Pr3+,Ho3+掺杂TiO2纳米粒子的光催化性能

TiO2因具有化学性质稳定、成本低、难溶、无毒等特点，是理想的光催化剂，但由于其吸收光谱在紫外区，日光利用率低，故其应用受到限制，为了提高太阳能的利用率和光催化活性，需研究出可提高TiO2光催化活性的掺杂物，为此，以稀土元素氧化物和钛酸丁酯为原料，用溶胶-凝胶法制备掺杂有镨(Pr)和钛(Ho)稀土元素的TiO2纳米粒子，并用XRD，TEM手段对纳米粒子进行表征，以甲基橙为目标降解物，考察掺杂TiO2纳米粒子在自然光下的催化效果，实验结果表明，稀土掺杂能显提高TiP2纳米粒子的光催化性能，当掺杂量为l％时，光催化剂的活性最高，而且，掺杂Ho的TiO2催化活性高于掺杂Pr的TiO2。     

Pr~(3+),Hor~(3+)掺杂TiO_2纳米粒子的光催化性能

TiO2因具有化学性质稳定、成本低、难溶、无毒等特点,是理想的光催化剂,但由于其吸收光谱在紫外区,日光利用率低,故其应用受到限制.为了提高太阳能的利用率和光催化活性,需研究出可提高TiO2光催化活性的掺杂物,为此,以稀土元素氧化物和钛酸丁酯为原料,用溶胶 凝胶法制备掺杂有镨(Pr)和钬(Ho)稀土元素的TiO2纳米粒子,并用XRD,TEM手段对纳米粒子进行表征.以甲基橙为目标降解物,考察掺杂TiO2纳米粒子在自然光下的催化效果.实验结果表明,稀土掺杂能显著提高TiO2纳米粒子的光催化性能,当掺杂量为1%时,光催化剂的活性最高,而且,掺杂Ho的TiO2催化活性高于掺杂Pr的TiO2.     

Y3+掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的研究

采用固相法制备了Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂.以X射线粉末衍射(XRD)、透视电子显微镜(TEM)等分析手段对其晶相和形貌进行了表征,用紫外-可见漫反射光谱UV-Vis分析了微粒的光吸收能力和光吸收带边移动的情况,发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移.以甲基橙溶液为目标降解物,自然光为光源,研究Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的光催化活性,结果表明,Y3 掺杂能够扩大纳米二氧化钛吸收光的波长范围,提高对太阳光的利用率,发现当复合光催化剂中TiO2的质量分数为70%,复合ZnO中Y3 掺杂量为3%时,催化剂的活性最高.     

EDTA、Vc—H2O2—Fe^3＋—o—AP／CHCl3体系反应机理研究

本研究了在弱酸性介质中，EDTA、Vc对H2O2—Fe^3 —o—AP反应体系的影内，实验结果表明，在H2O2—Fe^3 —o—AP反应体系中加入EDTA，由于EDTA对Fe^3 的络合作用，使Fe^3 的催化作用减弱，催化反应速度明显降低；加入Vc，由于Vc的还原作用，使Fe^3 还原为Fe^2 ，Fe^2 与H2O2发生Fenton反应，产生羟自由基，使催化反应速度明显增加．     

纳米复合Y_2O_3/TiO_2催化剂的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备复合半导体Y2O3/TiO2纳米材料.以酸性红B溶液的光催化降解反应为实验模型,考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性,探讨了Y2O3掺杂量、pH值、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响及溶液浓度、光照时间、催化剂用量对酸性红B溶液降解率的影响.结果表明,Y2O3掺杂量为0.1%时,其催化活性是同样条件下催化剂TiO2的2.1倍;最适宜焙烧温度为400~450℃;焙烧时间为3h,凝胶pH=10时,催化效果最佳.在酸性红B溶液浓度为20mg/L的条件下,催化剂用量为0.15g,光照时间为2.5h对酸性红B溶液的降解率可达96.8%以上.     

