La-CdS/TiO2光催化剂的制备及表征

 采用金属掺杂和半导体复合两种方法结合制备La3+掺杂、CdS复合TiO2光催化剂。通过SEM、XRD和UV-DRS等对样品形貌、结构及光吸收性能进行了表征,并以甲基橙溶液为目标降解物考察了改性TiO2的光催化性能。结果表明,La-CdS/TiO2光催化剂在可见光区的吸收能力显著提高,光吸收发生明显红移,吸收边波长为452 nm;La3+掺杂降低了光生电子-空穴对的复合率,CdS复合扩展了光谱响应范围,光催化活性明显提高,光照15 min后,La-CdS/TiO2对甲基橙的降解率高达99%。     

银掺杂TiO2催化剂的制备表征及其光催化消除甲醇

采用溶胶-凝胶法制备了Ag/TiO2粉体光催化剂,用差热-热重、红外光谱、固体紫外可见光谱等对其进行表征.用甲醇的光催化降解反应作为模型反应,评价了掺银改性TiO2的光催化活性.考察了活化时不同焙烧温度、时间等对Ag/TiO2光催化消除甲醇的影响.实验结果表明,Ag与TiO2的物质的量之比为0.024、活化的焙烧温度为400℃,焙烧时间为3 h的催化剂性能最好,能在紫外光照射下催化消除初始浓度为6.86 g·m-3,流速为15 mL·min-1的甲醇,消除率为98.6%,达到国家排放标准.当甲醇的浓度在4.49 g·m-3、流速为15 mL·mm-1时,消除率达到100%.图8,参16.     

可见光响应氮掺杂TiO2光催化剂的水热法制备与性能

以工业TiOSO4为原料,尿素为沉淀剂,采用水热均匀沉淀及其后续的掺氮热处理方法制备了氮掺杂的纳米TiO2粉体.分别采用XRD、XPS、BET、UV-VisDRS、FT-IR、TEM等方法对所制备的粉体进行了表征.以电子节能灯为光源、亚甲基蓝溶液为目标污染物研究了所制备产物的光催化活性.结果表明,水热粉体产物在900℃以下均为纯锐钛矿相,1000℃时几乎全部转变为金红石相;由XRD计算得出的颗粒尺寸与TEM的分析结果基本一致;以尿素为氮源,热处理水热粉体的XPS分析表明,N1s峰在399eV处,红外光谱进一步确认是氮取代了二氧化钛中少量晶格氧,形成TiO2-xNy(y≥x);UV-VisDRS分析显示,热处理并加入活性氮源对于吸收边的红移及降低光生电子的复合几率是必要的;水热粉体在热处理前BET为266.490m2.g-1,热处理掺氮后为144.908m2.g-1;光催化实验结果显示热处理掺氮粉体表现出较高的可见光光催化活性.     

稀土元素掺杂对纳米TiO2光催化剂性能的影响

以沉淀法制备得到了10个稀土元素(La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Dy，Ho，Er，Lu)分别掺杂的纳米TiO2光催化剂．考察了它们光催化降解水中十二烷基苯磺酸钠的活性，研究了它们的光催化活性与催化剂微晶结构、电子亲和势与离子半径比、离子的滋矩之间的关系．发现其催化活性的变化与这些元素的稳定氧化态的电子亲和势与离子半径的比值有较好的相关性．而催化剂的(101)晶面的微晶尺寸和晶格畸变应力对催化活性的影响不明显．     

掺镧纳米TiO2的制备及其对光催化性能的研究

采用特殊液相沉淀法制备了掺杂纳米TiO2粉体,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、焙烧温度及焙烧时间对光催化性能的影响,结果表明,掺镧纳米TiO2比纯TiO2光催化效果好.在同等条件下,掺镧纳米TiO2对亚甲苯蓝的降解率最多要比纯TiO2提高30%左右.其中掺镧2%的纳米TiO2在焙烧温度600℃,焙烧时间30min时,效果最佳.     

TiO2/NaY光催化剂的制备和表征

以钛酸四丁酯和NaY沸石为原料,通过浸渍、焙烧等工序制备出TiO2/NaY复合光催化剂,经X射线粉末衍射、透射电镜和紫外可见漫反射光谱表征显示,在沸石表面上形成了粒径5～7 nm二氧化钛粒子;该催化剂对亚甲基蓝溶液的降解呈现紫外光催化活性.     

