TiO2微粒的掺杂改性与催化活性

用混合溶胶-凝胶法制备了Fe3+,Zn2+,Pd,Co2+,Ni2+,Cr3+等金属离子掺杂的二氧化钛复合微粒.以四环素降解为目标反应,研究了所制备的复合微粒光催化活性与选择性.并用IR、XPS、Raman光谱等技术,探讨了影响复合微粒光催化活性的原因.结果显示掺杂Fe3+、Zn2+的二氧化钛复合微粒对四环素降解具有很高的催化活性与选择性;掺杂Pd的复合微粒催化活性也有所提高.而Co2+,Ni2+,Cr3+等金属离子掺杂的二氧化钛复合微粒的催化活性呈下降趋势.研究认为Fe3+、Zn2+促进二氧化钛微粒光催化活性的原因是由于这些金属离子高度分散在二氧化钛基质中,使基质晶型发生畸变并形成Ti-O-M桥氧结构;这种结构使复合微粒表面缺陷和活性比表面积增加,有利于光生载流子的转移.同时,Ti/Fe复合微粒中Fe抖有利于活性·OH基团的形成.这些活性·OH基团插入有机物的C-H键中,最终导致有机物的完全降解矿化.另一方面,由于Fe3+,Zn2+,Pd特殊的电子构型,有利于浅度捕获半导体的光生电子,使光生电子-空穴对有效分离.而Co2+,Ni2+,Cr3+金属离子的电子构型易深度捕获光生电子,结果可能形成了电子-空穴复合中心;导致半导体的量子效率和催化活性下降.     

铁掺杂对二氧化钛结构和光催化性能的影响

简要介绍并评述了掺铁改性二氧化钛结构和光催化性能研究的现状和结果,讨论了掺铁量、制法和前驱体、降解物和pH值等对掺铁二氧化钛光催化性能的影响,提出了今后研究的重点和方向.     

稀土元素掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用溶胶凝胶法在釉面砖上制备了均匀的ＴｉＯ２光催化薄膜,并研究了稀土元素铈,镧,钇掺杂对ＴｉＯ２光催化性能的影响。对罗丹明Ｂ的光降解实验表明,适量的稀土元素掺杂均可显著改善ＴｉＯ２薄膜的光催化性能。     

掺铁纳米TiO2粉体的制备及其光催化活性的研究

采用特殊液相沉淀法制备了掺杂纳米二氧化钛粉体,通过TG-DTA对其前驱体进行分析,用XRD和TEM对其进行表征。用它做催化剂在日光作用下对亚甲基蓝进行了光催化实验,研究了掺杂量对光催化性能的影响,结果表明掺铁纳米二氧化钛比纯二氧化钛光催化效果好。其中掺铁1.25%的纳米二氧化钛在焙烧温度600℃,焙烧时间30 min时效果最佳,最多比纯二氧化钛的降解率提高47%。     

纳米TiO2的光催化行为及应用研究进展

本介绍了纳米二氧化钛光催化反应的机理及影响因素，综述了其性能改进与应用研究的进展和方向。     

掺铁TiO2用于NO-2光催化降解研究

采用溶胶－凝胶法制备了掺杂铁的ＴｉＯ２粉未,并用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＵＶ－Ｖｉｓ漫反射光谱等技术手段考察了掺入铁ＴｉＯ２粒子形态的变化,以及掺杂与否对氧化降解ＮＯ２＾－的影响。研究结果表明,铁的掺入可影响ＴｉＯ２的结构相变及粒子大小,并且发现掺杂后ＴｉＯ２对ＮＯ２＾－的氧化活性显著提高,在掺杂量３．０％时具有最佳活性。     

铁掺杂TiO2纳米管阵列的制备及可见光光催化性能

以硝酸铁为铁源,采用阳极氧化法一步合成Fe3+掺杂的TiO2纳米管阵列.用扫描电镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-VIS)等测试方法对催化剂进行表征,并通过可见光光催化降解甲基橙溶液,测定其光催化活性.结果表明:高度致密,规整有序的纳米管阵列垂直生长在钛基底表...     

