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.     

多元掺杂负载型TiO2光催化剂的制备与性能

为了提高TiO2光催化剂日光催化性能及解决催化剂回收问题,采用微乳液法制备了La3+、Fe3+、Co2+、Ce4+共掺杂TiO2/粉煤灰微珠光催化剂,用紫外-可见分光光度计测定了光催化剂的可见光吸收性能,用能谱仪(EDS)分析了催化剂的元素含量,以甲基橙为模型污染物考察了催化剂的光催化性能。实验结果表明:掺杂复合粒子在可见光区吸光性能均高于TiO2/漂珠;且多元素掺杂有协同作用,催化剂的吸收边带红移更多,对可见光的吸收也更强。日光照射下(,Co2+,Fe3+,Ce4+)三元共掺杂催化剂的活性≈(La3+,Ce4+)二元共掺杂催化剂的活性>Fe3+、La3+单掺杂催化剂的活性。     

溶胶-凝胶法制备La3+、碳纳米管掺杂纳米TiO2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3 掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3 与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3 掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3 摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3 与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3 (摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8～25 nm.     

Fe3+/W6+共掺杂纳米TiO2的光催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Fe3 /W6 共掺杂纳米TiO2光催化剂,利用XRD、SEM、FT-IR以及荧光光谱(PL)等对样品进行表征,结果表明:共掺杂纳米TiO2的形状以球形为主,粒径约为20~30nm,晶型为锐钛矿型;粒子表面吸附了大量的水分子和羟基;共掺杂TiO2纳米粒子并没有引起新的荧光现象,Fe3 和W6 产生了协同作用,有效抑制了光生电子和空穴的复合.以甲基橙为目标污染物研究了共掺杂纳米TiO2的光催化性能,结果表明:Fe3 /W6 共掺杂纳米TiO2的光催化活性比未掺杂或单一掺杂0.05?3 纳米TiO2的光催化活性都高,当Fe3 /W6 掺杂浓度分别为0.05%和0.04%时,甲基橙的降解率达到最高,达到94.6%.     

Fe2O3/TiO2复合光催化剂的制备及其表征

以硝酸铁为铁源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备Fe2O3/TiO2复合光催化剂,并用SEM、FTIR、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征。结果表明,铁与钛的摩尔比为1∶3、煅烧温度为500℃以及煅烧时间为1.5h时,所制Fe2O3/TiO2复合光催化剂疏松多孔、颗粒细小且热稳定性高,经紫外光照15min后,其对甲基橙的降解率为99.7%,与相同条件下制备的TiO2相比,Fe2O3/TiO2复合光催化剂具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

反相微乳液法制备负载型TiO_2光催化剂

以TiCl4为原料、粉煤灰微珠为载体,采用反相微乳液法制备了负载型TiO2光催化剂,讨论了负载对TiO2光催化剂的性能的影响。用热分析仪(DSC-TGA)测定了前躯体的热解行为,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)对催化剂的物相、形貌及特征官能团进行表征,并用可见分光光度计测定甲基橙的降解率。结果表明:焙烧温度为550℃时,负载型TiO2光催化剂为锐钛矿与金红石混合型,且微珠表面形成一层连续、均匀的薄膜。甲基橙催化降解实验表明:负载型TiO2催化剂对甲基橙的降解率在90min内达到49%,明显高于未负载型光催化剂。     

稀土离子(Sm~(3+),La~(3+))掺杂纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯和稀土氧化物Sm2O3、La2O3为原料,分别制备了掺杂稀土离子Sm2+和La3+的纳米TiO2光催化剂,分别进行了两种离子掺杂纳米材料在甲基橙溶液中的光催化降解实验,通过对制备条件优化,研究了光降解条件对降解效果的影响.结果表明:La2+掺杂纳米TiO2材料的光催化活性要优于Sm3+掺杂纳米TiO2材料.     

