二氧化钛光催化材料.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流二氧化钛光催化材料.精品文档.二氧化钛光催化材料学院：纺织与材料工程学院专业：材料科学与工程（无机非金属）全学号：1001060116班级学号：无机10116姓名：徐靖指导教师：刘敬肖完成时间：2013.5.30目 录1课题分析 第3页2检索策略 第3页2.1 选择检索工具 第3页2.2 选择检索词 第4页2.3 拟定检索式 第4页3检索步骤及检索结果 第4页3.1 百度搜索 第4页3.2 超星电子图书 第5页3.3 中国学术期刊网（CNKI） 第5页3.4 中文科技期刊数据库（VIP）第6页3.5 万方数字化期刊全文数据库 第7页3.6 国家知识产权局专利数据库 第8页3.7 RSC英国皇家化学学会第9页4检索效果评价 第10页4.1 检索词的选择第10页4.2 检索技术第10页4.3 数据库的选择第11页5文献综述 第11页1. 课题分析随着工业的发展，环境污染问题已成为人们普遍关注的社会问题。对此，人们展开了治理污染、保护环境的科学研究，并取得了一定的成效。光催化技术是近几十年来发展起来的一种高效、环保、节能的新技术，它以半导体为催化剂，能够有效地利用太阳光催化氧化有毒污染物质，是一种有效治理污染、保护环境的方法。光催化降解有机污染物的方法，具有节能、适用范围广及无毒等许多优点，具有极为诱人的前景。光催化氧化作为一种高级氧化技术，已日益收到国内外学者的关注。大量实验研究表明，TiO2催化剂光照后不发生光腐蚀，耐酸碱性好，化学性质稳定，对生物无毒性；来源丰富，世界年消费量为350万吨；能隙较大，产生光生电子和空穴的电势电位高，有很强的氧化性和还原性，TiO2作为耐久的光催化剂已经被应用在处理各种环境问题上。半导体TiO2是一种新型的高效光催化即剂，具有很强的氧化能力，在一定能量的光照条件下，它不仅能将环境中的有害有机物降解为二氧化碳和水，而且可以氧化去除大气中低浓度的NOx和含硫化合物（如硫化氢、二氧化硫）等有毒气体。另外，光催化剂TiO2还具有杀菌、除臭、防雾、自洁净等作用，可以进一步改善生活环境。TiO2光催化具有能耗低、操光催化性能，使操作简单、反应条件温和以及无二次污染等优点。纳米TiO2光催化氧化杀菌具有显著的优点:无需昂贵的氧化试剂，空气中的氧就可作为氧化剂；而二氧化钦催化剂价格低廉，无毒，化学及光化学性质稳定；自然光中的紫外光就可作为光源激发催化剂， 因此无需能源， 系统维护费用低；氧化还原反应无选择性，可以杀灭大多数的微生物。目前，二氧化钛光催化技术在环境保护中越来越受到人们的关注和重视，它对于环境保护、维持生态平衡、节约费用、实现可持续发展具有重大意义。2. 检索策略2.1 选择检索工具检索工具名称访问方式检索年代文献类型百度搜索2005-2013网页超星电子图书202.115.54.222005-2013图书中国学术期刊网（CNKI）202.115.54.222005-2013期刊论文中文科技期刊数据库（VIP）2005-2013期刊论文万方学术期刊数据库2005-2013期刊论文SooPAT专利搜索引擎www2.soopat.com1985-2013专利文献RSC英国皇家化学学会（RSC Publishing Home）pubs.rsc.org2005-2013外文文献2.2 选择检索词从课题字面选从课题内涵选（同义词、近义词、上下位词）光催化光催化材料(上位词)TiO2纳米TiO2 (同义词)环境材料治理、污染、净化材料(近义词)制备应用用途2.3 拟定检索式由于不同检索工具的字段不同，因此将检索式（亦称提问式）在“检索步骤及检索结果”的各个具体检索工具中给出。3. 检索步骤及检索结果3.1 百度搜索3.1.1 检索式A.搜索：纳米TiO2 and 制备and 应用3.1.2 检索步骤与结果打开百度搜索网页：在第一行检索框内输入检索式A，“and”用空格形式表示。限定在“简体中文”和“网页标题”内检索。得到1,790,000条检索结果。经过筛选，选择其中的4篇（但仅对其中的两篇进行详细介绍）：1【篇名】纳米二氧化钛制备及应用【摘要】纳米材料是一种新型材料，一般是指粒径小于100nm的超微颗粒。