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%.     

球磨法制备Sc3+和Yb3+掺杂TiO2光催化剂及光催化活性比较

为了比较稀土离子Sc~(3+)和Yb~(3+)掺杂TiO_2的光催化活性,通过粉末X-射线衍射仪(XRD)、紫外可见光谱(UV-vis)对球磨法制备的稀土离子Sc~(3+)和Yb~(3+)掺杂TiO2光催化剂进行表征,并考察300 W中压汞灯光下催化降解亚甲基蓝的活性,分析最佳掺杂量、球磨时间和不同离子掺杂的光催化效果。结果表明,球磨4 h后,两种掺杂稀土离子的TiO_2光催化剂均出现晶型畸变,带隙能变小,对可见光响应均有明显增强。当掺杂摩尔比为2.5%时,Sc~(3+)/TiO_2光催化剂的一级反应速率常数为0.0932 min-1;掺杂摩尔比为3%,Yb3+/TiO_2光催化剂的一级反应速率常数为0.0436 min-1,而纯TiO2催化剂的一级反应速率常数为0.0263 min-1。显然,掺杂后的TiO_2光催化活性显著提高。     

Ag纳米颗粒修饰对La掺杂ZnO纳米棒光催化性能的影响

采用水热法和光沉积制备Ag纳米颗粒修饰的La掺杂ZnO纳米棒,并通过光催化降解甲基橙(MO)溶液,考查了La掺杂浓度和Ag修饰对ZnO纳米棒光催化性能的影响.结果表明:La掺杂和Ag修饰能够提高ZnO纳米棒的光催化性能.La掺杂改变了ZnO纳米棒的结晶质量,La—O键的形成使ZnO晶体的本征吸收边红移且吸收强度增加,同时,La掺杂可提高ZnO电子浓度和形成杂质能级,Ag纳米颗粒的修饰提高了La掺杂ZnO光生电子与空穴对的分离效率,增加了载流子的寿命.与纯ZnO纳米棒相比,La掺杂和Ag修饰的ZnO纳米棒表现出良好的光催化性能.     

稀土、Fe~(3+)掺杂TiO_2光催化降解水中氨氮研究

以溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2和稀土离子Eu~(3+)、Y~(3+)、La~(3+)、Tb~(3+)、Dy~(3+)及Fe~(3+)掺杂的TiO_2,并以之为催化剂进行在超声波氙灯照射下降解氨氮污水。实验结果表明稀土或Fe~(3+)掺入TiO_2后使TiO_2光响应范围向可见光拓展,提高了氨氮污水的降解率;Fe~(3+)和稀土离子共掺杂后,La-Fe-TiO_2、Eu-Fe-TiO_2和TbFe-TiO_2氨氮污水降解率均比单掺杂提高。     

稀土离子(Sm~(3+),La~(3+))掺杂纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯和稀土氧化物Sm2O3、La2O3为原料,分别制备了掺杂稀土离子Sm2+和La3+的纳米TiO2光催化剂,分别进行了两种离子掺杂纳米材料在甲基橙溶液中的光催化降解实验,通过对制备条件优化,研究了光降解条件对降解效果的影响.结果表明:La2+掺杂纳米TiO2材料的光催化活性要优于Sm3+掺杂纳米TiO2材料.     

稀土离子La~(3+)修饰纳米TiO_(2-x)F_x光催化性能

以四氯化钛、硝酸镧、硫脲、氟化铵、氨水等为主要实验药品,采用常温络合-控制水解法制备具有可见光催化活性的La离子修饰纳米TiO2-xFx光触媒乳液.使用XRD、UV-Vis、纳米激光粒度分析仪等表征了样品的物相、粒径、组成、光吸收等性质.在光照下,考察了La修饰纳米TiO2-xFx光触媒乳液降解酸性红3R的光催化性能.结果表明,当La掺杂物质的量浓度为0.1%,F掺杂物质的量浓度为0.3%,体系pH值为6,回流时间为15min时,样品乳液对酸性红3R染料的降解率达到95%以上.     

Co离子注入对ZnO纳米棒物理性质的影响

采用离子注入方法对ZnO纳米棒阵列进行Co离子掺杂,对比分析未掺杂的和Co离子注入后的微观结构的变化.通过室温光致发光测试比较发现两类样品具有显著不同的结果,分析得出与离子注入后氧空位缺陷的增加有关.同时磁学性能的测试结果表明富含氧空位缺陷的掺杂后的样品有利于实现铁磁性.     