过渡金属离子改性TiO2薄膜上甲醛光催化降解作用研究

用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了不同金属离子掺杂的TiO2光催化薄膜，考察了掺杂金属离子种类（Fe^3＋、Cd^2＋、Cr^3＋、Co^2＋等）及其掺杂量对TiO2薄膜光催化降解甲醛的影响。结果表明，在日光灯和紫外灯照射下，各种溶胶体系所制备的催化荆均具有一定的甲醛降解活性，其中以添加乙酰丙酮缓释剂的溶胶体系所制备的催化剂活性较好。在掺杂的各种过渡金属离子中，掺杂Cd^2＋1．5wt％的TiO2薄膜催化剂表现出最好的甲醛光催化降解性能。XRD研究表明催化剂中的TiO2主要为锐钛矿型，掺杂Cd^2＋1．5wt％的样品的DR UV-VisiO2在430nm和600nm处出现宽的吸收峰，与该催化剂在日光灯照射下具有相对高的甲醛降解活性结果相吻合。     

纳米TiO2光催化材料改性研究进展

本文首先讨论了纳米TiO2光催化降解有机污染物的机理以及影响TiO2光催化效率的各种因素,根据近年来TiO2光催化技术的研究成果,重点探讨了TiO2的改性研究进展,并对TiO2在有机废水处理中的应用作了简要介绍。     

提高纳米TiO2光催化活性的研究进展

本文就提高纳米TiO2的光催化性能的研究进展作了综述,阐明了光催化的原理,影响纳米TiO2光催化的因素,并总结了金属离子掺杂、贵金属表面沉积、纳米TiO2半导体复合等常见几种改性纳米TiO2光催化性能的方法。最后指出了目前研究存在的问题,并提出建议。     

硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒制备及光催化性能

采用微乳法制备了铁掺杂TiO2和硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒,利用红外光谱、XRD等对结构进行表征.以0#柴油为含油模拟废水,对硬脂酸修饰铁掺杂TiO2的制备条件及光催化降解性能进行研究.结果表明,铁掺杂TiO2的光催化活性大于纯TiO2,铁最佳掺杂量为质量分数0.4％.硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒最佳修饰条件为,在超声波下温度30℃,时间40 min,硬脂酸与铁掺杂TiO2的质量分数6％.硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒催化降解含油废水效果最佳.     

阴离子掺杂TiO2气相光催化降解正己烷的研究

利用钛酸丁酯水解浸渍方法制备了多种阴离子掺杂改性TiO2纳米催化剂并作了XRD,BET等表征,研究了它们对气相光催化降解正己烷反应的活性,并和阳离子K 掺杂TiO2、未掺杂TiO2及市售TiO2DegussaP 25作了比较.结果表明,在适当的掺杂浓度下,多数阴离子的掺杂对TiO2的光催化活性略有降低,但仍优于P 25,活性最差的是钾离子掺杂TiO2,H3PO4和NH4H2PO4的掺杂则对TiO2的光催化活性有明显的促进作用.     

TiO2-SiO2-GF复合光催化剂对甲醛光催化降解研究

使用溶胶凝胶法制备二氧化硅-二氧化钛-玻璃纤维体系复合催化膜(SiO2-TiO2-GF),并通过X射线衍射(XRD)、紫外漫反射衍射(DRS)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等手段考查了SiO2-TiO2-GF体系复合催化膜的光学和结构参数及其表面形貌.采用气相甲醛评估SiO2-TiO2-GF体系催化膜的光催化效率.实验结果表明,相比二氧化钛-玻璃纤维(TiO2-GF)体系催化膜,SiO2-TiO2-GF体系复合催化膜TiO2锐钛矿相的质量分数增高;晶粒尺寸从11.29nm减小为6.95nm;SiO2为主的玻璃纤维表面多孔结构大大地增强了光催化效果,其Langmuir-Hinshelwood(L-H)方程的动力学常数从0.02784mol/m3min提高到了0.09058mol/m3min;且有Ti—O—Si键生成,薄膜不易脱落.     

掺钒TiO2粉末的制备及光催化活性

为提高TiO2的光催化活性,采用溶胶-凝胶法制备了两种不同掺钒方式的TiO2粉末,并用XRD、TEM、XPS和UV-V is等技术对样品进行了表征,通过对甲基橙的光催化降解动力学来验证催化剂的光催化活性.结果表明:在500℃下焙烧3 h后制得的催化剂为锐钛矿相,粒径在15~30 nm之间;与单一的V/TiO2不同,往纯TiO2中掺杂V/TiO2后,XPS测试中检测不出V2p的特征峰;光催化实验证实,当V/TiO2与纯TiO2处于一定比例时样品具有更高的催化效率.     

