稀土金属掺杂TiO_2光催化剂及活性预测的研究进展

对近年来稀土金属掺杂TiO_2光催化剂的制备和光催化机理进行了综述.以TiO_2为例,光催化反应只发生在当高能量紫外光照射在催化剂上.稀土金属作为掺杂剂展现了极好的潜能,不仅可以使吸收红移,还能够提高TiO_2的光催化活性.制备的方法包括溶胶凝胶法、水热法、模板法、阳极氧化法、静电自组装法和沉淀法等.文章重点强调了单稀土掺杂对TiO_2的晶型、粒径、光学性质、比表面积和光催化活性的影响,比较了稀土金属共掺杂与单掺杂的不同.分析了基于第一性原理的密度泛函理论对其光催化活性的研究,讨论了晶格参数、能带结构、电子结构、几何结构、态密度以及光学性质等理论计算.最后提出了通过模式识别预测稀土掺杂TiO_2的光催化活性的可行性.     

超临界制备Ti02光催化剂及其活性研究

以钛酸丁脂为钛源，用溶胶-凝胶法制得催化剂前驱体，用超临界干燥法处理获得大孔及高比表面积的TiO2超细颗粒；该样品在苯酚光催化降解反应中显示出优良的催化性能，其催化活性显著优于由直接干燥法处理获得的TiO2颗粒，而且催化剂具有良好的热稳定性，即使经过973K的高温焙烧，仍能保持良好的催化活性．结合催化剂的系列表征，包括XRD、TEM、氮气吸附-脱附等温线、XPS等，初步讨论了超临界干燥法对改善TiO2光催化活性的结构因素．     

非金属掺杂TiO2光催化剂的研究进展

主要介绍了非金属元素（N,C,S,F,P和B）掺杂TiO2的制备方法和可见光催化活性研究的最新进展,深入分析了非金属元素对TiO2吸收光谱的影响机理,指出了非金属掺杂TiO2研究过程中存在的问题和未来的研究方向。     

氧化锌光催化剂的掺杂与复合研究进展

综述了近些年来提高ZnO光催化活性的研究方向,即过渡金属离子掺杂ZnO的制备,贵金属复合ZnO的制备和半导体复合ZnO的制备及光催化活性的研究,为拓宽ZnO的光响应范围,加速光生电子空穴对的分离以及提高光生空穴对的分离时间等提供了技术资料,并展望了ZnO基光催化剂的发展趋势。     

镧掺杂TiO2光催化剂的合成及其光催化活性研究

采用溶胶-微波法(Sol-Microwave Method)制备了镧掺杂纳米TiO2光催化剂,借助X-射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等技术对样品组成和光吸收特性进行了表征,同时以高压汞灯(HPML)为实验光源、罗丹明B为模型污染物考察了样品的光催化活性.结果表明,所得TiO2为锐钛矿型,La元素的最佳掺杂量为0.4%,在此条件下,高压汞灯下反应45 min,降解率达到90.6%.     

Y-Nb共掺杂金红石型Ti02电子结构和光学性质的第一性原理研究

目的计算分析Y-Nb共掺杂对金红石型TiO2的微观结构、电子结构和光学性质的影响,为实验研究和实际应用提供理论依据。方法采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法。结果Y掺杂后禁带宽度减小,出现受主能级并跨越了费米能级,低能区出现介电峰,价带主要由O2p态、Ti3d和Y3p4d态共同构成;Nb掺杂后禁带宽度有所减小,价带和导带整体负移,但是对介电峰没有明显的影响;Y-Nb共掺杂的形成能最低,杂质原子引起了晶格结构的畸变,使得以Ti为中心和分别以Y、Nb为中心的氧八面体正负电荷中心分离,从而产生内偶极矩,有利于光生电子空穴对的分离。结论Y-Nb共掺杂极大地减小了禁带的宽度,提高了金红石型TiO2对可见光吸收性,从而减少电子从价带跃迁到导带所需的能量。     