TiO_(2-x)N_x/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化活性

以尿素为氮源,硅藻土为载体,用溶胶-凝胶法合成了硅藻土负载氮掺杂纳米TiO_2复合光催化剂。采用XRD,UV-vis对样品进行了表征;以罗丹明B为降解对象,考察了罗丹明B初始浓度、催化剂投加量、溶液初始pH值对降解率的影响,同时考察了样品在太阳光下的光催化活性。结果表明,掺氮TiO_2经450℃焙烧2 h后为锐钛矿型,N掺杂使催化剂的吸收边红移至550 nm左右,诱发TiO_2可见光催化活性;当催化剂用量为2 g/L,溶液初始pH值为6.5时,初始浓度为10 mg/L的罗丹明B在氙灯光照45 min后降解率为100%,太阳光照160 min后降解率为97.4%。     

球磨法制备TiO2复合型光催化剂的研究

采用球磨法制备三种复合型光催化剂TiN/TiO2、Si/TiN/TiO2和Ge/TiN/TiO2。分别研究了其光催化活性、最佳球磨时间和TiN、Si、Ge的最佳掺杂比。实验结果表明,球磨法制备的复合型光催化剂的活性较好。     

不同制备方法对Fe3+/TiO2光催化剂活性的影响

采用溶胶凝胶法和水解法制备了2种Fe3+/TiO2催化剂,通过XRD、UV-Vis、BET、氮吸附脱附曲线和三维荧光等表征对催化剂的结构和性能进行了分析,并通过对DBP的降解实验考察了2种催化剂的活性。结果表明：2种催化剂均具有锐钛矿TiO2晶体,溶胶凝胶法制备的催化剂的禁带宽度为2.6 eV,吸收边红移到477 nm,水解法禁带宽度为3.2 eV,吸收边未发生红移现象;溶胶凝胶法和水解法制备的催化剂的氮吸附脱附曲线各为Ⅳ型和Ⅴ型,水解法的滞后环移向高相对压力区域,样品孔体积有所降低,平均孔径有所增大,两者的比表面积分别为57.03、10.94 m2/g;2种催化剂均不同程度的削弱了TiO2的荧光,溶胶凝胶法制备的催化剂荧光更弱。DBP降解实验发现,溶胶凝胶法制备的催化剂2 h内对DBP的降解率高达60.53%,水解法催化剂为31.83%。     

掺镧纳米TiO2的制备及其对光催化性能的研究

采用特殊液相沉淀法制备了掺杂纳米TiO2粉体,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、焙烧温度及焙烧时间对光催化性能的影响,结果表明,掺镧纳米TiO2比纯TiO2光催化效果好.在同等条件下,掺镧纳米TiO2对亚甲苯蓝的降解率最多要比纯TiO2提高30%左右.其中掺镧2%的纳米TiO2在焙烧温度600 ℃,焙烧时间30 min时,效果最佳.     

可见光响应TiO2光催化剂的研究进展

TiO2是一种良好的光催化剂,具有稳定性好、光效率高和不产生二次污染等特点,但TiO2是宽带导体,只有在紫外光下才具有活性,从而限制了它的实际应用。综述了实现TiO2可见光催化的几种方法,包括金属掺杂、非金属掺杂和染料光敏化;指出其未来发展方向是寻找价廉的光敏物质或使污染物本身具有较好的光敏化性能。     

Pt/TiO2-xNx光催化剂的制备及其产氢活性研究

以四氯化钛(TiCl4)为原料,用溶胶凝胶法制备了纳米氮杂二氧化钛光催化剂(TiO2 xNx),并利用化学还原法在纳米TiO2 xNx 的表面负载了铂单质(Pt/TiO2 xNx).X射线衍射(XRD)结果表明,Pt/TiO2 xNx光催化剂为锐钛矿型结构,由紫外可见漫反射光谱显示催化剂的能隙与纯TiO2 不同,而与TiO2 xNx 相一致.产氢实验结果表明,Pt的负载可以明显提高光催化剂的产氢活性,并且催化剂的产氢活性与Pt的质量分数之间呈现双峰现象,当Pt的质量分数为0 05%和0 35%时,产氢活性分别达到极大值.研究结果表明,当Pt的质量分数为0 05%时,表面Pt粒子的大小约为10 nm且分布均匀,显示该尺度的Pt粒子对于催化剂的产氢活性有较大的促进作用.     

