Photocatalytic property of SiO2 TiO2 nanoparticles prepared by sol-hydrothermal process
光催化材料研究进展
光催化材料研究进展光催化材料研究进展20 世纪以来, 人们在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便的同时, 也品尝着盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果, 环境污染日趋严重。
为了适应可持续发展的需要, 污染的控制和治理已成为一个亟待解决的问题。
在各种环境污染中, 最普遍、最重要和影响最大的是化学污染。
因而, 有效的控制和治理各种化学污染物是环境综合治理的重点, 开发化学污染物无害化的实用技术是环境保护的关键。
目前使用的具有代表性的化学污染物处理方法主要有: 物理吸附法、化学氧化法、微生物处理法和高温焚烧法。
这些方法对环境的保护和治理起重大作用, 但是这些技术不同程度的存在着或效率低, 不能彻底将污染物无害化, 产生二次污染, 或使用范围窄, 仅适合特定的污染物而不适合大规模推广应用等方面的缺陷[1]。
光催化氧化技术是一门新兴的有广阔应用前景的技术, 特别适用于生化、物化等传统方法无法处理的难降解物质的处理。
其中TiO2、ZnO、CdS、WO 3、Fe 2 O 3等半导体光催化技术因其可以直接利用光能而被许多研究者看好[2]。
1.1 TiO 2光催化概述1.1.1 TiO 2的结构性质二氧化钛是一种多晶型化合物,常见的n型半导体。
由于构成原子排列方式不同,TIO2在自然界主要有三种结晶形态分布:锐钛矿型、金红石型和板钛矿型。
三种晶体结构的TIO2中,锐钛矿和金红石的工业用途较广。
和锐钛矿相比,金红石的原子排列要致密得多,其相对密度、折射率以及介电常数也较大,具有很高的分散光射线的能力,同时具有很强的遮盖力和着色力,可用作重要的白色涂料。
锐钛矿在可见光短波部分的反射率比金红石型高,普遍拥有良好的光催化活性,在光催化处理环境污染物方面有着极为广阔的应用前景[3]。
1.1.2TiO2光催化反应机理半导休表面多相光催化的基本原理:用能量高于禁带宽度(Eg)的光照射半导体表面时,价带上的电子被激发,跃迁到异带上，同时在价带产生相应的空穴,这样就半导体内部生成电子(e-)—空穴（h+）随后,.电子-空穴对迁移到粒子表面不同位置、与吸附半导体表面的反应物发生相应的氧化或还原反应,同时激发态的二氧化钛重新回归到基态。
TiO2光催化材料的自清洁特性及其应用
技术应用与研究2018·0499Chenmical Intermediate当代化工研究TiO 2光催化材料的自清洁特性及其应用＊王凯1 刘巍英2（1.铜仁学院材料与化学工程学院 贵州 5543002.铜仁学院学生资助中心 贵州 554300）摘要：TiO 2光催化活性自上世纪70年代提出以来在能源和环境领域得到了广泛研究和应用，尤其在自清洁涂料领域。
利用TiO 2的光催化功能可以有效的降解涂层表面的各种有机物，而其光致超亲水性又可以清除表面的无机颗粒。
TiO 2制备的自清洁涂层具有自清洁能力强、透光性高，附着力强和耐用性好等优势，在光伏电站、汽车镀膜、幕墙等领域均有广泛的应用。
本文将对基于TiO 2自清洁涂料的性质、应用和存在的问题进行介绍。
关键词：纳米二氧化钛；光催化；自清洁；应用前景中图分类号：T 文献标识码：ASelf-cleaning Property and Application of TiO 2 Photocatalytic MaterialWang Kai 1, Liu Weiying 2(1.Materials and Chemical Engineering Institute of Tongren College, Guizhou, 5543002.Student Funding Center of Tongren College, Guizhou, 554300)Abstract ：TiO 2 photocatalytic activity has been widely studied and applied in the field of energy and environment since it was proposed in1970s, especially in the field of self-cleaning coatings. The photocatalytic function of TiO 2 can effectively degrade various organic compounds on the surface of the coating, and its photoinduced super hydrophilicity can also remove the inorganic particles on the surface. The self-cleaning coating prepared by TiO 2 has the advantages of strong self-cleaning ability, high light transmittance, strong adhesion and good durability, and has been widely used in the fields of photovoltaic power station, automobile coating, curtain wall and so on. This article will introduce the properties, application and existing problems of TiO 2 based self-cleaning coatings.Key words ：nanoscale titanium dioxide ；photocatalysis ；self-cleaning ；application prospect引言近年来，幕墙、光伏电站等污染问题得到了越来越多的关注，表面污染物的清洗在一定程度缓解了相关问题，但人工或机械清洗方式存在成本高和操作困难等问题。
二氧化硅包覆二氧化钛
目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (2)1.1 TiO2概况 (3)1.1.1 TiO2简介 (3)1.1.2 TiO2相关研究背景及意义 (4)1.2Sio2 的概述 (4)1.2.1简介 (4)2 溶胶-凝胶法制备TiO2粉体 (5)2.1溶胶-凝胶法制备TiO2粉体机理 (5)2.2实验部分 (5)2.2.1 主要试剂及仪器 (5)2.2.2 实验步骤 (6)2.3 结果与讨论 (7)2.3.1 TiO2/ SiO2粉体制备过程实验操作要点讨论 (7)3 SiO2并流中和法表面改性TiO2 (8)3.1主要试剂及仪器 (8)3.2实验步骤 (8)4 SiO2包覆TiO2粉体的性能研究 (9)4.1粒度分析 (9)4.2红外光谱分析 (10)4.3 XRD分析 (10)4.4TiO2/SiO2粉体光催化降解甲基橙溶液 (11)4.4.1 TiO2/SiO2粉体光催化降解甲基橙溶液机理 (11)4.4.2主要试剂及仪器 (13)4.4.3 实验步骤 (14)4.4.4不同pH环境对将光催化降解的影响 (14)4.4.5反应时间对光催化降解反应的影响 (15)4.4.6不同粉体用量对光催化降解反应的影响 (16)5结论 (17)主要参考资料 (18)致谢 (19)湖南人文科技学院毕业论文(设计)SiO2包覆TiO2粉体的制备与性能研究李恩龙指导老师王书媚（湖南人文科技学院化学与材料科学系湖南娄底417000）摘要：以钛酸丁酯为先驱物,乙醇为溶剂,醋酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备超细TiO2粉体，以SiO2包覆材料用并流中和法对纳米TiO2粒子进行表面改性。
采用红外光谱分析、激光粒度分析、XRD、紫外光谱仪对改性前后粉体的晶型和晶粒大小进行了表征并对改性效果进行评价。