B和氧空位V_O掺杂锐钛矿相TiO_2的结构特征

探讨非金属离子B和氧空位单掺杂和共掺杂TiO_2晶体对体系结构特征的影响。采用密度泛函理论框架下的第一性原理方法,研究了氧空位V_O和B离子掺杂锐钛矿相TiO_2体系的几何结构、形成能等问题。结果表明,无论是单掺杂还是共掺杂的形成都会使晶胞体积增加和晶体稳定性下降,而V_O/B共掺杂体系的晶胞畸变小于相应的B离子单掺杂情况,说明共掺杂体系的稳定性高于单掺杂体系。几何结构和形成能计算都表明,B原子更倾向于进入晶胞的晶格间隙之中,形成的晶隙掺杂Bin具有最高的热力学稳定性,并且,在含有V_O缺陷的TiO_2晶体基础上进行B原子掺杂比在完美TiO_2晶体基础上进行B掺杂的形成能更低、也就是这时的掺杂更容易。     

纳米TiO_2颗粒对SCC性能影响试验研究

纳米TiO_2颗粒具有光催化、降解等功能,达到清洁净化空气、降解汽车尾气等功效.将纳米TiO_2作为一种超细粉末,加入SCC中,通过试验研究掺加不同数量的纳米TiO_2颗粒后,SCC自身必须具备的各项性能发展变化程度.随着纳米TiO_2颗粒掺入量增加,新拌SCC流动性大致呈降低趋势,掺量在3%～21%时基本维持在600 mm以上,超过21%以后下降很明显,影响新拌SCC的和易性性能.14 d时,纳米TiO_2最佳掺入量在9.0%;28 d时,在掺量为7.5%～14.7%时,立方体抗压强度不低于36 MPa,掺量为12%时达峰值36.89 MPa.综合SCC的性能指标变化,纳米TiO_2颗粒的合理掺入量在7.5%～14.7%时性能良好.     

钕离子掺杂对TiO_2相组成和光催化活性的影响

用溶胶-凝胶法制备掺杂钕离子的TiO_2纳米粒子,并研究钕离子掺杂对TiO_2相结构和光催化活性的影响。结果表明:掺杂钕离子能抑制锐钛矿相向金红石相转变,并能抑制TiO_2晶粒长大;掺杂钕离子能提高TiO_2的光催化活性,掺杂量为0.069％时,光催化活性最高。     

Yb掺杂量对混晶相TiO_2可见光催化活性的影响

采用简单的溶胶-凝胶法制备稀土Yb掺杂混合晶相TiO_2纳米粉体,通过XRD、XPS、TEM、FT-IR、UV-Vis-DRS、PL和Nano-sizer纳米粒度仪等对样品进行表征,以可见光辐照下催化降解亚甲基蓝(MB)为模型,研究了Yb掺杂对纳米TiO_2的结构和可见光催化活性的影响.结果表明,Yb掺入TiO_2后在表面存在Yb~(3+)和Yb~(2+)两种形态,Yb掺杂抑制了TiO_2从锐钛矿向金红石的相转变,阻碍晶粒生长,增加了纳米TiO_2表面-OH数量;适量的Yb掺杂可促使合适比例的金红石与锐钛矿的混晶相形成,有效降低TiO_2光生e~-/h~+对的复合率,扩大吸收光谱的波长范围,提高TiO_2光催化活性.当热处理温度500℃、掺杂量n(Yb):n(Ti)=0.009时Yb-TiO_2样品在普通日光灯下对MB在6 h内的光催化降解效率达95.2%,明显高于同等条件下纯TiO_2样品的降解率56.4%.     

具有氧空位的TiO_2纳米结构光催化固氮性能研究

采用溶胶凝胶法制备了小尺寸的高比表面积TiO_2纳米结构,并通过固相热还原工艺实现了氧空位的引入.通过X射线衍射(XRD)、固体紫外漫反射(DRS)和透射电子显微镜(TEM)对所得样品进行了表征,XRD结果证明了采用溶胶凝胶法制备的样品和还原后实现氧空位引入的样品均为锐钛矿纯相,TEM显示样品为小尺寸球状结构,固体紫外漫反射(DRS)结果证实了氧缺陷的存在,通过光催化N_2固定效率评价了光催化剂的光催化性能,结果表明固相热还原后实现氧空位引入的TiO_2纳米结构光催化还原N_2制氨效果得到显著提高.     

氧空位调控BiVO4纳米片的制备及光解水制氧性能

采用水热和烧结方法制备了氧空位调控的BiVO₄纳米片。通过X射线衍射仪、电子自旋共振谱仪、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪和光解水制氧系统研究了不同氧空位含量(O_V)BiVO₄纳米片的结构和光解水制氧性能。通过对氧空位含量的调控,实现了对BiVO₄纳米片的光吸收和光电性能的优化,极大提高了BiVO₄纳米片的光解水制氧效率。结果表明:引入氧空位后,BiVO₄纳米片在可见光区的光吸收明显增强,并且随着氧空位含量的增加,样品的吸收边发生明显红移。适量氧空穴的引入显著提高了光生电子和空穴的分离,从而提高光生电子的利用率。BiVO₄-O_V2纳米片的光催化产氧速率约433 μmol/(h·g),约为BiVO₄纳米片的10倍。     

镧掺杂纳米二氧化钛处理印染废水

摘要 通过对二氧化钛掺杂金属镧氧化物进行改性,研究了镧掺杂纳米二氧化钛对活性紫模拟印染废水的降解性能,确定了有利于光催化反应的最佳条件,在氧化镧掺杂量占二元复合光催化剂（La2O3/TiO2）总量0.8%,煅烧温度500oC,催化剂添加量为2.0g/L时,20min紫外光照下最高降解率可达到60%左右。 关键词：印染废水,镧掺杂纳米二氧化钛,光催化氧化     