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.     

氮掺杂暴露（001）面二氧化钛的制备及其可见光催化性能研究

以尿素为氮源、HF为调控剂,采用水热法制备了以（001）活性面为主的氮掺杂型TiO2催化剂.SEM、TEM、XRD、Raman及UV-Vis测试结果表明,TiO2及N-TiO2产品均为暴露（001）面的纳米片状锐钛矿结构,TiO2在高温900℃煅烧仍能保持锐钛矿结构.F-不仅对（001）面的暴露起到很好的调控作用,而且抑制了TiO2在高温下向金红石相的转化.氮的掺杂窄化了TiO2的禁带宽度,使其边带红移,在可见光区域有很强的吸收峰.并且,随着氮掺杂量的增多,N-TiO2在可见光的吸收峰增强.以可见光降解染料罗丹明B溶液作为探针反应,研究了不同N/Ti配比的N-TiO2的可见光催化活性,氮掺杂TiO2的可见光催化活性比照纯TiO2有明显的改善.     

Au/TiO2的制备及可见光催化性能

采用沉积沉-沉淀法制备了Au/TiO2催化剂,并用IR、TG-DTA、SEM进行了表征.以甲醇气体消除反应为模式反应评价催化剂在可见光下的光催化性能.运用正交法设计实验方案,研究了金含量、焙烧温度和焙烧时间对催化剂催化活性的影响.结果表明金含量和焙烧温度对金催化剂的影响显著,Au含量lwt.%的Au/TiO2催化剂在200℃下活化5 h的光催化活性最佳.0.15 g催化剂可将初始浓度为35 g·m-3,流速为5 ml·min-1的甲醇气体消除62.3%.     

TiO2/浮珠负载型光催化剂的制备及其光催化性能

为提高光催化降解印染废水的效率,以空心结构微珠(浮珠)为载体,将TiO2溶胶-凝胶负载于表面,制备一系列不同焙烧温度、不同负载次数、具有高催化性能的负载型光催化剂.通过对甲基橙溶液光催化降解实验,研究了焙烧温度、负载次数、甲基橙溶液的初始质量浓度对光催化性能的影响.实验结果表明:500℃焙烧、负载4次时制得的负载型光催化剂催化活性最高,光照反应120 min5、mg/L的甲基橙溶液降解率为69%;降低甲基橙溶液初始质量浓度,其降解速率明显提高.     

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。     

WO3掺杂TiO2纳米光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为钛前驱体,氨水为沉淀剂,钨酸钠为掺杂体给体,采用化学沉淀法,制备了纯的与WO3掺杂的TiO2纳米光催化剂.用XRD、FTIR等方法对其进行表征.以20 W紫外灯为光源,苯酚的光催化降解为模型反应,考察了煅烧温度与WO3掺杂量对TiO2光催化性能的影响.结果表明:WO3的掺杂细化了晶粒.纯TiO2经450 ℃煅烧后,光催化性能最佳,WO3-TiO2光催化剂比纯TiO2具有更好光催化性能,掺入WO3摩尔分数为1%时,WO3-TiO2光催化性能最佳.     

TiOSO4热水解法制备超细TiO2颗粒光催化剂

采用廉价的TiOSO4为原料，通过热水解反应制备超细TiO2颗粒光催化剂，探讨了不同制备条件对光催化性能的影响，并采用XRD，TEM，BET，TG－DTG－DTA对催化剂进行表征，初步说明TiO2光催化活性与其晶型，粒径大小，比表面等微结构的关系。结果表明，经160℃热处理制备的TiO2粉末是球形和多孔型结构，比表面积约为170m^2/g，只有锐钛型单一晶相为无定型组成，颗粒平均粒径为20nm，其光催化活性与商业化Degussa P25 TiO2超细颗粒相近。