Ag-GO-TiO_2复合薄膜光催化降解双酚A

为改进TiO_2薄膜的光催化能力,采用溶胶-凝胶法制备氧化石墨烯(GO)掺杂TiO_2薄膜,并利用光化学沉积方法在GO-TiO_2薄膜表面沉积Ag纳米颗粒制备出Ag-GO-TiO_2复合薄膜.通过XRD、Raman、SEM、EDS、TEM和UVVis漫反射光谱对复合薄膜的晶体结构、表面形貌和光吸收范围等进行表征,并在紫外光照射条件下,进行复合薄膜光催化降解双酚A研究,以表征其光催化能力.结果表明:450℃退火后,TiO_2薄膜中仍保留有氧化石墨烯,薄膜表面沉积有Ag单质纳米粒子,且复合薄膜对紫外光吸收有所加强.紫外光照射30 min后,TiO_2薄膜、石墨烯掺杂物质的量比为3.2的GO-TiO_2薄膜和Ag-GO-TiO_2复合薄膜对双酚A溶液(质量浓度为50 mg/mL)的降解率分别为4.9%、16.7%和26.5%.研究表明在GO掺杂以及Ag纳米粒子沉积的共同作用下,TiO_2薄膜的光催化活性得到了有效提高.     

铁氮掺杂二氧化钛材料的制备与光催化性能研究

通过溶胶凝胶法,以硝酸铁为铁源、尿素为氮源,分别制备了铁掺杂、氮掺杂、铁氮共掺杂二氧化钛粉末。采用X射线衍射仪,紫外-可见光谱仪等对样品进行表征和分析;并以亚甲基蓝作为目标降解物,评价样品的光催化性能。结果表明,500℃下制备的催化剂均为锐钛矿相,结晶性较好,掺杂使材料的吸收光谱发生红移;掺铁5%,掺氮12%时对可见光的吸收效果最好。光催化6 h对亚甲基蓝的降解效果效果Fe-N-TiO_2Fe-TiO_2N-TiO_2纯TiO_2。Fe、N共掺杂产生协同作用,使TiO_2的光催化性能明显优于单掺杂样品和纯TiO_2。     

掺杂稀土元素La对TiO2纳米粉末光催化制氢性能的影响

为了改善TiO_2体系的光催化制氢性能,以La元素为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂La的TiO_2纳米粉末,并研究了掺杂La对光催化制氢性能的影响。结果表明:La离子的掺入导致TiO_2体系吸收边红移,禁带宽度减小;随着La离子的掺入,样品的制氢性能呈现先增大后减小的趋势。当La离子掺杂的摩尔分数为3%时,体系具有最优光催化制氢性能,光催化3 h的制氢量达到577.5μmol/g,比未掺杂的TiO_2纳米粉末性能增强了4.1倍,且经5次循环利用后仍表现出良好的光催化稳定性。研究同时发现,La离子具有调节TiO_2体系表面氧空位浓度的作用。氧空位有利于光生电子的俘获,实现光生载流子分离,从而有利于增强TiO_2体系的光催化制氢性能。     

TiO_2纳米棒薄膜的水热法制备及光催化性能研究

本文以钛酸四丁酯为原料,采用水热法在FTO导电玻璃上制备了TiO_2纳米棒薄膜,应用SEM和XRD对膜层的形貌和晶型进行了分析和表征,并通过TiO_2纳米棒薄膜对甲基橙的光催化降解,研究了TiO_2纳米棒薄膜的制备条件与光催化活性的关系。结果表明:增加钛酸四丁酯的浓度和提高水热温度,都会提高样品的结晶程度,增加金红石相TiO_2的组分,使薄膜对紫外线的吸收明显增强,光催化性能显著提高。用该法制备的TiO_2纳米棒薄膜均匀、致密、无可视缺陷、稳定性好,光催化效率高,并且不产生二次污染,具有广泛的应用前景。     

反应时间和温度氟掺杂TiO2结构及光催化性能的影响

以TiCl_4为钛源,以NaF为氟源,采用水热法在不同条件制备了F掺杂TiO_2粉体.结果表明,F元素的掺杂使锐钛矿型含量增多.随着反应温度升高、反应时间的延长,产物中锐钛矿型含量增多.F掺杂促进产物晶粒的生长,并且F进入TiO_2晶格中改变了晶胞结构.F掺杂减小了TiO_2带隙宽度,提高了光利用率.延长反应时间制备的F掺杂TiO_2比纯TiO_2具有更好的光催化性能.     

