Co^2＋掺杂和Co^2＋-Ni^2＋共掺杂对TiO_2光催化性能的影响

通过溶胶-凝胶法制备了掺杂钴离子和钴、镍离子共掺杂的复合纳米粒子二氧化钛光催化剂,以甲基橙的脱色降解为探针反应,评价了光催化剂的光催化活性,研究了不同掺杂量以及掺杂粒子不同时,对光催化剂催化性能的影响。结果表明：当钴的掺杂量在0.2%时,光催化剂的活性最佳,而钴镍共掺杂的掺杂量在0.4%时,光催化剂的活性最好,且钴掺杂的催化活性比钴镍掺杂的更有效。     

Fe~(3+)/La~(3+)共掺杂纳米TiO_2制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备系列Fe3+/La3+共掺杂的纳米TiO2,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),X-射线能谱仪(EDS),紫外-可见吸收光谱等技术对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其在紫外光下光催化活性.结果表明:Fe3+,La3+的掺杂能有效减小TiO2纳米粒子的平均晶粒尺寸,提高了TiO2纳米粉体的分散性;Fe3+/La3+共掺杂的纳米复合光催化剂的吸收强度明显增加,在紫外光下2h后,Fe3+/La3+共掺杂TiO2对甲基橙溶液的降解率达98%以上.     

金属离子掺杂对TiO2光催化性能影响分析

TiO2光催化剂可有效去除水中有机污染物。本文采用溶胶—凝胶法(Sol—gel)制备了掺杂不同含量金属离子的复合型TiO2光催化剂，光催化降解甲基橙溶液实验结果表明：掺杂Cr^3 的TiO2光催化活性明显高于单一TiO2和其他几种掺杂催化剂的光催化活性；当Cr^3 的掺入比例约为1．0％时，其光催化活性最高，紫外光照4h甲基橙的降解率达到90％以上，可见光照射6h甲基橙的降解率达85％以上。可望将掺杂金属离子的纳米TiO2作为一种有效的光催化剂，广泛应用于被污染水体的净化处理。     

稀土Dy~(3+)掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了不同Dy3+掺杂量、不同焙烧温度的Ti O2光催化剂.并对所制得的光催化剂进行了SEM、XRD和FT-IR的表征和光催化活性研究.结果表明:所得粉体均为锐钛矿相纳米Ti O2,稀土掺杂能细化晶粒.以酸性品红为降解物的光催化实验表明:500℃煅烧,当Dy3+掺杂量为0.20%时其光催化活性最好,加入1 m L 30%H2O2,无灯源照射,常温常压无须通氧气条件下,催化时间6 h,降解率达到81.19%.     

Zn掺杂对TiO_2晶相及光催化性能的影响

采用改进的溶胶-凝胶法制备ZnO-TiO2复合催化剂,通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对其微晶结构和光吸收性能进行表征.以甲基橙作为模拟降解物,结果表明,改变水和乙醇的含量以控制溶胶向凝胶陈化的时间影响ZnO-TiO2的催化活性.当n(Zn)∶n(Ti)为3∶15、煅烧温度为500℃时产物催化效率最好,紫外光照5 h,降解率为96.4%.XRD结果显示,ZnO-TiO2主要以锐钛矿相TiO2和立方Zn2TiO4晶相存在,且Zn2TiO4晶相在n(Zn)∶n(Ti)≥3∶15时才会出现.紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯TiO2,Zn O-TiO2吸收边蓝移.     

双元素金属掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纯净和掺杂Ce-Cu、Ce-Ag的纳米TiO2颗粒,使用X射线衍射(XRD)对其进行表征,并在紫外光下,以甲基橙光催化降解为模型反应,研究了不同掺杂种类掺杂量对纳米TiO2先催化活性的影响.结果表明:合适的Ce-Cu和Ce-Ag掺杂量可有效提高TiO2光催化活性,并可降低其相转变温度.     

钆、镉共掺纳米TiO_2光催化剂的合成及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯、硝酸钆和硝酸镉为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Gd和Cd共掺杂型纳米TiO2光催化剂,借助X-射线粉末衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)及UV-vis等测试手段对样品进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察了掺杂量对样品光催化活性的影响规律。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且Gd和Cd共掺后随着掺杂量的增加,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV-vis光谱分析表明,适量钆(0.2%)掺杂使得催化剂在400～600nm的可见光区域对光响应,而在Gd掺杂的基础上掺杂Cd后,催化剂在紫外光区及400～600nm的可见光区吸收显著增强,对光具有更高的利用率;光催化实验表明,钆和镉掺杂对纳米TiO2光催化活性有显著的影响,当钆和镉掺杂量为0.2%、0.3%时其光催化活性最好。     

