溶胶-凝胶法制备La3+、碳纳米管掺杂纳米TiO2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3 掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3 与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3 掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3 摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3 与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3 (摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8～25 nm.     

La掺杂对纳米TiO2薄膜晶体结构和光催化性能的影响

采用溶胶一凝胶法在玻璃表面制备La掺杂纳米TiO2薄膜;利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其结构和形貌进行表征;通过对紫外光照射下亚甲基蓝溶液的光催化降解率评价其光催化性能;研究不同掺杂量、热处理温度以及pH值对La掺杂纳米TiO2薄膜光催化性能的影响,并对其光催化的影响机制进行探讨.研究结果表明:适量La掺杂能抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,引起晶格膨胀,导致晶格畸变;La掺杂使TiO2的吸收光谱发生红移,扩展TiO2的光谱吸收范围,有效地提高纳米TiO2薄膜的光催化性能,且光催化反应符合一级动力学方程:La掺杂量(摩尔分数)为0.5%的纳米TiO2薄膜在400℃热处理2 h后具有最大的光催化效率98.2%,其光催化效率比纯TiO2薄膜的光催化效率提高约40%.     

Ce掺杂TiO_2纳米薄膜的制备及其光催化性能研究

用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上制备了纯的和掺杂Ce(1%、2%、5%)的TiO2纳米薄膜。用X射线衍射仪、原子力显微镜和紫外-可见分光光度计对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征。通过紫外光下降解亚甲基蓝的实验,考察了Ce掺杂对TiO2纳米薄膜光催化性能的影响。结果表明,掺杂适量的Ce能有效提高TiO2纳米薄膜的光催化活性,当Ce的掺杂量为2%时,TiO2纳米薄膜的光催化活性最佳。     

稀土掺杂TiO2纳米微粒的合成、表征及光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量铈的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征.以高压汞灯为光源、甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现: 掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到500.nm,比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4 仅有少量进入TiO2晶格中,大部分的Ce4 是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上.说明掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce摩尔分数最佳值为2.0%.     

稀土掺杂纳米TiO2光催化降解氯胺磷

采用溶胶一凝胶法制备稀土掺杂纳米TiO2光催化剂,利用x射线衍射仪和FE-SEM等对样品的结构和形貌进行表征.以有机磷农药氯胺磷为光催化降解对象,研究稀土掺杂浓度、热处理温度、溶液初始浓度及溶液的pH值等因素对光催化降解效果的影响.结果表明:稀土掺杂可以抑制TiO2锐钛矿相向金红石相的转变,抑制纳米晶体的生长,从而提高光催化活性;La3+最佳掺杂量为0.5%,Ce3+最佳掺杂量为1%,合适的热处理温度为500℃,氯胺磷溶液初始质量浓度为20 mg/L,酸性或碱性条件下的降解效果比中性条件的好.     

POMs/TiO2复合催化剂光催化降解染料废水的研究

采用溶胶-凝胶方法表面修饰TiO2制备了几种POMs/TiO2复合光催化剂,考察了催化剂在紫外光照射下对模拟染料废水(茜素红溶液)的光催化降解行为.结果表明:POMs/TiO2复合催化剂较纯TiO2光催化降解茜素红活性明显提高,其中复合催化剂Cr3OSiW12/TiO2光催化降解模拟染料废水(茜素红溶液)效果最佳.反应最佳条件:催化剂为Cr3OSiW12/TiO2,多酸质量分数为0.5%,催化剂用量为15 mg,茜素红溶液浓度为0.1mmol/L.茜素红降解质量分数可达74.6%.     

氮对光催化性能的影响:TiO_2纳米球和纳米线对比研究

使用阳极氧化和氨气退火N化的方法制备了N掺杂的TiO2纳米球薄膜和纳米线薄膜.经过N掺杂TiO2纳米线薄膜与未掺杂纳米线可见光区的光吸收强度相差不大,能带宽度从未掺杂样品的3.2eV缩小为3.1eV.TiO2纳米球薄膜在可见光区的光吸收显著增强,能带宽度由未掺杂样品的3.2eV缩小为2.8eV,同时纳米球生长被抑制,其直径约为50nm,明显小于未掺杂TiO2样品的100mn.在可见光照射TiO2氮掺杂纳米线薄膜和纳米球薄膜降解4h后,溶液中亚甲基蓝的浓度分别降至45%和44%,N掺杂样品获得了优异的可见光光催化活性.研究表明N掺杂导致的O空穴浓度增加和能带宽度有效减小是其可见光区光催化活性增强的主要原因.     