这种超微颗粒具有表面积大，表面活性高，良好的催化特性，它具有金属和非金属的特异性能。随着现代科学技术的迅速发展，纳米材料被不断开发并合理运用于与人类生活息息相关的领域，如：纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锌等等，他们的应用也越来越广泛，人们对其要求也越来越高。就纳米二氧化钛而言，由于它具有极大的体积效应、表面效应、光学特性、颜色效应，故在光、电及催化环保等方面显示出其特殊性质，作为一种新型材料，其应用领域日益广泛。【出处】上海汇精亚纳米新材料有限公司2【篇名】二氧化钛纳米材料的制备与应用【摘要】此课设论文是关于纳米二氧化钛材料的制备及应用，论文主要根据二氧化钛的表征及性能，深入地讨论了纳米二氧化钛材料的一些制备方法及应用。从物理法和化学法、或从液相法和气相法，详细地概述了二氧化钛粉体制备和薄膜制备。在诸多性能的分析下，二氧化钛纳米材料在污水处理、空气净化、太阳能利用、抗菌、防雾、自清洁功能等方面起到了实际作用。【出处】北京化工大学北方学院2007年3.2 超星电子图书3.2.1 检索式B.书名=光催化材料3.2.2 检索步骤与结果用检索式B进行检索，检索到4条结果：3【书名】环境光催化材料与光催化净化技术 【作者】蔡伟民，龙明策编著【摘要】本基于作者课题的研究成果，阐述了光催化环境净化材料的研究方法、理论基础和设计策略，结合环境净化技术的研究方向和应用发展趋势，介绍了水、空气光催化净化和自洁净表面的应用状况和发展前景。环境光催化材料与光催化净化技术在内容上密切联系光催化发展的前沿，同时描述了光催化环境净化技术的工业应用全貌和前景。 【出版】上海交通大学出版社 2011年1月第1版16开pp2344 【书名】二氧化钛半导体光催化材料离子掺杂 【作者】陈建华 著  龚竹青 译【摘要】二氧化钛半导体光催化材料离子掺杂系统地介绍了离子对纳米TiO2粉体和薄膜的掺杂试验结果及相关测试、分析和讨论，是一本系统描述TiO2离子掺杂的专著，具有较高的学术水平和参考价值。【出版】 科学出版社 2006年第1版16开精装24.9元5 【书名】新型光催化材料纳米二氧化钛 【作者】任达森著【摘要】本书对纳米二氧化钛光催化与超亲水性薄膜的制备及性能进行研究，同时对过渡金属掺杂对纳米一氧化钛薄膜的微观结构、光致特性、电化学性质等进行了深入的研究。【出版】贵州人民出版社出版社 2006年6月第1版16开6 【书名】纳米氧化钛光催化材料及应用 【作者】高濂【摘要】本书从氧化钛晶体结构和光催化基本原理入手，深入浅出地讨论了纳米氧化钛晶相、能带结构和谱学特性等多种与材料及光催化活性密切相关的科学问题。【出版】化学工业出版社 2002年12月第1版16开pp 2893.3 中国学术期刊网（CNKI）3.3.1 检索式C.篇名=光催化材料 发表年度：从2005年2013年3.3.2 检索步骤与结果用检索式C进行检索，命中658条结果，但选择其中4条进行详细说明：7【篇名】光催化材料纳米TiO2 在环境中的应用【作者】费海娟【摘要】作为光催化材料的纳米TiO2因其稳定、廉价、无毒、高效而倍受人们的青睐，在环境工程中利用其光催化作用处理环境污染问题是一种很常见有效的方法。本文简要介绍了的光催化原理，进一步阐述了纳米TiO2自清洁功能在环境问题中的应用及其光化学活性在水处理中的应用。【出处】江苏省南通市广播电视大学【原文】该数据库提供了全文。8【篇名】光催化材料微结构调控的研究【作者】黄柏标, 王泽岩, 王朋, 郑昭科, 程合锋【摘要】结合作者近几年的研究工作, 从表面等离子增强光吸收, 异质结材料, 微观形貌调控和晶体形态调控三个方面, 回顾和总结了目前在光催化材料研究领域的最新研究进展。并对未来光催化材料的发展进行了展望。【出处】山东大学晶体材料国家重点实验室【原文】 该数据库提供了全文。9【篇名】二氧化钛光催化技术的应用【作者】姜丽娜,刘金华,孟德营【摘要】二氧化钛具有稳定性好、光催化效率高和不产生二次污染等特点,有着广阔的应用前景。