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。     

Fe3+掺杂TiO2薄膜的制备和光催化性能研究

以钛酸正丁酯、无水乙醇和冰醋酸为原料,采用溶胶—凝胶法制备了Fe^3＋掺杂的TiO2纳米薄膜。考察了其催化降解甲基蓝实验中的光催化活性和杀菌性能。并通过XRD、SEM等手段分析了Fe^3＋掺杂TiO2样品的相组成和表面形貌。在450℃时最佳反应物配比浓度为钛酸正丁酯：无水乙醇：冰醋酸：蒸馏水=1：4：1．5：0．2 （摩尔比）,Fe^3＋掺杂对TiO2薄膜光催化性有着重要的影响。     

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。     

金属共掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用sol—gel法制备了Fe^3 -Ce^4 、La^3 --Ce^4 共掺杂TiO2光催化剂,以对水溶液中Rhodamine B的降解考察其光催化活性。XRD结果表明,制备的催化剂为锐钛矿型。共掺杂催化剂的光活性均高于单掺杂催化剂,La^3 -Ce^4 共掺杂TiO2光催化剂光活性高于Fe^3 -Ce^4 共掺杂TiO2光催化剂。荧光光谱(PL)结果表明,La^3 -Ce^4 共掺杂TiO2光催化剂有较弱的荧光强度,说明光催化活性与荧光强度具有负相关性。     

纳米二氧化钛粉末离子掺杂研究

采用溶胶-凝胶法制备了13种离子掺杂的纳米TiO2光催化剂．系统的考察了它们光催化降解甲基橙的催化活性．并且对其可能的光催化活性的影响因素进行了全面的分析．发现其催化活性的变化与这些离子的掺杂浓度、离子半径、离子的电子亲和势、离子的电子构型、离子掺杂对TiO2造成的晶格畸变以及离子在TiO2晶体中的能级位置等因素有关．其中,掺杂V^5 、Ag^ 、Ni^2 、La^3 、Fe^3 及W^6 能够有效提高光催化降解甲基橙的脱色率;而对于Cr^3 以及闭壳型的Zn^2 、Al^3 等对TiO2光催化活性的影响较小．甚至有所降低．     

二氧化钛光催化剂的制备研究

以钛酸正丁酯为原料,用溶胶-凝胶法合成了二氧化钛粉体,测定了其在20W紫外光下光催化降解甲基橙的活性,考察了制备过程中水醇用量、焙烧温度、焙烧时间以及Fe^3＋、Nd^3＋、La^3＋、Sm^3＋、Er^3＋、Yb^3＋等金属离子的掺杂对催化剂光催化活性的影响。结果表明：当B液由3mL水和15mL无水乙醇组成时最好,450℃焙烧2h比较合适,Fe孙掺杂量为0．075％时最好,Nd^3＋的最佳掺杂量为0．10％,几种稀土元素掺杂对光催化活性影响的顺序为Nd^3＋〉La^3＋〉Sm^3＋〉Yb^3＋〉Er^3＋。     

磁场TiO2光催化耦合降解酸性大红3R的研究

将磁场引入到TiO2光催化降解酸性大红3R的反应中，研究磁场对TiO2光催化的耦合作用，并讨论了磁场强度、反应时间、催化剂用量、反应物初始浓度等因素对TiO2光催化活性的影响．结果表明：外加磁场对光催化反应有明显的影响作用．0．04T磁场的作用强化了TiO2光催化对酸性大红3R的降解作用，在光催化反应180min后，酸性大红3R的降解率从80％提高到96．4％．反应时间、催化剂用量、通气量以及紫外光照距离的增加均有利于磁场TiO2光催化降解酸性大红3R降解率的提高．酸性大红3R溶液的性质也影响着磁场TiO2光催化反应的降解率，酸性大红3R初始浓度增大，磁场光催化降解率降低；酸性大红3R初始pH值在中性的条件下降解率较低，酸性和碱性环境均有利于酸性大红3R的光催化降解．     

