纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究

随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。环境问题已严重影响现代文明的发展，有机污染物具有持久性的特点而长期威胁人类健康，开发和设计仅利用太阳能即可完成对有机污染物降解的新材料将会是解决环境问题的有效方法之一。纳米TiO2作为一种光催化材料，具有优异的物理和化学性质，因而被广泛应用和重点研究。本文就纳米TiO2材料的制备及其光催化性能展开探讨。

标签：纳米TiO2;光催化;制备方法;光催化效能

引言

半导体光催化技术是解决环境污染与能源短缺等问题的有效途径之一。以二氧化钛为代表的光催化剂在染料敏化太阳能电池、锂离子电池、光伏器件以及光催化领域表现出明显的使用优势.但是TiO2本身的弱可见光吸收、低电导率、高载流子复合速率限制了其在工业生产中的进一步使用。科技工作者一般通过掺杂、半导体复合、燃料敏化、表界面性质改性等方法提高TiO2的光电化学性能，使其能在生产实践中广泛应用。

1、TiO2材料简介

TiO2在自然界中的主要存在形态为金红石、锐钛矿和板钛矿三种晶型，其中金红石是TiO2的高温相，锐钛矿和板钛矿两种形态是TiO2的低温相。在三种晶型中光催化活性最好的为锐钛矿型TiO2。锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV 与之对应的激发波长为387nm。所以，TiO2作为光催化剂在紫外光条件下具有催化活性，在可见光下一般没有活性。只有对它的结构进行改性，使它的禁带宽度得以缩小，才可以实现材料在可见光条件下的催化降解反应。改性的方式目前主要有以下几种方法：通过改变晶体内部结构来改变催化剂禁带宽度的离子掺杂方法，通过形成异质结改变能带结构的半导体复合法，提高催化剂对光的吸收能力的表面光敏化法，增大催化剂比表面积使晶粒细化的负载载体法等。光催化材料中电子e一和空穴h十的浓度会影响有机物的降解速度。粒径的减小能够使表面原子增加，使光催化剂吸收光的效率显著提高，使其表面e一和h十的浓度增大，从而提高光催化剂的催化活性。纳米材料不仅仅具备粒径小的优点，而且还具备了小尺寸所带来的特殊的性质，这些特性将在未来的绿色革命中大展拳脚，给环境保护带来巨大的进展。纳米TiO2能够光催化降解水中多种污染物，对染料、卤代烃、多环芳烃、酚类、表面活性剂和农药等都具有降解能力。用TiO2作为光催化剂，可以使多达60多种含氯化合物在光照条件下氧化还原而生成COa和H20等物质。纳米尺度的TiO2相比与普通二氧化钛具有更好的光催化性能，但由于粒径细小在反应过程中容易流失，而且大量的悬浮纳米级光催化剂会阻挡光的吸收也给废水处理后的分离造成极大的困难。由于这些应用中的困难，近年来固定相纳米光催化技术成为了热点研究，进行TiO2纳米膜及其负载技术的催化氧化实验成为主流。在TiO2光催化氧化处理有机污染物方面，国内现在

大致上还是以紫外光为光源，有机污染物的最佳的降解效果可以达到90%以上。以Fe3十，Mo5十，Ru3十，OS3十，Re5十，Sb5十，Sn5十，Sn4十，Ga3十，Nb5十，Zr4十，Ta5十和V5十等金属离子对Ti02的掺杂效果进行了一定的研究，主要涉及紫外光为光源的内容。研究表明过渡金属d电子与二氧化钛的导带之间发生了电荷的转移，如果掺杂的过渡金属的局部化能级接近二氧化钛的带隙中心，那么会诱发新的可见光吸收。本文研究了纳米银掺杂的二氧化钛催化剂的制备及对甲醛的催化降解效果，研究表明，纳米银掺杂的二氧化钛催化剂在可见光作用下对甲醛有较好的降解效果，而未掺杂的二氧化钛催化剂在可见光作用下对甲醛的降解效果明顯偏弱。

2、二氧化钛溶胶的制备

制备溶胶的主要原料为钛酸四丁酯、无水乙醇以及冰乙酸。反应物为钛酸四丁酯和水1∶1，分散介质为无水乙醇，冰乙酸可调节体系的酸度防止钛（Ⅳ）离子水解过速，使Ti（OC4H9）4在C2H5OH中水解生成Ti（OH）4，脱水后即可获得TiO2。在后续的热处理过程中，只要控制适当的温度条件和反应时间，就可以获得金红石型或锐钛矿型二氧化钛。钛酸四丁酯在酸性条件下，在乙醇介质中水解反应是分步进行的，总的水解反应表示为：

水解产物为钛（Ⅳ）离子溶胶。一般认为，在含钛（Ⅳ）离子溶胶中钛（Ⅳ）离子通常与其他离子相互作用形成复杂的网状基团。上述胶体体系静置一段时间后，由于发生胶凝作用，形成稳定凝胶。

3 二氧化钛薄膜的制备

将1.6mm的泡沫镍裁剪成10×10cm的尺寸，然后依次使用（洗洁精、无水乙醇、0.5mol/L的稀盐酸、0.5mol/L的氢氧化钠清洗干净，最后用去离子水冲洗5遍，烘干，备用）。

将清洗干净的泡沫镍浸渍在上述制备好的二氧化钛溶胶中，以10mm/min的速度提拉，然后放在65℃左右的烘箱中烘干，重复提拉、烘干3次，制得负载在泡沫镍上的二氧化钛薄膜。

4、Ag掺杂二氧化钛催化剂的制备

将负载有二氧化钛薄膜的泡沫镍放入马弗炉中，将马弗炉以5℃/min的升温速度升至500℃，保温3h，然后自然降至室温后，取出泡沫镍，得到负载二氧化钛催化剂的泡沫镍样品。

将含有2000ppm浓度的纳米银装入喷枪中，设定好喷枪的出液量和压缩空气流量，开启喷枪，喷枪嘴垂直对着负载二氧化钛催化剂的泡沫镍样品，距离为10±1cm，将纳米银负载在泡沫镍表面的二氧化钛上，得到纳米银掺杂的二氧化钛催化剂样品（简称样品A）。

作为对比，未掺杂的二氧化钛催化剂样品则用去离子水代替纳米银溶液，喷涂在另外一块大小相同且使用相同方法制备的负载二氧化钛催化剂的泡沫镍上，得到不含纳米银的二氧化钛催化剂样品（简称样品B）。

5、二氧化钛催化剂光催化性能的研究

将负载有未掺杂的二氧化钛催化剂泡沫镍样品（样品A）放置于不锈钢试验舱中，往试验舱中加入甲醛气体，使试验舱中甲醛的浓度为1ppm左右，开启日光灯，每隔1h记录一次甲醛的浓度，然后计算未掺杂的二氧化钛对甲醛的降解率。

