TiO2薄膜光催化效果的强化

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tio2光催化效率影响因素及应用

tio2光催化效率影响因素及应用
一、TiO2光催化效率影响因素：
1.光源：紫外光、可见光等光源都可以催化TiO2光催化反应，但是光源种类不同，催化效率会有差异。

2.TiO2纳米粒子大小：TiO2纳米粒子的大小也会影响TiO2光催化效果，一般来说，TiO2纳米粒子的尺寸越小，其光催化效果越好。

3.TiO2参与反应物：反应物种类不同，其与TiO2反应的效率也会有差异。

4.TiO2浓度：TiO2的浓度也会影响光催化效率，一般来说，TiO2的浓度越高，其光催化效率也会相应提高。

5.催化剂：一些催化剂可以改善TiO2光催化反应的效率，如铜、铁等常用催化剂。

二、TiO2光催化应用：
1.无害化处理：TiO2光催化反应可以用于无害化处理废气、废水等有毒有害物质，从而净化环境。

2.水处理：TiO2光催化反应也可以用于水处理，用于去除水中的微生物、悬浮物或者重金属离子等。

3.氧化反应：TiO2光催化反应可以进行氧化反应，如降解有机物、氧化还原反应等。

4.生物活性物质的制备：TiO2光催化反应可以用于制备生物活性物质，如多巴胺、麦角甾醇等物质。

薄膜材料在光催化领域的应用研究

薄膜材料在光催化领域的应用研究光催化技术是一种重要的环境治理和能源转换技术，其应用范围广泛，包括水处理、空气净化、能源转换等领域。

其中，薄膜材料在光催化领域的应用研究备受关注。

本文将重点探讨薄膜材料在光催化领域的应用及其研究进展。

一、薄膜材料在光催化领域的意义薄膜材料具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点，能够有效地吸附和分解污染物。

此外，薄膜材料的晶格结构和表面形貌可通过调控工艺进行优化，从而提高催化性能。

因此，在光催化应用中，薄膜材料具有以下优势：1. 提高反应效率：薄膜材料的高比表面积和丰富的活性位点可提供更多的反应界面，增强光吸收和催化效率。

2. 降低催化剂用量：薄膜材料通过效果良好的分离功能，降低了催化剂的损失和浪费。

同样的催化效果可以通过少量的催化剂实现，提高了催化剂的利用效率。

3. 提高光稳定性：薄膜材料通过在表面形貌或晶格结构上引入助剂或掺杂离子，可以提高光稳定性，延长材料的使用寿命。

由于以上优势，薄膜材料在光催化领域的应用逐渐受到广泛关注，并取得了一系列重要研究成果。

二、薄膜材料在光催化降解有机污染物中的应用有机污染物是造成环境问题的重要源头之一，其快速降解和有效去除一直是研究的热点。

薄膜材料的高比表面积和较好的吸附性能为有机污染物的降解提供了良好的条件。

1. 二维材料：二维材料，如石墨烯和二维金属卤化物等，具有高度可调控性和强大的催化性能，成为光催化降解有机污染物的研究热点。

通过将二维材料制备成薄膜，可以实现对有机污染物的吸附和光解降解，提高降解效率。

2. 多孔材料：多孔薄膜材料，如金属有机框架材料（MOFs）和介孔材料等，具有良好的吸附性能和较大的表面积，为有机污染物的降解提供了独特的平台。

这些多孔薄膜材料可以通过调控孔结构和功能化处理，实现对有机污染物的高效吸附和分解。

3. 半导体材料：以二氧化钛（TiO2）为代表的半导体材料具有良好的光催化性能。

将TiO2薄膜制备在载体上，可提高光催化降解有机污染物的效率。

TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用

TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用随着人口的增加和工业化的快速发展，水资源的污染问题日益突出，给环境和人类健康带来了巨大威胁。