本文简单综述了二氧化钛在光催化方面的应用进展,并探讨了研究过程中存在的问题及发展前景。 【出处】山东轻工业学院材料学院【原文】该数据库提供了全文。10【篇名】纳米TiO2光催化技术及其在降解汽车尾气中的应用【作者】谢杰光，匡亚川【摘要】介绍了纳米TiO2光催化技术及其降解汽车尾气的机理；总结了自降解汽车尾气路面的制备工艺，汽车尾气测试评价系统的研究现状，分析了汽车尾气降解效率及其主要影响因素；综述了纳米TiO2基路面的基本性能及其自降解汽车尾气路面的应用现状；分析了纳米TiO2基路面存在的一些问题和发展的趋势，并且指出了需进一步研究的方向。【出处】中南大学土木工程学院【原文】 该数据库提供了全文。3.4 中文科技期刊数据库3.4.1 检索式D题名=光催化材料 发表年度：从2005年2008年3.4.2 检索步骤与结果用检索式D进行检索，命中257篇结果，但选择其中3条进行详细说明：11【篇名】可见光响应纳米TiO2光催化材料研究进展【作者】彭涛，周曦，李远志【文摘】纳米TiO2光催化剂因其较宽的带隙而只能被紫外光激发，探索拓展其光敏感区域至可见光范围，从而使其可见光催化活性具有重要的意义，拓展纳米TiO2光谱响应范围的方法主要包括：金属掺杂、非金属掺杂以及表面光敏化等，对这方面的研究进展进行了简要综述。【出处】武汉理工大学材料学院【原文】该数据库提供了全文。12【篇名】纳米材料与技术在水处理中的应用【作者】杨召营 ，李晓静【文摘】从纳滤膜技术、纳米光催化技术、纳米还原性材料及纳米吸附性材料等四个方面介绍了纳米材料与技术在水处理中的应用并对发展前景进行了展望。【出处】山东华鲁恒升化工股份有限公司，海军工程大学天津校区【原文】 该数据库提供了全文。13【篇名】矿物负载TiO2光催化材料的研究进展【作者】马玺，邓雁希【文摘】综述了矿物负载TiO2光催化材料的制备方法与改性技术及其降解污染物的光催化机理。系统地论述了几种矿物负载TiO2光催化材料的研究现状及在环境科学研究中的应用。纳米TiO2作为光催化剂已在环境科学领域中广泛应用，矿物负载TiO2复合光催化材料的开发应用能解决TiO2本身存在的问题，因而有着极大的应用潜力。【出处】中国地质大学（北京）材料科学与工程学院【原文】该数据库提供了全文。3.5 万方学术期刊数据库3.5.1 检索式E论文标题=光催化材料3.5.2 检索步骤与结果 用检索式E进行检索，命中774条结果，但选其中的3条进行详细说明：14【篇名】TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用【作者】沈伟韧，赵文宽，贺飞，方佑龄【文摘】TiO2多相光催化能利用太阳能有效降解多种对环境有害的污染物，使有害物质矿化为CO2、H2O及其它无机小分子物质。本文综述了TiO2光催化的机理，提高光催化能力的途径，多种具有代表性污染物的光催化降解处理方法，以及目前尚存在的一些问题，扼要介绍了近年来TiO2光催化反应及其在废水处理中应用的研究进展及应用前景。【出处】武汉大学化学系【原文】该数据库提供了全文。15【篇名】光催化二氧化钛溶胶的制备【作者】孙明，侯峰，阴育新，贾静露，李亚利【文摘】以TiOs04为原料、氨水为沉淀剂、H202为络合剂合成出含有针状锐钛矿晶粒的TiO2溶胶，该溶胶具有光催化活性。用xRD、TEM等对产物结构和形貌进行了表征。结果表明钛酸沉淀pH值、H202的加入量、回流时间对二氧化钛溶胶光催化效果有影响。【出处】天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室【原文】该数据库提供了全文。16【篇名】新型光催化材料探索和研究进展【作者】闫世成，罗文俊，李朝升，邹志刚【文摘】综述了光催化反应基本原理、新型光催化材料开发策略及研究进展。分析了提高光催化材料量子效率的关键所在及开展新型光催化材料研究工作的重要性。展望了该领域的未来发展方向。【出处】南京大学环境材料与再生能源研究中心【原文】该数据库提供了全文。