将负载有纳米银掺杂的二氧化钛催化剂泡沫镍样品（样品B）放置于不锈钢试验舱中，往试验舱中加入甲醛气体，使试验舱中甲醛的浓度为1ppm左右，开启日光灯，每隔1h记录一次甲醛的浓度，然后计算纳米银掺杂的二氧化钛对甲醛的降解率。

降解甲醛效果对比

从图1中可以得知，纳米银掺杂的二氧化钛催化剂8小时对甲醛的降解率达到了66.8%，而未掺杂的二氧化钛催化剂8小时对甲醛的降解率仅为37.6%，纳米银掺杂的二氧化钛催化剂对甲醛的降解效果远高于未掺杂的二氧化钛催化剂在相同时间内对甲醛的降解效果。

结语

一般认为，TiO2表面改性的贵金属一方面可充当电子陷阱，有效俘获半导体材料在太阳光照射下产生的电子;另一方面，贵金属与TiO2存在肖特基势垒，TiO2中的光生电子可快速迁移到贵金属上，直到两者的费米能级相等，TiO2价带中仍产生相对应的空穴，于是实现了光生电子和空穴的有效分离，因而具有较好的光催化活性。

参考文献：

[1]李楠楠，荣俊，赵晓利，等.球形纳米二氧化钛的制备[J].山西化工，2018（2）：6-8.

[2]张萍，许丽，王莉.水热法合成二氧化钛纳米管的晶型与形貌控制的研究[J].当代化工，2018（5）：893-896.

纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究

纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。环境问题已严重影响现代文明的发展，有机污染物具有持久性的特点而长期威胁人类健康，开发和设计仅利用太阳能即可完成对有机污染物降解的新材料将会是解决环境问题的有效方法之一。纳米TiO2作为一种光催化材料，具有优异的物理和化学性质，因而被广泛应用和重点研究。本文就纳米TiO2材料的制备及其光催化性能展开探讨。标签：纳米TiO2;光催化;制备方法;光催化效能引言半导体光催化技术是解决环境污染与能源短缺等问题的有效途径之一。以二氧化钛为代表的光催化剂在染料敏化太阳能电池、锂离子电池、光伏器件以及光催化领域表现出明显的使用优势.但是TiO2本身的弱可见光吸收、低电导率、高载流子复合速率限制了其在工业生产中的进一步使用。科技工作者一般通过掺杂、半导体复合、燃料敏化、表界面性质改性等方法提高TiO2的光电化学性能，使其能在生产实践中广泛应用。 1、TiO2材料简介 TiO2在自然界中的主要存在形态为金红石、锐钛矿和板钛矿三种晶型，其中金红石是TiO2的高温相，锐钛矿和板钛矿两种形态是TiO2的低温相。在三种晶型中光催化活性最好的为锐钛矿型TiO2。锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV 与之对应的激发波长为387nm。所以，TiO2作为光催化剂在紫外光条件下具有催化活性，在可见光下一般没有活性。只有对它的结构进行改性，使它的禁带宽度得以缩小，才可以实现材料在可见光条件下的催化降解反应。改性的方式目前主要有以下几种方法：通过改变晶体内部结构来改变催化剂禁带宽度的离子掺杂方法，通过形成异质结改变能带结构的半导体复合法，提高催化剂对光的吸收能力的表面光敏化法，增大催化剂比表面积使晶粒细化的负载载体法等。光催化材料中电子e一和空穴h十的浓度会影响有机物的降解速度。粒径的减小能够使表面原子增加，使光催化剂吸收光的效率显著提高，使其表面e一和h十的浓度增大，从而提高光催化剂的催化活性。纳米材料不仅仅具备粒径小的优点，而且还具备了小尺寸所带来的特殊的性质，这些特性将在未来的绿色革命中大展拳脚，给环境保护带来巨大的进展。纳米TiO2能够光催化降解水中多种污染物，对染料、卤代烃、多环芳烃、酚类、表面活性剂和农药等都具有降解能力。用TiO2作为光催化剂，可以使多达60多种含氯化合物在光照条件下氧化还原而生成COa和H20等物质。纳米尺度的TiO2相比与普通二氧化钛具有更好的光催化性能，但由于粒径细小在反应过程中容易流失，而且大量的悬浮纳米级光催化剂会阻挡光的吸收也给废水处理后的分离造成极大的困难。由于这些应用中的困难，近年来固定相纳米光催化技术成为了热点研究，进行TiO2纳米膜及其负载技术的催化氧化实验成为主流。在TiO2光催化氧化处理有机污染物方面，国内现在

纳米TiO2的实验报告

纳米TiO2的制备及其催化性能的测定实验报告院系：化学化工学院

一、实验目的 1.了解纳米TiO 2 的基本性质； 2.充分了解纳米TiO 2 的制备方法； 3.学会用溶胶凝胶法制备纳米TiO 2 ； 4.知道纳米TiO 2 的实际应用； 5.在实验中充分了解其应用价值； 6.了解纳米TiO 2 光催化的机理，以及其光催化在实际中的应用。二、实验原理（1）纳米TiO 2 的制备原理胶体（colloid）是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的重力可以忽略，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1～1000nm之间。凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。钛酸四丁脂在酸性条件下，水解产物为含钛离子溶胶 Ti（O-C 4H 9 ） 4 +4H 2 O→Ti（OH） 4 +4C 4 H 9 OH 含钛离子溶液中钛离子通常与其它离子相互作用形成复杂的网状基团，最后形成稳定凝胶 Ti（OH） 4+ Ti（O-C 4 H 9 ） 4 →2TiO 2 +4C 4 H 9 OH Ti（OH） 4+ Ti（OH） 4 →TiO 2 +4H 2 O （2）纳米TiO 2 的光催化原理

①当能量大于3.0——3.2eV禁带宽度的光照射TiO2时，光激发电子跃迁到导带，形成导带电子，同时在价带留下空穴。由于半导体能带的不连续性，电子和空穴的寿命较长，它们能够在电场作用下或通过扩散的方式运动，与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化还原反应，或者被表面晶格缺陷俘获。空穴和电子在催化剂粒子内部或表面也可能直接复合。 Ishibashi和Fujishima(2000)等通过测定反应过程中HO·和空穴的量子产率来推测它们在反应中所起的作用，结果发现空穴是光催化反应的主要物质。 ②对于染料类化合物，还存在由可见光激发而降解的途径：在可见光的照射下，染料化合物吸收光子形成激发单重态(1dye*)或激发三重态(3dye*)，激发态的染料分子能够向TiO2导带注入一个电子而自身生成正碳自由基。注入导带的电子与吸附在TiO2表面的O2作用后形成O2-·，并进一步形成HO2·等活性氧自由基。这些活性氧类进攻染料正碳自由基，形成羟基化产物，再经一系列氧化还原反应最终生成CO2、H2O等无机小分子。

