氟掺杂纳米氧化钛的制备及日光敏催化活性的研究

为开发对太阳光的可见光区进行响应的光催化剂,以三氟乙酸为氟掺杂剂,采用简易溶胶-凝胶法制备氟掺杂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漫反射吸收光谱等手段表征光催化剂。结果表明,氟掺杂能提高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的氟位于晶格O位点和晶格间隙,替代氟和间隙氟掺杂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F掺杂,引起适量的氧空缺和Ti3＋,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.     

Ce/S共掺杂TiO2制备及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了沸石负载型Ce/S共掺杂TiO2光催化剂,探讨了可见光下负载型共掺杂TiO2光催化剂的光催化降解亚甲基蓝的可行性和工艺条件.研究结果表明,催化剂焙烧温度300℃,反应体系pH值为7.02时的亚甲基蓝降解效果最好.共掺杂复合光催化剂活性要好于单掺杂和不掺杂的光催化剂活性,负载型复合光催化剂具有很好的重复使用性能.     

钆、镉共掺纳米TiO_2光催化剂的合成及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯、硝酸钆和硝酸镉为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Gd和Cd共掺杂型纳米TiO2光催化剂,借助X-射线粉末衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)及UV-vis等测试手段对样品进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察了掺杂量对样品光催化活性的影响规律。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且Gd和Cd共掺后随着掺杂量的增加,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV-vis光谱分析表明,适量钆(0.2%)掺杂使得催化剂在400～600nm的可见光区域对光响应,而在Gd掺杂的基础上掺杂Cd后,催化剂在紫外光区及400～600nm的可见光区吸收显著增强,对光具有更高的利用率;光催化实验表明,钆和镉掺杂对纳米TiO2光催化活性有显著的影响,当钆和镉掺杂量为0.2%、0.3%时其光催化活性最好。     

硼镍共掺杂TiO2光催化剂的制备及对孔雀石绿的降解性能

以硼酸、硝酸镍、钛酸四丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和不同比例B,Ni共掺杂的TiO2的光催化剂样品.用紫外-可见分光光度仪进行了表征,从UV-vis图可知,经过掺杂的TiO2光催化剂的吸收边向可见光方向移动,可见光催化活性提高.以孔雀石绿为底物,在不同条件下研究样品的光催化性能.结果表明,掺杂比例为B∶Ni=1∶2,催化剂用量为0.15 g,pH=9,温度为30℃时对孔雀石绿的脱色效果较好.     

含铋掺杂改性TiO2催化剂晶型的研究进展

光催化技术是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术,而光催化剂则是该技术的关键.在目前已研发的各种光催化剂中,掺Bi的TiO2光催化剂是具有可见光响应的光催化剂,在可见光下具有良好的光催化性能.该文综述了国内外对铋掺杂改性TiO2催化剂晶型研究新进展,并展望了该系列可见光催化剂发展前景.     

可见光响应型TiO2光催化剂研究进展

综述国内外在TiO2可见光光催化研究方面的最新进展.从染料光敏化、阳离子掺杂、阴离子掺杂及新型复合光催化剂四个方面详细探讨该类复合TiO2的制备方法、催化机理、实际效果和缺点;较系统地介绍可见光化光催化剂的研究现状、成果及前景.     

S、La3+共掺杂TiO2的制备及其可见光下光催化制氢性能

采用溶胶一凝胶法制备了S、La3 共掺杂TiO2可见光光催化剂.通过UV-Vis DRS、XRD、XPS、电化学等手段对催化剂进行了表征.以可见光光催化制氢为探针反应考察了催化剂的活性.结果表明:两种元素掺杂没有改变TiO2的晶型,但掺杂后增强了TiO2晶格畸变;La3 掺杂显著地提高了S/TiO2的可见光活性.相对于纯TiO2和S/TiO2,S、La3 共掺杂时TiO2的粒径更小,平带电位负移更明显,光的吸收边带红移更显著.当S、Ti的量比,n(S)/n(Ti)为5:1、La3 掺杂量(质量分数)为0.75%、煅烧温度为450℃时,La3 /S/TiO2的光催化活性最高.     

氮掺杂TiO2的制备及其固定化研究

氮掺杂改性是提高TiO2光催化剂对太阳光利用率的有效途径,本文介绍了具有可见光催化活性氮掺杂TiO2的制备方法,以及氮掺杂TiO2固定化研究.     

ZnO纳米线与硫掺杂TiO2微/纳复合材料的制备及其光催化活性

采用水热法制备了ZnO纳米线与硫掺杂TiO2（ZnO/S-TiO2）微/纳复合光催化剂,通过SEM、XRD、XPS对复合光催化剂进行表征,探讨了硫掺杂量和煅烧温度对该复合催化剂光催化性能的影响。结果表明,ZnO微米线表面形成了粒径较为均一的纳米S-TiO2颗粒,硫掺杂TiO2中形成了Ti-O-S键;当硫掺杂量为0.8mol%并经500℃高温煅烧的复合光催化剂对菲的降解呈现出最好的光催化活性。     

可见光响应纳米N,Cd-TiO_2光催化剂的制备及表征

以十二胺和硝酸镉为掺杂剂,采用热分解法制备N,Cd共掺杂纳米TiO2,利用XRD、TEM、SEM和UV-DRS对光催化剂的晶体形貌、尺寸和光学性能进行表征,并测试其光催化活性.结果表明,N,Cd共掺杂锐钛矿型TiO2的吸收边波长为468 nm,在可见光区表现出较强的光催化活性.     