因此，寻找高效、低成本的废水处理技术变得尤为重要。

TiO2光催化反应由于其高效、环境友好的特点，在废水处理中得到了广泛应用。

TiO2是一种常见的金属氧化物，具有良好的稳定性、耐腐蚀性和光催化性能。

光催化反应是指在光照下，光催化剂吸收光能产生活性氧物种，通过氧化还原反应将有机污染物转化为无害的物质。

TiO2光催化反应的原理主要基于其能带结构和表面活性位点。

当光照入射到TiO2表面时，激活光子会激发电子从价带跃迁到导带，产生电子-空穴对。

电子和空穴在晶体内部进行迁移，发生氧化还原反应。

此外，TiO2表面的羟基（OH）和缺陷位点也可以吸附有机污染物，提高催化剂的活性。

尽管TiO2光催化反应具有良好的光催化性能，但纯TiO2的光响应范围较窄，主要在紫外线（UV）区域。

为了拓展其光响应范围，研究者们通过掺杂、复合和修饰等方法进行了改性。

掺杂将其他金属或非金属元素引入TiO2晶格中，改变了其能带结构和吸收光谱。

复合将TiO2与其他材料进行复合，形成新的光催化剂。

修饰利用纳米材料对TiO2进行修饰，增强了其光催化性能。

这些方法不仅提高了光催化剂的光响应范围，还改善了其光催化效率。

在废水处理中，TiO2光催化反应被广泛应用于去除有机物、重金属离子和细菌等污染物。

有机污染物是废水中主要的污染源之一，包括有机溶剂、农药、染料和药物等。

这些物质具有难降解性和毒性，传统的废水处理方法往往效果不佳。

而TiO2光催化反应能够将有机污染物降解为无害的物质，大大提高了废水处理的效果。

重金属离子是废水中另一个常见的污染物，具有持久性和生物蓄积性。

TiO2光催化反应能够将重金属离子还原为金属，或通过与金属形成络合物沉淀，有效去除废水中的重金属污染物。

此外，TiO2光催化剂还可以发生光生杀菌作用，通过破坏细菌细胞结构和代谢功能来净化废水。

纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

粉体呈锐钛矿相，８０经０ ℃退火得到了锐钛矿相与金红石相的混合晶相，９０经０ ℃退火完全转化为金红石相。薄
膜表面粒子分布均＞，面平均粗糙度为１５ｎ该薄膜具有较高的光催化活性，直接用于光催化降解有机－表－ｊ．４ｍ，可
ｔｒｕｎｎｏａｎｔｓｈｓｅｎｅｌｇｆｏ３０ｔ０ ℃ ．ｔｔｒｓｉｔｘｄｐａｅｓｒｃｕｅｏｎｔｓｕｅｔｒｓｉｔｎａａａｅｐａｅｗｈｎａｎａｉｒｍ０ ℃ ｏ７０ｎｉｕｎｎｏａｍｉｅｈｓｔｕｔｒｆａａａｅａｄｒｔｌｗｈｎａｎａｉｇａ０￣，ｎｔｔｒｓｉｔｉｇｅｒｔｅｐａｅｗｈｎａｎａｉｇａＯ￣Ｔｈａｔｃｅｉ— ｎｕｉｅｎｅｌｔ８０Ｃａｄｉｕｎｎｏａｓｎｌｕｉｈｓｅｎｅｌｔ９ＯＣ．ｅｐｒｉｌｓｄｓｅｎｌｎｔｉｕｅｏｈｉｓｒａｅａｅｈｍｏｅｅｕｎｈｖｒｇｕｆｃｏｇｎｓｓ１５ｎ￣Ｔｈ０２ｔｉｉｈｓａｒｂｔｎｔｅｆｍｕｆｃｒｏｇｎｏｓａｄｔｅａｅａｅｓｒａｅｒｕｈｅｓｉ．４ｎｌｅＴｉｈｎｆｍａｌｖｒｏｄｐｏｏａａｙｉＩａｅａｐｉｄｉｎｉｌｓｓｃｓｐｏｏａａｙｉｅｒｄｔｎｏｒａｉｏｏｎｓａｄｅｙｇｏｈｔｃｔｌｓｓｔｃｎｂｐｌｍａｙｆｄ，ｕｈａｈｔｃｔｌｔｃｄｇａａｉｆｇｎｃｃｍｐｕｄ，ｎ．ｅｎｅｏｏ