纳米二氧化钛的制备及其光催化活性的测试分析

成绩西安交通大学化学实验报告第页（共页）课程无机化学实验实验日期：年月日专业班号__ __组别____________ 交报告日期：年月日姓名_ _学号报告退发：（订正、重做）同组者____________次仁塔吉______ __ 教师审批签字：实验名称纳米二氧化钛粉的制备及其光催化活性的测试一、实验目的 1.了解制备纳米材料的常用方法，测定晶体结构的方法。 2.了解XRD方法，了解X-射线衍射仪的使用，高温电炉的使用 3.了解光催化剂的（一种）评价方法二、实验原理 1.纳米TiO2的制备 ①纳米材料的定义：纳米材料指的是组成相或者晶相在任意一维度上尺寸小于100nm的材料。纳米材料由于其组成粒子尺寸小，有效表面积大，从而呈现出小尺寸效应，表面与界面效应等。 ②纳米TiO2的制备方法：溶胶凝胶法，水热法，火焰淬火掺杂法，阳极氧化法，电泳沉积再阳极氧化法，高温雾化法，溅射法，光沉积法，共沉淀法。本实验采取最基本的，利用金属醇盐水解的方法制备纳米TiO2，主要利用金属有机醇盐能溶于有机溶剂，且可以水解产生氢氧化物或氧化物沉淀。该方法的优点：①粉体的纯度高，②可制备化学计量的复合金属氧化物粉末。

③制备原理：利用钛酸四丁酯的水解，反应方程如下 ()()4924944Ti OC H 4H O Ti OH 4C H OH +=+ ()()4924944Ti OH Ti OC H TiO 4C H OH +=+ ()()2244Ti OH Ti OH TiO 4H O +=+ 2. TiO 2的结构及表征我们通过实验得到的TiO 2是无定形的，二氧化钛通常有如下图上所示的三种晶状结构： A ：板钛矿 B ：锐钛矿 C ：金红石无定形的TiO 2在经过一定温度的热处理后，会向锐钛矿型转变，温度更高会变成金红石型。我们可以通过X-射线衍射仪测定其晶体结构。纳米TiO 2的景行对其催化活性影响较大，由于锐钛矿型TiO 2晶格中含有较多的缺陷和缺位，能产生较多的氧空位来捕获电子，所以具有较高的活性；而具有最稳定晶型结构的金红石型TiO 2，晶化态较好，所以几乎没有光催化活性。多晶相样品根据XRD 测试获得XRD 图谱。根据图谱的衍射角度对应的峰，我们可以测定各晶相的含量。【用晶相含量百分比表示】（其中20-25为金红石型的特征衍射峰，25-27为锐钛矿型的特征衍射峰） 100%= ?+A A A R A C A A

纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展

纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展纳米二氧化钛是一种具有广泛应用潜力的纳米材料。它具有高比表面积、优异的光催化性能以及良好的化学稳定性，因而在光催化、防污涂料、太阳能电池、化妆品等领域有着广泛的应用。本文将介绍纳米二氧化钛的制备方法及其在各个领域的应用研究进展。首先，从制备方法角度来看，纳米二氧化钛可以通过物理法、化学法以及生物法等多种方法得到。其中，物理法包括气相法、溶胶凝胶法、机械法等，化学法主要包括水热法、溶剂热法、水热法等，生物法则是通过利用生物体或其提取物来合成纳米颗粒。每种方法都有其优缺点，研究者可以根据具体需求选择适合的制备方法。其次，纳米二氧化钛在光催化领域的应用研究较为广泛。纳米二氧化钛可以通过光催化过程将光能转化为化学能，用于降解废水中的有机污染物。研究发现，添加一些能够吸收可见光的材料，如碳量子点、半导体量子点等，可以提高纳米二氧化钛的光催化活性。此外，光催化技术也可以应用于空气净化、自洁涂料等领域。在防污涂料领域，纳米二氧化钛的应用也备受关注。纳米二氧化钛具有超疏水性和自洁性，可以防止油污、水渍等附着在表面上，使涂层具有良好的自洁效果。此外，纳米二氧化钛还可以通过光催化分解有机污染物，达到净化空气的目的。防污涂料的应用不仅可以提高建筑物外墙的清洁度，还可以延长建筑物的使用寿命。太阳能电池也是纳米二氧化钛的一个重要应用领域。纳米二氧化钛具有优异的光催化性能和电化学性质，可以作为太阳

能电池中的电极材料。目前，纳米二氧化钛主要应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）和钙钛矿太阳能电池（PSC）中。通过纳米二氧化钛的光催化作用，可以有效提高太阳能电池的光电转换效率。此外，纳米二氧化钛在化妆品领域的应用也日益增多。纳米二氧化钛可以作为防晒剂，有效抵御紫外线的伤害。同时，纳米二氧化钛还具有抗菌作用，可以用于制备抗菌化妆品。然而，由于纳米二氧化钛对人体的潜在风险，其在化妆品中的应用仍需谨慎。综上所述，纳米二氧化钛是一种具有广泛应用潜力的纳米材料。它的制备方法及其在光催化、防污涂料、太阳能电池、化妆品等领域的应用研究进展正在不断推进。随着研究的深入，相信纳米二氧化钛将会在更多领域发挥作用，为人们的生活带来更多的便利和改善纳米二氧化钛（Nano-TiO2）作为一种具有广泛应用潜力的纳米材料，其制备方法及在光催化、防污涂料、太阳能电池和化妆品领域的应用研究已经取得了显著的进展。随着科技的发展，人们对纳米二氧化钛的研究兴趣日益高涨，相信在未来，纳米二氧化钛将会在更多领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多便利和改善。首先，纳米二氧化钛在光催化领域有着重要应用。纳米二氧化钛具有优异的光催化性能，能够通过吸收紫外光使电荷产生分离，从而引发一系列光催化反应。这使得纳米二氧化钛成为一种有效的光催化剂，可以广泛应用于水处理、空气净化、有机废物降解等领域。例如，纳米二氧化钛可以通过光催化分解有机污染物，如苯、甲醛等，有效净化空气。此外，纳米二

