稀土掺杂纳米TiO_2光催化材料的制备和性能

采用溶胶-凝胶法制备稀土(La,Eu,Ce)掺杂纳米TiO2光催化材料,通过XRD、TEM等手段对其进行表征.以甲基橙为模型污染物,测试其光催化活性.研究稀土掺杂量、烧结温度和烧结时间对TiO2光催化活性的影响.结果表明,各因素对材料的催化活性均存在一个最佳值;除500 ℃烧结的Eu-TiO2样品由纯锐钛矿相组成外,其余样品均由锐钛矿和金红石混晶组成,而未见稀土氧化物;稀土掺杂可显著提高TiO2的光催化活性,其中Eu-TiO2对甲基橙的光降解率可达91.05%.     

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。     

掺杂锡离子对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶一凝胶法在玻璃上制备了透明锐钛矿型纳米TiO2薄膜和金属锡离子掺杂的锐钛矿与金红石混晶型纳米TiO2薄膜,并利用 X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外一可见分光光度计对合成的薄膜进行表征.研究了掺杂锡离子对TiO2薄膜吸收光谱及光催化活性的影响,结果表明掺杂锡离子使得TiO2薄膜对入射光的吸收带边发生红移;适量掺杂锡离子能够显著的提高TiO2薄膜的光催化活性.并探讨了镀膜层数对薄膜光催化活性的影响,发现对于掺杂不同浓度锡离子的TiO2薄膜均有其对应的最佳膜层数.     

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%.     

TiO2／SiO2：Zn复合薄膜及其光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)成功制备了Zn掺杂的TiO2/SiO2薄膜.采用XRD、UV-vis和SEM等方法对TiO2/SiO2薄膜及Zn掺杂TiO2/SiO2薄膜的结构和微观形貌进行了测试与表征,并对亚甲基蓝的光催化降解进行了研究.结果表明:TiO2/SiO2:Zn前驱体经500℃煅烧1 h可得到锐钛矿型氧化钛复合薄膜,薄膜平滑、致密、均匀.Zn2+进入TiO2晶格中形成置换固溶体,并引起晶格畸变.掺杂锌后,TiO2/SiO2光吸收带边发生明显红移.Zn最佳掺杂量为1.5%(摩尔比),这时所形成的Zn2+-TiO2/SiO2光催化剂经150 min光照射后光降解率可达83.7%,比纯TiO2/SiO2作为光催化剂提高了31%.     

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%.     

稀土掺杂TiO2薄膜的制备及光催化特性

用Sol-gel法制备出一系列镧系离子掺杂的TiO2薄膜,经X射线衍射(XRD)、紫外可见(UV-Vis)吸收光谱表征该TiO2薄膜,并研究了其光催化活性. XRD研究结果表明:镧系离子掺杂TiO2薄膜的XRD与未掺杂薄膜的XRD基本一致. 在控制实验条件下,主要为锐钛矿型晶型. UV-Vis吸收光谱表明:当λ＞360 nm时其吸光值低于0.4,并测得薄膜的厚度.光催化降解罗丹明B的实验表明,掺杂稀土离子的TiO2薄膜的光降解效率高于未掺杂的TiO2薄膜. 当n(La)=0.5%,n(Eu)=0.7% ,n(Er)=0.8% (n为摩尔比)时的降解效率达到最大. 而不同镧系离子在最佳掺杂量时的光降解效果为:La3+＞Eu3+＞Er3+.     

掺杂锡离子对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶一凝胶法在玻璃上制备了透明锐钛矿型纳米TiO2薄膜和金属锡离子掺杂的锐钛矿与金红石混晶型纳米TiO2薄膜,并利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外一可见分光光度计对合成的薄膜进行表征。研究了掺杂锡离子对TiO2薄膜吸收光谱及光催化活性的影响,结果表明掺杂锡离子使得TiO2薄膜对入射光的吸收带边发生红移;适量掺杂锡离子能够显著的提高TiO2薄膜的光催化活性。并探讨了镀膜层数对薄膜光催化活性的影响,发现对于掺杂不同浓度锡离子的TiO2薄膜均有其对应的最佳膜层数。     

La3+、Nd3+掺杂的TiO2纳米薄膜的制备及其光催化降解硝基苯的研究

以钛酸四丁酯为前驱物，无水乙醇为溶剂，盐酸为抑制剂，采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米光催化薄膜。为了提高TiO2薄膜的光催化活性，根据稀土离子特殊的电子层结构，对其进行了稀土离子的掺杂改性。通过薄膜样品的表面形貌测定和光催化降解实验，探讨了稀土离子掺杂的规律。实验结果表明：经过稀土离子掺杂的薄膜光催化活性有显著提高，La^3＋掺杂摩尔分数为0．5％时性能最好，Nd^3＋掺杂摩尔分数为0．35％时性能最好。     

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.     