玻璃和石英基体上沉积的TiO2薄膜的光催化性能

中图分类号：Ｏ４／７６３Ｘ文献标识码：Ａ
ＰｈｔｃｔｌｔｃＰｅｆｒａｃｆＴｉｉｌｓＤｅｏｉｅ００ａａｙｉｒｏｍｎｅｏＯ２ＴｈｎＦｉｍｐｓｔｄ
ｏａｓａｄＱｕｒｚＳｂｔａｅｎＧｌｓｎａｔｕｓｒｔｓ
ｈｏｅｒｉｔｉｕｅｍｏｈｅｃｙｔｌｎｒｉｌｓ．ＴｈｅａｓｒｔｏｄｅｆｔｅｔｉｓｗｅｅｎａｌｔｔｅｌｓｗｅｅｄｓｒｂｔｄａｎｇｔｒｓａｌｅｐａｔｃｅｉｂｏｐｉｎｅｇｓｏｈｗｏｆｌｒｅｒｙａｈｍｓｍｅｐｓｔｏｎｔｏｅｓｅｔｕａｔｕｈｑｒｚｈｄｈｇｒｔａｓｔａｃｈａｈｅｇａｓＳｈｔａｅａｏｉｉｎｉｈｅｗｈｌｐｃｒｍｌｈｏｇｕａｔａｉｈｅｒｎｍｉｔｎｅｔｎｔｌｓｕｓｒｔ．Ｔｈｅｔｔ — ｉａｎｉｍｎｔｉｓｗａｎｔｘｄｔｏｔｔｆＴｉ．ａｄｔｘｙｅｓｉｈｃｍｆｏｉａｄａｓｎｕｉｈｅｆｌｓｉｈｅｏｉａｉｎｓａｅｏ４ｍｎｈｅｏｇｎｗａｎｔｅｆＩｏ一ｎＴｉｒｎｌｉｏ
ＡｓａｔＴｉ２ｈｎｆｍｓｗｒｅｏｉｄｏｌｓａｄｑａｔｓｂｔｔ，ｅｐｃｉｅ，ｕｉｇｔｅｄｒｃｃｒｎｂｔｃ：０ｉｉｅｅｄｐｓｅｎｇａｎｕｒｕｓｒｅｒｓｅｔｌｓｈｉｔｕｒｔｒｔｌｔｓｚａｓｖｙｎｅｅ

TiO2纳米薄膜光催化剂制备技术的新进展

２ＳｈｏｆＥｖｒｎｅｔｌｃｅｃｎｇｎｅｉｇ，ＳａｇａｉｏｏｇＵｎｖｒｉｙｈｎｈｉ０２０ｃｏｌｎｉｍｎａｉｎｅａｄＥｎｉｅｒｎｏｏＳｈｎｈｉａｔｎｉｅｓｔ，Ｓａｇａ０４）Ｊ２
（ＳａｅＫｅｂｒｔｒｆＵｒａａｅｓｕｃｎｎｉｎｅｔ１ｔｔｙＬａｏａｏｙｏｂｎＷｔｒＲｅｏｒｅａｄＥｖｒｍｎ，ＨａｂｎＩｓｉｔｆＴｅｈｏｏｙ，Ｈａｂｎ１０９ｏｒｉｎｔｕｅｏｃｎｌｇｔｒｉ５００；
获得更高的光催化活性，另一方面则要考虑催化剂在反应体
系中的回收问题。ＴＯ纳米薄膜由于易于分离回收，ｉ。同时继承了ＴＯ纳米粉体的优良性能，为目前光催化剂研究的ｉ成
过程紧密相关，果处理不当，备的薄膜往往会有裂纹或如制
ＴＯ光催化剂时，ｉ。一方面希望减小颗粒尺寸提高比表面积以
与载体结合不好，因此，必要对溶胶一胶法制备工艺进行有凝
优化改进。
０引言
工业生产的高度发展产生了大量难降解有机污染物。
作为高级氧化技术的一种，纳米Ｔ０光催化可以有效降解ｉ：
有机卤化物农药、酚类、氯联苯和多环芳烃等有机物，且多而具有成本低、化学稳定性好、全无毒等优点。在制备纳米安

