-TiO2催化效果最好.而N-TiO2, S,N- TiO2的光降解率都远高于纯TiO2,其中S,N- TiO2的光降解

6、率最高，在20 min时其光降解率已将近100%.这说明加入掺杂元素提高了二氧化钛的光催化活性,也再次 证明了 S、N元素在催化过程中是起协同作用的，二者共同掺杂的催化效果比单一掺杂要好的 多.5、p-n结型光催化剂Co3O4/In2O3的制备、表征及其光催化性能的研究摘 要:p-n结型Co3O4/In2O3光催化剂是用共沉淀法制备的，并用X射线衍射对其进行 表征。用光催化还原Cr6+和光催化氧化甲基橙的效率来评价该催化剂的活性。实验分别研 究了 Co3O4的掺杂比、焙烧温度和焙烧时间对光催化活性的影响。实验结果表明,Co3O4的 最佳掺杂比(质量分数)为5%。催化剂的最佳焙烧温度和最佳焙烧时

7、间分别为300 C和2h。 在可见光和紫外光的照射下,p-n结型光催化剂Co3O4/In2O3的光催化氧化活性和光催化还原活性均比纯In2O3的高。实验同时还探讨了影响p-n结型光催化剂Co3O4/In2O3催化活 性的机理。这个效果相对较差6、p型半导体材料为铜氧化物的异质结光催化剂铜的氧化物有CuO和Cu2O两种， 均为窄禁带的p型半导体材料。Zheng等】1采用共沉淀法制备了p-n复合型光催化剂 CuO SnO2,研究了 CuO-SnO2的物相结构、微粒尺寸、吸光性能和光催化反应性能。研 究结果表明：当n( CuO) /n( SnO2)为33. 3% (物质的量比)时，以废水中的乙酸为原

8、料时 CuO-SnO2的产氢总量比纯SnO2的产氢总量提高了 20倍。Hu等】2将宽带隙n型 半导体WO3和窄带隙p型半导体Cu2O复合，制得p-n复合光催化剂Cu2O / WO3。 王韵芳等3采用硬脂酸法制备了 p-n-n型三元CuO / SnO2- TiO2复合光催化剂，研 究结果表明：经500 。热处理的CuO/SnO2/ TiO2复合光催化剂属于单一的锐钛矿相，且 铜、锡氧化物的引入抑制了 TiO2的结晶和晶粒的生长。当催化剂组成为n( Cu):n( Sn) : n( Ti) =0. 25 ： 5 : 100(物质的量比)，煅烧温度500 C，催化剂投入量0. 5为 g / L，溶液p

9、H值为4. 0时，经3 h光催化反应苯酚的降解率达97. 1%。孙红娟等 4-5制备了 Cu掺杂的SnO2纳米颗粒，金属离子与n型半导体接触后产生n型阻挡 层。掺杂在一定程度上抑制了 SnO2粒径的增大，提高了 SnO2的表面积。当n Cu2 + :n Sn4 + = 0. 01时，SnO2元件对氢气的气敏性最好。唐一文等】6通过阴极还 原在纳米TiO2膜上电沉积Cu2O,制得Cu2O / TiO2异质结电极。研究了沉积温度对Cu2O 膜厚、纯度和形貌的影响，制备出纯度较高、粒径4050 nm的Cu2O薄膜。纳米Cu2O 膜在200 C烧结后透光性最好，禁带宽度为2. 06 eV。光电化学测试

10、表明:Cu2O / TiO2 异质结电极呈现较强的n-型光电流响应，并且能够提高其光电转换效率。梅长松等7 用溶胶一凝胶法制得复合半导体SnO2-TiO2，用等体积浸渍法制得Cu/SnO2- TiO2光催 化剂。研究了 Cu/SnO2-TiO2的物相结构、微粒尺寸、吸光性能和光催化反应性能。结果 表明，质量分数为10%的SnO2单分子层分散在TiO2表面，固体材料平均粒径为22 nm; SnO2的引入使得TiO2吸收发生明显蓝移，SnO2负载量超过单分子层分散(大于10%)， 有晶相SnO2生产，光吸收性能下降在半导体n-p复合作用下通过表面形成了 Ti-O- Sn键，因而加强了半导体之间的相