纳米结构二氧化钛的可控制备及其光催化和光电性能

纳米结构二氧化钛的可控制备及其光催化和光电性能纳米结构二氧化钛的可控制备及其光催化和光电性能引言纳米材料具有特殊的物理、化学和光电性能，在能源转换、环境修复、光催化等领域具有广泛应用前景。作为一种重要的半导体材料，二氧化钛（TiO2）因其稳定性、低毒性以及良好的光催化和光电性能而备受关注。随着纳米技术的快速发展，人们能够制备出具有不同结构、形貌和尺寸的纳米二氧化钛材料。本文将重点介绍纳米结构二氧化钛的可控制备方法，并探讨其光催化和光电性能。一、纳米结构二氧化钛的可控制备方法纳米结构二氧化钛的可控制备方法种类繁多，本文将介绍几种常见的方法。 1. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种简单、经济且可大规模制备纳米二氧化钛的方法。其基本步骤包括溶胶的制备、凝胶的形成和热处理。通过调控溶胶成分、溶胶浓度、溶胶pH值和凝胶成核温度等参数，可以得到具有不同形貌和尺寸的纳米二氧化钛。 2. 水热法水热法是一种在高温和高压条件下进行合成的方法，对于制备纳米结构二氧化钛具有较高的控制性。通过调控反应温度、反应时间和反应物浓度等参数，可以得到具有不同晶相、形貌和尺寸的纳米二氧化钛。 3. 气相沉积法气相沉积法是一种在惰性气氛中利用热分解或氧化反应制备纳米二氧化钛的方法。通过调控反应温度、反应时间和沉积

条件等参数，可以得到具有均匀形貌和尺寸的纳米二氧化钛。二、纳米结构二氧化钛的光催化性能纳米结构二氧化钛的光催化性能是其在环境修复、水分解、有机污染物降解等领域应用的重要基础。其良好的光催化性能主要归功于其特殊的能带结构和表面特性。 1. 能带结构纳米二氧化钛由于其小尺寸效应，其能带结构发生改变。此时，纳米二氧化钛的带隙增大，能够吸收较小能量的可见光。这使得纳米二氧化钛能够利用可见光进行光催化反应，提高光催化效率。 2. 表面特性纳米二氧化钛的表面具有较大的比表面积，有利于光吸收和反应物与表面的相互作用。此外，纳米二氧化钛表面还可通过调控表面态密度、引入杂质和修饰等方式改变其光催化性能。三、纳米结构二氧化钛的光电性能纳米结构二氧化钛在光电领域具有广泛应用，其光电性能对于太阳能电池、光电器件等的性能具有重要影响。 1. 光吸收性能纳米二氧化钛由于其较大比表面积和能带结构的改变，展现出良好的光吸收性能。通过调控纳米二氧化钛的形貌、尺寸和晶相等特性，可以改变其在可见光和紫外光区域的光吸收谱。 2. 光电转换性能纳米二氧化钛的光电转换性能主要表现为其光电导率和载流子寿命的变化。通过调控纳米二氧化钛的晶体结构、表面特性和载流子分离等因素，可以提高其光电转换效率。结论纳米结构二氧化钛作为一种重要的半导体材料，具有特殊

二氧化钛光电催化材料的制备和性能

二氧化钛光电催化材料的制备和性能随着环保问题日益引起人们的重视，绿色能源研究已经成为了当前的热门话题之一。其中，二氧化钛光电催化材料具有独特的光电化学性质，越来越多的科研工作者将目光投向这个领域，不断地尝试制备更高效、更稳定的材料，以期将其应用于环境治理和能源领域。本文将对二氧化钛光电催化材料的制备方法及其性能进行探讨。一、二氧化钛介绍二氧化钛是一种常见的光电材料，其具有良好的化学稳定性和光学性质。同时，它的电子构型非常特殊，由于其空穴在导带上的运动特性，可以利用外部光源来激发空穴与电子的相互作用，从而产生一系列的物理和化学反应。这种特性使得二氧化钛广泛应用于环境治理、化学催化和光伏能源等多个领域。二、二氧化钛光电催化材料的制备方法制备高效的二氧化钛光电催化材料是当今二氧化钛研究领域的主要问题之一。目前常用的制备方法包括：溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、绿色化学合成法等。下面将对几种常用的制备方法进行介绍。 1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是指通过控制溶液中前驱体的浓度和pH值，使溶液逐渐凝胶成为固体。该方法具有成本低、反应条件温和、控制粒子尺寸等优点，可以制备出高比表面积的纳米晶体二氧化钛。但是，该方法的制备过程较为复杂，对操作者的操作技巧有一定的要求。 2.水热法水热法是指将反应物混合后置于高温高压环境中加热反应，通过溶解-成核-晶体增长的机理制备出纳米结构的二氧化钛。该方法具有操作简单、能容易控制反应

条件、制备粒子尺寸均一等优点，但其必须在高温高压下进行反应，压力和安全成为了该方法的制约因素。 3.共沉淀法共沉淀法是指将两种或多种溶液混合，产生反应后，利用溶液中的化学反应产物沉淀形成固体材料。该方法具有反应简单、制备过程易于控制、成本相对较低等优点，但由于其质量较低、粒径较大，不利于光催化反应的加速。三、二氧化钛光电催化材料的性能制备出高效稳定的二氧化钛光电催化材料，不仅在制备过程中需要注意，其性能表现也是关键。下面针对二氧化钛光电催化材料的性能进行探讨。 1.光催化性能二氧化钛是一种光催化材料，其光催化性能的好坏很大程度上决定了二氧化钛的催化效率。具体表现在以下两方面：第一，吸光性能。二氧化钛的吸光性能能否高效转换光能直接决定其光解水和催化其他反应的效率；第二，电子传导。该特性对二氧化钛光催化的电子传导速率进行了关键控制，直接影响材料的催化效率。 2.稳定性能稳定性是一个材料重要的性能指标，尤其是对于应用在自净系统等领域的材料。因此，制备出稳定的二氧化钛光电催化材料是二氧化钛研究领域中非常重要的问题。然而，很多制备方法都面临着催化剂稳定性不够的问题。目前，在该领域已经出现了一些提高稳定性的方法，例如混合制备法、构建复合纳米材料等方法。 3.电化学性能

纳米二氧化钛的制备

纳米二氧化钛的制备及其光催化活性评价一、实验目的 3、了解纳米半导体材料的性质。 4、了解纳米半导体光催化的原理。二、实验原理二氧化钛，化学式为，俗称钛白粉。多用于光触媒、化装品，能靠紫外线消毒及杀菌。以纳米级为代表的具有光催化功能的光半导体材料，因其颗粒细小、比外表积大而具有常规材料所不具备的优点，以及较高的光催化活性、高效的光点转化性能等，在抗菌除雾、空气净化、废水处理、化学合成及燃料敏化太阳能电池等方面显出广阔的应用前景。 1、纳米二氧化钛的制备溶胶凝胶法中，反响物为水、钛酸四丁酯，分相介质为乙醇，冰醋酸可调节体系的酸度防止钛离子水解过度，使钛酸四丁酯在无水乙醇中水解生成，脱水后即可得到。在后续的热处理过程中，只要控制适当的温度条件和反响时间，就可以得到二氧化钛。在以乙醇为溶剂，钛酸四丁酯和水发生不同程度的水解反响，钛酸四丁酯在酸性条件下，在乙醇介质中水解反响是分步进行的。一般认为，在含钛离子溶液中钛离子通常与其它离子相互作用形成复杂的网状基团。上述溶胶体系静置一段时间后，由于发生胶凝作用，最后形成稳定的凝胶。此过程中涉及的反响为： 2、光催化活性评价光触媒在光照条件下〔可以是不同波长的光照)所起到的催化作用的化学反响，通称为光反响。光催化一般是多种相态之间的催化反响。本次试验是进行紫外光催化活性评价，分别通过测量在亚甲基蓝和甲基橙中，反响前后的溶液的吸光度的变化算出降解率来评价制备的二氧化钛的活性。三、实验仪器与试剂仪器：磁力搅拌器，搅拌磁子，水浴锅，PH试纸，胶头滴管，量筒，玻璃棒，烧杯，坩埚，石棉网，电炉，真空枯燥箱，量杯，充气管，自制紫外灯光催化装置，离心机。试剂：亚甲基蓝，甲基橙，盐酸，冰醋酸，钛酸丁酯，四氯化钛，硫酸氧钛，纳米二氧化钛，无水乙醇。