催化剂对TiO2薄膜微观结构及光学性质的影响文献综述

催化剂对TiO2薄膜微观结构及光学性质的影响文献综述摘要：以钛酸四丁酯为前驱体，乙醇为溶剂，采用溶胶-凝胶(sol_gel)法制备TiO2薄膜。

本文综述了二氧化钛薄膜的制备方法及催化剂对其微观结构及光学性质的影响方面的研究进展。

关键词：TiO2; 溶胶凝胶法; 微观结构; 光学性质1.引言二氧化钛作为一种宽禁带半导体，由于性质稳定、无毒、以及高效的光催化活性，引人瞩目。

但由于TiO2的禁带宽度为3.2eV，要在紫外光的激发下才能显示催化活性，然而太阳光中紫外光能量仅占4%，而可见光占43%。

由于存在太阳能利用率低和分解有机物效率较低的缺陷，TiO2半导体光催化技术在实际工业应用中受到了一定程度上的制约。

如何改性TiO2使其在可见光甚至是室内光源的激发下产生活性一直是研究的热点。

本文就其催化剂对TiO2薄膜微观结构及光学性质的影响方面的研究进行了综述。

2.薄膜的制备工艺TiO2在制备过程中容易缺氧而生成大量缺陷，是一种典型的本征n型半导体，以电子导电为主。

目前，TiO2薄膜的制备方法有很多种，常用的有脉冲激光沉积法（PLD）、磁控溅射法（RFSputtering）、金属有机化学气相沉积法（MOCVD）、溶胶—凝胶法（Sol-gel）等方法，各种方法都有各自的优缺点。

本文就溶胶—凝胶法（Sol-gel）做简单介绍。

溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是20世纪60年代发展起来的一种制备陶瓷、玻璃等无机材料的湿式化学方法。

溶胶-凝胶法是制备纳米粒子及薄膜最常用也是最有效的手段和方法之一。

溶胶-凝胶法技术具有纯度高、均匀性好、合成温度低（甚至可在室温下进行）、化学计量比及反应条件易于控制等优点，特别是制备工艺过程相对简单，无需特殊贵重的仪器。

溶胶-凝胶法可用于制备薄膜、超细或球型粉体、陶瓷光纤、多微孔无机膜、单集成电路陶瓷或玻璃、多孔气凝胶材料、复合功能材料、纤维及高熔点玻璃等。

溶胶-凝胶法制备薄膜时，先将金属有机醇盐或无机盐进行水解、聚合，形成金属盐溶液或溶胶，然后用提拉法、旋涂法或喷涂法等将溶胶/溶液均匀涂覆于基板上形成多孔、疏松的干凝胶膜，最后再进行干燥、固化及热处理即可形成致密的薄膜。

TiO2薄膜光催化效果的强化

＋Ｌ。掺杂。ａ
关键词：溶胶一凝胶法；ｉＴＯ薄膜；Ｅ４０粉末引发；ＰＧ０；滴加操作
中图分类号：７３１Ｘ０．文献标识码：Ａ
文章编号：６２—９４（０７００５０１７２２２０）５— ０７— ４
ＰｒｍｏｉｎｆｔｈｏｏａａｙｉｆｃｆＴｉｉｌｏｔｏｏｈｅＰｔｃｔｌｔｃＥｆｅｔｏＯ２ＴｈｎＦｉｍ
Ａｂｔａｔｉｏａｒｐｒｄｕｉｇｓｌｅｔｏｓｒｃ：ＴＯ２ｓｌｗｓｐｅａｅｓｎｏ —ｇｌｍｅｈｄ，ａｄｃａｅｎｔｅｓｒａｅｏｏｎｏｔｄｏｈｕｆｃｆｃｍｍｏｌｓ。Ｔｅｂｓｈｔｃｔｙｉ — ｎｇａｓｈｅｔｐｏｏａａｔａｌｃｂｌｙｗａｎｅｔａｅｎｔｒｆｔｅｄｇａａｉｎｏｔｙｒｎｅｏｉｈｎｆｍ．ＴｅｒｓｌｅｎｔｔｄｔａｈｅａａｉｎｏｉｔｓｉｖｓｉｔｄｉｅｍｓｏｅｒｄｔｆｍｅｈｌｏａｇｎＴＯ２ｔｉｌｉｇｈｏｉｈｅｕｔｄｍｏｓｒｅｔｅｄｇｄｔｆｓａｈｔｒｏｍｅｈｌｒｎｅｏＯ２ｈｎｆｍｓｈｇｅｔｈｎｔｅａｄｔｎｑａｔｙｏＥ０ｓ％，ｉｏａｘｉｄｔｉｅｂｎｔｓｉｔｙａｇｎＴｉｉｌｗａｉｈｓｅｄｉｏｕｎｉｆＧ４０ｗａｏｔｉｗｈｉｔＰ７ＴＯ２ｌｓｅｃｔｗｃｙａａａｅＴＯ２ｓｗｅ