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。     

液料等离子热喷法制备Fe3+/TiO2纳米粉末与表征

以钛酸丁酯乙醇溶液为原料,以FeCl3·6H2O为掺杂成分,采用液料等离子喷涂法制备了Fe3 掺杂TiO2纳米粉末,并利用红外分光光度计(IR)及X射线光电子能谱仪(XPS)对Fe3 掺杂TiO2纳米粉末的结构和元素的化合价及表面化学态进行了测试,以光催化降解甲基橙测试其光催化活性.结果表明,Fe3 掺杂TiO2纳米粉末中,Fe元素仍为 3价,而Ti元素均为 4价;随着Fe3 掺杂含量的增大,TiO2红外光谱Ti-O吸收峰明显地窄化,O1s区XPS高分辨谱中羟基自由基所占比例逐渐增大,而吸附水所占比例逐渐减小;随着Fe3 量的增加,甲基橙降解率呈先增大后减小的趋势,Fe3 最佳掺杂量为0.5%,甲基橙降解率在60min可达81%,比纯TiO2粉末高出80%.     

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%.     

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。     

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。     

正交实验法优选WO3-TiO2复合光催化剂的制备条件

用溶胶-凝胶法制备WO3-TiO2复合粉体光催化剂,以甲基橙光催化降解率作为指标,采用正交实验法对光催化剂的制备条件WO3掺杂量、焙烧温度、焙烧时间3个因素进行优选。研究结果表明：因素的影响顺序为WO3掺杂量〉焙烧温度〉焙烧时间,WO3-TiO2复合粉体光催化剂的最佳制备条件为：钨酸钠加入量X（WO3）=2％,焙烧时间...     

镧离子修饰TiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La^3 修饰的TiO2光催化剂,通过XRD,TEM,Raman等考察了La^3 掺杂对TiO2结构的影响,并以液相苯酚光催化降解为探针,研究了La对TiO2催化性能的影响,结果表明：La^3 的掺杂能够显著提高TiO2的催化活性和热稳定性．主要归因①La^3 掺杂导致催化剂比表面积增加;②La^3 掺杂使锐钛矿相结晶度增加,同时有效抑制金红石相的出现．     

镧掺杂纳米二氧化钛处理印染废水

摘要 通过对二氧化钛掺杂金属镧氧化物进行改性,研究了镧掺杂纳米二氧化钛对活性紫模拟印染废水的降解性能,确定了有利于光催化反应的最佳条件,在氧化镧掺杂量占二元复合光催化剂（La2O3/TiO2）总量0.8%,煅烧温度500oC,催化剂添加量为2.0g/L时,20min紫外光照下最高降解率可达到60%左右。 关键词：印染废水,镧掺杂纳米二氧化钛,光催化氧化     

磁场辅助对掺杂TiO_2薄膜光催化活性的影响

利用外加匀强磁场辅助掺杂TiO2光催化降解偶氮胭脂红B溶液,通过实验探讨外加磁场对Fe^3＋和La^3＋掺杂TiO2薄膜光催化活性的影响。研究结果表明：外加磁场使掺杂Fe^3＋／TiO2薄膜的光催化活性降低,在磁感应强度为7mT时,催化剂几乎完全失活,光催化降解率低于2．0％;而对于掺杂1．0％La^3＋／TiO2薄膜,在磁感应强度为30mT时,光催化降解率达47．4％,比无外加磁场时高12％;磁场辅助对掺杂TiO2光催化活性的影响与掺杂离子的磁导率有关。     

苹果酯合成工艺研究

研究了合成苹果酯的催化剂固体酸SnCl4/C、固体超强酸SO2 -4/Fe2 O3 、SO2 -4/TiO2 /La3 + 、离子交换树脂的催化效能。从中筛选出最佳催化剂———固体超强酸SO2 -4/TiO2 /La3 + 。使用该催化剂进行苹果酯合成的最佳工艺条件为 :当乙酰乙酸乙酯和乙二醇的用量分别为 0 1和 0 2mol时 ,催化剂用量为 2g ,带水剂苯的用量为 15mL ,反应时间为 2h ,酯化产率达到了 84 7%。     

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。     

掺铅TiO2薄膜的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法在玻璃板表面制得均匀的TiO2,并利用浸渍法镀pb2 得到掺铅的TiO2,用紫外漫反射、荧光光谱分析等手段对其进行了表征.研究结果表明,掺杂铅离子使TiO2的荧光峰明显增强,吸收带边发生红移,在紫外光区和可见光区的吸收明显增强.以紫外灯为光源,通过对甲基橙的光催化降解研究,发现掺铅TiO2薄膜的光催化活性明显大于掺Ag,Bi及纯TiO2薄膜,这是提高TiO2光催化活性的有效方法.