磁性离子掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶-浸渍法在镍片表面制备了磁性离子掺杂改性的TiO2薄膜.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构及表面形貌进行表征,并通过碱性染料罗丹明B的光降解实验评价了其光催化活性.结果表明:Fe3 、Ni2 对TiO2薄膜的光催化活性起促进作用,其最佳掺杂量分别为0.2%和0.5%,罗丹明B的在2 h内的降解率分别提高了27%和7%,而Co2 掺杂引起催化剂失活.XRD结果表明,掺杂磁性离子的TiO2经450 ℃煅烧2 h后均为锐钛矿相,适量金属离子的掺杂使TiO2的粒径减小.     

二氧化钛制备、表面特性及光催化的研究

以纳米二氧化钛薄膜为研究对象,用两种不同的方案制备出不同的样品,用原子力显微镜分别对样品表面微观形貌的直观的三维结构信息,及样品表面在纳米尺度上表现出来的物理、化学性质,以及光催化甲基蓝等方面进行测试比较。结果表明:AFM非常适合用于研究纳米尺度上样品表面形貌的结构,水体系制备TiO_2薄膜光催化活性比用醇体系所得薄膜强。     

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.     

Cu~(2+)/TiO_2纳米溶胶制剂光催化性能

以无机钛盐为原料,采用凝胶-溶胶法,制备二氧化钛纳米溶胶和掺入不同质量分数铜的Cu2+/TiO2纳米溶胶,对其进行表征。通过对甲基蓝光催化降解,对Cu2+/TiO2纳米溶胶和TiO2纳米溶胶的光催化活性进行比较,考察了聚合反应时间、表面活性剂、光照时间和强度、薄膜厚度、掺入铜离子浓度等因素对TiO2溶胶光催化活性的影响。结果表明,掺铜TiO2纳米溶胶的光催化活性较高,光催化性能优良,铜掺杂量为0.5%时效果较好。     

La3+、Nd3+掺杂的TiO2纳米薄膜的制备及其光催化降解硝基苯的研究

以钛酸四丁酯为前驱物，无水乙醇为溶剂，盐酸为抑制剂，采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米光催化薄膜。为了提高TiO2薄膜的光催化活性，根据稀土离子特殊的电子层结构，对其进行了稀土离子的掺杂改性。通过薄膜样品的表面形貌测定和光催化降解实验，探讨了稀土离子掺杂的规律。实验结果表明：经过稀土离子掺杂的薄膜光催化活性有显著提高，La^3＋掺杂摩尔分数为0．5％时性能最好，Nd^3＋掺杂摩尔分数为0．35％时性能最好。     

二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

采用溶剂热法制备出二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯(TiO_2-CdS/rGO)三元复合光催化材料,研究其对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果.结果表明,TiO_2-CdS/rGO对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果优于TiO_2-CdS的,催化效率得到明显提高,降解时间大大缩短.在可见光照射下,以TiO_2-CdS/rGO为光催化剂,当光反应时间为40min时,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%.     

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。     

Ag 掺杂TiO2薄膜的低温制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛前驱体,硝酸银为银物种掺杂给体,采用溶胶—凝胶法低温制备经Ag+掺杂改性的TiO2溶胶,并采用旋涂法在普通盖玻片上制备TiO2薄膜,用XRD、FTIR等测试手段对制备的样品进行表征。以2,4-二氯苯酚为模拟污染物,考察了Ag+-TiO2薄膜的光催化活性。结果表明:掺杂Ag+对TiO2的晶型转变有影响,可促进锐钛矿相向金红石相转变;银物种以Ag2O与Ag2TiO3形式存在。在实验条件下,掺杂Ag+的摩尔分数为1.5%时,其光催化性能最好,且薄膜的光催化重复使用性能良好。     

电子束蒸发沉积金属-TiO_2薄膜的结构和光学性质

采用电子束蒸发法在玻璃基底上制备了TiO2薄膜及Fe、Cu、Al掺杂TiO2膜,通过XRD、Raman光谱、XPS及AFM等测试手段研究了TiO2膜及金属-TiO2掺杂膜的结构、组成和形貌。金属掺杂量为1%,退火温度为773 K时,沉积得到的薄膜均为锐钛矿晶体结构的TiO2,掺杂金属的种类对薄膜的晶粒尺寸有一定的影响。采用紫外-可见分光光度计测试薄膜的吸收光谱,掺杂后TiO2的吸收带边发生改变,薄膜对可见光的吸收明显加强。光催化降解甲基橙实验表明,制备的TiO2薄膜及其金属掺杂膜具有一定的光催化活性,且Fe-TiO2膜的降解效率较高。     