3.6 SooPAT专利搜索引擎3.6.1 检索式 F中国专利=二氧化钛光催化材料3.6.2 检索步骤与结果用检索式F进行检索，命中886条结果，选择其中4条进行详细说明：17【发明名称】 铜-氮双掺杂二氧化钛光催化材料【发 明 人】 范晓芸 王传义【专 利 号】 200710026283.7【摘 要】 本发明涉及一种铜-氮双掺杂二氧化钛光催化材料,该材料是由金属元素Cu及无机非金属元素N掺杂TiO2的光催化复合材料。该材料采用水热法制备,为不溶于水的白色粉末。该材料相对TiO2(P25)具有高的催化活性,在1小时内对亚甲基蓝的降解率达95%以上。本发明所述的材料具有降解速度快,无二次污染,催化剂易得、便宜,运行费用低,设备简单,投资少效果好的特点。【原 文】 该数据库提供了专利说明书全文。18【发明名称】 光催化水泥基材料的制备方法和光催化剂的制备方法【发 明 人】 李成武 赵洪义 朱化雨【专 利 号】 201010584022.9【摘 要】 本发明实施例公开了一种光催化水泥基材料的制备方法和光催化剂的制备方法,该方法将纳米二氧化钛和粉煤灰混合,得到粉煤灰负载后的纳米二氧化钛;将上转换材料和粉煤灰负载后的纳米二氧化钛复合,然后加热、煅烧,得到光催化剂;将所述光催化剂与水泥混合,得到光催化水泥基材料。由于上转换材料可将可见光转换成紫外光,因此,将上转换材料与纳米二氧化钛复合,提高光催化水泥基材料的光催化效率。此外,粉煤灰能够提高二氧化钛的比表面积,使TiO2更好的在水泥中分散,从而提高光催化水泥基材料的光催化效率。实验结果表明,本发明制备的光催化水泥基材料对氮氧化物、苯、甲醛等物质的分解率在80%以上。【原 文】 该数据库提供了专利说明书全文。19【发明名称】 一种光催化纳米材料【发 明 人】 胡海梅，阚苗，白莹，张启花，方波，白连社，李猛【专 利 号】 201110343737.X【摘 要】 本发明公开了一种光催化纳米材料，由纳米银与纳米二氧化钛构成的混合物，所述纳米银与所述二氧化钛的质量比为0.5109099.5；所述混合物的制备方法为：按比例取纳米银与纳米二氧化钛混合配成溶液，经超声处理，于225下水热釜中反应2小时，离心洗涤、分离，550下保温2小时，得到纳米银掺杂纳米二氧化钛的光催化复合物。本发明混合物可用在冰箱除菌除异味方面，其可以涂覆在冰箱内件表面，也可以涂覆在其它基材上安装在箱体内。【原 文】 该数据库提供了专利说明书全文。20【发明名称】 一种磁载二氧化钛光催化剂及其制备方法【发 明 人】 陶菲菲 沈永淼 胡小婉【专 利 号】 201110245846.8【摘 要】 本发明公开了一种磁载二氧化钛光催化剂及其制备方法,属于材料制备技术领域,本发明的采用溶剂热法获得尺寸可调的四氧化三铁球形粒子,通过调节反应液的pH值、反应温度、反应时间等实验参数,控制钛酸丁酯的水解,使其均匀负载在四氧化三铁磁核表面,从而制得六方晶型磁载二氧化钛光催化剂。本发明提供一种制备工艺可控、安全可靠、产率高、可用于快速催化降解污染物的磁载二氧化钛光催化剂,且其易于实现工业化。【原 文】 该数据库提供了专利说明书全文。3.7 RSC英国皇家化学学会3.7.1 检索式 Gfull text= photocatalytic materials3.7.2 检索步骤与结果用检索式G进行检索，命中4079条结果，选择3条进行详细说明：21【title】In situ controllable synthesis platinum nanocrystals on TiO2 by novelpolyol-process combined with light induced photocatalysis oxidation【author】Zhi Jiang,Hongyan Guo,Zheng Jiang,Guosheng Chen,Longfei Xia,Wenfeng Shangguan and Xiaojun Wu【abstract】Clean Pt/TiO2 with highly dispersed controlled Pt nanocrystals was prepared by a novel approach combining an in situ polyol process with light induced photocatalysis oxidation. The interaction between TiO2 and Pt under the assistance of surfactants hinders the agglomeration. 