纳米光催化

纳米光催化材料研究进展

姓名：蔡美娟 学号：7101010134 班级：行管104 摘要：

纳米材料被誉为2l世纪的新材料，直接利用太阳能来解决能源的枯竭和地球环境污染等问题是其中一个最好、最直接、最有效的方法。为此，中国政府制定实施了“中国光明工程”计划，模仿自然界植物光合作用原理和开发出人工合成技术被称为“2l世纪梦”的技术，它的核心就是开发高效的太阳光响应型半导体光催化剂。目前国内外常见的光催化材料多为金属氧化物或硫化物，如TiO2、ZnO、CdS及PbS等。但由于光腐蚀和化学腐蚀强、难溶解，实用性好的有TiO2与ZnO，其中TiO2使用最为广泛，我们就以现今纳米光催化材料的TiO2与ZnO研究介绍来进行纳米光催化的研究进展

关键字：

纳米光催化材料 TiO2 ZnO能源的枯竭

正文： 1 引言

纳米材料被誉为2l世纪的新材料，其概念在本世纪中叶被科学界提出后得到广泛重视和探人发展。1959年，诺贝尔物理奖获得Feyranan在美国加州理工学院召开的美国物理学会年会上预言：如果人们可以在更小尺度上制备并控制材料的性质，将会打开一个崭新的世界。这一预言被科学界视为纳米材料萌芽的标志。在能源危机和环境问题的双重压力下，开发新能

二、影响纳米材料光催化活性的因素。

1、半导体的能带位置

半导体的带隙宽度决定了催化剂的光学吸收性能。半导体的光学吸收阈值λg与Eg有关，其关系式为：λg=1240/Eg。半导体的能带位置和被吸附物质的氧化还原电势，从本质上决定了半导体光催化反应的能力。热力学允许的光催化氧化还原反应要求受体电势比半导体导带电势低（更正）；而给体电势比半导体价带电势高（更负）。导带与价带的氧化还原电位对光催化活性具有更重要的影响。通常价带顶VBT越正，空穴的氧化能力越强，导带底CBB越负，电子的还原能力越强。价带或导带的离域性越好，光生电子或空穴的迁移能力越强，越有利于发生氧化还原反应。对于用于光解水的光催化剂，导带底位置必须比

H+/H2O(-0.41eV)的氧化还原势负，才能产生H2，价带顶必须比O2/H2O(+0.82eV)的氧化还原势正，才能产生O2,。因此发生光解水必须具有合适的导带和价带位置，而且考虑到超电压的存在，半导体禁带宽度Eg应至少大于1.8eV。目前常被用作催化剂的半导体大多数具有较大的禁带宽度，这使得电子-空穴具有较强的氧化还原能力。

2、光生电子和空穴的分离和捕获

光激发产生的电子和空穴可经历多种变化途径，其中最主要的是分离和复合两个相互竞争的

这篇文献介绍了纳米TO2-WO3材料的制备、表征光催化

纳米TiO2- WO3复合材料的制备、表征及

其光催化性能

学生姓名：唐靖 指导教师：任跃红 董金龙

（太原师范学院 化学系 062班 030031）

摘 要 以WO3粉体和钛酸四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2-WO3复合材料，整个反应在室温下采用滴加的方式进行；各反应组分用量比为n(WO3+TBOT):n(EtOH):n(HCl):n(H2O)= 1:16:0.06:4, n(TBOT):n(HAc)=1:0.6；并通过红外光谱法和紫外-可见分光光度法对产品的结构和光吸收性能进行了表征，结果表明，通过复合，与TiO2相比，光吸收性能显著增强。在自然光照下，用制备的产品光催化降解甲基紫，结果表明，制备的纳米TiO2-WO3复合材料在日光下有很好的催化效果，并通过实验确定了光催化降解甲基紫的最佳条件。

关键字 纳米TiO2-WO3 溶胶-凝胶 光催化

前言

随着人们环保意识的提高，消除环境污染物的光催化降解[1]技术日益受到重视，并逐渐发展成为环境污染治理技术中的一项新技术。近年来，许多研究工作者为了拓宽纳米TiO2的光谱响应范围，使用多种手段对其进行改性，使其在自然光下即可