tio2光催化原理

tio2光催化原理
TiO2光催化作用是指利用二氧化钛（TiO2）作为催化剂，在
紫外光或可见光照射下，产生光生电子和光生空穴，从而产生一系列光化学反应的过程。

具体的光催化原理如下：
1. 紫外光或可见光照射下，TiO2表面的价带顶部电子会被能
级较高的光子激发，从价带向导带跃迁，形成光生电子，同时产生光生空穴。

2. 光生电子具有很高的还原能力，可与氧气或水中的氧还原剂发生反应，从而产生氢氧离子或超氧自由基等活性氧物种。

3. 光生空穴则具有很高的氧化能力，能与水中的水分子发生反应，产生羟基自由基（•OH），这是一种强氧化剂，可对有机
污染物进行氧化降解。

4. 光生电子和光生空穴还会在TiO2表面进行寿命较短的复合
反应，产生一系列高级氧化物种（如过氧化氢、过氧硫酸根离子等），进而参与光化学反应。

5. 这些高级氧化物种可与有机污染物发生氧化、光降解等反应，将有机污染物分解为无害的小分子或低毒化合物，从而起到净化水和空气环境的作用。

通过控制光照强度、催化剂的类型和剂量、溶液pH值等条件，可以调节TiO2光催化反应的速率和效果。

此外，TiO2光催化
也具有无需添加外部化学试剂、操作简单、无二次污染等优点，因此在环境净化、光催化降解有机废水、大气污染治理等方面具有广泛的应用前景。

tio2光催化机理

tio2光催化机理
Tio2光催化机理是指二氧化钛（TiO2）在光照条件下产生催
化活性的过程。

这种机理分为两个步骤：光吸收和电子传递。

1. 光吸收：当二氧化钛暴露在紫外光照射下时，其能带结构会导致电子从价带跃迁到导带。

在此过程中，二氧化钛会吸收光的能量，并激发电子到导带。

2. 电子传递：激发到导带的电子和剩余在价带的空穴会在二氧化钛表面发生传递过程。

这些激发态的电子和空穴可以与水中的氧分子和水分子发生反应，产生一系列的氧化还原反应。

例如，激发态的电子可以与水中的氧分子反应，生成一种强氧化性的氢氧离子自由基（•OH），这种自由基可以氧化有机物质。

而激发态的空穴则可以氧化水分子，生成一种强还原性的氢离子自由基（•H），这种自由基可以分解有机物质。

综上所述，Tio2光催化机理是指二氧化钛在光照条件下，通
过吸收光的能量，激发电子和空穴，进而发生一系列氧化还原反应的过程。

这种光催化机理在环境污染治理、清洁能源等领域具有广泛的应用前景。

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]。

TiO2光催化

二氧化钛(TiO)由于其优异的光电转换及物化性能成为半导体光催化材料中的2研究热点。

二氧化钛纳米晶半导体太阳能电池，是利用纳晶多孔薄膜电极，通过增大其表面积来提高电池的光电转换效率，该项技术无论在理论基础及应用技术上都有一定的发展潜力，具有取代硅太阳能电池及传统的太阳能电池发电的可能性，对TiO纳米晶半导体太阳能电池的深入研究，大大促进纳米结构半导体光2在能量大于其禁带宽度的电化学新兴学科领域的发展。

