Fe，Gd共掺杂改性TiO2的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了铁和钆共掺杂纳米TiO2粉体材料,研究了共掺杂粉末在可见光下的光催化性能.紫外可见吸收光谱分析显示:共掺杂粉末在可见光区有较强吸收,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应.光催化降解实验表明,共掺杂TiO2粉体有很高的可见光光催化活性,以550 ℃热处理的同时掺杂质量分数为0.05%Fe和0.05%Gd的TiO2粉体光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为79.6%.     

ZnO—TiO2复合半导体的制备与光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Zn2+的TiO2复合半导体,用X射线衍射和拉曼光谱对其微晶结构进行表征,并掺杂不同金属离子对复合半导体进行调变.以活性艳红K-2BP为模型降解物,在固定催化剂投加量、通气量和pH的条件下,考察了Zn2+与Ce4+、La3+、Fe3+掺杂量对ZnO-TiO2光催化活性的影响.结果表明,Zn2+掺杂使TiO2衍射峰宽化、蓝移且峰强减弱,晶粒径减小.当Zn2+掺杂量为20.0%时,对活性艳红30 min的降解率为97%,表观反应速率常数k值达到了0.133 min-1,为TiO2的1.4倍.La3+、Fe3+、Ce4+掺杂可提高ZT的活性,其中,当La3+掺杂量为0.5%时,k值为ZT的1.4倍.     

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%.     

硫氮共掺杂TiO2薄膜的可见光催化性能

以钛酸丁酯(C16H36O4Ti)和硫脲(SC(NH2)2)为前驱体制备溶胶,通过旋涂方法制备Ti O2光催化剂薄膜;利用XRD、SEM、XPS、UV-vis等手段进行结构表征和光吸收性能测试,并通过降解亚甲基蓝溶液评定其可见光下的光催化活性。结果表明,以硫脲为前驱体时可实现硫氮元素在Ti O2中的共掺杂;掺杂后的Ti O2薄膜对可见光有明显的吸收,并在可见光下对亚甲基蓝溶液显示出较高的降解率,其中掺杂量质量分数为3.0%的薄膜样品光催化活性最好。在本实验条件下,经可见光照射7 h后,亚甲基蓝溶液降解率接近100%。分析表明,硫元素以S6+状态取代Ti4+存在于Ti O2晶格,氮元素则以间隙和取代的方式存在。硫氮元素的协同作用在Ti O2的禁带中引入杂质新能级,使Ti O2带隙变窄,因此对可见光吸收并显示出强的可见光催化活性。     

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%.     

稀土离子Gd3+掺杂TiO2光催化剂的制备及其对碱性品红降解性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Gd3+掺杂TiO2光催化剂,利用紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征.考察了纯TiO2和 Gd3+掺杂TiO2对碱性品红染料降解性能的影响.结果发现Gd3+的掺入抑制了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,与纯TiO2相比,Gd3+掺杂TiO2催化剂在可见光区的吸收能力增强,该催化剂光催化降解碱性品红的活性提高了20%左右.实验表明,掺杂Gd3+ 1%(质量分数),温度为25 ℃,底物浓度为20 mg·L-1时对碱性品红染料降解的效果较好.     

Ag+/ZnO纳米晶的制备及对亚甲基蓝的异相光催化行为

以水合碳酸锌为前驱体利用激光复合加热蒸发技术制得平均粒径在20 nm左右的Ag+掺杂ZnO纳米晶半导体光催化剂系列.用XRD、UV-Vis、TEM、PL等手段对纳米晶进行了表征,结果表明掺杂Ag+有助于ZnO对可见光的吸收,ZnO纳米晶为四针形,而掺杂产物为球形.在悬浮Ag+掺杂ZnO纳米晶的悬浮水相体系中,通过脱色率、紫外-可见吸收光谱和COD值的测定证实了Ag+掺杂有效的改善了ZnO对亚甲基蓝 (MB) 的光催化降解性能.探讨了几种因素对MB降解率的影响,当pH为12.0、C0为30 mg*L-1、催化剂为2.5 mg*L-1时,30 min其脱色率达98.98%,COD的去除率达85.10%.     

铁掺杂氮化碳的制备及其光催化性能研究

采用硫酸亚铁和三聚氰胺为前驱体制备了不同铁掺杂量的石墨型氮化碳材料(Fe/g-C_3N_4)。采用X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)等分析测试手段对制备的催化剂进行了表征.结果表明,铁掺杂改变了石墨型氮化碳(g-C_3N_4)的光学性质。通过可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的反应,研究了不同Fe掺杂量对g-C_3N_4可见光催化性能的影响,结果表明,掺杂质量分数为0.5%的Fe/g-C_3N_4光催化性能最佳;210 min内MB的降解率为35%,速率常数为0.001 37 min~(-1),是纯石墨型氮化碳的1.8倍。     

多元掺杂负载型TiO2光催化剂的制备与性能

为了提高TiO2光催化剂日光催化性能及解决催化剂回收问题,采用微乳液法制备了La3+、Fe3+、Co2+、Ce4+共掺杂TiO2/粉煤灰微珠光催化剂,用紫外-可见分光光度计测定了光催化剂的可见光吸收性能,用能谱仪(EDS)分析了催化剂的元素含量,以甲基橙为模型污染物考察了催化剂的光催化性能。实验结果表明:掺杂复合粒子在可见光区吸光性能均高于TiO2/漂珠;且多元素掺杂有协同作用,催化剂的吸收边带红移更多,对可见光的吸收也更强。日光照射下(,Co2+,Fe3+,Ce4+)三元共掺杂催化剂的活性≈(La3+,Ce4+)二元共掺杂催化剂的活性>Fe3+、La3+单掺杂催化剂的活性。     

Ag-Bi2WO6的制备及其用于光催化降解含酚废水的研究

采用水热法制备了掺杂型可见光催化剂Ag-Bi2WO6,并对其进行X射线衍射（XRD）和紫外-可见光谱（UV-Vis DRS）表征手段对其结构性质进行了表征。以模拟含酚废水为目标物,研究了Ag-Bi2WO6光催化降解含酚废水的性能。表征结果表明,Ag的掺杂延伸了Bi2WO6的可见光吸收范围,吸收边带明显红移,能隙禁带宽窄于纯Bi2WO6,而Ag的掺杂没有改变Bi2WO6的晶相。在1.0 mg/LAg-Bi2WO6催化剂,20 m L/min空气流量,250 W金卤灯下,光催化反应150 min时,苯酚的降解率可达95%。