综述了光催化纳米材料在环境保护领域中的应用进展及环境污染物在光催化纳米材料表面的光催化降解机理,对光催化纳米材料在降解化工废水、农药废水、染料废水、含油废水、造纸废水等有机废水和无机废水、自来水净化、大气污染治理等方面的应用进行了评述,简要介绍了该材料在自清洁涂料、光催化消毒剂、吸收紫外线等方面的应用。指出了目前光催化纳米材料在应用领域中存在的不足,并展望了合成出对可见光有高响应率的光催化剂。

石

２００５年第３４卷第５期

油化

工

ＰＥ，ｒＲＯＣＨＥ～ⅡＣＡＬＴＥＣＨＮＯＬｏＧＹ

光催化纳米材料在环境保护中的应用

于兵川１，吴洪特１，张万忠２

（１．长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州４３４０２５；２．华中科技大学材料学院，湖北武汉４３００７４）

［摘要］综述了光催化纳米材料在环境保护领域中的应用进展及环境污染物在光催化纳米材料表面的光催化降解机

理，对光催化纳米材料在降解化工废水、农药废水、染料废水、含油废水、造纸废水等有机废水和无机废水、自来水净化、大气污染治理等方面的应用进行了评述，简要介绍了该材料在自清洁涂料、光催化消毒剂、吸收紫外线等方面的应用。指出了目前光催化纳米材料在应用领域中存在的不足，并展望了合成出对可见光有高响应率的光催化剂以及和传统污水处

纳米二氧化钛的制备及光催化

引言：

纳米二氧化钛是一种新型的光催化无机功能材料，由于其粒径在1~ 100 nm 之间, 具有粒径小、比表面积大表面活性高、分散性好等特点, 表现出独特的物理化学性质。它具有良好的透明性，紫外线吸收性及熔点低、磁性强、热导性强、高效、无毒、成本低和不造成二次污染等优点等奇异特性；还具有良好的抗菌作用，使用过程中不会发生自身损耗，而且资源丰富，价格低廉，因此在光催化降解废水中的有机物、涂料、精细陶瓷、塑料、催化剂、及化妆品等方面应用广泛，成为新型功能材料研究的热点之一。

1.纳米TiO2的制备

纳米TiO2的制备方法有很多, 归纳起来主要有固相法、气相法和液相法等其中气相法又包括化学气相沉积法和化学气相水解法等; 液相法包括溶胶凝胶法、胶溶法、醇盐水解法、沉淀法、水热合成法等。

(1).化学气相沉积法(CVD)

CVD法是利用挥发性金属化合物的蒸汽通过化学反应生成所需化合物。它包括单一化合物的热分解, 也包括通过两种以上物质之间的气相反应制备超细粉。该方法制备的超细粉纯度高,分散性好,粒度分布窄, 除能制备氧化物外, 还能制备碳化物、氮化物等非氧化物超细粉。Leszek W.achow ski等人利用CV

利用离子辅助沉积工艺在玻璃基板上制备了纳米TiO2薄膜,考察了离子源电压和电流的变化对TiO2薄膜晶体结构、光催化活性和光学等特性的影响.结果表明,离子辅助沉积法制备的TiO2薄膜具有好的锐钛矿型晶体结构和高的光催化活性,其晶粒尺寸随着离子源能量的增大而减小.在离子源电压和电流为600V和1200mA时所制备的TiO2薄膜具有最好的光催化活性,对亚甲基蓝水溶液的降解率达到了92.3%.

60

材料导报2008年5月第22卷专辑X

离子辅助沉积法制备纳米Ti02光催化薄膜

王永杰，付勇，李智超，杨宏杰，王统领

(利达光电股份有限公司，南阳473000)

摘要

利用离子辅助沉积工艺在玻璃基板上制备了纳米Ti02薄膜，考察了离子源电压和电流的变化对TiOz

薄膜晶体结构、光催化活性和光学等特性的影响。结果表明，离子辅助沉积法制备的TiQ薄膜具有好的锐钛矿型晶

体结构和高的光催化活性，其晶粒尺寸随着离子源能量的增大而减小。在离子源电压和电流为600V和1200mA时所制备的Ti()2薄膜具有最好的光催化活性，对亚甲基蓝水溶液的降解率达到了92．3％。

关键词

离子辅助沉积(1AD)Ti02锐钛矿光催化

anoPreparationofNTi02sbyIonAssistedD

利用离子辅助沉积工艺在玻璃基板上制备了纳米TiO2薄膜,考察了离子源电压和电流的变化对TiO2薄膜晶体结构、光催化活性和光学等特性的影响.结果表明,离子辅助沉积法制备的TiO2薄膜具有好的锐钛矿型晶体结构和高的光催化活性,其晶粒尺寸随着离子源能量的增大而减小.在离子源电压和电流为600V和1200mA时所制备的TiO2薄膜具有最好的光催化活性,对亚甲基蓝水溶液的降解率达到了92.3%.