11、互作用，有利于光生载流子在半导体间的输送；负载金 属Cu使复合半导体可见光部分的吸收明显加强，拓宽了催化剂的光响应范围；不同Sn担 载量的光催化剂光吸收性能与量子产率有良好的对应关系，担载量10%的SnO2光催化剂 的光吸收性能和催化活性优于其它含量的催化剂，其量子效率达到13. 9%。7、PANI/TiO2/SiW12复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能摘要：以(NH4)2S2O8为氧化剂，通过化学氧化法在TiO2颗粒表面包覆聚苯胺(PANI)薄 膜制得PANI/TiO2。通过静电自组装方法将SWi4-12键合在PANI/TiO2表面，制备了一种新 型的复合光催化剂PANI/TiO2/SW

12、i12(1)用UV-Vis, FT-IR, XRD和 SEM等对1的结构和光吸 收性能进行了表征。以刚果红为目标降解物，研究了 1在太阳光下的光催化性能。结果表明, PANI的敏化作用拓宽了 TiO2的光响应范围，提高了光能的利用率，增强了复合材料的光催化 活性。1的光催化活性明显高于TiO2和PANI/TiO2, 90 min降解率达83. 94%。8、RuO2/La2O3/TiO2悬浮体系中直接耐晒黑G的光催化降解摘 要 钛酸丁酯为前驱体，采用溶胶2凝胶2浸渍法制备RuO2/La2O3/TiO2复合光催化剂, 以紫外灯为光源，研究了催化剂组成、煅烧温度、溶液pH值等因素对直接耐晒黑G(DF

13、BG) 光催化降解的影响。结果表明:掺杂量w(La2O3)1 39%、w(RuO2)0 12%、煅烧温度500C (2 h)、溶液pH值7 3时，光催化活性最佳。当通气量为200 mL/min,催化剂投加量为150mg 时，50 mg/L的DFBG溶液经60 min降解，其降解率近100%。DFBG的光催化降解服从 Langmuir2Hinshelwood动力学模型，测得相应的动力学参数 k=7 42 X 10-3mmol/L min,K=19 54 L/mmol。9、TiG2/SiG2y -Fe2O3光催化剂的制备及其光催化性能摘要以共沉淀法制备的纳米Fe3G4为核,以正硅酸乙酯为硅源，通过

14、溶胶-凝胶法制备了 SiG2Fe3G4壳-核结构纳米颗粒，再以钛酸四丁酯为钛源，通过溶胶-凝胶法、经焙烧制得 TiG2/SiG2Y -Fe2G3磁性纳米光催化剂。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、比表面分 析仪、振动磁强计对光催化剂的结构进行了表征,以苯酚溶液为模拟废水对光催化剂的光催 化性能进行了评价。实验结果表明:经500C焙烧的光催化剂活性相为锐钛矿型TiG2;在苯酚 溶液初始浓度为0.2mmol/L、苯酚溶液pH为7的条件下,CGD去除率为70.9%。10、Ti02/凹凸棒土复合催化剂的制备及光催化降解活性大红摘要以凹凸棒土作为载体，以TiGSG;为钦源，采用超声分散一再沉淀法制备了

15、Ti0: 粒径为10 nm左右的锐钦矿型TiGz/凹凸棒土复合催化剂。并采用X射线衍射仪、透射电子 显微镜、X射线能谱仪对复合催化剂进行了表征。制备复合催化剂的最佳条件:凹凸棒土与 TiGZ的质量比为1 : 3.0,锻烧温度为450C。对于初始质量浓度为30 mg/L的活性大红溶液， 当TiGZ/凹凸棒土复合催化剂加人量为2岁L时，紫外光下降解40 min后活性大红降解率 为98.2 %，远高于相同条件下Ti0:对活性大红的降解率。复合催化剂在太阳光下照射160 min 后，活性大红降解率达87.0%。崔海萍等【14以钦酸丁醋为原料，NazSn03作为添加剂，通过溶胶一凝胶法制备了锐 钦矿型T