铁掺杂钛基反蛋白石材料的性能表征及其可见光催化活性

采用溶胶凝胶法制备了不同掺杂比的铁掺杂二氧化钛反向蛋白石结构材料,通过扫描电镜,X射线能谱及紫外可见分光光度仪等对掺杂前后的样品进行比较,并采用罗丹明-B作为降解底物,对掺杂后样品在可见光下的光催化降解活性进行了研究。结果表明,铁掺杂后,样品的吸收带边发生红移,光响应区域扩展至550nm,且样品中表面羟基氧的含量最高可提高到40%。铁掺杂样品的催化活性明显优于未掺杂的样品,其中掺杂比为10%的样品光催化降解活性最高,经可见光照射4h后,其降解率可达85%以上。     

掺杂锡离子对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶一凝胶法在玻璃上制备了透明锐钛矿型纳米TiO2薄膜和金属锡离子掺杂的锐钛矿与金红石混晶型纳米TiO2薄膜,并利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外一可见分光光度计对合成的薄膜进行表征。研究了掺杂锡离子对TiO2薄膜吸收光谱及光催化活性的影响,结果表明掺杂锡离子使得TiO2薄膜对入射光的吸收带边发生红移;适量掺杂锡离子能够显著的提高TiO2薄膜的光催化活性。并探讨了镀膜层数对薄膜光催化活性的影响,发现对于掺杂不同浓度锡离子的TiO2薄膜均有其对应的最佳膜层数。     

稀土元素掺杂对TiO_2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 Ti O2 光催化薄膜 ,并研究了稀土元素铈、镧、钇掺杂对 Ti O2 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 Ti O2 薄膜的光催化性能。     

掺杂锡离子对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶一凝胶法在玻璃上制备了透明锐钛矿型纳米TiO2薄膜和金属锡离子掺杂的锐钛矿与金红石混晶型纳米TiO2薄膜,并利用 X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外一可见分光光度计对合成的薄膜进行表征.研究了掺杂锡离子对TiO2薄膜吸收光谱及光催化活性的影响,结果表明掺杂锡离子使得TiO2薄膜对入射光的吸收带边发生红移;适量掺杂锡离子能够显著的提高TiO2薄膜的光催化活性.并探讨了镀膜层数对薄膜光催化活性的影响,发现对于掺杂不同浓度锡离子的TiO2薄膜均有其对应的最佳膜层数.     

铁离子掺杂TiO2基自洁净玻璃的制备及性能

用溶胶—凝胶法制备了表面镀有Fe—TiO2光催化薄膜的自洁净玻璃，并利用DTA—TG，XRD，SEM等手段研究了Fe—TiO2光催化薄膜的结构与特征。利用紫外—可见光分光光度计测量了不同镀膜层数的玻璃的透光率。通过光催化降解有机磷农药敌敌畏的水溶液，研究了不同铁含量以及不同镀膜层数对自洁净玻璃光催化活性的影响。研究结果表明：光催化薄膜主要由粒径为几十纳米的Fe3O4和TiO2颗粒构成；铁离子掺杂可以提高自洁净玻璃的光催化活性，在同样镀膜层数(2层)的情况下，[Fe]/[TiO2](摩尔比)＝0．005时的光催化性能最好；当用同样浓度的铁离子掺杂时，镀膜层数为9的光催化活性最高。     

DSSC用钒掺杂二氧化钛薄膜的制备及性能表征

为获得高性能电池用二氧化钛薄膜,采用射频磁控溅射法制备了掺V的TiO2薄膜.使用分光光度计、催化反应器和电化学工作站等研究了溅射时间、退火温度和掺钒量等对TiO2薄膜光学性能、光催化性能和超亲水性和电学性能的影响.研究表明溅射时间越长,薄膜紫外光区的透射率越低.3h条件下,在小于400nm区域内,溅射薄膜的透射率已经降至60%以下.退火温度对薄膜的亲水性能和光催化性能有一定的影响,经400℃退火的薄膜具有较好的光催化性能和超亲水性.掺V使薄膜的吸收峰红移和禁带宽度变窄,当掺杂量为0.5%时,TiO2薄膜红移量最大,禁带宽度变也为2.88eV.将制备的掺钒二氧化钛薄膜制备成染料敏化太阳能电池(DSSC),结果表明掺V量为0.5%的二氧化钛薄膜的光响应范围增大,所制备电池的开路电压和短路电流都高于未掺杂电池,其中短路电流从24.82μA增大到了88.15μA.表明电池的综合性能有所提高.