钒掺杂SrTiO_3光催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备不同质量分数V掺杂的SrTiO_3光催化剂粉体(V-SrTiO_3),通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪对其结构和形貌进行表征,用亚甲基蓝(MB)催化降解实验评价其光催化活性.结果表明,V掺杂后SrTiO_3仍然保持钙钛矿结构,V5+进入晶格对Sr2+进行了替位掺杂,晶格常数变小;热处理温度升高,样品发生热团聚;V掺杂后SrTiO_3的催化活性得到了明显的提高,并随着热处理温度的升高,光催化降解率先增加后降低;当n(V)∶n(Ti)=1.5∶100,热处理温度为800℃下制备的样品催化活性高达90.5%.     

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。     

C掺杂锐钛矿TiO2电子结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理,计算了碳掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构和光学性质.计算结果表明,纯TiO2的晶格参数与实验值以及其它的理论结果符合的很好;碳掺杂TiO2的带隙间出现了三个孤立的非纯态;掺杂TiO2的带隙和结构参数随着掺杂碳的含量和分布方式变化;碳掺杂TiO2可以吸收波长更长的太阳光,有助于提高TiO2的可见光催化活性.     

铜钕共掺杂纳米Ti02光催化降解偏二甲肼废水

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纯纳米TiO2和铜掺杂、钕掺杂、铜钕共掺杂TiO2,用X射线衍射、傅里叶红外光谱对其进行表征,用15W紫外灯作光源,20mg/L的偏二甲肼污水作为光催化反应模型污染物,研究TiO2的光催化性能,考察掺杂量对降解率的影响,结果表明,掺杂改变了TiO2的晶胞参数,提高了TiO2的光催化活性,共掺杂具有协同效应,共掺杂样品中铜离子摩尔分数为2.0%,钕离子摩尔分数为1.5%时其光催化性能最好.在25℃下,偏二甲肼废水质量浓度为20mg/L,加入催化剂质量浓度为0.6g/L,降解60min时,偏二甲肼废水的降解率达到93.4%.     

Rare Earth Doped Polymer Waveguide Materials and Devices

1 Results Rare earth doped waveguide amplifiers and devices have been demonstrated in silica, crystal and other glass hosts. These rare earth doped optical waveguide devices are based on inorganic materials. Many processing steps are required and can lead to long fabrication time and low yield.Polymer materials offer many distinct properties compared to inorganic materials, such as ease of fabrication, low production costs, simple processing steps, and compatibility with micro-fabrication technologies. ...     

稀土荧光材料的研究进展

综述了稀土荧光材料的合成方法、条件影响、光谱性质及其应用,并指出了其研究方向。     

稀土功能材料应用的新进展

对我国稀土材料产品进行了概述,并与世界水平进行了对比,阐述了国内外稀土材料发展状况和存在的问题,对发展稀土新材料进行了分析。     

掺杂稀土元素镧的锶铁氧体超微粉末的微波吸收特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂稀土元素镧的锶铁氧体超微粉末,就镧元素的掺杂含量对锶铁氧体吸波性能的影响进行了对比研究.结果表明,用聚乙二醇凝胶法制备的掺杂镧的锶铁氧体S rL axF e12-xO19超微粉末,当掺杂镧含量x=0.03时,对微波吸收效果最佳.在7.5~11.9GH z测试频段内,当涂层厚度2.0 mm时,其吸收量均在17 dB以上,在11.4 GH z处,最大吸收量为33 dB.     