纳米复合材料Sb2O3Tio2的制备及光催化性能研究

纳米复合材料Sb2O3Tio2的制备及光催化性能研究【摘要】采用辽宁科技大学研究的“特殊液相沉淀法”制备了Sb2O3/TiO2粉体，并通过XRD和TEM对其进行表征，以其为催化剂在日光下对有机染料甲基橙溶液进行可见光降解实验，实验分析的掺杂比例对光催化活性的影响。分析显示制备的掺杂二氧化钛粉体平均大小为10-20nm，【关键词】特殊液相沉淀法；Sb2O3/TiO2；光催化，纳米复合材料 1.引言 TiO2是一种重要的精细化工产品，特别是1972年Fujishu和Honda报道TiO2在紫外光照射下的光催化效应以来，由于TiO2稳定、无毒、价格低廉，容易再生和回收利用等优点，在光催化方面得到广泛的研究，特别是在污水降解处理[1-3]和太阳能薄膜电池材料应用中有着巨大潜力。 TiO2的光催化性能可用半导体的能带理论来阐释[4]，可以吸收λ≤400nm的紫光、紫外光和近紫外光，将处于价带中的电子激发到导带，价带中产生空穴，导带中出现电子，但太阳光谱中仍有占45%的可见光却不能被充分利用。通过改善TiO2的表面结构、酸性或吸附性能，引人缺陷位或改变结晶度，抑制光生电子和空穴的复合，扩展对可见光响应范围，提高光量子效率和光能利用率，从而改善纳米TiO2的光催化活性。目前，研究者大多数是通过过渡金属元素[5-7]或非金属元素掺杂[8-10]，有机染料表面修饰，以及贵金属沉积等方法使TiO2在可见光区（可见光占太阳光的总能量的43%）实现光催化。其中掺杂是一种有效并且易于实现的方法，金属掺杂，非金属掺杂（溶胶—凝胶法、PLD沉积法、磁控溅射法）等一些实验方法提供大量数据说明TiO2在掺杂后其吸收光谱实现红移的研究较多，其中以金属离子的掺杂改性的研究最为普遍。本文采用”连续有序可控爆发性成核的特殊液相沉淀法”[11]制备高纯高催化活性的纳米，通过XRD分析其晶体结构，TEM观测其表面形貌和结构特征，并以甲基橙为降解目标对其进行了光催化性能的研究， 2. 实验部分 2，1实验所用仪器及试剂表1 实验所用试剂 2.2实验流程采用由辽宁科技大学纳米实验中心周英彦、王开明两位教授领导的课题组发明的“连续有序可控爆发性成核的特殊液相沉淀法”制备纳米Sb2O3/TiO2粒子，

应化实验-纳米TiO2光催化剂的制备和性能的研究

实验名称：TiO 2 光催化剂的制备和性能的研究一、实验目的 1、了解纳米材料制备的一般原理及光催化降解典型有机污染物的原理 2、能独立设计实验方案（包括实验方法、主要仪器及试剂、主要实验步骤及实验装置等）。 3、掌握纳米材料的结构表征方法。 4、掌握光催化降解典型有机污染物的操作过程和催化性能的评价。 5、综合训练有关实验的基本操作技能。二、实验原理当光子能量高于半导体带隙能（如TiO2,其带隙能为3.2eV）的光照射半导体时，半导体的价带电子发生带间跃迁，即从价带跃迁到导带。从而使导带产生高活性的电子（e-）,而价带上则生成带正电荷的空穴（h+），形成氧化还原体系。对TiO2 催化氧化反应的研究表明，光化学氧化反应的产生主要是由于光生电子被吸附在催化剂表面的溶解氧俘获，空穴则与吸附在催化剂表面的水作用，最终都产生具有高活性的羟基自由基？OH。而?OH具有很强的氧化性，可以氧化许多难降解的有机化合物（R）。纳米TiO2是目前应用最广泛的一种纳米材料，由于其表面的电子结构及晶体结构发生了与块状形态不同的变化，导致其具有特殊的表面与界面效应，小尺寸效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等特性，因而具有一系列优异的物理化学性质，使其在很多方面得到广泛的应用。特别在环境领域，由于纳米TiO2 具有生物无毒性、光催化活性高、无二次污染等特点，使其成为新兴的环保材料。在大于其带隙能的光照条件下，TiO2光催化剂不仅能降解环境中的有机污染物生成CO2和出0,而且可氧化除去大气中低浓度的氮氧化物NO x和含硫化合物H2S、SO2等有毒气体。目前纳米TiO2作为光催化剂已得到广泛的研究和应用。本实验采用共沉淀法制备纳米TiO2,对其进行结构和光吸收性质进行表征，并测定其光催化性能对罗丹明 B 的降解率。三、主要仪器与试剂

TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究共3篇

TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究共3篇 TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究1 TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究随着环境污染日益严重，光催化技术逐渐成为一种重要的治理手段。其中，TiO2因其良好的光催化性能，在光催化领域中得到了广泛应用。近年来，随着纳米技术的发展，研究人员开始尝试制备TiO2纳米结构及其复合材料，以提高其光催化性能。本文将就TiO2纳米结构、复合及其光催化性能进行探讨。 TiO2是一种广泛应用于光催化领域的半导体材料。其中，纳米级TiO2颗粒具有更高的比表面积和更好的光催化性能。通过控制TiO2颗粒的形貌和尺寸，可以进一步提高其光催化性能。目前，制备TiO2纳米颗粒的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、气-液界面法等。其中，溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。通过将钛酸四丁酯、乙醇等原料混合后，进行溶胶-凝胶、干燥、煅烧等步骤，即可制备纳米级TiO2颗粒。研究表明，通过控制煅烧温度和时间，可以控制TiO2颗粒的尺寸和形貌。例如，较高温度和较长时间会导致颗粒尺寸增大，形貌由球形转变为椭球形或纺锤形等。除了纳米颗粒外，掺杂和复合是另一种提高TiO2光催化性能