关键词：溶胶-凝胶法改性效果TiO2SiO2湖南人文科技学院毕业论文(设计) Study on Photocatalytic Properties ofTiO2/SiO 2PowdersLi EnlongTeacher Wang Shu-mei(Department of Chemistry and Material Science, Hunan Institute of Humanities,Science and Technology, Loudi, Hunan, 417000)Abstract: with butyl titanate as precursor, ethanol as solvent, acetic acid as chelating agent, was prepared by Sol - gel method of ultrafine titanium dioxide powder in Silicon dioxide coating material and stream and method of nano titanium dioxide particles surface modification. Using infrared spectrum analysis, laser particle size analysis, XRD, ultraviolet spectrometer of the modified powder crystal type and particle size were characterized and evaluated the effect of modified.Keywords : sol-gel modified effect Silicon dioxide Titania1前言纳米二氧化钛(TiO2)(有板钛型、锐钛型和金红石型3种晶体结构)是近年来发展较快的一种附加值很高的功能精细无机材料，因其具有粒径小，比表面积大，磁性强，光催化、吸收性能好，吸收紫外线能力强，表面活性大，热导性好，分散性好，以及良好的耐侯性、耐化学腐蚀性，抗紫外线能力强等特点，被广泛应用于感光材料、光催化剂、化妆品、食品包装材料、陶瓷添加剂、橡胶、塑料、皮革鞣制、高级轿车涂料等领域。
低温下水热法合成锐钛矿型二氧化钛微米球
溶 液, 当达 到过 饱和时 ,
相 互作 用形 成更 稳定 的锐钛 矿 TiO2 晶
核, 晶 核 吸附 周 围的 生 长单 元 延续 晶体 的 生长。 Ti( OH) 6 的生长单元均为 [ TiO6 ] 八面体, 若以顶角 相联结则形成金红石型 TiO2 , 以棱边相联结则形成 图 2 90 下反应 8 h 所得 TiO2 微米球的 SEM 图 锐钛矿型 T iO2 。据文献[ 11] 报道, 在水热环境下, 只 有 pH 小于 2 时才能形成金红石相 , 而形成钛矿型的 溶液的 pH 范围较宽 , 故在水热环境中锐钛 矿晶粒 生成的机率最高。实验中加入尿素后使溶液呈中性 到偏碱性间, 水热处理下每个 [ T iO6 ] 八面体以四条 棱分别与其他 [ T iO6 ] 八面体共用 , 最后形成锐钛矿 型 TiO2 微米球。 参考文献
张一兵1963硕士教授主要从事无机化学与无机材料的研究srxbsina101峰最强说明合成的tio2可知除了101吸收峰最强外还存在较弱的004200105211204吸收峰这些都符tio2晶体标准xrd定方向不断生长然后沿着某些方向不断生长形成tio2纳米棒继而大规模自组装成钛矿型tio2晶体微米球沉积在玻璃基板上90下反应48所得tio2微米球90下反应所得tio2微米球的xrd213生长机理笔者提出以下2纳米棒自组装生成微米球的形成机理在碱性条件下易水解形成钛酸根10应初期生成的tioh微粒进行团聚和联结随后212sem照片从图中可发现大面积锐钛矿型的tio2微米tio2纳米晶体组成tiohtioh的生长单元均为tio八面体若以顶角相联结则形成金红石型tio2以棱边相联结则形成tio2
图 3 所制备的 TiO2 微米球的 SEM 图 图 4 是将上述条件反应 48 h 后所生成的 TiO2 晶体试样经超声波粉碎 0 5 min 后的 TEM 图 , 可发 现 TiO2 微米球的形成机理可能是 : TiO2 的成核反应 开始发生在基板或体相溶液中的某点, 然后沿着一
金属与N元素共掺杂TiO_(2)复合材料光催化结晶紫
第46卷第2期2021年4月广州化学Guangzhou ChemistryV ol. 46 No. 2Apr. 2021文章编号：1009-220X(2021)02-0034-05 DOI:10.16560/ki.gzhx.20210213金属与N元素共掺杂TiO2复合材料光催化结晶紫杨茂楠，李莉，杨长龙*，汪康，张榆（齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006）摘要：通过溶胶-凝胶法制备出系列金属元素与非金属元素共掺杂TiO2复合材料，采用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-vis/DRS）等对样品进行表征。
结果表明，复合材料呈现团聚的块状结构，其中TiO2为典型锐钛矿结构，N和In、Ce、Mn等元素以离子的形式存在。
相比于TiO2，复合材料的光吸收能力明显增强，同时非金属离子的掺杂提高了复合材料的可见光区吸收，金属离子的掺杂增加了复合材料的活性位点。
复合材料在125 W高压汞灯照射下120 min结晶紫被降解82%。
关键词：溶胶-凝胶法；离子掺杂；光催化；结晶紫中图分类号：X703.1 文献标识码：A染料工业是对环境影响最大的行业之一。
染料废水的特点包括生物降解性差、色度高、难降解有机污染物浓度高、成分复杂，对人体健康和生态系统具有毒性、致癌性等[1]。
为了彻底去除有机污染物，多相光催化已经引起了人们广泛的关注[2]。
在这些光催化剂中，二氧化钛光催化成为环境修复的研究热点[3]。
然而，由于锐钛矿二氧化钛的宽带隙，其实际应用受到限制[4]。
因此，有必要开发第二代光催化剂，将可见光活性引入二氧化钛[5]。
为了实现太阳能降解，阴离子掺杂（如氮、硫和氟）已被确认为二氧化钛的有效改性方法[6]。
氮的离子半径非常接近氧的离子半径，以至于氮的p轨道可以有效地与氧的2p轨道合并[7]，使N-TiO2形成一个新的杂化能级，使TiO2带隙能降低。
因此，氮掺杂被认为是一个很好的选择。
TiO2-SiO2_多功能薄膜的制备及其性能研究
第52卷第11期表面技术2023年11月SURFACE TECHNOLOGY·347·TiO2-SiO2多功能薄膜的制备及其性能研究向军淮，徐志东，王军*（江西科技师范大学 江西省材料表面工程重点实验室，南昌 330013）摘要：目的改善普通玻璃的防雾性能。
方法采用溶胶−凝胶法在玻璃表面制备均匀透明的x TiO2-(1−x)SiO2（x为1.00、0.75、0.50、0.25、0）复合薄膜。
利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）表征TiO2-SiO2复合材料的微观结构和表面形貌，通过紫外可见近红外分光光度计、接触角测试仪测试TiO2-SiO2复合薄膜的光学性质和润湿性，通过热水浴实验评价镀膜前后玻璃的防雾性能。
结果XRD测试结果表明，TiO2-SiO2复合材料由锐钛矿相TiO2和非晶相SiO2构成，其相结构随着TiO2含量的变化而变化。
SEM和AFM结果表明，在TiO2-SiO2复合薄膜中，当SiO2的物质的量分数小于50%时，TiO2-SiO2复合薄膜表面均匀致密、粗糙度低；当SiO2的物质的量分数大于75%时，复合薄膜表面出现了孔洞和大颗粒，粗糙度增大。
光学性质测试结果表明，在TiO2-SiO2复合薄膜中，当SiO2的物质的量分数大于50%时，镀膜后的玻璃在可见光范围内的平均透过率高于85%。
润湿性测试结果表明，镀膜后玻璃表面的亲水性明显增强，当SiO2的物质的量分数小于50%时，TiO2-SiO2复合薄膜的接触角低于5°，表现为超亲水。
防雾性能测试结果表明，在玻璃表面制备TiO2-SiO2复合薄膜后，玻璃具有良好的防雾性能。
评价了0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜的耐久性，在室内放置60 d后，0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜的平均透过率在84%以上，且具有防雾性能，表明其耐久性较好。
结论在玻璃表面制备的0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜在可见光范围内具有高透明度和良好的防雾性能，且该薄膜的耐久性较好。
二氧化钛纳米管的制备及应用综述
二氧化钛纳米管的制备及应用综述段秀全盖利刚周国伟（山东轻工业学院化学工程学院，山东济南250353）摘要：TiO2纳米管具有较大的直径和较高的比表面积等特点，在微电子、光催化和光电转换等领域展现出良好的应用前景。
本文对TiO2纳米管材料的合成方法、形成机理及应用研究进行了综述。
关键词：TiO2纳米管；制备；应用中图分类号: O632.6 文献标识码: APreparation and Application of TiO2 nanotubesDUAN Xiu-quan, GAI Li-gang, ZHOU Guo-wei(School of Chemical Engineering, Shandong Polytechnic University, Jinan, 250353, China) Abstract: TiO2nanotubes have wide applications in microelectronics, photocatalysis, and photoelectric conversions, due to their relatively larger diameters and higher specific surface areas. In this paper, current research progress relevant to TiO2nanotubes has been reviewed including synthetic methods, formation mechanisms, and potential applications.Keywords: TiO2 nanotubes; preparation; application自1991年日本NEC公司Iijima[1]发现碳纳米管以来，管状结构纳米材料因其独特的物理化学性能，及其在微电子、应用催化和光电转换等领域展现出的良好的应用前景，而受到广泛的关注。