稀土元素Eu络合物的合成及其抑菌性能

利用稀土元素Eu,以α-萘甲酸、β-萘甲酸、α-萘乙酸、β-萘乙酸作为络合物的第1配体,以1,10-邻菲口罗啉作为络合物的第2配体,合成了4种稀土络合物:Eu(α-NMA)3phen.H2O,Eu(α-NAA)3phen,Eu(β-NMA)3phen.H2O,Eu(β-NAA)3phen.成品为固体白色干燥粉末,热稳定性较好.通过滤纸条扩散法对所合成稀土络合物进行了抑菌性能测定,发现稀土络合物较单纯的稀土离子及配体对不同菌株均表现较强的抑制作用,具广谱抗菌性能;采用滤纸片扩散法,对所合成的稀土络合物以及相应配体的抑菌能力进行测定并比较,Eu(α-NMA)3phen.H2O稀土络合物的最小抑菌质量浓度(MIC)和最小杀菌质量浓度(MBC)分别是:MIC12为43.5μg/mL,MIB12为87μg/mL.根据稀土元素在紫外激发下发荧光的原理,通过荧光倒置显微镜观察,对稀土络合物的菌体作用位点进行了初步的定位;利用电子扫描显微镜观察了络合物对菌体形态的影响,结果表明稀土络合物对菌体生长的抑制,可能是先破坏菌体的表面结构,包括细胞膜和细胞壁,进而进入细胞内部,影响细菌细胞的生命活动.     

萃取色层在稀土分离中的应用

阐述了萃取色层法的基本原理以及CL—P507萃取色层法在稀土分离中的应用,综述了P507和Cyanex272萃淋树脂在稀土分离中的应用。     

Ti02纳米管状结构的可控制备及形成机理研究

利用自制的锐钛矿相TiO2纳米粉体为反应底物,在浓碱条件下,采用水热方法制备了长度100～200 nm,直径约10 nm的TiO2纳米管。通过研究碱种类及浓度、水热反应温度、反应时间及清洗方式对产物形貌及物相组成的影响来探究其形成机理。利用TEM及XRD对不同工艺条件下获得产物的形貌及物相组成进行了分析表征。研究表明,TiO2纳米管状结构在水热处理过程中可由部分片状结构自发卷曲而成,酸处理可促进片状结构向管状结构转化。调整清洗溶液的pH值为1时,可直接得到晶型完整的锐钛矿型TiO2纳米管。     

稀土元素在轧辊钢中的行为及对使用性能的影响研究进展

分别从稀土元素在轧辊钢中的存在形式、对晶界状态的影响、对夹杂物的作用、对其组织和性能的影响介绍了稀土元素在轧辊钢中的净化、变质和合金化作用的新进展以及对其使用性能的改善。     

ACF/TiO2光催化膜制备及其降解活性研究

采用溶胶-凝胶法经正交试验优化物料比后制得TiO2／ACF光催化膜,并用X-射线衍射对其结构进行表征;通过优化制备工艺参数,以及在紫外光作用下降解处理甲基橙废水,研究其光催化降解性能．结果表明：物料比为1：17．55：3．32：3．74：0．15（钛酸丁醣：无水乙醇：乙酰丙酮：去离子水：冰醋酸）、活化温度为350℃、焙烧3h,能制得二氧化钛呈锐钛矿晶体结构的光催化膜;处理浓度为400mg／L,pH值为4的甲基橙溶液,其脱色率达到98．3％,COD去除率达到86．2％．     

Synthesis and Characterization of Titania and Rare Earth Doped Titania Nanoparticles by Sol-gel Process

Titania sol has been prepared by the sol-gel process with Ti（OC4H9）4, as precursor. TiO2 gel was obtained through hydrolysis and condensation process. Rare earth such as La2O3, CeO2 and Gd2O3 were introduced into the nanostructure TiO2. After TiO2 and rare earth doped TiO2 powders were calcined at 400℃, 500℃, 600℃, 700℃ and 800℃ respectively, the characteristic analyses of the TiO2 samples were studied by UV-VIS, XRD and TEM etc. It was found that there are some stringer absorption peaks at 200 - 325 nm. The rare earth doping can increase the phase transition temperature convertin8 anatase phase into rutile phase, can decrease the grain size of TiO2particles and can improve the ann-UV capacity of the coating fabrics.