3DOM-TiO_(2-x)的制备及其光催化降解性能

将模板法制得的三维有序大孔TiO_2(3DOM-TiO_2)置于H_2中还原,得到具有氧空位的3DOM-TiO_(2-x)(x为氧空位值)。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)和电化学工作站等对产物的结构和性能进行表征。通过固定床反应器中模拟太阳光催化降解罗丹明B(RhB),对3DOM-TiO_(2-x)的光催化活性进行评价,并对光催化活性提高的原因和反应机制进行分析。结果表明:3DOM-TiO_(2-x)具有较高的光催化活性源于3DOM结构和氧空位的协同作用,3DOM结构通过提高比表面积增加氧空位的生成量,从而增强光催化的活性,同时,3DOM结构有利于光的穿透,提高了光催化效率。·OH、空穴(h~+)和·O~-_2在罗丹明B的降解中均起着重要作用,它们对罗丹明B降解的贡献度由大到小的顺序为·O~-_2、·OH、h~+。3DOM-TiO_(2-x)具有较好的稳定性,采用周期性注入清水清洗的方法可以去除吸附在3DOM-TiO_(2-x)表面上的罗丹明B,以保证反应过程稳定进行。     

S、La3+共掺杂TiO2的制备及其可见光下光催化制氢性能

采用溶胶一凝胶法制备了S、La3 共掺杂TiO2可见光光催化剂.通过UV-Vis DRS、XRD、XPS、电化学等手段对催化剂进行了表征.以可见光光催化制氢为探针反应考察了催化剂的活性.结果表明:两种元素掺杂没有改变TiO2的晶型,但掺杂后增强了TiO2晶格畸变;La3 掺杂显著地提高了S/TiO2的可见光活性.相对于纯TiO2和S/TiO2,S、La3 共掺杂时TiO2的粒径更小,平带电位负移更明显,光的吸收边带红移更显著.当S、Ti的量比,n(S)/n(Ti)为5:1、La3 掺杂量(质量分数)为0.75%、煅烧温度为450℃时,La3 /S/TiO2的光催化活性最高.     

共掺杂改性TiO2光催化材料的研究进展

以光催化材料TiO_2为研究对象,从金属、非金属之闻的共掺杂出发,介绍了近些年来TiO_2光催化剂与双金属、双非金属、金属与非金属共掺杂的研究现状。发现,当对TiO_2进行双元素的共掺杂,且掺入的两种元素选择适当,掺入量合适时,能够进一步提高光催化材料TiO_2的光催化性能,指出其制备方法的多样化及其逐渐完善,将是其发展方向。     

n-TiO_2多晶薄膜光阳极的掺杂研究

研究了多晶薄膜 n—TiO_2光阳极通过掺杂以扩展其在可见光区的光谱响应。分别掺入的多种非稀土元素均能扩展其光谱响应,与稀土元素一同掺入可同时增加光阳极在紫外区的量子效率。对掺杂 TiO_2光阳极光电化学性能的研究表明,光谱响应的扩展与其禁带宽度的减小有关。     

TiO_2/g-C_3N_4复合物的光催化性能测试及机理研究

利用超声剥离法将块体g-C_3N_4剥离成少层g-C_3N_4,之后与TiO_2进行复合并将所得产物进行二次高温煅烧,得到一种界面间距更小,光生电子传递速率高,光催化性能强的TiO_2/g-C_3N_4的光催化剂。通过XRD,SEM,TEM和FT-IR对其结构进行表征,发现TiO_2是以化学键的形式均匀地附着在少层g-C_3N_4表面;UV-vis和PL分析表明,该催化剂实现了紫外区到可见区的全覆盖吸收,并能有效地抑制光生电子和空穴的复合;降解实验和分解水制氢实验表明TiO_2的负载量为3%时其光催化性能最好,100 min时对罗丹明B的降解率达到87.7%,光催化分解水制氢速率高达68.62μmol h~(-1)。探讨总结了该复合物的光催化机理。     

改性球形铁酸铋纳米材料的制备及光催化性能

随着水污染的加剧,研究环保高效的新型水污染处理技术尤为重要。采用溶胶-凝胶法制备了过渡金属离子La改性的BiFeO3球形光催化材料,利用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis、VSM等表征手段对La掺杂的BiFeO3粉末的结构、光学及磁性进行分析;并以刚果红和实际环境污水为目标污染物,探究其光催化性能。结果表明,La掺杂的BiFeO3纳米颗粒呈球状且具有较小的粒径,La的引入不仅影响了BiFeO3的磁性,还使其带隙由2.67 eV减小到2.02 eV。通过调控La的掺杂量,可有效提升BiFeO3光催化降解效率,当La掺杂量为5%时,可以将实际污染水体中的COD浓度降低40%。同时,在光催化60 min时可将浓度为20 mg/L的刚果红溶液完全降解,比同一时间BiFeO3催化效果提高了85.7%。相关机理研究结果表明La掺杂BiFeO3光催化剂降解刚果红时,起主要催化作用的活性物质是空穴。