22【title】 One-pot synthesis of nitrogen-doped TiO2 nanorods with anatase/brookite structures and enhanced photocatalytic activity【author】Ligang Gai,Xiuquan Duan,Haihui Jiang,Qinghu Mei,Guowei Zhou,Yan Tiana and Hong Liu【abstract】Nitrogen doping in combination with a heterostructure can not only modify the band structure of TiO2 to make it more responsive to visible light, but also suppress charge recombination and lead TiO2 to have enhanced photocatalytic activity as compared to P25.23【title】 Development of alternative photocatalysts to TiO2: Challenges and opportunities【author】 Mar´a D. Hern_andez-Alonso,Fernando Fresno,Silvia Su_areza and Juan M. Coronado【abstract】Since the early development of this technology in the 1970s, TiO2 constitutes the archetypical photocatalyst due to its relatively high efficiency, low cost and availability. However, during the last decade a considerable number of new photocatalytic materials, either semiconductor or not, have been proposed as potential substitutes of TiO2, particularly in the case of solar applications, for which this standard photocatalyst is not very suitable because of its wide band gap.4. 检索效果评价4.1 检索词的选择4.1.1 从课题字面选择从课题字面选择的检索词，其相互间的关系多为限定关系，即利用布尔逻辑与进行组配，可提高查准率。例如，本课题从字面选出：光催化材料、环境材料、制备、用途、技术。至于“新技术”的“新”不能做检索词，而是应当体现在检索年代上，本报告选择2005-2013年（近八年）。4.1.2 从课题内涵选择一个课题如果仅从字面选择检索词，则会影响查全率。还应当从课题的内在涵义中选择，多为同义词、近义词、上下位词，当然，也有限定词（用于进一步提高查准率）。例如，本报告选出下列同义词：光催化、环境材料、治理、污染、净化。并补充了限定词：应用、发展、措施。例如，“TiO2”与“纳米TiO2”互为同义词，在检索式中用布尔逻辑或进行组配。4.2 检索技术4.2.1 布尔检索所选择的检索工具都具有布尔逻辑与、逻辑或检索技术，只是具体算符的表示方法略有不同，例如百度检索词之间的空格代表“布尔逻辑与”。使用“布尔逻辑与”组配技术，缩小了检索范围，增强了检索的专指性，可提高检索信息的查准率；使用“布尔逻辑或”检索技术，扩大了检索范围，能提高检索信息的查全率。