硫掺杂纳米氧化钛的制备及日光敏催化活性研究

本文为开发对太阳光的可见光区进行响应的光催化剂,以巯基乙酸为硫掺杂剂,采用简易溶胶-凝胶法制备硫掺杂TiO2,并以2,4-DCP为典型污染物,检验其可见光催化活性。利用XRD、XPS、UV-Vis光谱等手段表征光催化剂。结果表明,硫掺杂能提高TiO2的结晶度,并抑制晶相从锐钛矿型向金红石型的转变。掺入TiO2的硫位于晶格O位点和晶格间隙,替代硫和间隙硫掺杂TiO2的光吸收均发生明显的红移,并有较高的吸收强度。适量的硫掺杂,引起适量的氧空缺和Ti^3＋,增强氧化钛的光催化活性。     

溶胶-凝胶法制备硫掺杂TiO2及其可见光催化性能的研究

以钛酸丁酯和硫脲为原料,用溶胶-凝胶法制备掺杂硫的TiO2光催化剂,并用XRD、XPS、及UV-Vis吸收光谱对粉体进行了表征.以其对亚甲蓝和1-萘酚-8-磺酸的去除率来考察催化剂的可见光活性.结果表明:硫的掺杂减小了TiO2的禁带能隙,使其在可见光区具有光催化活性.硫的掺杂量对TiO2光催化剂的可见光吸收范围及可见光活性有明显的影响.当S掺杂量在1.2 %时,样品的吸收带边可达450 nm,对亚甲蓝的光降解率最高.10 mg·L-1的1-萘酚-8-磺酸使用1.2%S-TiO2催化剂在可见光下反应7 h,去除率达72.4%.该催化剂为锐钛矿型,平均粒径约为7.4 nm.XPS分析结果表明, S原子在催化剂中主要以S6 和S4 价态存在.     

V、Mn掺杂ZnO薄膜的掺杂特性及制备工艺研究

本文采用溶胶一凝肢法制备掺杂Mn的ZaO薄膜,井直流磁控溅射V掺杂的ZnO薄膜,研究Mn、V掺杂浓度以及制备工艺对于ZnO薄膜微观组织和电学性能的影响。研究发现,溶胶一凝胶法制备ZnO薄膜,最佳熟处理温度为450℃前烘和700℃退火处理结合。掺杂ZnO薄膜结构显示,Mn、V离子部分替代Zn离子进入ZnO晶格的内部。Mn掺杂ZnO薄膜浓度约为1％时,或V元素掺杂浓度为2％时,ZnO薄膜中的（002）晶向的衍射峰最强,显示出一定的C轴择优生长性。     

La3+,Fe3+,Pb2+掺杂TiO2纳米晶的制备及表征

采用溶胶一凝胶法制备了La^3 ，Fe^3 ，Pb^2 掺杂的TiO2纳米晶．并用XRD，DTA，TG进行表征．研究表明：400℃热处理2h的掺杂纳米晶均呈锐钛矿相。     

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%.     

铈、钕双掺杂二氧化钛/炭复合材料的制备及性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了不同Ce、Nd掺杂量的TiO2/C复合材料光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、固体粉末紫外漫反射等对样品进行了表征,并在紫外光照射下,以亚甲基蓝(MB)为降解物,研究了不同Ce、Nd含量样品的光催化性能。     

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%.     

掺铁纳米TiO2的制备及光催化降解罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺铁TiO2纳米粉体，并用x-射线衍射法（XRD）分析样品的晶相结构，考察了制备掺铁TiO2时的掺铁量和焙烧温度、降解体系的初始pH值和反应温度对掺铁纳米TiO2催化降解罗丹明B溶液效率的影响。实验证实，在金属卤素灯照射下，掺铁纳米Ti02在温和条件下催化降解罗丹明B可行。研究结果表明，初始pH=5、反应温度35℃、焙烧温度600℃、掺铁量为0.05wt％的纳米TiO2催化降解罗丹明B效果最佳，降解率可达94．69％；所制备的掺铁TiO2粒径在10—30nm左右，以锐钛矿为主的混晶存在于600℃焙烧的样品中。     

氮和硫共掺杂的纳米二氧化钛的制备及表征

以钛酸丁酯（TPOT）为原料,通过溶胶-凝胶法制得掺有氮和硫两种非金属元素的纳米二氧化钛（TiO2）,并利用紫外-可见光谱（UV—vis）、红外光谱（IR）、X射线光电子能谱（XPS）等方法对其进行了表征。结果表明,该方法的确可以使N和S元素共掺杂到纳米TiO2中,并且使得纳米TiO2的吸收范围拓展到可见光区域,从400nm拓展到580nm．     

环化聚丙烯腈/TiO_2纳米复合材料的制备及可见光催化活性

以钛酸四丁酯为钛源,在溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶过程中加入聚丙烯腈的二甲基亚砜溶液,制备含有聚丙烯腈的TiO2凝胶,再经热处理得到环化聚丙烯腈/TiO2纳米复合材料。采用XRD,TEM,UV-vis,DRS,PL等方法对环化聚丙烯腈/TiO2纳米复合材料进行分析表征。以甲基橙为模型污染物,考察了该类纳米复合材料的可见光催化活性。结果表明,环化聚丙烯腈/TiO2纳米复合材料具有良好的可见光催化活性和稳定性;当聚丙烯腈与TiO2质量比为1︰300、热处理时间为1h、热处理温度为270℃时,该纳米复合材料表现出最佳的可见光催化活性。     

稀土掺杂纳米TiO2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%.     