的有效手段。掺杂主要是通过将其他元素掺入TiO2晶格中，以改变其电子结构，提高光催化性能。目前常用的掺杂元素包括银、氮、碳等。复合则是将TiO2与其他材料复合，以提高其光催化稳定性和性能。常用的复合材料包括金属氧化物、石墨烯、聚合物等。对于掺杂TiO2，研究发现，掺杂银元素可以增加TiO2的光催化活性和稳定性。由于银元素具有良好的表面等离子共振吸收效应，可促进TiO2的光吸收和电子传输。同时，掺杂氮和碳元素可以缩小TiO2带隙，增强光吸收效果。对于复合TiO2，研究发现，纳米级TiO2颗粒与金属氧化物复合，可以提高其光吸收和电子传输效果，从而提高光催化性能。总体而言，制备TiO2纳米结构、掺杂和复合是提高TiO2光催化性能的有效手段。随着纳米技术和材料科学的不断发展， TiO2的光催化性能将得到进一步提高，光催化技术也将在环境治理中发挥更加重要的作用经过对TiO2纳米结构、掺杂和复合的研究，我们可以有效地提高其光催化性能。TiO2纳米结构可以增大比表面积、提高光吸收效率和电子传输能力，掺杂可以改变TiO2的电子结构、增强光吸收效果，复合可以提高光催化稳定性和性能。这些技术对于环境治理、水净化以及光催化反应等方面具有重要的应用价值。随着技术的不断更新和发展，我们可以预见到TiO2 光催化技术在环保领域的广泛应用 TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究2

TiO2基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

TiO2基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究 TiO2是一种重要的光催化材料，在环境治理和能源领域具有广泛应用前景。然而，普通TiO2的光催化性能受限于其吸光能力和光生电子-空穴对的分离效率。为了提高TiO2的催化效率，研究人员一直在探索制备TiO2基纳米复合材料的方法，并对其光催化性能进行研究。制备TiO2基纳米复合材料的常用方法包括溶胶-凝胶法、水热法、热分解法等。其中，溶胶-凝胶法是一种简单有效的制备方法。通过控制溶液中的摩尔比例和加热过程，可以得到不同结构和形貌的TiO2纳米颗粒。此外，还可以在溶胶-凝胶过程中引入其他材料或添加剂，制备TiO2基纳米复合材料。例如，可以将金属粒子、二氧化硅、碳纳米管等纳米材料引入TiO2基质中，使其具有更高的吸光性能和光生电子-空穴对的分离效率。 TiO2基纳米复合材料的光催化性能研究主要包括吸光性能和催化活性两个方面。吸光性能是评价材料光催化性能的重要指标之一。由于纳米材料高比表面积和较短的载流子扩散距离，TiO2基纳米复合材料通常具有较高的光吸收能力。研究人员通过紫外-可见漫反射光谱等方法对TiO2基纳米复合材料的吸光性能进行表征。实验结果表明，引入其他纳米材料或添加剂可以显著改善TiO2的吸光性能，使其对可见光的吸收增强，从而提高光催化性能。催化活性是评价材料催化性能的另一个重要指标。目前，常用的测试方法是通过光催化降解有机染料等模型反应进行评估。在实验中，将TiO2基纳米复合材料与有机染料溶液置于光照条件下，同时采用分光光度计等设备监测溶液中染料的浓

度变化。实验结果显示，引入其他纳米材料或添加剂的TiO2 基纳米复合材料在光催化降解染料方面表现出更高的催化活性。这是因为引入的纳米材料或添加剂可以有效提高光生电子-空穴对的分离效率，减少电子-空穴对的复合，从而增强催化活性。除了吸光性能和催化活性，研究人员还对TiO2基纳米复合材料的稳定性和循环性能进行了研究。稳定性是评价材料长期使用性能的指标。实验结果表明，引入其他纳米材料或添加剂的TiO2基纳米复合材料在重复使用的过程中具有较好的稳定性，其光催化性能基本保持不变。这是因为引入的纳米材料或添加剂可以增加材料的光吸收能力，提高光生电子-空穴对的分离效率，从而减少了材料的氧化损失和结构破坏。综上所述，TiO2基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究对于改善TiO2的光催化性能具有重要意义。通过制备不同结构和形貌的TiO2基纳米复合材料，并引入其他纳米材料或添加剂，可以显著提高TiO2的吸光性能和光催化活性。此外，TiO2基纳米复合材料具有较好的稳定性和循环性能，具备应用于环境治理和能源领域的潜力。然而，目前的研究还存在一些问题，如材料的生产成本和大规模制备技术等，需要进一步深入研究和解决综上所述，引入纳米材料或添加剂的TiO2基纳米复合材料在光催化降解染料方面表现出更高的催化活性。这是由于纳米材料或添加剂的引入可以提高光生电子-空穴对的分离效率，减少电子-空穴对的复合，从而增强催化活性。此外，研究还发现TiO2基纳米复合材料具有较好的稳定性和循环性能，在重复使用过程中催化性能基本保持不变。然而，目前的研究仍

纳米TiO2的的制备及性能应用

纳米TiO2的的制备及性能应用LT

三、纳米TiO2的制备方法 1、气相法 1.1、物理气相沉积法(PVD) 将化合物、金属或合金在真空条件下或在惰性气体中，通过激光、电弧高频感应、等离子体等方法，使原料气化或形成等离子体，然后骤冷使之凝聚成微粒，这种方法称为物理气相沉积法。该法的特点是，在制备过程中不伴随化学反应，所制得的纳米TiO2粉体纯度高，颗粒大小分布均匀，尺寸可控，适合于生产高熔点纳米金属粒子或纳米颗粒薄膜；但对设备和技术要求高，纳米粒子回收率低、成本高[3]。 1.2、化学气相沉积法(CVD) 1)TiCl4气相氧化法该法是使TiCl4气化后与O2在高温下进行气相氧化反应，反应式如下: TiCl4(g)+O2(g)=TiO2(g)+2Cl2(g) 该工艺的优点是自动化程度高，可以制备出优质的TiO2粉体。缺点是TiO2粒子遇冷结疤的问题较难解决；对设备要求高，技术难度大；在生产过程中排出有害气体Cl2，对环境污染严重。 2)钛醇盐气相水解法该工艺最早由MIT开发，用来生产单分散球形TiO2纳米颗粒。钛醇盐蒸气和水蒸气分别由载气携带导入反应器，在反应器内瞬间混合快速进行水解反应，反应式如下： Ti(OR)4(g)+4H2O(g)=Ti(OH)4(s)+4ROH(g) Ti(OH)4(s)=TiO2·H2O(s)+H2O(g) TiO2·H2O(s)=TiO2(s)+H2O(g) 用该法制的纳米TiO2粉体纯度高、分散性好、团聚少、表面活性大，特别适用于精细陶瓷、催化剂材料、电子材料。该法是目前气相法制造纳米TiO2中使用最多的方法。该工艺的特点是操作温度较低、能耗小，对材质要求不高，并可以连续化生产。但工艺过程需瞬间完成，要求反应物料在极短的时间内达到微观上的均匀混合。因此，对反应器的类型、加热方式、进料方式均有很高的要求。 3)钛醇盐直接热裂法