二氧化钛表面超强酸化光氧复合降解罗丹明B
第40卷第2期2021年3月Vol.40No.2Mar.2021大连工业大学学报JournalofDalianPolytechnicUniversityDOI：10.19670/ki.dlgydxxb.2021.0210二氧化钛表面超强酸化光氧复合降解罗丹明B温宇，杨大伟(大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连116034)摘要：采用共结晶方法制备了锌锆共掺杂的介孔二氧化钛，前驱体用硫酸处理使其具有超强酸性。
将制备的介孔二氧化钛用于降解废水模拟物罗丹明B,测试其光催化与氧催化降解能力。
通过紫外-可见分光光度计、X射线衍射、电镜扫描等对催化剂进行表征，实验结果表明，在强酸修饰二氧化钛前驱体的影响下，掺杂锌锆的介孔二氧化钛具有光催化与氧催化活性。
锌锆共掺杂介孔二氧化钛的光催化与氧催化效率分别达到了72%与25%o硫酸处理后在TiO2与掺杂原子表明形成酸性中心，在无光条件下氧化降解废水效率为30%,提高了降解效率。
关键词：二氧化钛；光催化；酸催化；罗丹明B中图分类号：X703.5文献标志码：A文章编号：1674-1404(2021)02-0136-04Composite degradation of rhodamine B using TiO2withphotocatalytic oxygen and super acidWEN Yu,YANG Dawei(SchoolofLightndustryandChemicalEngineering,DalianPolytechnicUniversity,Dalian116034,China) Abstract:The mesoporous titania doped with zinc oxide,zirconium dioxide,zinc and zirconium were prepared by the co-crystallization method and the precursor of mesoporous titania was pretreated with sulfuric acid to endowed it super acidic.The mesoporous titania was used for degradation of rhodamine B in simulated wastewater and its photocatalytic activity and oxygen catalytic ability was analyzed by UV-visible spectrophotometer,X ray diffraction,scanning electron microscopy.The results showed that the T1O2doped metal oxides and super acid exhibited excellent photocatalytic and oxygen catalytic ability.The degradation rate of rhodamine B photocatalyzed and oxygen catalyzed by the prepared catalysts were72%and25%,respectively.After treatment with sulfuric acid,the acidic centers were formed between the doped atoms and the surface of titanium dioxide,which improved the oxygen degrading efficiency of wastewater to30%.Keywords：TiO2;photocatalytic;acidic catalysis;rhodamine B0引言工业生产中生成的有机废水对环境造成严重污染,国家对废水排放标准执行越来越严格,如何降低或消除有机废水中大分子有机物成为研究的重点。
催化剂活性的影响因素
缺陷结构对催化剂活性的影响一．影响TiO2薄膜光催化活性的因素主要有二氧化钛的晶型、粒径、晶格缺陷，还有薄膜的厚度、层数、表面结构、其它氧化物或离子的影响以及制备工艺和条件。
张德恺探讨了TiO2薄膜的焙烧温度、层数等制备条件对TiO2光催化活性的影响，发现在490℃，8层膜时TiO2光催化活性最高。
关凯书等认为当半导体TiO2和绝缘体SiO2复合时常常会产生一些特殊的性质，在二元系统的氧化物中，SiO2于TiO2复合形成Lewis酸，表面酸性提高，这样不仅能在表面形成更好的吸附位，而且可在表面形成较强的羟基团，这些羟基团作为空穴的捕获位，阻止了电子空穴对的合并，生成强氧化性的活性羟基，从而增大了光催化活性。
1925年美国人泰勒的活性中心理论，泰勒认为催化剂的表面是不均匀的，位于催化剂表面微型晶体的棱和顶角处的原子具有不饱和的键，因而形成了活性中心，催化反应只发生在这一活性中心。
该理论很好的解释了催化剂制备对活性的影响以及毒物对活性的作用。
二．晶格的不规整性与多相催化中的补偿效应和“超活性”晶格缺陷与位错都造成了晶格的多种不规整性。
晶体的不规整性对金属表面的化学吸附、催化活性、电导作用和传递过程等，起着极为重要的作用。
晶格的不规整性往往与催化活性中心密切相关。
至少有两点理由可以确信，晶格不规整性关联到表面催化的活性中心。
其一是显现位错处和表面点缺陷区，催化剂原子的几何排列与表面其他部分不同，而表面原子间距结合立体化学特性，对决定催化活性是重要的因素；边位错和螺旋位错有利于催化化反应的进行。
其二是晶格不规整处的电子因素促使有更高的催化活性，因为与位错和缺陷相联系的表面点，能够发生固体电子性能的修饰。
三．/html/200606/267060.html点缺陷与金属的“超活性”金属丝催化剂，在高温下的催化活性，与其发生急剧闪蒸后有明显的差别。
急剧闪蒸前显正常的催化活性，高温闪蒸后，Cu、Ni等金属丝催化剂显出“超活性”，约以105倍增加。
层序空间多孔结构TiO2实现高效光催化CO2还原
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 7 期层序空间多孔结构TiO 2实现高效光催化CO 2还原郭立行1，庞蔚莹1，马克遥1，杨镓涵1，孙泽辉2，张盼1，付东1，赵昆1（1 华北电力大学（保定）环境科学与工程系，河北 保定 071003；2 冶金工业规划研究院，北京 100029）摘要：以葡萄糖为原料，经一步水热法生成葡萄糖基碳球（GCs ），粒径约500nm ，利用微乳液聚合法合成粒径约270nm 的聚苯乙烯微球（PSs ）。
通过真空抽滤，制备了GCs 和PSs 层层组装的多级模板，TiCl 4完全浸润模板并经干燥和高温煅烧，获得了空间层序多级孔结构的TiO 2。
采用X 射线衍射（XRD ）、扫描电子显微镜（SEM ）、N 2吸附-脱附等手段表征了所制备催化剂的形貌、组分和孔结构。
在饱和CO 2气氛下加入H 2O ，利用催化剂在模拟太阳光条件进行光催化还原试验。
结果表明：经过7h 的光催化测试，相较于商用P25和无空间结构的TiO 2，层序空间多孔TiO 2生成还原产物CO 的产率均得到明显提高。
其中，空间复合多级孔TiO 2在结构失配的情况下仍表现出较高的CO 产率。
结合实验结果和表征证实：纳米微球层所形成的层序空间多孔TiO 2具有较高的比表面积和丰富的孔结构，有利于形成大量表面活性位点。
三维网状多孔结构暴露出的氧空位缺陷提供了有效的光生载流子传输通道，增强了光生电子和空穴的分离，促进了光生电子参与还原过程，最终提高了CO 2转化为CO 的效率。