在环境污染的治理，TiO2光照射下，产生电子与空穴对，然后光生电子迁移至催化剂表面实现光生载流子的有效分离，光生空穴的强氧化能力以及导带电子的还原能力使其能有效地氧化还原大部分有机物及一些金属离子，基于这一点，在环境污染的治理方面具有重大意义，因而制备性能优良的二氧化钛光催化剂成为一项有意义的工作。

是一种价格便宜、无毒、稳定且抗腐蚀性良好的半导体材料。

但是，由于纳TiO2能带间隙较宽（锐钛矿，金红石型），对太阳光的吸收效率很低，米尺度的TiO2只能吸收太阳光中4%的紫外光部分，所以必须对其进行改性，扩宽其吸收利用的波段。

一般有以下三种方法：一是通过与能带间隙较窄的半导体复合；二是通的敏化。

过掺杂其他元素；三是利用染料进行TiO2TiO通常有三种晶型，板钛矿(brookite)在自然界中量很少而研究极少；在这三2种晶型中，锐钛矿(anatase)的催化活性最高。

锐钛矿和金红石的结构可以用一个Ti06八面体链来表示，不同之处在于二种晶型的变形程度和八面体链的连结方式不同，每个Ti4+被6个O2-包围，形成一个八面体。

金红石八面体结构并不规则，呈现轻微的正交晶系变形；锐钛矿八面体变形程度更大，因此对称性减小。

板钛矿属斜方晶系，性质不稳定，在650℃时转化成金红石结构，其应用的不是很多；锐钛矿比较稳定，在800℃时转化成金红石结构，金红石不可转化成锐钛晶体中Ti4+离子位于相邻的矿和板钛矿，金红石和锐钛矿都属于四方晶系，TiO2六个O2-离子所形成的八面体中心。

Tio2的光催化性能研究

TiO2的光催化性能研究摘要：主要介绍二氧化钛的光催化原理，基本途径，以及光催化剂的结构特性和影响因素，还讲述了关于二氧化钛的光催化应用。

关键字：二氧化钛光催化光催化剂，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外二氧化钛，化学式为TiO2线消毒及杀菌，现正广泛开发，将来有机会成为新工业。

二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。

二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。

二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。

1 TiO的基本性质21.1结晶特征及物理常数物性：金红石型锐钛型结晶系：四方晶系四方晶系相对密度：3.9~4.2 3.8~4.1折射率： 2.76 2.55莫氏硬度：6-7 5.5-6电容率：114 31熔点：1858 高温时转变为金红石型晶格常数：A轴0.458,c轴0.795 A轴0.378,c轴0.949线膨胀系数：25℃/℃a轴：7.19X10-6 2.88？10-6c轴：9.94X10-6 6.44？10-6热导率： 1.809？10-3吸油度：16～48 18～30着色强度：1650~1900 1200~1300颗粒大小：0.2~0.3 0.3功函数：5.58eV2TiO的光催化作用22.1光催化作用原理二氧化钛是一种N型半导体材料，锐钛矿相TiO的禁带宽度Eg =3.2eV，由2半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度E g的关系式：λg (nm)=1240/Eg(eV)上时，价带中的电子就会发生跃迁，可知：当波长为387nm的入射光照射到TiO2形成电子-空穴对，光生电子具有较强的还原性，光生空穴具有较强的氧化性。

在半导体悬浮水溶液中，半导体材料的费米能级会倾斜而在界面上形成一个空间电荷层即肖特基势垒，在这一势垒电场作用下，光生电子与空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置，还原和氧化吸附在表面上的物质。