TiO2纳米材料的制备及其光催化性能

TiO2溶胶的制备及其光催化性能一、实验目的 1•掌握水解法制备TiO2溶胶的基本原理； 2.掌握多相光催化反应的催化剂活性评价方法； 3•掌握紫外分光光度计的测试原理。二、TiO2光催化简介 1•光催化反应原理自从1972年日本学者Fujishima和Honda在n型半导体TiO2单晶电极上实现了水的光电催化分解制氢气以来，多相光催化技术开始引起世界各行各业科技研究者的极大关注。半导体多相光催化技术作为一种环境友好型的新型催化技术，在环境治理、新能源开发以及有机合成等领域都有着广泛的应用。 TiO2是n型半导体，根据固体能带理论，TiO2半导体的能带结构是由一个充满电子的低能价带(valenceband，V.B.)和空的高能导带(conductionband，C.B.)构成。价带和导带之间的不连续区域称为禁带(禁带宽度Eg)。TiO2(锐钛矿)的 Eg=3.2eV,相当于387nm光子的能量。当TiO2受到波长小于387nm的紫外光照射时，处于价带的电子就可以从价带激发到导带(e-)，同时在价带产生带正电荷的空穴(h+)，从而形成电子-空穴对。当光生电子和空穴分别扩散到催化剂表面时，和吸附物质作用后会发生氧化还原反应。其中空穴是良好的氧化剂，电子是良好的还原剂。大多数光催化氧化反应是直接或间接利用空穴的氧化能力。空穴一般与TiO2表面吸附的H2O或OH-离子反应形成具有强氧化性的氢氧自由基OH・，它能够无选择性氧化多种有机物并使之彻底矿化，最终降解为CO2、H2O等无害物质。而光生电子具有强的还原性可以还原去除水体中的金属离子。光催化过程的基本反应式如下： TiO2+hv(>TiO2的禁带宽度3.2eV)—h++e-

二氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究

二氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究黑龙江省巴彦县佳木斯大学 154000 摘要本文选用白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2和钛酸丁酯C16H36O4Ti作为原料在水热的条件下制备出了白云母/TiO2复合光催化剂。通过使用扫描电子显微镜、X 射线衍射、红外线光谱分析仪和紫外可见光吸收光谱对其结构进行表征，并研究了复合物的光催化活性。关键词：白云母/TiO2复合光催化剂；水热合成；光催化 1概述 1.1 TiO2简介云母是一种表面带有活性基团的层状硅酸铝大分子。白云母是一种层状矿物，具有高比表面积、强吸附性和良好的化学稳定性。白云母晶体的切片层可以提供光滑的基底，它的原子级光滑表面易于通过劈开来制备。为了蛋白质结晶的目的，可以对云母表面进行改性，表面离子可以被各种碱金属离子交换。改变表面离子对水层的有序性有直接影响，这被称为结构破坏或促进。除了SFA，表面X射线衍射、原子力显微镜、分子动力学模拟和X射线反射率也被用来确定改性云母及其液体表层的表面结构。由于白云母的(001)面沿c轴滑动，它可以有两个不同的终端，它们在(010)面上相互成镜像。二氧化钛是三种不同的多态体：锐钛矿，金红石和板钛矿。二氧化钛的主要来源和最稳定的形式是金红石。这三种多态性都可以在实验室很容易地合成。 1.2光催化机理

在光照条件下，TiO2表面的超亲水性起因于其表面结构的变化。在紫外光照射下，TiO2价带电子被激发到导带，电子和空穴向TiO2表面迁移，在表面生成电子空穴对，电子与Ti反应，空穴则与表面桥氧离子反应，分别形成正三价的钛离子和氧空位。此时，空气中的水解离吸附在氧空位中，成为化学吸附水（表面羟基），化学吸附水可进一步吸附空气中的水分，形成物理吸附层。 2实验步骤 2.1酸处理白云母称取5 g白云母放入三口烧瓶中，加入浓度为20%的稀硫酸150 mL，在水浴锅中80℃搅拌25 min，冷却至室温，用去离子水洗涤至中性，且用0.1mol/L氯化钡溶液检测不出SO42-，放在80℃烘箱中干燥备用。 2.2水热法制备白云母/TiO2复合材料将9 mL钛酸丁酯溶解30mL无水乙醇中，搅拌30min，得到钛酸丁酯醇溶液（A液）。取3 g上述酸处理白云母，将其分散75mL去离子水中，并加入一定量冰醋酸调节pH至2.5，搅拌30min，得到白云母悬浮液（B液）。在室温下，用蠕动泵将A液滴加到B液中，边滴加边搅拌，滴加完继续搅拌2 h。将搅拌后的混合液装入聚四氟乙烯反应釜中，在不同温度（100℃、120℃、140℃、160℃和180℃）下水热反应16 h，将水热反应产物离心、洗涤、干燥、研磨，最终得到白云母/TiO2复合光催化剂。 2.3光催化性能测试用250W高压汞灯作为紫外光源，以10mg/L甲基橙溶液作为目标污染物。将一定量白云母/TiO2样品加入到100mL甲基橙溶液中。首先，暗反应30 min，使反应物达到吸附-解吸平衡。然后，打开紫外灯进行光催化反应，每隔20min取5mL溶液于离心管中，在离心机上离心以5000r/min离心5min，取上层清液在紫外-可见光分光光度计上测定其吸收光谱。甲基橙溶液降解率计算公式为：D=(C0－Ct)/C0×100%，式中D为甲基橙降解率，C0、Ct分别为甲基橙溶液初始浓度和t时刻甲基橙溶液浓度。

二氧化钛光催化材料的制备和性能研究

二氧化钛光催化材料的制备和性能研究二氧化钛是一种广泛应用于能源、环境和化学工业等领域的重要材料。特别是在光催化领域，二氧化钛具有良好的催化性能和光学性质，可以将太阳能等光能有效转化为电子和空穴，具有很大的应用前景。为了更好地利用二氧化钛光催化材料，许多学者对其制备和性能进行了广泛的研究。 1. 二氧化钛光催化材料制备方法（1）溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备二氧化钛光催化材料的常用方法之一。该方法通过溶胶-凝胶成形的过程，可以控制材料的微观形貌、孔径大小和结晶度等性质。例如，将四丙烯醇钛与丙三醇混合后加入葡萄糖作为模板剂，并在甲醇中进行水解，最终得到了具有高比表面积和孔隙结构的二氧化钛材料。（2）水热法水热法是一种简单又经济的制备光催化材料的方法。在水热反应中，通过调节反应条件，如反应温度和时间等，可以控制二氧化钛材料的形貌和结构等性质。例如，将四氯化钛和聚乙二醇加入水中，经过水热反应得到了具有可见光响应的二氧化钛纳米棒。（3）气相沉积法气相沉积法可以在较高温度下利用气相化学反应的方法制备二氧化钛薄膜。该方法制备的二氧化钛薄膜具有较高的光催化活性和稳定性。例如，利用金属有机物在硫酸铈的表面上进行气相沉积，制备了长时臭氧水净化器的二氧化钛复合薄膜。 2. 二氧化钛光催化材料性能研究（1）光吸收性能