关键词：光催化；CO 2还原；层序空间；TiO 2多孔结构中图分类号：X511 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）07-3643-09Hierarchically multilayered TiO 2 with spatial pore-structure for efficientphotocatalytic CO 2 reductionGUO Lixing 1，PANG Weiying 1，MA Keyao 1，YANG Jiahan 1，SUN Zehui 2，ZHANG Pan 1，FU Dong 1，ZHAO Kun 1(1 Department of Environmental Science and Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, Hebei,China; 2 China Metallurgical Industry Planning and Research Institute, Beijing 100029, China)Abstract: Glucose-based carbon spheres (GCs) with size about 500nm were synthesized by one-step hydrothermal method using glucose as the precursor. Polystyrene microspheres (PSs) with diameter about 270nm were obtained by microemulsion polymerization. The multi-stage template assembled by GCs andPSs was prepared by vacuum filtration. TiCl 4 was completely infiltrated into the template, and the TiO 2 with hierarchical pore structure was fabricated after dry and calcination. The morphology, composition and pore structure of the catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and N 2 adsorption-desorption. Photocatalytic reduction experiments were carried out in the presence of saturated CO 2 and H 2O under simulated sunlight condition. The results showed that after7h photocatalytic test, compared with commercial P25-TiO 2 and TiO 2 without spatial structure, the TiO 2研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1579收稿日期：2022-08-26；修改稿日期：2022-11-23。
TiO2-SiO2复合薄膜光催化活性的研究进展
TiO2-SiO2复合薄膜光催化活性的研究进展彭晓光1，汪洋1, 2(1 浙江理工大学，杭州 310018；2 兰州交通大学光电子技术和智能控制重点实验室，兰州 730070)摘要TiO2-SiO2复合薄膜相对纯TiO2薄膜更有利于提高光催化活性，针对TiO2-SiO2复合薄膜在提高光催化活性方面表现的优异性能，论述了其提高光催化活性的机理。
根据近年来国内外TiO2-SiO2复合薄膜的研究现状，对溶胶一凝胶法、离子自组装成膜技术、射频磁控共溅射法、液相沉积法、化学气相法等制备方法的研究进展进行了综述，并对其优缺点进行了比较和评述。
展望了TiO2-SiO2复合薄膜进一步研究的方向和需要解决的问题。
关键词 TiO2-SiO2复合薄膜光催化活性改性机理制备Research on the Photocatalytic Activities of TiO2-SiO2 Composite Thin FilmsPENG Xiaoguang1，WANG Yang1, 2（1 Zhejinag University of Science，Hangzhou 310081；2 Key Laboratory of Opto-Electronic Technology and Intelligent Control，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou 730070）Abstract TiO2-SiO2 composite thin films can improve the photocatalytic activities easily compared with TiO2 thin films. According to the good property on the photocatalytic activities of TiO2-SiO2 composite thin films, the mechanism of improving photocatalytic activities is described. Based on the current study state of TiO2-SiO2 composite thin films，the preparation methods of TiO2-SiO2 composite thin films including sol-gel, ionic self-assembly(ISA), RF magnetron co-sputtering, liquid phase deposition sputtering, chemical vapor deposition(CVD) were reviewed．The advantages and disadvantages of different methods were briefly described．And the future research direction and some question of TiO2-SiO2 composite thin films are prospected．Key words TiO2-SiO2, composite thin films, photocatalytic activities, mechanism of modification, preparation最近几年TiO2光催化剂引起了人们极大的兴趣，已有许多关于将其固定于玻璃、陶瓷面砖、不锈钢和卫生洁具等物品表面从而赋予它们具有杀菌、消毒、自洁净、光催化降解污物等功能的研究[1~4]，但纯TiO2表面暴露的活性位有限，在光催化降解过程中TiO2有效利用率受到限制[5~7]。
锐钛矿二氧化钛的性质
不过在80年代末到90年代初，TiO2在环保中重要性的日益体现，使得对TiO2的性质以及应用的研究突飞猛进。
由于实验技术的改进和提高，例如扫描隧道电镜技术、隧道光谱、中心能级位移光谱以及电子衍射光谱等技术的联合应用，使得对TiO2完整表面以及缺陷表面的研究成为可能。通过对TiO2表面的研究已经能对TiO2表面的原子结构和电子结构给出较为清晰的图像[15-19]。
在计算中由于平板模型采用的是半经验的方法，这个方法没有考虑电子间的排斥作用，而簇模型采用的是从头算计算方法，因此在媳妇能的数值和相对大小上两种方法可能存在一些差异，不过计算的结果上两者还是基本相符的。
1.6
本论文的主要工作是用MS(Material Studio)完成的。为了计算更加准确、对计算结果分析更透彻，必须对计算软件有一个深刻的了解，在计算和分析过程中也是对软件的使用和功能不断开发的过程。这为以后的计算工作打下了很好的基础。
图1-1金红石、锐钛矿TiO2的晶格结构
1.3
对于光催化剂来说，对应光催化反应的每一步骤，都有不同的影响因素在起作用。首先，是有效的光吸收。其次，是产生充足数量的光生载流子。再次，是光生电子和空穴的有效分离和有效传输。同时还要考虑到光生电子和空穴可能会发生相互复合而失活的问题。最后，表面的缺陷提供的表面活性位的分布以及表面酸碱性等等因素均会影响光催化剂的催化效率。
镍掺杂二氧化钛催化剂的制备及其光催化性能
镍掺杂二氧化钛催化剂的制备及其光催化性能∗田小兵;丁艳花;房永征;张娜;刘玉峰;李强【摘要】In this work,a series of Ni/TiO2 catalysts were prepared by modified sol-gel method. And we make use of indigo carmine as the model reaction in aqueous solution under visible light to study the photocatalytic ac-tivities of Ni doped TiO2 sample with different structure. The doping amounts,calcinations temperature,and sur-face state were investigated. The 1%-Ni-doped TiO2 calcined at 400℃ has the best photocatalic ability. An indi-go carmine solution of 10 mg/L was completely photodegraded in 40 min in the presence of such photocatalyst un-der visible light.%采用溶胶-凝胶法制备了镍离子掺杂的二氧化钛光催化材料，利用靛蓝胭脂红染料溶液为目标污染物在可见光下将其光催化降解，研究了不同Ni掺杂TiO2催化剂的光催化活性。