掺银TiO2薄膜的制备及其光催化性能

采用Ｓｏｌ－ｇｅｌ法在玻璃板表面制得均匀的ＴｉＯ２薄膜,并利用光催化还原法镀银得到掺银ＴｉＯ２薄膜。用掺银的ＴｉＯ２薄膜和未掺银的ＴｉＯ２薄膜在高压汞灯和太阳光的照射下,对有机物苯酚水溶液进行催化光解研究。结果表明掺银ＴｉＯ２薄膜的光催化活性明显大于未掺银ＴｉＯ２薄膜,这是提高ＴｉＯ２光催化效率的可行方法。     

稀土掺杂TiO2纳米线阵列的可见光催化性能

采用溶胶-电泳沉积法在多孔阳极氧化铝模板上制备了TiO2光催化纳米线,合成了具有高比表面积的糖葫芦状M/TiO2(M代表La3+、Ce3+、Nd3+)纳米线阵列体系。采用SEM对样品进行了表征,表明M/TiO2纳米线阵列保持了模板的有序性;对甲基橙的可见光降解实验表明,稀土金属离子掺杂TiO2纳米线阵列体系具有非常优良的可见光催化性能;紫外-可见吸收光谱测试表明,La3+、Ce3+、Nd3+掺杂增强了TiO2在可见光区域的吸收能力,吸收带边红移至可见光区,未掺杂的TiO2禁带宽度为3.24eV,掺La3+、Ce3+、Nd3+的M/TiO2禁带宽度分别减小至2.6eV、2.8eV、2.0eV,这和光催化性能是大致相对应的。     

改性TiO2薄膜对水杨酸光催化降解的影响

利用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂,考察掺杂铁、银离子改性与酸处理的TiO2薄膜以及有微量H2O2存在时光催化降解水杨酸的活性,并对改性薄膜光催化降解水杨酸的动力学进行研究.实验表明:改性后的TiO2薄膜光催化剂的活性均有不同程度的提高,其中体相掺铁和酸改性的TiO2薄膜光催化活性最高,并且改性的TiO2薄膜降解水杨酸过程符合一级反应;微量的H2O2存在使TiO2光催化降解效率明显提高.     

稀土、Fe~(3+)掺杂TiO_2可见光降解含油污水

以溶胶-凝胶法制备了掺杂稀土、Fe3+的TiO2,以其为催化剂氙灯条件下光降解含油污水,稀土、Fe3+掺杂后含油污水在可见光下降解率提高,Eu-TiO2在氙灯照射30min降解率可达88.87%,Ce-Fe-TiO2可见光下30min降解率可达到90.22%.     

硅藻土负载Ce-TiO2光催化材料的制备及性能研究

采用低温燃烧法制备硅藻土负载Ce-TiO2光催化材料,借助XRD,SEM对样品进行表征.以罗丹明B溶液为目标污染物,研究并确定了负载型光催化材料的最佳制备和光催化降解条件.结果表明,TiO2光催化材料的最佳煅烧温度为600℃,最佳Ce掺杂量为02%,制备的样品为锐钛矿和金红石组成的混合晶型,且锐钛矿占主要部分.最佳的光催化降解条件为:罗丹明B溶液初始质量浓度为10mg/L,催化剂用量为10g/L,溶液pH=9.制得的复合光催化材料失活再生后降解率可达93%,且可多次重复使用,光催化性能明显优于纯TiO2光催化材料.     

掺铟TiO_2/蒙脱土复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为前驱物,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD),制备纳米级In/TiO2/MMT复合光催化剂,采用XRD,TEM,XRF、紫外漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征,TiO2以锐钛矿型存在,催化剂粒径在13～18nm之间.以亚甲基蓝溶液的脱色降解为反应模型,对催化活性进行了评价,当In掺杂量为2%(质量百分数),煅烧温度为700℃时,In/TiO2/MMT复合光催化剂的催化活性最好,亚甲基蓝降解率达99.2%,总有机碳(TOC)的去除率为63.9%.     

磁控溅射制备Ag/TiO2复合薄膜的光催化降解性能

为了提高TiO2薄膜的光催化效率,利用中频交流磁控溅射技术,采用Ti和Ag金属靶制备了Ag/TiO2复合薄膜.利用X射线光电子能谱、 X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的成分、结构和表面形貌,并研究了其光催化降解性能.结果发现: Ag在厚度较薄时以聚集颗粒形式存在; 在Ag膜厚度为15 nm时, Ag/TiO2复合薄膜与TiO2薄膜相比其光催化效率可提高2倍; Ag/TiO2复合薄膜对亚甲基蓝的光催化降解效率与复合薄膜的透射率均随Ag膜厚度增加逐渐下降,其原因是Ag膜厚度不断增加,最终完全覆盖TiO2薄膜表面,阻挡了TiO2薄膜与污染物的有效接触, Ag作为光生电子捕获剂的有利影响消失.     

金属离子掺杂二氧化钛催化剂的表征及光催化活性的研究

本实验向溶胶中分别加入不同离子(La3+、Ni2+、Ce3+),来研究其对TiO2光催化性能的影响。结果表明,加入适量的金属离子可以提高TiO2的可见光光催化性能,La3+的加入提高程度最大、Ni2+第二、Ce3+最低。     

Fe_2O_3/TiO_2/蒙脱土光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为原料采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD),制备了纳米级Fe2O3/TiO2/蒙脱土复合光催化剂.以亚甲基蓝为反应模型,对催化剂的催化活性进行了评价.结果表明,3 h亚甲基蓝降解率99.3%.采用XRD,TEM,UV和ICP等手段进行了表征,TiO2以锐钛矿型形式存在,催化剂粒径在15~21 nm.比较不同制备方法制得的复合催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,分散性好,光催化活性高等特点.