光催化TiO2薄膜研究进展及其影响因素

这一研究热点进行讨论与综述。
１纳米ＴＯ的制备ｉ２
纳米Ｔｉ的制备方法很多（图）而溶胶一ｏ２见，凝胶法因为能设计和控制材料的均匀性和粒度，
面的突出优点，力地推动了人们对其在深度和有
广度上的研究。
的催化剂固定技术得到研究。人们将研究的重点转向制备高效率的催化膜代替Ｔ２末。究的粉研
内容涉及载体和固定方法（１。以溶胶一凝胶图）
法为基础的０ｚ膜制备方法越来越成为研究薄较多的ＴＤｚ膜制备法。这种方法的优点是薄
Ｔｉ呈锐钛矿型。随热处理温度的升高，末和Ｏｚ粉薄膜都经历无定型钛、钛矿、红石的相变。锐金
摘要：提高光催化剂的光催化活性是多相光催化剂能否工业化应用的关键。章主要介绍了半导体文
多相光催化材料的理论及应用的发展现状，探讨了玻璃表面Ｔｉ薄膜光催化性能的影响因素及提高其Ｏｚ
光催化降解效率的途径。关键词：二氧化钛；光催化；膜薄
第２２卷
Ｔｉ容易大面积成膜，固定在复杂形状的基体ｏ２被
厚度小于５ｎ时Ｔｉ呈非晶态；０ｍｏ２大于５ｎ时，０ｍ
上。采用溶胶一凝胶法在普通玻璃表面瓤备ＴＯｉ２
薄膜已有文献报道［，有关在普通玻璃表面４但］

TiO2纳米晶和薄膜的制备及光催化性能

维普资Biblioteka 第３卷第３１期
２０年９０８月
长春理工大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｂｎｃｕｉｅｓｙｏＳｉｃｎｅｈｏｏｙＮａｒｌ￣ｎ￣ｄｔｎ）ｏｒａｏＣａｇｈｎｖｒｉｆｃｅｅａｄＴｃｎｌ｛ｔａＳｉｃＥｉｏＵｎｔｎｇｕ￣ｉ
ＡｂｔａｔＴｉｎｎｃｙｔｌａｄｔｉｌｒｒｐｒｄｂｌｅｐｏｅｓＳｍｐｅｎｅｌｄａｉｅｅｔｅｅａｕｅｒｓｒｃ：Ｏ：ａｏｒｓａｓｎｎｆｍｓｈｉｗｅｅｅａｅｙｓ・ｌｒｃｓ．ａｌｓｎａｅｔｆｒｎｍｐｒｔｒｓｐｏｇａｄｔｗｅｅ
自从１７９２年Ｆｊｈｍａ和Ｈｏｄｕｉｉｓｎａ发现Ｔ０电ｉ２
有机污染物的环境处理方面有着广阔的应用前景。本工作采用溶胶一凝胶法制备了ＴＯ：ｉ纳米粉末及在石英玻璃基片上制备了不同层数的ＴＯ：ｉ薄膜，并研究了工艺参数对纳米ＴＯ粉末的结构及ＴＯｉ：ｉ：
ａｏｕ０％ｉ６０ｉｂｔ９ｎｍｎ．
Ｋｅｒｓｓｌｅｍｅｈｄｎｎｃｙｔｌ；ＴＯ２ａｏｌ；ｐｏｏａａｙｉｙｗｏｄ：ｏ－ｌｔｏ；ａｏｒｓｓｇａｉｎｆｍｎｉｈｔｃｔｌｓｓ
关键词：溶胶一凝胶法；纳米晶；纳米ＴＯ。ｉ薄膜；光催化
中图分类号：Ｔ０６６３Ｑ３：０４文献标识码：Ａ文章编号：１７ —９７２０）０６２８０（０８３—０９０５—０３

二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究共3篇

二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究共3篇二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究1二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究光催化降解是一种利用光照射催化剂表面，使有机污染物在光催化作用下分解为CO2和H2O的技术。

其中，二氧化钛是一种重要的光催化剂，具有极高的光催化活性和稳定性，已被广泛应用于环境保护和清洗产业。

为了提高二氧化钛的光催化效果，我们研究了二氧化钛及其复合薄膜的光催化降解性能。

实验中，我们采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛光催化剂，通过X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其晶体结构和形貌进行了分析。