重点研究了不同镍掺杂浓度和煅烧温度，表面状态等对镍掺杂二氧化钛催化剂的影响，其中镍的掺杂浓度为1%，经过400℃煅烧的催化剂的效果最好，在可见光下40 min就可以将10 mg/L的靛蓝胭脂红溶液降解完。
【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2016(045)006【总页数】7页(P52-58)【关键词】镍掺杂二氧化钛;溶胶-凝胶法;光催化活性【作者】田小兵;丁艳花;房永征;张娜;刘玉峰;李强【作者单位】武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉430070;上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海201418;上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海201418;上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海201418;上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海201418;华东师范大学化学系，上海200241【正文语种】中文【中图分类】O643二氧化钛光催化材料是目前被广泛研究的新型环保材料,通过其光催化氧化染料废水,农药、医药废水,含表面活性剂、氰化物等废水,均取得了较好的效果[1-2]。
光催化法降解农药
食品安全已经成为世界各国科学工作者重点研究的问题。
农产品是食品安全中的突出对象，提高农药残留处理技术是食品安全领域广泛研究的热点。
光催化氧化法能耗低，能有效地将有机污染物转化为H2O、CO2、无机离子等小分子，达到完全矿化的目的，避免了对人体健康的危害。
目前国内对该技术大都还只限于实验室研究水平，且进展缓慢。
本文作者采用溶胶-凝胶法成功制备了稀土掺杂改性纳米TiO2粉体，利用XRD，UV-vis等手段对样品的结构、形貌、成分和光谱特性进行了表征。
得到的主要结论如下：以钛酸正四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法成功制备了稀土La3+、Ce3+单掺杂及La-Fe、Ce-Fe、La-Ce共掺杂纳米TiO2粉体。
粉体颗粒均匀，晶粒粒径在14~67nm范围内，随着热处理温度的升高，晶粒逐渐增大。
掺杂纳米TiO2粉体颗粒均匀，掺杂纳米TiO2粉体的粒径比未掺杂纳米TiO2粉体的粒径小，说明掺杂抑制了纳米晶体的生长。
稀土离子掺杂可以抑制TiO2锐钛矿相向金红石相的转变，提高相转变温度；还可以抑制纳米晶体的生长，起到细化晶粒的作用；La3+离子的抑制能力比Ce3+离子的抑制能力强。
稀土-金属共掺杂更好地抑制了TiO2从锐钛矿相向金红石相的转变。
稀土掺杂纳米TiO2的紫外-可见吸收边带位置发生红移现象。
纳米TiO2光催化剂的光催化性能在掺杂后得到明显提高，其中La3+的最佳掺杂量为0.5%，Ce3+的最佳掺杂量为1%，最佳热处理温度为500℃。
稀土-金属共掺杂纳米TiO2光催化剂产生了协同效应，其光催化性能优于单掺杂样品，以La0.5%-Fe0.5%共掺杂效果最佳。
关键词溶胶-凝胶；光催化；稀土掺杂；纳米TiO2；降解农药Food Safety has already become a serious problems in the front of scientist around the world. Among them Agricultural products is the most severe. Improving Pesticide Residues treatment is one of the hot spots in Food Safety field. Photocatalytic oxidation method has many advantages such as it has low energy consumption, can effectively degrade some organics into H2O,CO2and other small molecules, so it avoid secondary contamination. At present, this technology is limited in the laboratory level in China. In this thesis, the RE doped TiO2were prepared by sol-gel method, the structure, shape and spectrum characteristic were characterized by XRD, FE-SEM, EDS, FT-IR and UV-vis. The photocatalytic activities were evaluated by degradation of methyl orange and chloramine phosphorus. At the same time, we investigated the influence of process parameters on the fabrication of doping TiO2. Furthermore, we analyed the reaction kinetic of organics photocatalytic degradation process. The results are as follows: Using Ti(OC4H9)4 as precursor, the La3+、Ce3+ single doped and La-Fe, Ce-Fe co-doped TiO2 were prepared by sol-gel method. The particle size of the powder is homogeneous, particle size is about 10~35nm. With the annealing temperatures increasing, the particle grown. The particle size of RE doped TiO2 is smaller than pure TiO2 ,we consider that doping restrain the growth of crystal.The results show that the doping with optimum RE could restrain the crystal structure changing. RE doping has the effect of refining, and La3+ doping is better than Ca3+ doping. The co-doping with optimum RE and metal can restrain the transform of anatase structure to rutile structure and the growth of crystal more effectively. FT-IR results show that Infrared absorption bands of RE doped TiO2 has been broaden, and characteristic vibration peak of Ti-O is red-shift. UV-vis results show that the absorption sideband of La3+ doped TiO2 has red-shift and widen the spectrum absorption range.After RE doping, the photocatalytic of TiO2 has been highly improved. The optimal doping of La3+ was 0.5mol%, Ce3+ was 1mol%, and annealing temperature of 500℃. The co-doping of RE and metal show a synergistic effect for photocatalytic activity of TiO2. The co-doped TiO2 show higher photocatalytic activity in degradation of methyl orange than that of single