铕、氮掺杂二氧化钛光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法结合浸渍法制备了同时掺杂Eu、N的纳米二氧化钛粉体。以甲基橙为目标污染物，对样品的光催化性进行了研究，并采用XRD对粒子晶型进行了表征。结果表明：①试验条件下，铕、氮的掺杂对于TiO2晶型基本没有影响；②在焙烧温度为450℃条件下制备出的掺铕、氮纳米二氧化钛样品具有较好的可见光光催化活性。     

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.     

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.     

溶胶-凝胶法制备La掺杂BaTiO3纳米晶体的研究

用溶胶-凝胶法制备了La掺杂的BaTiO3纳米晶体．借助热重-差热、傅立叶变换红外光谱、X射线衍射和透射电子显微镜等手段对样品进行了表征．结果表明，该方法可以制备出BaTiO3纳米晶体，La掺杂可以有效地降低BaTiO3纳米晶体的烧结温度，并且使其晶格发生收缩畸变．     

Fe3+掺杂纳米TiO2制备及其性能的研究

采用溶胶.凝胶法制备了系列Fe3+掺杂的纳米TiO2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)等测试方法对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其紫外光光催化活性.结果表明:Fe3+的掺杂能有效抑制TiO2纳米颗粒的增长,提高了晶相转变温度;过渡金属Fe3+的掺杂能有效提高TiO2纳米粉体的光催化活性,600℃煅烧后的0.4%Fe3+/TiO2具有高的催化活性,且光催化活性稳定.     

铒掺杂二氧化钛纳米制备及上转换性能研究

以溶胶-凝胶法制备了掺Er3+的TiO2上转换发光纳米粉,通过XRD、SEM、上转换荧光发光谱等测试,对不同物质的量百分比Er3+掺杂和热处理温度的TiO2纳米粉进行了上转换性能研究,并对其发光机理进行了分析.结果表明,适量Er3+物质的量百分比及适当热处理温度有利于增强TiO2纳米粉的上转换发光性能.Er3+:TiO2粉体在980 nm激发下在539～567 nm范围获得绿光、在669 nm处获得红光.随着Er3+的物质的量百分比增加,绿光增强,红光减弱(小于1%);物质的量百分比继续增加,绿、红光均弱.随着焙烧温度的升高,绿光增强,红光减弱.当Er3+掺杂物质的量百分比为1%;焙烧温度为800℃时,获得的绿光强度较高、色彩单一.     

Eu3+掺杂TiO2纳米晶的制备及光学性质研究

采用溶胶-凝胶的方法,通过烷基钛的水解、煅烧,制备了掺杂Eu3 的TiO2纳米晶发光材料.结果表明,稀土掺杂的TiO2纳米晶不仅没有改变在不同温度下TiO2的晶型,而且Eu3 离子发光与TiO2的晶型有密切关系,即Eu3 掺杂在具有锐钛矿晶型的TiO2,在波长为396、464和532 nm光的激发下该材料才能发射单色性较强的红色荧光,并讨论了不同烧结温度对材料发光性能的影响.     

In2O3基纳米氨敏传感器材料的制备、结构及气敏特性

以InCl3·4H2O为源物质,采用溶胶-凝胶法制备了纳米级的In2O3及其掺杂Ti(Ⅳ)、Cr(Ⅵ)和Mo(Ⅵ)的粉体,并进行了热分析、多晶粉末衍射等表征.作为一种氨敏传感器,离子掺杂明显增强了传感器对另外2种还原性气体H2和CO的选择性.其传感器的敏感机理可能是由于材料对不同气体分子的吸附和活化造成的,掺杂减少了材料表面与H2和CO发生反应的活性位,从而提高了此类材料对氨气的选择性.     

银掺杂氧化锌薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法,通过改变硝酸银与醋酸锌的物质的量比分别在Si,ITO和玻璃基片上制备出不同Ag掺杂浓度的ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计、伏安特性曲线等测试手段,表征了薄膜的结晶状况、表面形貌及光电特性等.结果表明:随Ag元素的引入及掺杂浓度的升高,ZnO薄膜中有Ag单质生成,并在波长404 nm处出现了由Ag单质颗粒引起的共振吸收峰,同时ZnO薄膜的导电性得到了明显改善,在可见光范围内薄膜透光率均在85%以上.Ag掺杂原子数分数为7%时,薄膜导电性最好,其在可见光范围内透光率高达90%.