Yb3+-Ho3+共掺氟氧化物中的蓝绿上转换荧光

在930nm二极管光源激发下，在Yb^3 -Ho^3 氟氧化物中得到了较强的蓝绿上转换荧光。绿光是通过。Yb^3 -Ho^3 间的能量传递从而实现Ho^3 -^5S2能级粒子数的布居，再向^5I8弛豫产生的。而产生蓝光的途径有两种，一是位于Ho^3 的^3K8能级上的粒子向基态^5I8弛豫，二是Yb^3 -Yb^3 离子对的共协上转换荧光。同时认为，在共掺Yb^3 -Ho^3 系统中能量传递与共协上转换同时存在，正是这种共存决定了蓝光段的荧光峰位随着Ho^3 掺杂浓度的变化而变化。     

低温醇解法制备Bi掺杂TiO_2光催化剂

为考察低温醇解法制备金属离子掺杂型TiO2的光催化活性,本文以TiCl4为原料,采用低温正丁醇醇解法制备Bi掺杂的光催化剂TiO2.在紫外光照和太阳光照条件下,以亚甲基蓝溶液作为降解物研究不同铋掺杂量二氧化钛样品的催化性能.结果表明：当Bi2O3/TiO2的摩尔百分比为0.25%、醇解时间为8 h时,TiO2在紫外光下的光催化活性达到最高,是不掺杂铋的4.14倍;太阳光照射下,Bi2O3/TiO2光催化剂的光催化活性是15 W紫外灯照射下的2.8倍.     

掺Zn纳米TiO2的光致发光及其与光催化活性的关系

采用sol-gel法制备了纯的和掺杂不同量Zn的TiO2纳米粒子,并利用XRD,XPS和PL光谱等对样品进行了表征,主要考察了焙烧温度和掺Zn量对TiO2纳米粒子PL性质以及光催化活性的影响,并探讨了PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Zn的掺杂没有引起新的光致发光现象,但适量Zn的掺杂能够增加TiO2纳米粒子PL光谱的强度.在光催化氧化苯酚过程中,经500℃处理的样品表现出较高的活性.不同掺Zn量的TiO2样品的活性顺序是3mol%＞1mol%＞0.5mol%＞Omol%＞5mol%,这与它们的PL光谱强度的顺序是一致的.即PL强度越高,光催化活性越高.     

第一过渡系金属离子掺杂的TiO2纳米粒子光催化活性的研究

用溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂第一过渡系金属离子(V5 、Cr3 、Mn2 、Fe3 、Co2 、Ni2 、Cu2 和Zn2 )的TiO2纳米粒子,以甲基橙的光催化氧化评价纳米粒子的活性,借助XRD考察掺杂对TiO2相变及粒径的影响,探讨金属离子的物化性质与其对TiO2性能影响的关系,研究掺杂改性的机制.结果表明:除Cr3 外的其它离子掺杂均能提高TiO2活性且最佳掺杂量相近,反应过程中V2O5析出使0.1%V-TiO2活性逐渐降低;掺杂均能轻微抑制锐钛矿向金红石的转变,对晶粒长大轻微抑制或无影响;离子适中的Ea/r及全充满或半充满的电子构型均有利于TiO2活性提高,两者谁占主导地位随掺杂离子不同而不同;离子化合价高于 4时高化合价对催化剂活性的正效应能完全克服不适的Ea/r与电子构型的负效应.第一过渡系金属离子掺杂对TiO2活性的影响由金属离子的Ea/r、电子构型及价态共同决定,与掺杂对TiO2结构相变和粒径的影响关系不大.     

ZnS：Mn2＋（1％）Fe2＋（x％）纳米线的制备及光学性质研究

利用溶剂热法制备纤锌矿结构ZnS：Mn^2＋（1％）Fe^2＋（x％）纳米线．实验结果表明：Fe^2＋离子和Mn^2＋离子均取代了Zn^2＋离子的位置掺入到ZnS的晶格中,且Fe^2＋离子在ZnS：Mn^2＋（1％）纳米线中的最大掺杂浓度为15％．ZnS：Mn^2＋（1％）Fe^2＋（x％）纳米线的光学性质表明,纳米线具有来自于Mn^2＋离子^4T1-6A1的发射峰,且随着Fe^2＋离子掺杂浓度的增加其发光强度降低．     