由于二氧化钛具有窄带隙结构，其能带结构决定了其在紫外光区域的高吸收率。因此，利用二氧化钛光催化材料进行光催化反应需要在紫外光区域进行。近年来，许多学者对二氧化钛材料的可见光吸收性能进行了研究，该研究主要集中在探究材料的晶体结构、掺杂元素和缺陷等方面。（2）光催化活性二氧化钛是一种有效的光催化材料，利用其催化剂的光催化活性可以促进许多有机污染物的分解。由于二氧化钛催化剂的表面特性和晶体结构在很大程度上影响其光催化活性，研究人员一直在努力通过合成和结构控制来提高二氧化钛催化剂的光催化活性。近年来，研究人员通过控制材料的原位缺陷或掺杂，成功地提高了光催化剂的光催化活性。（3）光催化稳定性光催化材料在使用过程中往往会出现降解和失活等问题，因此保持催化剂的稳定性在实际应用中是至关重要的。研究人员一直在努力通过改善反应环境、合成表面修饰和制备复合材料等方法来提高二氧化钛催化剂的光催化稳定性。总之，二氧化钛光催化材料具有良好的催化性能和光学性质，其制备和性能研究是目前光催化领域中的热点问题之一。通过控制材料的制备条件和结构特性，可有效提高催化剂的光催化活性和稳定性。我们相信，在未来的研究中，二氧化钛光催化材料将继续得到广泛的关注和研究，并在能源、环境和化学工业等领域中发挥更大的作用。

TiO2基纳米光催化材料的制备、结构与光催化性能研究

TiO2基纳米光催化材料的制备、结构与光催化性能研究敖经盛2012301020071 （武汉大学物理科学与技术学院，湖北省武汉市430072）摘要：TiO2基光催化材料是一种受到广泛关注的光催化材料，其中热处理被认为是一种提高TiO2基材料光催化性能方便且有效的后处理手段。在本实验中，我们通过简单的碱热处理得到了TiO2基纳米片，然后对其结构的转变、吸附性能及催化性能的改变进行了研究。关键词：TiO2；纳米材料；光催化；环境科学基纳米材料光催化性能的影响因素一、TiO 2 TiO 基纳米材料光催化性能的高低是关系到其是否能应用于实际的重要指2 基纳米材料光催化性能的高低直观的表现在光催化反应的快慢上，标之一。TiO 2 它受到光催化反应过程中诸多内在和外在因素的影响，包括光催化材料本身特性、反应温度、pH值、光照强度和杂质离子等因素。光催化剂的尺寸首先直接影响其比表面积。光催化剂粒径越小，比表面积越大。比表面积是决定催化剂对污染物分子吸附能力的一个重要因素。不考虑其他因素，比表面积越大吸附能力越强，实际参与反应的反应物浓度则越高，越有利于光催化反应的进行，从而产生更高的光催化活性；另外，尽管催化剂表面的活性中心并不固定，但是通常来说，比表面积越大容易产生更多的反应活性中心，有利于光催化活性的提高。二、实验原料，由南京海泰纳米材料有限公司生产；氢氧化钠（NaOH）商业锐钛矿型TiO 2 和罗丹明B（RhB），均由国药集团化学试剂有限公司生产；浓盐酸（HCl），由天津市天力化工有限公司生产。以上所有药品均为分析纯（A.R.），且均未作进一步纯化处理而直接在实验中使用。实验过程中所使用的水除冷却水或者另作说明之外，均为本实验室自制的去离子水。三、制备方法加入60 mL已经配置好的浓度为10 mol/L的NaOH 将1.0 g商业锐钛矿型TiO 2 浓溶液中，磁力搅拌30 min使之混合均匀。然后将所得的白色悬浊液转移到配有100 mL聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，密封好后置于烘箱中在130 °C 下反应3 h。待反应完后将反应釜取出，用自来水淋浴降温至室温左右，取出其中的白色沉淀物，用去离子水反复离心清洗，直至上层清液的pH值达到7左右。接着将洗到中性的沉淀物浸入到事先配制好的480 mL浓度为0.1 mol/L的稀盐酸溶液中持续搅拌2 h。之后重复步骤3中的离心清洗操作，同样使之达到中性。所获得的样品放入烘箱中在80 °C温度下干燥一整晚。待烘干后研磨即得TiO 2基纳米片。

Ag负载TiO2纳米管的制备及其光催化性能的研究开题报告

Ag负载TiO2纳米管的制备及其光催化性能的研究开题报告摘要： TiO2纳米管因具有高度结晶度和优异的光催化性能而备受关注。然而，TiO2纳米管在水中的稳定性有限。本研究将通过负载Ag的方法提高TiO2纳米管的稳定性和光催化性能。本文首先对TiO2纳米管制备方法进行介绍，包括水热法、模板法和气-液界面法等。然后介绍Ag负载TiO2纳米管的方法和影响因素，如Ag的浓度、沉积时间和温度等。最后研究Ag负载TiO2纳米管的光催化性能，主要通过降解染料和有机物来评估其催化效果，并探究其光催化机理。本研究有望提供一种有效的方法来提高TiO2纳米管的稳定性和光催化性能，进一步拓展其在环境污染治理和能源领域的应用。关键词：Ag负载、TiO2纳米管、稳定性、光催化、催化机理 Abstract： TiO2 nanotubes have been widely studied due to their highly crystalline structure and excellent photocatalytic performance. However, the stability of TiO2 nanotubes in water is limited. In this study, Ag- loaded TiO2 nanotubes will be prepared to enhance their stability and photocatalytic performance. This paper first introduces the methods of TiO2 nanotube preparation, including hydrothermal method, template method and gas-liquid interface method etc. Then it introduces the method and influencing factors of Ag-loaded TiO2 nanotubes, such as the concentration of Ag, deposition time, temperature etc. Finally, the photocatalytic performance of Ag-loaded TiO2 nanotubes will be investigated, mainly evaluated by the degradation of dyes and organic substances, and the photocatalytic mechanism will be explored. This study is expected to provide an effective method to improve the stability and photocatalytic performance of TiO2 nanotubes, further expanding their application in the treatment of environmental pollution and energy fields.