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材料导报2008年5月第22卷专辑X

离子辅助沉积法制备纳米Ti02光催化薄膜

王永杰，付勇，李智超，杨宏杰，王统领

(利达光电股份有限公司，南阳473000)

摘要

利用离子辅助沉积工艺在玻璃基板上制备了纳米Ti02薄膜，考察了离子源电压和电流的变化对TiOz

薄膜晶体结构、光催化活性和光学等特性的影响。结果表明，离子辅助沉积法制备的TiQ薄膜具有好的锐钛矿型晶

体结构和高的光催化活性，其晶粒尺寸随着离子源能量的增大而减小。在离子源电压和电流为600V和1200mA时所制备的Ti()2薄膜具有最好的光催化活性，对亚甲基蓝水溶液的降解率达到了92．3％。

关键词

离子辅助沉积(1AD)Ti02锐钛矿光催化

anoPreparationofNTi02sbyIonAssistedD

综述掺杂改性纳米TiO2光催化性能的方法

摘 要：二氧化钛作为一种光催化材料，在净化污染和保护环境方面被认为是

最有潜力的一种材料。其光催化性能已得到了广泛的研究，目前已经在光电性能和光催化净化环境方面开发了很多实际的应用。而通过对二氧化钛纳米颗粒进行金属掺杂改性和非金属掺杂改性可以提高二氧化钛的光催化性能，使其满足现代生活中各种不同的需求。

关键词：二氧化钛 光催化 掺杂

Abstract：As a promising photocatalyst, TiO2 materials are expected to play

an important role in helping solve some serious environmental and pollution problems. Enormous efforts have been devoted to the research of TiO2

material, which have led to many promising applications in areas photovoltaics and photocatalysis. By the modification

综述掺杂改性纳米TiO2光催化性能的方法

摘 要：二氧化钛作为一种光催化材料，在净化污染和保护环境方面被认为是

最有潜力的一种材料。其光催化性能已得到了广泛的研究，目前已经在光电性能和光催化净化环境方面开发了很多实际的应用。而通过对二氧化钛纳米颗粒进行金属掺杂改性和非金属掺杂改性可以提高二氧化钛的光催化性能，使其满足现代生活中各种不同的需求。

关键词：二氧化钛 光催化 掺杂

Abstract：As a promising photocatalyst, TiO2 materials are expected to play

an important role in helping solve some serious environmental and pollution problems. Enormous efforts have been devoted to the research of TiO2

material, which have led to many promising applications in areas photovoltaics and photocatalysis. By the modification

纳米二氧化钛

化

2004年第24卷增刊

工环保

EN I NMEN AL EC I N FCHEMICALIND

117

纳米二氧化钛的制备及其光催化应用进展

2宁艳春1，，蒲文晶2

（华东理工大学化工学院，上海2；1.00237中国石油吉林石化公司研究院，吉林吉林1）2.32021

［摘要］纳米二氧化钛是一种纳米功能粉体材料，主要用于高科技领域。近年来，人们对纳米二氧化钛进行了广泛的研究。首先介绍了纳米二氧化钛的制备方法，然后就其作为光催化剂的作用机理及其在水处理、空气净化、抗菌方面的应用进行了综合评述。［关键词］纳米二氧化钛；光催化剂；制备；应用［中图分类号］ 134

［文献标识码］A

［文章编号］（）1006-1878200407-0117-03

纳米材料以其特殊的性能和广阔的发展前景引起众多科学家的广泛关注。“纳米”本身是长度计量单位，也等于千分之一微1纳米等于十亿分之一米，米，大约是三、四个原子的宽度。纳米材料可以理解为包括纳米颗粒和纳米晶体等的材料。纳米材料以其独特的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等性质，而呈现出许多奇异的物理、化学性质，使其在磁性材料、光学材料、催化剂材料和电子材料等众多领域具有重要的应用价值。