Al掺杂TiO_2的制备及酸化处理对其光催化活性的影响

锐钛矿相TiO2的光催化活性高于金红石相。采用化学溶液分解法制备了Al掺杂锐钛矿TiO2,并用硝酸对其进行酸化处理。利用TG-DTA、XRD、FTIR、BET和UV-vis等手段对样品进行了表征,通过对甲基橙的降解分析了酸化处理对Al掺杂TiO2光催化活性的影响。结果表明:掺杂Al能有效抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变。酸化处理因能增大Al掺杂TiO2的比表面积而使其光催化活性提高。Al/Ti掺杂比为1∶4的样品在酸化处理后具有的光催化活性最高,60min后对甲基橙的降解达到100%。     

TiO2系材料的光催化特性及改进途径

阐述了TiO2系材料的光催化氧化机理以及影响其光催化活性的因素，并提出了改进其光催化氧化性能的途径与依据。     

静电纺丝制备铕掺杂二氧化钛纳米纤维及其光催化性能

采用静电纺丝法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、冰乙酸、无水乙醇、硝酸铕和钛酸四丁酯为原料,制备不同浓度铕掺杂的二氧化钛纳米纤维,用扫描电子显微镜(SEM)、X线粉末衍射仪(XRD)来表征二氧化钛纳米纤维的形貌、组成和晶型.结果显示二氧化钛纳米纤维煅烧之前直径为300~400 nm,煅烧后直径为200~300 nm,呈锐钛矿型. 以酸性红3R染料作为目标污染物,在太阳光模拟器下进行光催化实验,找出最佳铕掺杂浓度,然后利用最佳铕掺杂浓度的二氧化钛纤维降解不同pH值的酸性红3R溶液,找到染料的最佳pH值,结果发现:当铕掺杂摩尔比为1%,pH值为3时,40 mg二氧化钛纤维经过25 min即可将40 mg/L的酸性红3R染料降解98%以上.     

稀土离子掺杂对于TiO2结构和光催化性能的影响

通过溶胶凝胶法制备了不同质量浓度稀土离子掺杂的TiO2,在测试其对碱性藏花红的降解效果后发现,RE3+＞RE2+＞RE4+.经过对样品进行X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、紫外可见漫反射光谱(UV-Visible DRS)以及X射线光电子能谱(XPS)表征后,稀土离子尽管有较大的半径但是主要还是掺杂到晶格中.稀土离子掺杂对TiO2的影响主要有①抑制由锐钛矿到金红石的转变;②提高光吸收率;③抑制载流子复合.     

La3+和Ni2+掺杂二氧化钛纳米粉体的制备与光催化性能

采用溶胶 凝胶法分别制备了未掺杂、La³⁺和Ni²⁺单掺与共掺的TiO₂粉末,通过XRD、SEM、UV-visible吸收等对样品的晶型、微观形貌、光吸收和对亚甲基蓝的光降解特征进行了考察。结果表明,La³⁺和Ni²⁺的掺杂抑制了TiO₂的相变和晶粒的增长,纯TiO₂的粒径主要分布为20～30nm,掺杂La³⁺和Ni²⁺后样品的晶粒尺寸在9～20nm之间。掺杂后各样品在紫外和可见光区的吸收能力均有不同程度地增强。与未掺杂TiO₂的吸收带边相比,La³⁺掺杂TiO₂的吸收带边蓝移,Ni²⁺掺杂和共掺TiO₂的吸收带边分别红移了约40和35nm。La³⁺单掺和La³⁺-Ni²⁺共掺促进了光生电子-空穴对的分离,从而提高了光催化降解亚甲基蓝的活性。     

TiO2表面掺杂CeO2和NiO及光催化活性研究

以硫酸镍、硝酸铈为掺杂剂,在TiCl4水解过程中,以沉淀包覆或机械混合的掺杂方法制备了改性TiO2粉体,进行了X射线衍射表征和光催化活性评价。晶粒的长大受到了抑制,在450℃焙烧下,掺镍样品的平均粒径由未掺杂纯样品的38.2 nm减小到11.5 nm（机械混合）和8.4 nm（沉淀包覆）,掺铈样品的平均粒径则分别减小到30.5 nm和14nm;镍掺杂导致了样品在焙烧温度450℃时便有金红石相析出,而铈掺杂的样品和纯样品在相同温度下没有金红石相;通过甲苯在样品上的光催化氧化过程,证实了掺杂对样品的光催化性能有影响。在纯样品和掺镍、掺铈的样品上,130 min后甲苯的质量浓度由初始的80 mg/m3分别下降到20、2.5和8.6 mg/m3。