doped TiO2. Titania co-doped with La-Fe for n(La):n(TiO2)=0.5%, n(Fe):n(TiO2)=0.05% have the highest photocatalytic efficiency.Key words Sol-gel，Photocatalysis ，RE doping ，NanoTiO2，Degradation of pesticide目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 半导体光催化的基本原理 (1)1.2.1 TiO2的晶型及结构 (1)1.3 稀土掺杂纳米TiO2的概况 (2)1.3.2 掺杂TiO2光催化活性的影响因素 (3)1.4 本论文研究的目的、意义及内容 (5)1.4.1 研究的目的和意义 (5)1.4.2 研究内容 (5)光催化剂的制备和表征 (5)（1）稀土掺杂TiO2第2章实验过程及方案 (6)2.1 实验原料 (6)2.2实验仪器与设备 (6)2.3 工艺流程及控制因素 (6)2.3.1 工艺流程 (6)2.3.2 控制因素 (7)2.4实验方案的选择 (9)2.4.1、原料的选择 (9)2.4.2、热处理温度的选择 (10)2.4.3、降解工艺的选择 (10)2.5 分析测试方法及目的 (10)2.5.1光催化剂的表征 (10)第3章稀土掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及表征 (12)3.1 溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉体 (12)3.1.1 制备原理 (12)3.1.2 制备过程 (12)3.2 纳米TiO2粉体的表征 (13)3.2.1 XRD分析 (13)3.2.5 UV-vis分析 (19)3.3 本章小结 (20)主要结论 (21)参考文献 (22)致谢 (24)第1章绪论1.1 课题背景随着人类健康意识的不断提高，人们越来越重视食品安全技术的开发与应用。
二氧化钛的研究
纳米TiO2的制备与应用的研究摘要：TiO由于其优良的性能，在太阳能储存、净化环境、传感器、2涂料、美容产品、废水处理、催化剂、等方面引起了特别大的关注。
本文主要介绍了运用模板法、水热法、化学气相沉积发来制备纳米TiO2，同时介绍了每一种方法的优点和缺点。
除此此外还有阳极氧化的方法、液相沉积法、微乳液法等等。
同时也阐述了纳米TiO2在光催化降解水，抗菌，解决有机污染物等方面的应用，并对纳米TiO2的前景进行了展望。
关键词：纳米TiO催化剂光生电子21.引言随着经济社会的快速发展，药品、个人护理产品、杀虫剂、表面活性剂、化工原料的使用日益增多，加上大部分人对环境保护认识不足，从而对环境造成了严重的影响。
此外随着绿色化学的发展，人们越来越提倡尽运用化学的技术和方法，除去对环境，对人类有害的物质，也要尽可能利用像太这样清洁而又丰富的资源。
而二氧化钛由于其具有化学稳定性、能够和生物很好相容、相当强的氧化能力、以及抗化学腐蚀，抗光腐蚀的能力,更重要是是价格低廉,因此在储存太阳能、处理废水、净化环境、传感器、涂料、美容产品、催化剂、填充剂等诸多领域引起了人们极大的关注[1]，鉴于二氧化钛如此多优点，它的制备方法及其在光催化领域的应用显得尤为重要。
2.纳米TiO2的制备尽管二氧化钛是一种非常有潜力的催化剂材料，但是TiO2的禁带宽度有3.2ev[2]，只有占太5%的短波长的紫外线（λ﹤387 nm）能够将TiO2激发，但是因为光激发而产生的电子和空穴非常容易发生复合，使量子产率下降，这严重降低了二氧化钛的光催化效率[3]。
为了提高太的利用效率，从而改善TiO2的光催化效率，已经有人把过渡金属和稀土元素掺杂在里面，或者是沉积贵金属（银、金、铂等）、掺杂非金属（碳、氮等）、修饰半导体的表面、或者是敏化等[4]。
2.1模板法20世纪90 年代发展起来的模板法是一种合成一维纳米材料的有效方法。
它可以用来合成纳米管和纳米线。
环境领域的二氧化钛基光催化剂负载和改性技术研究进展
2017年第36卷第11期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·4043·化 工 进展环境领域的二氧化钛基光催化剂负载和改性技术研究进展阿山，于丹丹，白杰，郑家威，李春萍(内蒙古工业大学化工学院，内蒙古 呼和浩特 010051)摘要：在环境问题日益加剧的今天，二氧化钛基光催化剂因其具有优异的性质，是光催化领域中人们研究的热点。
二氧化钛基光催化剂研究包括能源领域的光解水制氢、太阳能电池、水体内污染物的去除以及CO 2资源化利用等方面。
本文综述了近年来国内外二氧化钛的负载和改性技术的研究进展。
通过硅土类、聚合物类、玻璃类和碳材料等载体来负载二氧化钛，可有效解决其易流失、难回收和容易团聚的问题；以非金属掺杂、贵金属沉积、过渡金属离子掺杂、染料敏化和半导体材料复合等对二氧化钛进行改性研究，可有效减小二氧化钛半导体材料禁带宽度，能够有效降低电子和空穴复合的概率，增强二氧化钛基催化剂的可见光活性。
并对未来的二氧化钛基光催化剂在环境中污水处理及大气有机污染物治理应用研究方面进行了展望。
关键词：二氧化钛；共掺杂；制备；载体；光催化剂；催化中图分类号：O643 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）11–4043–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0432Research progress on loading and modification of TiO 2 basedphotocatalyst in environmental fieldA Shan ，YU Dandan ，BAI Jie ，ZHENG Jiawei ，LI Chunping（School of Chemical Engineering ，Inner Mongolia University of Technology ，Hohhot 010051，Inner Mongolia ，China ）Abstract: As the ever increasing environmental problems ，TiO 2 based photocatalyst becomes a hot spot ，due to its various excellent properties. TiO 2 based photocatalyst researches include the energy-based photolysis of water splitting ，solar cells ，water pollutants removal ，and utilization of CO 2 and so on. The research progress of loading and modification of TiO 2 at home and abroad in recent years is reviewed. The use of silicates ，polymers ，glass and carbon materials and other carriers to load titanium dioxide ，can effectively avoid the problems of easy loss ，difficult to recycle and easy agglomeration. The modification of titanium dioxide by nonmetallic doping ，precious metal deposition ，transition metal ion doping ，dye sensitization and semiconductor material composites can effectively reduce the band gap of titanium dioxide semiconductor materials as well as the compound probability of electron and hole ，and enhance the visible light activity of the TiO 2 based catalyst. And the future applications of TiO 2 based photocatalyst in sewage treatment and atmospheric organic pollutants treatment are also prospected.Key words ：titanium dioxide ；codoped ；preparation ；support ；photocatalyst ；catalysis随着工业化的迅猛发展与人口的不断增长，全球范围内的环境污染问题逐步加剧。
钛酸四丁酯水解制备TiO_2光催化氧化五氯苯...