La~(3+)-Yb~(3+)/TiO_2纳米功能材料光催化性能的研究

采用超声波震荡法合成了不同La3+、Yb3+掺杂量、不同焙烧温度的La3+-Yb3+/TiO2纳米光催化剂,并对所制得的样品进行了SEM、XRD、FT-IR表征;以碱性品红为目标降解物测试了样品的光催化性能.结果表明:所制样品为纳米级粉体,稀土元素La3+、Yb3+掺杂能细化晶粒,使样品表面积增大,提供更多活性位,提高了样品的催化活性;样品晶型为锐钛矿相TiO2,稀土元素La3+、Yb3+掺杂能抑制金红石相生成,提高样品的热稳定性;随着稀土元素La3+、Yb3+掺杂量的增加,纳米TiO2表面将吸附更多的羟基,羟基具有很高的氧化性,能降解有机物,提高样品的催化性能;光催化实验表明,在500℃焙烧,当n(La3+-Yb3+)∶n(TiO2)=5%时,光催化性能最好,催化剂用量为0.15g/150mL加入1mL氧化剂30%双氧水,在无灯源照射、常温常压不需通氧的条件下,降解浓度为10mg/L碱性品红溶液50min时,降解率达到98.7%.     

溶胶—凝胶法制备Nd掺杂纳米TiO_2

采用溶胶—凝胶法制备稀土元素Nd掺杂纳米TiO2及纯纳米TiO2粉体试样.TEM分析表明,制备的Nd掺杂纳米TiO2与纯纳米TiO2的粒子大部分呈球形,纯纳米TiO2粒径在12 nm左右,掺杂纳米Nd5%-TiO2粒径在8 nm左右,均达到了纳米级别.     

铽掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究

以Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2为研究内容,采用溶胶-凝胶法合成不同Tb~(3+)掺杂量、不同煅烧温度的Tb~(3+)-TiO_2光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、红外(FT=IR)等现代分析技术对Tb~(3+)掺杂TiO_2纳米晶样品的结构进行测试、表征.以孔雀石绿溶液为目标降解物,研究了稀土Tb~(3+)掺杂量和煅烧温度对其光催化活性的影响.实验结果表明:Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2能够细化晶粒,提高热稳定性;Tb~(3+)掺杂提高了TiO_2光催化活性.当煅烧温度为400℃时,Tb~(3+)-TiO_2=2.50%的催化剂,在自然光照射下,降解孔雀石绿溶液3h,降解率可达81.1%.     

硫化钼钾对低浓度Sr2+和Co2+的吸附性能研究

用水热法合成了新型层状硫化物硫化钼钾(KMoS),利用扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),光电子谱仪(XPS)等对KMoS的形貌和组成进行了表征分析;通过静态吸附试验分别研究了pH值、接触时间、共存离子、Sr~(2+)和Co~(2+)初始浓度对KMoS吸附Sr~(2+)和Co~(2+)效果的影响.结果表明:KMoS的吸附平衡时间约为30 min,对Sr~(2+)和Co~(2+)的饱和吸附容量分别为84 mg·g-1和61 mg·g-1;KMoS的吸附性能在pH=3～10的环境下变化不大,在强酸和强碱(pH<3或pH>10)环境下吸附性能明显变差;吸附过程属于化学吸附,表面吸附过程为控制吸附速率的主要过程.     

Co~(16+)离子电子碰撞L层电子电离布居Co~(17+)离子激发能级的速率系数

在库仑-玻恩交换近似下,使用由我们改善了的Sampson的Z标度类氢模型及Grant的多组态Dirac-Fock(MCDF)程序包,计及了高荷电靶离子的相对论效应,计算了元素Co的类Na离子L层电子碰撞电离产生的类NeCo离子n=3激发能级布居的速率系数,所得结果比采用原始的Sampson方法计算的结果降低了25％左右。     

Fe~(3+)和Ce~(3+)共掺杂TiO_2的光谱电化学行为

为开发可降解饮用水中三氯甲烷的光催化剂,采用凝胶法制备了一系列Fe^3＋和Ce^3＋共掺杂的纳米TiO2。用XRD,UV和电化学方法研究了不同Fe^3＋和Ce^3＋配比掺杂TiO2的光谱电化学行为。研究结果表明：Fe^3＋和Ce^3＋掺杂摩尔分数均小于2．0％时,TiO2总是锐钛矿相,x（Fe^3＋）为7．0％时出现少量的Fe2TiO5相,x（Ce^3＋）为7．0％时出现少量TiO2-CeO2相;固定掺杂x（Ce^3＋）为2．0％时,最佳掺杂x（Fe^3＋）为2．0％,此时,TiO2紫外吸收、吸收限红移以及注入电荷密度Qc与脱出电荷密度Qa之比都最大：固定掺杂x（Fe^3＋）为2．0％时,TiO2的紫外吸收、吸收限红移以及电荷密度Qc与脱出电荷密度Qa之比总是随着掺杂的x（Ce^3＋）的增大而增大。     