碳、铈掺杂改性纳米TiO_2及其光催化性能研究

文章介绍采用碳、铈对溶胶-凝胶法制备的纳米 TiO2进行单掺杂、共掺杂修饰.研究结果显示,碳、铈的掺杂均有效地提高了 TiO2对亚甲基蓝溶液的光催化活性,且碳-铈共掺杂存在协同效应,当共掺杂比例为n(Ce):n(C):n(Ti)=0.002:0.3:1时,催化剂的活性最高,对亚甲基蓝溶液的脱色率 4 h 可达 64 %;通过 X 射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱等手段,对催化剂进行表征,结果显示,单掺杂及共掺杂催化剂中 TiO2的晶型均为锐钛矿型,适量碳和(或)铈的掺杂均能有效减小 TiO2 的晶粒粒径;紫外可见漫反射光谱表征显示铈的掺杂使 TiO2光催化剂的感光范围有明显红移,在可见光区吸收增强.     

SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC 的制备及光催化性能

为利用TiO2作为光催化降解水中有机污染物,以铁铝水滑石为载体,以CeO2掺杂的TiO2为活性组分,制得光催化剂前体,再以SO2-4对其进行修饰,制得了SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC 光催化剂。采用XRD、SEM、EDS 和UV-Vis DRS等手段对催化剂进行了表征;以甲基橙为模拟污染物,考察了催化剂样品的光催化性能。实验结果表明：CeO2掺杂TiO2粒子在可见光区吸光性能高于TiO2;SO2-4与CeO2-TiO2／HTLC有协同催化作用,SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC光催化剂对可见光的吸收大大增强。经模拟日光照射2 h,SO2-4改性的15％（ CeO2-TiO2）／HTLC催化剂对甲基橙的脱色率达到93％。     

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。     

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。     

掺杂改性TiO2 /AC的制备及气相甲苯降解性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe、N离子共掺杂的TiO2/AC和TiO2/ACF负载型光催化剂,采用SEM、XRD、UV-Vis分光光度计等分析方法对催化剂样品进行了表征。选取甲苯为室内气相空气污染物的模型化合物进行光催化降解实验,探讨了催化剂制备过程中离子掺杂量、抑制剂种类、焙烧温度以及载体等对光催化剂活性的影响。结果表明, 催化剂在ACF上的分散效果优于AC上,制备的光催化剂均以锐钛矿相存在,Fe、N离子共掺杂实现了光催化剂在可见光区和紫外光区的双增强;以冰醋酸为抑制剂、离子掺杂量分别为N 8%和Fe 8%,ACF为载体,500 ℃下焙烧2 h所得TiO2/ACF光催化剂对气相甲苯的降解活性最高。     

氮掺杂二氧化钛制备及掺杂机理研究进展

综述了国内外氮掺杂二氧化钛的光催化剂性能及提高可见光响应效率的最新进展,分析了氮掺杂二氧化钛的制备方法和掺杂机理,指出了通过对N掺杂TiO2的掺杂机理进行系统的研究,可以揭示N掺杂TiO2的真实反应机理。     

制备工艺条件对纳米Ti_(1-x)S_xO_2薄膜光催化活性的影响

以硫脲为S的源物质,以钛酸丁酯为TiO2的前驱体,以蜂窝陶瓷为载体,采用改进的溶胶-凝胶-浸渍提拉法制备Ti1-xSxO2薄膜,探讨热处理温度、S掺杂量及涂膜等工艺条件对Ti1-xSxO2薄膜的光催化活性的影响。研究结果表明：掺硫TiO2光催化剂在可见光区的吸收强度增大;采用溶胶-凝胶-浸渍提拉法制备Ti1-xSxO2光催化剂的最佳工艺条件是：硫脲与Ti（OBu）4摩尔比为3：1,煅烧温度为600℃,涂膜层数为6。在最佳工艺条件下制备的Ti1-xSxO2纳米薄膜对亚甲基蓝的降解率可达100％。     

N掺杂TiO2的制备、表征及其光催化性能

采用水热法制备了N掺杂TiO2光催化剂,并用X衍射、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱进行了表征,测定了其光催化氧化甲基橙的催化性能.结果表明,与未掺杂TiO2相比,N掺杂TiO2在可见光区有更大的吸收,N的掺杂还明显提高了TiO2光催化氧化甲基橙的性能.     

氮掺杂对TiO_2薄膜光学性能的影响

目的研究氮掺杂对TiO2薄膜的折射率、透过率、吸收光谱和光学禁带宽度的影响,寻找最佳的掺N量,通过掺N来提高TiO2薄膜对可见光的敏感度。方法用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上,控制氩气和氮气的流量比,生长出不同氮含量的TiO2薄膜。结果适量地掺杂可以提高薄膜的折射率;氮掺杂的TiO2薄膜的光学吸收边发生了明显的红移现象;可见光吸收带中存在肩峰的根本原因是出现了新的氮的2p能级。结论通过适量的氮掺杂可以有效地减小TiO2薄膜的光学禁带宽度,从而提高TiO2薄膜对可见光的响应和太阳光的利用效率,拓宽了TiO2薄膜在太阳能电池、光催化降解及建筑材料等方面的应用。