２．３ R 值和烧结温度对 TiO2 光催化活性的影响 在不同烧结温度 300,450,650,800 下,研究 R
值对催化剂光催化活性的影响,实验结果表明,同一 温度下,R=20 时所制备的催化剂对 PCP-Na 光催 化效果最差;R=100 时所制备的催化剂对 PCP-Na 光催化效果较好,烧结温度低于 650 时,2h 光催 化效率均达 90%以上.结合比表面和晶型结构分析 可以看出, 同一温度下,R 值增大,比表面积增大,因 为 R 值决定成核作用和晶体的成长,R 值大,水解 迅速,成核作用速度快,所形成的晶体粒径小 ,比表 面积大.
650 89.6 72.0 47.7 29.6 19.5 5.1 0
800 92.9 91.2 83.2 79.0 69.5 50.2 40.8
光催化反应器为三层同心圆形的石英容器,中 间空筒内悬一中压汞灯,400 W,特征波长λ365 nm, 光强为 30 kW/m2;由高压氧气罐供氧,既满足溶解 氧的要求又起到一定的搅拌作用.气体观测瓶里的 Ca(OH)2 溶液用来观察产 CO2 的情况.在无光照情 况下向反应器内加入反应液和催化剂,开启磁力搅 拌器 15 min 取样分析,此为吸附实验.然后打开光 源和氧气钢瓶,用气体流量计控制供氧量,利用冷却 槽控制反应温度不超过 40 ,间隔 20 min 取一次 样.取样时,夹紧出气管,利用虹吸作用自动取样. １．４ 分析表征方法
中图分类号 X131 文献标识码 A
文章编号 1000−6923(2000)05−0449−04
Photocatalytic oxidation of sodium pentachlorophenolate (pcp-Na) using TiO2 powder prepared by tetrabutyl titanate hydrolsis. XI Bei-dou1, LIU Chun-xin1, ZHOU Yue-xi1, LIU Hong-liang1, QIU Rong-chu2(1.Chinese Research Academy of Environmental Science, Beijing 100012,China 2.Department of Environment and Engineering, Lanzhou Railway Institute,Lanzhou 730071, China). China Environmental Science. 2000,20(5) 449∼452 Abstract TiO2 powder were prepared by tetrabutyl titanate hydrolysis and two main influential factors, R(mol ratio of water to tetrabutyl titauate) and caleinating temperarure were studied. The TiO2 photocatalysts prepared were comprehensively assessed through the photocatalytic cxperiment of sodium pentachlorophenolate(PCP-Na) and the indicated analysis of the crystal structure and the specific surface of the catalysts. The results indicate that the catalysts have better phot ocatalytic activity and use life at conditions of R=100 and calcinateing temperature 650 for 1h, and the initial concentration of PCP-Na=100 mg/L, pH=6.5, TiO2 Added=2g/L,illumination time=2h and light strength=30W/m2, the 2h phot ocatalytic exidation rate of PCP-Na could reach 95.5%. Key words tetrabutyl titanate calcinating temperature sodium pentachlorophenolate (PCP-Na) photocatalysts
Ni–TiO2光催化还原CO2和水制备甲烷
Ni - TiO2光催化还原CO2和水制备甲烷摘要：光催化是一种最潜在的方法来减少二氧化碳转化为有用的化合物。
在这个工作中，为了提高照片的二氧化碳减少，镍离子被嵌入二氧化钛作为光催化剂。
XRD 和TEM结果显示与纳米二氧化钛锐钛矿结构。
表面的特点用BET和电动电势测量。
经紫外可见和PL的光化学属性。
二氧化碳减排测试液体反应器和GC对产品进行了分析。
Ni-TiO 2(0.1摩尔％)相比其他催化剂有最高收益率的甲烷。
简介在过去的几十年中，快速推动了全球能源需求不断增长的世界人口。
如今,能源基础设施几乎依赖于化石燃料。
使用化石燃料产生的温室气体如二氧化碳(CO2),这是全球变暖的主要原因[1,2]。
为了解决这个问题，许多研究人员正努力开发替代能源和利用二氧化碳。
有三种途径：利用二氧化碳CO2转化为燃料,利用二氧化碳作为化工原料，以及非转换使用的二氧化碳。
在各种方法中，光催化还原二氧化碳与水成烃燃料和有用的化学物质是值得注意的方式来生产能源与缓解全球气温降低二氧化碳浓度[3 -5]。
Inoue at al [6]报道,HCOOH 一氧化碳,CH3OH,甲烷是主要的产品在CO2和H2O的光致还原作用。
在一般情况下，运输过程中电子和空穴在光催化反应中可以通过几个步骤来解释：光吸收，运输光生电子和空穴在光催化剂表面，反应的电子和空穴，电子和空穴的复合光催化剂表面和反应物的传质[7]。
在各种半导体如氧化钛(二氧化钛)[8],氧化钨电致)[9],氧化锌(氧化锌)[10]、磷化镓(GaP)[11],硫化镉(cd)[12],和碳化硅(SiC)[13],重点是二氧化钛。
二氧化钛研究在过去几年中由于其众多的优点包括良好的光敏，电荷转移潜力,低成本、无腐蚀性，生物稳定、无毒[14]。
然而，二氧化钛的效率很低，因为宽的带隙(3.20 eV),立即重组光生电子空穴对[15-16]。
为了提高二氧化钛的光催化效率，许多表面改性方法已被研究人员进行。
水热法制备纳米二氧化钛的研究进展
水热法制备纳米二氧化钛的研究进展殷婷婷;王国宏;韩德艳;徐凛;陈晨;陈泳洲【摘要】纳米二氧化钛是一种性质稳定、催化效率高、无毒、无污染的高性能光催化剂。
文章简述了水热反应的原理及其特点,介绍了影响水热反应的主要因素,综述了水热法制备纳米二氧化钛的研究新进展,并对水热法在纳米二氧化钛制备中的发展前景进行了展望。
%Nano-TiO2 photocatalyst was proved to have excellent performance due to its highly chemical stability,highly photocatalytic efficiency and no pollution to the enviroment.Mechanism and characteristics of hydrothermal synthesis were briefly introduced,and the influential factors were also reviewed.Research progress of hydrothermal method for preparation of nano-titania materials were summarized and the prospect of hydrothermal method in the future was discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)005【总页数】4页(P10-12,20)【关键词】纳米;二氧化钛;水热法;研究进展【作者】殷婷婷;王国宏;韩德艳;徐凛;陈晨;陈泳洲【作者单位】湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002【正文语种】中文【中图分类】TQ134纳米二氧化钛作为一种具有广阔应用前景的半导体光催化材料，因其稳定的化学性质、优良的光电性能、高效的光催化活性、温和的反应条件、无二次污染的反应过程、安全无毒、低廉的成本，在当今科学界备受追捧，并被广泛应用于有机污染物的光降解［1－2］、空气净化［3］、光电转换［4］、能源开发［5］等各个领域。
催化剂活性的影响因素
缺陷结构对催化剂活性的影响一．影响TiO2薄膜光催化活性的因素主要有二氧化钛的晶型、粒径、晶格缺陷，还有薄膜的厚度、层数、表面结构、其它氧化物或离子的影响以及制备工艺和条件。
张德恺探讨了TiO2薄膜的焙烧温度、层数等制备条件对TiO2光催化活性的影响，发现在490℃，8层膜时TiO2光催化活性最高。
关凯书等认为当半导体TiO2和绝缘体SiO2复合时常常会产生一些特殊的性质，在二元系统的氧化物中，SiO2于TiO2复合形成Lewis酸，表面酸性提高，这样不仅能在表面形成更好的吸附位，而且可在表面形成较强的羟基团，这些羟基团作为空穴的捕获位，阻止了电子空穴对的合并，生成强氧化性的活性羟基，从而增大了光催化活性。
1925年美国人泰勒的活性中心理论，泰勒认为催化剂的表面是不均匀的，位于催化剂表面微型晶体的棱和顶角处的原子具有不饱和的键，因而形成了活性中心，催化反应只发生在这一活性中心。
该理论很好的解释了催化剂制备对活性的影响以及毒物对活性的作用。
二．晶格的不规整性与多相催化中的补偿效应和“超活性”晶格缺陷与位错都造成了晶格的多种不规整性。
晶体的不规整性对金属表面的化学吸附、催化活性、电导作用和传递过程等，起着极为重要的作用。