4.2.2 限制检索A字段限制：在现代检索工具中，为了确定检索词在文献记录中出现的位置，采用字段（或叫检索项、检索入口）来限制查找的范围，从而提高查全率或查准率。下表给出在所选检索工具中拟定检索式时采用的字段。字段名称检索工具篇名关键词摘要主题词篇名/关键词百度搜索网页标题超星电子图书书名主题词中国学术期刊网篇名主题中文科技期刊数据库TKM万方学术期刊数据库论文标题摘要SooPAT专利搜索名称摘要RSC英国皇家化学学会篇名摘要B年代限制：20052013年。C匹配限制：为提高查全率，均选用了模糊匹配检索。4.3 数据库的选择本报告限定在中文检索工具，均选择了综合型的检索工具，因为所选的检索工具几乎能囊括国内的文献资料。从上述检索工具的检索情况看出，“中国学术期刊网”的查全率是最好的。但从检索的查准率来看，“中文科技期刊数据库”是最好的。“百度搜索”、“ 超星电子图书”、“SooPAT专利搜索引擎”的检索途径较少，灵活性差，而且不能限定检索时间。“万方学术期刊数据库”的文献量较少。而“RSC英国皇家化学学会”是专门用来查取外文文献的。5. 文献综述光催化技术是先进氧化技术中具有代表性的技术之一。上世纪70年代日本科学家发现TiO2光催化现象以来，人们意识到光催化是一个重要的氧化方法利用光催化可以降解有机污染物，以空气和水净化为目标的环境光催化迅速成为催化、材料和环境等科学领域研究的热点。该技术利用太阳光来净化环境，具有室温下彻底降解污染物、无二次污染、广谱和长效等特征，被认为是一种理想的治理环境污染新技术。 光催化技术应用的关键是制备出具有高效活性的光催化材料。经历了30多年的发展，人们已经开发了氧化物、氮化物、硫化物、氧氮化物以及他们相应的固溶体光催化材料。按照光响应特性，可将这些光催化材料分为两类：一类是具有紫外光响应的光催化材料；另一类是具有可见光响应的光催化材料。光催化环境净化过程实质上是光诱导下的氧化还原反应过程，如图3所示，其净化原理是：光激发半导体产生光生电子空穴，使氧分子或双氧水等活化生成具有更强氧化性的活泼自由基，进而把有机污染物、细菌或病毒完全氧化最终分解为二氧化碳和水等无毒的无机产物。光激发半导体产生的光生电子，还能将有害重金属离子还原至无毒价态，实现对受污染的空气、水和土壤的净化。国内外大量研究证明，光催化技术可去除美国环境保护署(EPA)所提出的应优先考虑的上百种有机或无机污染物中的大部分。光催化技术代表了新一代环境净化技术的发展方向，将成为未来环境净化的主流技术之一。由于光催化技术代表了新一代环境净化技术的发展方向，因而受到世界各国政府的高度重视。在政府和企业的强力支持下，国际上有关利用光催化技术来控制和治理水、空气和土壤污染的应用基础研究与工程化研究工作发展非常迅速，光催化材料已经从第一代紫外光条件下工作发展到可见光甚至在微热条件下工作的第二代，使得光催化技术的应用迅速地向环境保护、国防、卫生医疗、建筑材料、汽车工业、制造业、纺织业、贵金属回收及食品保鲜等众多领域扩展。2000年以来，一个以光催化技术为基础的环保产业已经在几个发达国家初步形成，并表现出强劲的发展势头。光催化技术及其产品已成为国际研究开发的热点，光催化技术将会发展成为未来环境净化的主流技术之一。近年来我国光催化研究和开发的总体水平有了很大提高。科研人员取得大批具有自主知识产权的应用研究成果，相关专利申请数量逐年大幅度增加，涵盖各种新型光催化材料和制备方法、光催化环境净化技术和光催化环保产品。光催化环保产业发展迅速，成立了一批与光催化技术相关的企业和公司，光催化环保产品已推向市场。此外，中国是第二代光催化材料国际标准起草的组长单位，这意味着中国将在未来的市场和产品等方面拥用更多的话语权，无形之中也将进一步促进我国光催化环境净化技术及其材料产业的发展。但是，我们不得不清醒地意识到，与发达国家相比，我国在光催化环境净化应用方面仍有很大差距。我国应尽快加大对光催化环境净化材料及其应用技术研究开发的支持力度，形成适合我国环境污染特点和具有自主知识产权的光催化技术研究开发平台及应用技术体系，为改变我国环保技术水平与环境污染治理重大需求不相适应的局面、实现环保技术跨越式发展奠定坚实的科学、技术与人才基础。参考文献