Sol-Gel法制备纳米TiO2薄膜及性能研究

采用TiO2溶胶,利用溶胶-凝胶技术在玻璃表面制备了TiO2薄膜．用原子力显微镜（AFM）分析了样品的形貌,结构和粒度的分布;用自动椭圆偏振测厚仪测量了薄膜的厚度．研究了TiO2颗粒的催化机理、薄膜上粒子的性能以及薄膜的光催化性能,130nm左右的TiO2薄膜对甲基橙溶液的降解率达到28．2％．     

负载型TiO2光催化氧化降解甲基橙的实验研究

以TiO2为光催化氧化剂,对印染行业废水中的甲基橙进行了处理实验,证明了催化剂投加量、光强、溶液深度、溶液的pH值及溶液的初始浓度对水处理效果的影响,并归纳出负载型TiO2光催化降解甲基橙的最佳条件,探讨了不同因素对水处理效果影响的原因,其结果表明以TiO2为光催化氧化剂直接处理甲基橙,脱色率可达70%.     

TiO_2光催化活性的研究

采用搅拌式光催化反应器,以中压汞灯作光源,甲基橙为模型化合物,考察了SO42- 处理及Cu2+对TiO2 光催化活性的影响.研究发现,SO42- 处理以及Cu2+ 的加入都能够提高TiO2 的光催化活性,在此反应体系中甲基橙的降解为一级反应,甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比,TiO2 光催化剂的投加量为150 mg/L,Cu2+的加入量为200μg/L时光催化效果最佳.     

过氧化氢存在下甲基橙光化学反应产物的鉴定

使用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)技术对甲基橙在过氧化氢存在下光化学反应的产物进行了鉴定，确定了3种可能的产物。     

ZnGa_2O_4纳米晶的自蔓延燃烧合成及其液相光催化性能

以硝酸锌和硝酸镓为前驱物,以氨基乙酸为燃料,采用自蔓延燃烧法成功地合成出ZnGa2O4纳米晶.利用X射线衍射（XRD）、氮吸附、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和高分辨电镜（HTEM）表征了ZnGa2O4纳米晶的晶相结构、比表面积、表面形貌和晶粒大小.考察了其在紫外光下对液相中甲基橙（MO）的光催化降解性能.结果表明：自蔓延燃烧法合成的ZnGa2O4是具有大孔结构的纳米材料,颗粒小和比表面积大,具有良好的光催化降解MO的性能;通过调控硝酸根离子与氨基乙酸的摩尔比,可实现对ZnGa2O4的晶粒大小及比表面积的调控.     

纺锤形α—Fe2O3微粒的合成研究

研究了使用NaH_2PO_4作生长助剂,利用Fe(NO_3)_3水溶液强力水解制备纺锤形α-Fe_2O_3微粒的较适宜条件.发现在沸腾回流的动态环境下,可以实现较高Fe(NO_3)_3浓度和较短水解时间内完成纺锤形α-Fe_2O_3粒子的合成.这对实现无极磁粉新的合成方法和均匀胶体粒子制备具有重要意义.     

磷钨酸四甲基铵光催化降解甲基橙的研究

制备了磷钨酸四甲基铵,在光化学反应仪中,以紫外灯为光源,以磷钨酸四甲基铵为光催化剂,研究了其对模拟甲基橙染料废水的光催化脱色降解的影响.讨论了影响催化降解效果的重要因素:溶液初始酸度,催化剂投加量等.最后,在300W的紫外灯光照下,讨论了磷钨酸四甲基铵光催化剂的重复使用性.     

Fe元素掺杂TiO_2纳米晶结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500°C纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.     

超声—Fenton法降解模拟染料废水的实验研究

本研究采用超声-Fenton试剂高级氧化工艺处理甲基橙染料模拟废水，对其主要影响因素及其处理效果进行了实验研究．结果表明，在超声波单独作用下甲基橙溶液几乎没有脱色效果；超声波与Fenton试剂对甲基橙溶液的脱色有耦合作用，超声功率在160W条件下，超声-Fenton法处理甲基橙溶液的脱色效率较单纯Fenton法高20％左右，溶液脱色率在30min内可达90％以上．