晶格的不规整性往往与催化活性中心密切相关。
至少有两点理由可以确信，晶格不规整性关联到表面催化的活性中心。
其一是显现位错处和表面点缺陷区，催化剂原子的几何排列与表面其他部分不同，而表面原子间距结合立体化学特性，对决定催化活性是重要的因素；边位错和螺旋位错有利于催化化反应的进行。
其二是晶格不规整处的电子因素促使有更高的催化活性，因为与位错和缺陷相联系的表面点，能够发生固体电子性能的修饰。
三．/html/200606/267060.html点缺陷与金属的“超活性”金属丝催化剂，在高温下的催化活性，与其发生急剧闪蒸后有明显的差别。
急剧闪蒸前显正常的催化活性，高温闪蒸后，Cu、Ni等金属丝催化剂显出“超活性”，约以105倍增加。
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Hydrothermal synthesis is a promising method to obtain nanocrystalline titania particles since crystalline product can be obtained at relatively low reaction temperature (<250◦C). The crystal structure, particle size and morphology can easily be controlled by changing hydrothermal condition such as temperature, pH, solvent composition, reactant concentration, additive, etc.
J Electroceram (2006) 17:899–902 DOI 10.1007/s10832-006-9071-5
Photocatalytic property of SiO2/TiO2 nanoparticles prepared by sol-hydrothermal process
E. Y. Kim · C. M. Whang · W. I. Lee · Y. H. Kim
Addition of silica to TiO2 brought about an increase in the photocatalytic activity by suppressing the phase transition from anatase to rutile. Judging from the result of the decomposition of 1, 4-dichlorobenzene, the most efficient catalyst was found to be 0.2 mole fraction SiO2 embedded TiO2 prepared with ethanol-rich solvent (the volume ratio of ethanol to water is 4).
TTIP and TEOS precursors were dissolved separately in ethanol whose total volume was adjusting to give the desired titania and silica mole ratio. Then, the prepared solutions were mixed and added to the acidic water. The final mixed sol was remained clear. The clear solution was transferred into a glass-lined autoclave, and left to react at 250◦C for 2 hour. After hydrothermal reaction, the crystallized nanoparticles were obtained as a colloidal suspension. To obtain powdered samples the suspensions were dried in oven at 50◦C, and final drying resulted in fine white powder of SiO2/TiO2 nanoparticles.
The major phase and crystallite size of the obtained particles was analyzed by X-ray diffractometer (XRD, Rigaku DMAX 2500) using Cu-Kα radiation. The morphology and grain size of the samples were examined using transmission electron microscopy (TEM, Philips CM200). Raman spectra of the samples were obtained with FT- Raman spectroscopy (Bruker Co. RFS100/S). The average diameter of agglomerated SiO2/TiO2 nanoparticles in suspended aqueous solution was determined by a particle size analyzer (Otsuka ELS-8000).
Received: 27 June 2005 / Revised: 20 March 2006 / Accepted: 9 May 2006 C Springer Science + Business Media, LLC 2006
Abstract Silica-embedded nanocrystalline TiO2 powders were synthesized by sol-hydrothermal process. The influence of the composition of the solvent and the embedded silica content on the phase transition, grain growth and subsequently, on the photoactivity of TiO2 were investigated. The volume ratio of ethanol to water for the solvent composition was varied from 0.125 to 8 and the mole fraction of silica content was changed from 0 to 0.4, while the condition for hydrothermal reaction was fixed at 250◦C for 2 hour. With an increase in ethanol content in solvent composition, the crystallite sizes of pure TiO2 particles decreased from 15 nm to 6 nm and crystal phase changed from rutile/anatase mixed phase to pure anatase phase.
W. I. Lee · Y. H. Kim Dept. of Chemistry, Inha University, Incheon 402-751, Korea
Titanium tetraisopropoxide (TTIP) and tetraethylorthosilicate (TEOS) were used as precursors for titania and silica, respectively. Ethanol and water were employed as solvents and nitric acid was used as a catalyst to stabilize the sol. Appropriate amount of TTIP and TEOS precursors were taken to give the required silica: titania mole ratio. The mole fraction
Springer
900
J Electroceram (2006) 17:899–902
of silica was changed from 0 to 0.4. The volume ratio between ethanol to water for solvent composition was varied from 0.125 to 8 making total of 90 ml of mixed ethanol and water solution. Nitric acid was added to the water until the pH of the acidic water reached 0.3. In order to see the effect of acid concentration on the crystal structure, we also prepared acidic water whose pH is 0.6.
2 Experimental
E. Y. Kim · C. M. Whang ( ) School of Materials Science and Engineering, Inha University, Incheon 402-751, Korea e-mail: cmwhang@inha.ac.kr