载钴沸石上Co^3＋的还原作用

本文釆用XRD,XPS,TGA和TPR-XRD技术考察浸渍钴HZSM-5沸石催化剂的还原作用,结果表明:浸渍型载钴沸石经焙烧后,钴主要以Co_3O_40.形态存在于沸石外表面,其粒度为350(?)左右。同时有部分钴离子进入孔内与H~+进行交换,以类似Co(OH)_2形态存在于沸石内表面。500℃还原后,还原度随载钴量增加而增大,其大于57%,粒度在250-270(?)间。还原过程中,出现2个TPR峰,分别相应于过程中的Co~(3+)→Co~(2+)→Co二个阶段,各阶段的特征温度依次为:591-624°K;644-658°K。     

US/Oxone/Co~(2+)氧化工艺处理垃圾渗滤液的研究

采用低强度超声强化Oxone/Co~(2+)氧化工艺(US/Oxone/Co~(2+))处理COD为1116 mg/L、SS为17mg/L、色度为300倍、TOC为29.04mg/L、pH值为8.17的垃圾渗滤液,以COD的去除率为主要指标,探讨了pH、反应温度、[Oxone]/[Co~(2+)]、试剂投加量、超声强度、反应时间、试剂投加方式对处理效果的影响.结果表明:在超声功率为50 W、频率为40kHz、强度为60%,[Oxone]为3mmol/L、[Oxone]/[Co~(2+)]为500 000、pH为9.0、反应初始温度为25℃、反应时间35min、Oxone投加次数为6的最佳条件下,垃圾渗滤液的COD,TOC,SS和色度去除率分别达到63.74%、59.46%、69.35%和83.33%.     

CoY催化N_2O分解及Co~(2+)对(类)分子筛载体热稳定性的影响

用离子交换法制备了CoY系列催化剂 ,考察了它们对N2 O分解的催化活性 .结果表明 :焙烧温度对CoY催化活性的影响与CuY显著不同 ;Co2 + 对Y、ZSM 5分子筛和蒙脱土 (类分子筛 )的骨架稳定性有促进作用     

Y~(3+)和Eu~(3+)离子共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了系列Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂的TiO2纳米粉体,通过X射线衍射(XRD)、BET、扫描电子显微镜(SEM)、UV-Vis漫反射和荧光光谱分析等对样品的微观结构和性能进行了表征.结果表明:Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂比Eu3+或Y3+单组分掺杂更能有效地抑制TiO2纳米晶体的晶型转变,提高其比表面积;UV-Vis漫反射曲线均有一定的蓝移现象;Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂TiO2纳米体系中均能得到Eu3+特征发射光谱;以少量Y3+替代Eu3+时,Eu3+发光性能变得更强.以甲基蓝溶液为目标污染物,考察了Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂TiO2纳米粉体的光催化活性.结果表明,Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂比单组分掺杂更能有效地提高TiO2纳米粉体的光催化活性,并且Eu3+和Y3+稀土离子的最佳掺杂配比为1:4.     

掺钴锰酸锂的合成及在水系电解液中的赝电容性能

采用尿素辅助溶胶凝胶法合成了尖晶石型掺钴锰酸锂(L iMn2-xCoxO4,0≤x≤0.3)纳米颗粒.以L iMn2-xCoxO4电极为正极,活性炭(AC)电极为负极,在1 mol.L-1L i2SO4水系电解液中组装成模拟非对称超级电容器AC/L iMn2-xCoxO4,通过循环伏安和恒流充放电法研究其赝电容性能.电化学测试结果表明,随着钴掺杂量的增加,AC/L iMn2-xCoxO4电容器的比电容呈下降趋势,但循环性能得到改善;其中AC/L iMn1.9Co0.1O4电容器展现出较大的比电容和较好的循环性能.在L i2SO4水系电解液中,当工作电压为(0-1.4)V、电流密度为100 mA.g-1时,AC/L iMn1.9Co0.1O4电容器的初始比电容为42.6 F.g-1;经1 000次循环后比电容为40.8 F.g-1,比电容保持率为95.8%.