ACF担载TiO_2光催化降解甲醛的影响因素研究

采用溶胶-凝胶法（sol-gel）在活性炭纤维（ACF）表面制备了纳米TiO2薄膜光催化材料,利用XRD和SEM对薄膜进行了表征。使用该负载型纳米TiO2光催化材料处理室内空气中的甲醛污染物,分别研究了TiO2涂膜次数、甲醛初始浓度、相对湿度、温度以及光源等因素对甲醛降解效率的影响。实验结果表明,所制得的TiO2为锐钛矿型,平均粒径为20nm左右,TiO2涂膜次数为3层时甲醛降解效率最高;甲醛初始浓度越高降解效率越低,甲醛降解效率随温度升高而增大,相对湿度为48%时甲醛降解效率最高;一定波长（λ〈387nm）的紫外光照射是使用TiO2光催薄膜降解甲醛的必要条件。     

Ag-GO-TiO_2复合薄膜光催化降解双酚A

为改进TiO_2薄膜的光催化能力,采用溶胶-凝胶法制备氧化石墨烯(GO)掺杂TiO_2薄膜,并利用光化学沉积方法在GO-TiO_2薄膜表面沉积Ag纳米颗粒制备出Ag-GO-TiO_2复合薄膜.通过XRD、Raman、SEM、EDS、TEM和UVVis漫反射光谱对复合薄膜的晶体结构、表面形貌和光吸收范围等进行表征,并在紫外光照射条件下,进行复合薄膜光催化降解双酚A研究,以表征其光催化能力.结果表明:450℃退火后,TiO_2薄膜中仍保留有氧化石墨烯,薄膜表面沉积有Ag单质纳米粒子,且复合薄膜对紫外光吸收有所加强.紫外光照射30 min后,TiO_2薄膜、石墨烯掺杂物质的量比为3.2的GO-TiO_2薄膜和Ag-GO-TiO_2复合薄膜对双酚A溶液(质量浓度为50 mg/mL)的降解率分别为4.9%、16.7%和26.5%.研究表明在GO掺杂以及Ag纳米粒子沉积的共同作用下,TiO_2薄膜的光催化活性得到了有效提高.     

Ce~(3+)/TiO_2光催化剂降解孔雀石绿的研究

采用溶胶-凝胶法合成了不同Ce3+掺杂量、不同煅烧温度的Ce3+/TiO2光催化剂,并对所制得的光催化剂进行了系统的表征和光催化活性研究.XRD分析表明,所得粉体为锐钛矿相纳米TiO2,且Ce3+掺杂后,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低,说明稀土Ce3+的掺杂能细化晶粒,稀土离子掺杂也有利于抑制高温时的TiO2晶型由锐钛矿向金红石型的转变;以孔雀石绿为降解物的光催化实验表明,在500℃下煅烧,n(Ce3+)∶n(TiO2)=0.5%的催化剂,加入5mL助催化剂,三基色节能灯照射2.5h,降解率可达70.2%.     

掺杂纳米TiO_2复合材料的制备方法及应用

纳米TiO2光催化性能在环境保护得到越来越多的应用,但其光催化作用要经过紫外光照射才能得以发挥,采用掺杂方式制备纳米TiO2复合材料能显著加强TiO2的光催化能力。本文讨论了掺杂纳米TiO2的制备方法、掺杂方式,及其应用前景。     

Fe3+/W6+共掺杂纳米TiO2的光催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Fe3 /W6 共掺杂纳米TiO2光催化剂,利用XRD、SEM、FT-IR以及荧光光谱(PL)等对样品进行表征,结果表明:共掺杂纳米TiO2的形状以球形为主,粒径约为20~30nm,晶型为锐钛矿型;粒子表面吸附了大量的水分子和羟基;共掺杂TiO2纳米粒子并没有引起新的荧光现象,Fe3 和W6 产生了协同作用,有效抑制了光生电子和空穴的复合.以甲基橙为目标污染物研究了共掺杂纳米TiO2的光催化性能,结果表明:Fe3 /W6 共掺杂纳米TiO2的光催化活性比未掺杂或单一掺杂0.05?3 纳米TiO2的光催化活性都高,当Fe3 /W6 掺杂浓度分别为0.05%和0.04%时,甲基橙的降解率达到最高,达到94.6%.     

纳米TiO2/水玻璃复合薄膜的制备及抗菌性能

采用水玻璃作粘合剂,氟硅酸钠作固化剂,在玻璃基底上低温制备了纳米TiO2光催化薄膜,并用UV-Vis,SEM,BJH等对薄膜的紫外光吸收性能以及表面形貌和结构特征进行了分析表征.同时,也对不同TiO2浓度的薄膜进行了杀菌实验,实验结果表明:尽管催化剂颗粒部分被包埋在粘贴剂中,此复合薄膜仍具有很高的光催化活性,在室内非直射阳光下(辐照度365 nm为0.42~0.49 mW/cm2),纳米TiO2催化剂的浓度为1%左右时,光催化薄膜对大肠杆菌的杀菌率最好,达到了98.5%.     

Fe3+,Ce3+共掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以溶胶-凝胶法制备Fe3+,Ce3+共掺杂的纳米TiO2光催化剂.研究了不同的三价铁、三价铈掺杂量及烧结温度对日光灯照射下TiO2光催化降解甲基橙性能的影响.结果表明,Fe3+,Ce3+共掺杂能抑制TiO2晶粒的生长,并使TiO2的吸收带边明显红移约100nm;在普通日光灯下,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,Fe3+和Ce3+共掺杂对提高TiO2在可见光下的催化活性具有协同效应,最佳掺杂量物质的量比为n(Fe3+)∶〖KG-*2〗n(Ce3+)∶〖KG-*2〗n(TiO2) = 0.005∶〖KG-*2〗0.015∶〖KG-*2〗1,最佳烧结温度为650℃.     