16、iGZ晶体。研究结果显示，所制备的NazSn03掺杂TiGz具有比P25更高的催化活 性，lGh后TNT废水降解率达到了% (P25 ,88%)11、铋掺杂磁性光催化剂的制备及其光催化活性摘要：以Fe3G4/ SiG2复合微球为基体，采用溶胶一凝胶法制备了 Bi掺杂的磁性 TiG2复合光催化剂，并用SEM、FTIR和VSM等测试手段对催化剂进行了表征。以活 性艳红K -2BP为目标降解物评价其光催化活性。结果表明，制备的复合光催化剂易于磁 性固液分离，K-2BP溶液初始浓度为20 mg / L，pH值为2,光催化剂的添加量为0. 5 g / L，Bi摩尔分数为0.6%的光催化剂时的催化活性最高

17、，光催化反应5 h后K -2BP的 降解率达到88. 38%。可在磁核与TiO2之间引入一个SiO2或A12O3惰性隔离层，既有利于TiO2的包覆，又可 使制备的磁载纳米TiO2光催化剂保持良好的光催化活性32-35。Y.S. Chung等37在磁核 与TiO2之间沉积隔离层以后，复合粒子的活性得到了极大增强，其初始降解速率可达到P-25 的3.5倍,且TiO2与SiO2/磁核附着牢固，循环使用后活性保持不变。高俊宁等9以尖晶石型 CoFe2O4为核，制备了核壳型磁性TiO2/CoFe2O4和TiO2/SiO2/CoFe2O4光催化剂,通过比 较光催化活性发现，由于SiO2惰性隔离层可钝化磁核

18、光溶解作用，降低了 TiO2与CoFe2O4 之间的交互作用,抑制了空穴与电子的复合,增加了催化剂的比表面积,因而其存在可使催化 剂活性得到提高。一般认为SiO2中间层的引入不仅可避免光溶解反应以及磁核的吸光，阻止 热处理过程中磁核被氧化，还可增大TiO2与基体的附着力，增加循环使用时催化剂的回收 率。沉积SiO2隔离层还可增加催化剂的比表面积，这也是其存在可使催化剂活性提高的一个 重要原因3。此外,Tarek A.Gad-A11ah等38研究发现TiO2的负载量、目标污染物的pH 值都会对光催化剂的催化效率产生影响。李晓菁等39综述了等离子体修饰TiO2及其响应 光谱红移的机理及研究进展。笔

19、者采用低温等离子体技术修饰CoFe2O4/TiO2制备纳米复 合光催化剂,结果表明与纯TiO2相比，等离子体修饰后的样品对光的吸收拓展到整个紫外-可 见区,扩大了光谱响应范围40。利用等离子体技术制备和改性TiO2光催化材料作为一种新 兴的方法，具有一定的应用前景，但从总体上来讲仍处于基础研究阶段，改性机理还有待深入 研究。12、多级孔结构TiG2微球光催化剂的制备及其性能研究摘 要：采用模板一超声一水热过程，制备出了性能良好的多级结构TiO2微球。该 过程的最佳工艺条件为：乙醇中水浓度为10% ( V/V)，n( H2O) / n( Ti)5, n( Ti) /n( P123) e46，超声作用时间为90 min，水热定型处理后煅烧温度约为400 C。采用场发射扫描电镜(FESEM)、N2吸附仪和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2微球样品进行了表征， 表明该光催化材料主要为具有多级结构的TiO2微球，其比表面积达185 m2/ g，晶相中锐 钛型/金红石F：