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中频交流反应溅射TiO₂薄膜制备及光催化性能研究

侯亚奇 , 张弓 , 庄大明 , 吴敏生

无机材料学报

利用中频交流反应磁控溅射技术制备TiO₂薄膜,利用AES、XRD和SEM分析了制得的TiO₂薄膜的成分、结构和表面形貌,并利用多种降解对象研究了TiO₂薄膜的光催化降解性能.结果发现:利用Ar/O₂混合气体反应溅射纯Ti靶制备的TiO₂薄膜符合化学计量比,呈现柱状生长.TiO₂薄膜均为锐钛矿相,晶粒随薄膜厚度增加逐渐长大.制得的TiO₂薄膜对亚甲基蓝、甲基橙和敌敌畏都具有确实的光催化降解效果,同时具有很好的光催化性能稳定性.

关键词: TiO₂薄膜 , mid-frequency AC magnetron sputtering , photocatalytic degradation , methylene blue , methyl orange

SrNb₂O₆/Nb₂O₅复合物光催化降解甲基橙的研究

邢精成 , 卞建江 , 杨建华 , 黄富强

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00927

光催化剂SrNb₂O₆采用传统固相反应分别在合成温度为950℃(低温)和1400℃(高温)进行制备. 通过XRD粉末衍射和UV-Vis吸收光谱分析, 表征
了样品的物相和光谱吸收特性. 通过对高低温样品的测试和分析表明, 高温样品具有单一的物相, 而低温样品反应并不完全, 是一个混合物. 在SrNb₂O₆光催化活性研究中, 常用的甲基橙被选作染料光降解模型, 对比试验表明低温样品的光催化活性远高于纯相样品SrNb₂O₆或Nb₂O₅. 经过讨论和分析, 推断出低温产物中存在的异质结(SrNb₂O₆/Nb₂O₅)是提高光催化性能的根本原因.

关键词: 光催化 , methyl orange , SrNb₂O₆ , SrNb₂O₆/Nb₂O₅ heterojunction

BaTi_nO_2n+1光催化性能和结构关系的研究

邢精成 , 王文邓 , 卞建江 , 杨建华 , 黄富强

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01075

光催化剂BaTi_nO_2n+1(n=1, 2和4)粉末是通过sol-gel法制得的聚合物前驱体在800℃下烧制而成. 利用XRD粉末衍射和UV-Vis吸收光谱表征样品的物相和吸收光谱特性. 在样品的光催化活性测试中, 采取甲基橙作为染料光降解的模型, 研究了BaTiO₃、BaTi₂O₅和BaTi₄O₉在各种酸性条件下对甲基橙溶液的降解效率, 并初步探讨了其光催化性能差异的影响机制. 实验表明, 在相同的酸性条件下, 三种钛酸钡BaTi_nO_{2 n+1}(n=1, 2和4)的光催化活性都随n的增大而增强, 即BaTiO₃2O₅4O₉. 引入堆积率(定义为单位晶胞内所有组成离子的体积占整个晶胞体积的百分比)的概念, 堆积率越小, 则表明材料晶体结构越开放. 利用结构开放度的概念模型可以很好地解释光催化活性的差异, 即在这三种材料中, 结构越开放, 光催化性能越好.

关键词: BaTi_nO_{2 n+1} (n=1, 2 和4) , photocatalytic , methyl orange , sol-gel , pH value , packing

细菌纤维素负载稀土掺杂二氧化钛复合膜的制备和光催化性能

张秀菊陈文彬林志丹姚佳

材料研究学报

以细菌纤维素(BC)为载体, 用溶胶－凝胶法原位生成稀土镧和铈元素(La, Ce)掺杂的二氧化钛复合膜, 以甲基橙为目标降解物, 考察了复合膜的光催化活性。结果表明: 稀土元素已引入TiO2/BC复合膜中; 掺杂TiO2的晶型为锐钛矿型; 掺杂稀土的TiO2/BC复合膜的光催化活性比未掺杂的有较大提高;铈掺杂的TiO2/BC复合膜的光催化性能优于镧掺杂的; Ce4+掺杂的最适浓度为2 mmol/L, 而La3+掺杂的最适浓度为5 mmol/L; 稀土掺杂的TiO2/BC复合膜对甲基橙溶液重复降解5次的降解率仍高于70%。

关键词: 复合材料 , bacterial cellulose , rare earth , titanium dioxide , photocatalysis , methylene orange

Ni-TiO₂介孔材料的低热固相合成及其光降解甲基橙的动力学

刘少友 , 吴林冬 , 赵钟兴 , 冯庆革 , 王翔 , 杨朝德

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00902

以十六烷基三甲基溴化铵为模板, 通过钛酸丁酯与六水氯化镍的固相反应直接合成了镍掺杂的二氧化钛（Ni-TiO₂）介孔材料. 用X射线衍射、高分辨透射电镜、N₂脱附-吸附、红外、紫外以及拉曼光谱仪等分析技术对材料进行了物相与表面织构表征; 通过电感耦合等离子发射光谱仪对材料的元素组成进行分析; 同时研究了材料对甲基橙的光降解性能. 结果表明, 所得的介孔材料是锐钛矿型, 金属镍已进入了二氧化钛骨架, 镍的含量为3.62wt%; 孔壁是由无定形的晶界与微晶组成, 并伴有结构缺陷和痕量的金属镍氧化物; 其BET比表面积为102.4m²/g, 孔半径分布中心为2.4nm. 在298K下, Ni-TiO₂介孔材料对甲基橙溶液的紫外光降解行为遵循准一级动力学反应规律,其反应速率常数比纯TiO₂粉体大二倍, 且存在明显的浓度效应.

关键词: 镍掺杂二氧化钛 , mesoporous material , solid-state reaction , methyl orange , photodegradation , kinetics

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