PMMA/OMMT/TiO_2复合纳米纤维膜的制备及其光催化性能

利用静电纺丝技术制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土(OMMT)/二氧化钛(TiO_2)复合纳米纤维膜,采用扫描电子显微镜(SEM)观察纳米纤维形态,采用能谱仪(EDX)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析手段对样品的表观形态、化学结构进行表征,同时,研究复合纳米纤维膜对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。研究结果表明,用质量为50mg的复合纳米纤维膜作为光催化材料,在500 W汞灯、波长为365nm紫外光照射120min的条件下,对50mL浓度为5.0mg/L亚甲基蓝溶液的分解率达到79.23%,表明复合纳米纤维膜具有较好的光催化效果。     

纳米TiO2/聚糠醛复合物涂布纸的光催化性能

在一定酸催化条件下,将糠醛聚合于纳米TiO2表面,分别对基于纳米TiO2和纳米TiO2/聚糠醛复合物的涂布纸进行甲醛的光催化分解去除研究.结果表明,涂覆TiO2/聚糠醛复合物纸样的光催化分解效率比单纯TiO2有较大程度提高,尤其是在自然光照射条件下,光催化效率提高更明显.     

负载型纳米光催化材料的制备及在污水处理中的应用

利用熔融分相法制备了纳米TiO2光催化村料，用XRD，SEM，TEM技术对其结构进行了表征，并进行了光催化降解污水的实验。结果表明：在600℃热处理条件下，经过适当的化学处理，可以制得负载于多孔玻璃的锐钛矿型纳米尺寸的TiO2晶体，以紫外光为光源的降解率明显高于荧光光源，在日光照射下对污水处理的降解率，达到60％以上，通过掺杂Fe^3＋改性的TiO2其降解率明显提高。     

紫外光光催化定型剂的制备及其对牛仔布压皱定型整理的研究

采用丁烷四羧酸(BTCA)为压皱定型剂,次亚磷酸钠(SHP)作为催化剂,纳米TiO2作为光催化剂,JFC为渗透剂,制备出一种牛仔服装用无醛紫外光光催化压皱定型整理剂,将其应用于纯棉靛蓝牛仔服装压皱整理,研究经电晕辐照处理后再经高压喷射处理工艺整理牛仔布,讨论BTCA浓度,纳米TiO2浓度,紫外光辐照照射时间,电晕处理电压和电晕处理时间对牛仔布折皱回复角的影响。结果表明:BTCA浓度,纳米TiO2浓度,紫外光辐照照射时间和电晕处理时间对牛仔布折皱回复角影响较大,电晕处理电压对牛仔布折皱回复角影响较小,综合考虑,紫外光光催化定型整理剂对牛仔布的较合适的整理工艺条件为:BTCA浓度125g/L,纳米TiO2浓度0.1%,紫外光辐照照射时间30min,电晕处理电压13kV和电晕处理时间3min。     

铁离子掺杂TiO2基自洁净玻璃的制备及性能

用溶胶—凝胶法制备了表面镀有Fe—TiO2光催化薄膜的自洁净玻璃，并利用DTA—TG，XRD，SEM等手段研究了Fe—TiO2光催化薄膜的结构与特征。利用紫外—可见光分光光度计测量了不同镀膜层数的玻璃的透光率。通过光催化降解有机磷农药敌敌畏的水溶液，研究了不同铁含量以及不同镀膜层数对自洁净玻璃光催化活性的影响。研究结果表明：光催化薄膜主要由粒径为几十纳米的Fe3O4和TiO2颗粒构成；铁离子掺杂可以提高自洁净玻璃的光催化活性，在同样镀膜层数(2层)的情况下，[Fe]/[TiO2](摩尔比)＝0．005时的光催化性能最好；当用同样浓度的铁离子掺杂时，镀膜层数为9的光催化活性最高。     

N-Fe掺杂TiO_2催化剂的研制及其对气相丙酮的光催化消除

采用溶胶凝胶法制备了N-Fe掺杂TiO2催化剂.用X光电子能谱(XPS),紫外漫反射(DRS)等方法对其进行表征.以丙酮为催化底物,测试了N-Fe掺杂TiO2催化剂分别在可见光和紫外光照射下对丙酮光催化消除反应的反应性能.结果表明:在反应温度为66℃,0.15 g的催化剂上,在可见光照下可将初始浓度为0.76 g/m3,流速为10 mL/min的丙酮100%消除;在反应温度为50℃,紫外光照射下可将初始浓度为0.89 g/m3,流速为15 mL/min的丙酮100%消除.并研究了N-Fe掺杂TiO2催化剂紫外光催化消除丙酮反应的动力学,确认光催化反应为一级动力学反应,在反应温度范围内得光催化反应的Ea=18.17kJ/mol,相关系数R2=0.99309.