同时，我们利用旋涂法制备了不同复合薄膜，包括Bi2O3/二氧化钛、WO3/二氧化钛和ZnO/二氧化钛。

通过可见光催化降解染料试验和光催化氧化亚硝酸试验，我们研究了不同光催化剂的光催化降解性能。

实验结果表明，相较于纯二氧化钛光催化剂，复合薄膜光催化剂对有机污染物和氧化亚硝酸的降解效果表现更好，降解率明显提高。

其中，ZnO/二氧化钛复合薄膜表现出最好的光催化降解性能，其对甲基橙的降解率可达96.5%。

此外，我们还通过光致发光谱（PL）、紫外-可见吸收谱（UV-vis）和光电流谱（PEC）等手段，研究了不同光催化剂的光催化机理和电荷分布。

实验结果表明，复合薄膜光催化剂的光生成电子和空穴均分布更加均匀，电荷分离效果更好，从而提高了光催化剂的活性。

综上所述，本实验研究了二氧化钛及其复合薄膜的光催化降解性能，优化了光催化剂的组成和结构，提高了光催化剂的光催化活性和稳定性。

这对于二氧化钛的应用和环境保护具有重要意义本实验研究表明，通过制备二氧化钛复合薄膜，可有效提高光催化降解有机污染物和氧化亚硝酸的效率。

其中，ZnO/二氧化钛复合薄膜表现出最好的光催化降解性能。

通过光致发光谱、紫外-可见吸收谱和光电流谱等手段，研究了不同光催化剂的光催化机理和电荷分布，发现复合薄膜光催化剂的活性更高。

因此，本研究对于提高二氧化钛光催化剂的应用效率和环境保护具有重要意义二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究2二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究随着环境污染问题的日益严重与可持续发展理念的普及，光催化降解技术已成为目前较为先进和有效的处理污染物的方法之一。

提高纳米TiO2光催化性能的主要途径简介

提高纳米TiO2光催化性能的主要途径简介摘要：近十几年来，半导体光催化技术在环保、卫生保健等方面的应用研究发展迅速，纳米光催化成为国际上最活跃的研究领域之一，其中纳米TiO2光催化材料具有很大的应用潜力，但仍存在着一些不足之处。

本文主要简要介绍提高纳米TiO2光催化性能的主要途径。

关键词：纳米TiO2，光催化性能，铂掺杂，镍掺杂，硅藻土1前言纳米TiO2是当前最有应用潜力的光催化剂，具有光催化活性高，化学性质稳定，原料来源丰富等优点。

同时存在着以下不足：光致电子和空穴对的转移速度慢，复合率高，导致光催化量子效率低；只能用紫外光活化，太阳光利用率低；粉末状TiO2在使用过程中存在分离、回收困难等问题。

而提高TiO2光催化性能的主要途径有：贵金属沉积、离子掺杂、添加适当的有机染料敏化剂、采用复合半导体。

2载Pt后的TiO2光催化性能2.1光吸收性能图1为各Pt-TiO2样品与P25的UV-Vis谱。

可以看出,P25没有可见光吸收,而各Pt-TiO2样品均具有可见光吸收.较低水热温度下所得Pt-NTA70,Pt-NTA100和Pt-NTA130样品在380~500 nm范围内具有明显的可见光吸收,且非常接近.这3个样品表面吸附了大量PtCl x物种,其颜色及UV-Vis谱变化趋势与Kim等[1]采用溶胶-凝胶法制备的PtCl x-TiO2样品基本一致.这是由于PtCl x修饰造成的.因此,上述3个样品对可见光的吸收可归属于PtCl x敏化原因.较高水热温度下,所得Pt-NTA160和Pt-NTA190样品在380~700 nm 范围内具有更强的可见光吸收.在160或190 °C时,NTA管状形貌被破坏转变为颗粒;同时,晶体结构由正交晶系转变为锐钛矿相,在晶粒的生长过程中吸附在表面的PtCl x被包裹进入到TiO2晶格中,形成Pt掺杂TiO2.由XPS结果可知,此时有Pt2+掺杂进入晶格间隙中,使可见光吸收明显增强[2]对Pt-NTA220样品来说,可能生成了少量单质Pt而致使在整个可见光区域都具有很好的吸收.金属离子掺杂可以扩展TiO2对可见光的吸收,认为这是由于金属离子掺杂进入TiO2晶格中,在导带下方形成新的能级所致[3];也有人认为,金属离子在掺杂过程中产生大量的氧空位相互作用而在禁带中间产生新的子能级所致[3].曾对NTA进行高温处理[4]真空处理[5]水热结果表明,样品含有的束处理[6,7]及氨气热处理[3]制备得到具有可见光响应的TiO2。