自然光下Fe3+掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

用溶胶-凝胶法制备了一系列不同Fe^3＋掺杂量（ω0．00％～3．00％）的纳米TiO。光催化剂，利用TEM，XRD，UV—Vis等技术对其形貌和结构进行了表征．以亚甲基蓝（MB）的脱色降解为模型，研究了在自然先条件下Fe^3＋掺杂量对其光催化活性的影响．结果表明．在所研究的掺杂范围内，该纳米粒子的粒径随Fe^3＋掺杂量的增加呈减小趋势；Fe^3＋的掺入不仅可以控制TiO2由锐钛矿向金红石的转变，而且可以使该纳米微粒对光的吸收向可见区拓展；Fe^3＋的适量掺入．可以显著提高纳米TiO2在自然先条件下的催化活性．     

掺杂钇的纳米TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和硝酸钇为主要原料,采用溶胶一凝胶法制备了掺杂钇的纳米TiO2（Y—TiO2）．用XRD、TEM等方法对其进行了表征,晶型为锐钛矿,粒径范围12～25nm,以罗丹明B（RhB）为目标降解物,考察催化剂的光催化活性。结果显示,当Y^3＋的掺杂摩尔分数为0．5％,催化剂质量浓度为0．2g／L,紫外光照80min时,RhB的降解率可达98．2％,较纯TiO2光催化活性提高了160％。     

掺杂钇的纳米TiO_2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和硝酸钇为主要原料,采用溶胶一凝胶法制备了掺杂钇的纳米TiO2（Y—TiO2）．用XRD、TEM等方法对其进行了表征,晶型为锐钛矿,粒径范围12～25nm,以罗丹明B（RhB）为目标降解物,考察催化剂的光催化活性。结果显示,当Y^3＋的掺杂摩尔分数为0．5％,催化剂质量浓度为0．2g／L,紫外光照80min时,RhB的降解率可达98．2％,较纯TiO2光催化活性提高了160％。     

微乳液制备粉煤灰微珠负载型La~(3+)、Fe~(3+)共掺杂TiO_2光催化剂

以粉煤灰微珠为载体,采用微乳液法制备La3+、Fe3+共掺杂TiO2光催化剂.并用透射电镜、扫描电镜对复合粒子的形貌进行观察;X射线衍射对煅烧后复合粒子中的组分进行分析;分光光度法测得TiO2在粉煤灰微珠表面的包覆率;分光光度计测定催化剂甲基橙的脱色率.实验结果表明:采用微乳液法制备的负载型Fe3+、La3+共掺杂TiO2尺寸均匀,分散度较好,包覆率达到35.67%,甲基橙的脱色率为48%,催化剂可再生5次.Fe3+、La3+共掺杂的协同作用使催化剂活性更高,Fe3+、La3+的最佳掺杂量分别为0.3%、1.0%.     

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。     

Al掺杂TiO2的制备及酸化处理对其光催化活性的影响

锐钛矿相TiO2的光催化活性高于金红石相。采用化学溶液分解法制备了舢掺杂锐钛矿TiO2,并用硝酸对其进行酸化处理。利用TG—DTA、XRD、FTIR、BET和UV-vis等手段对样品进行了表征,通过对甲基橙的降解分析了酸化处理对Al掺杂TiO2光催化活性的影响。结果表明：掺杂Al能有效抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变。酸化处理因能增大Al掺杂TiO2的比表面积而使其光催化活性提高。Al／Ti掺杂比为1：4的样品在酸化处理后具有的光催化活性最高,60min后对甲基橙的降解达到100％。     

离子浸渍复合TiO2光催化剂的研究

采用溶胶－凝胶－浸渍法制备了掺杂Fe^3 ,NH4^ ,SO4^2-的TiO2光催化剂粉体，并用XRD．IR．UV－Vis等方法对其结构进行了表征。结果表明，以TiO2干凝胶为母体，依次浸渍Fe^3 ,NH4^ ,SO4^2-的光催化剂粉体Fe^3 /NH4^ /SO4^2-/TiO2（浸）中锐钛矿相近100％，晶粒粒径分布均匀，最小粒径为4nm；与纯TiO2相比，紫外光谱响应红移15nm.以直接耐晒兰为模型反应物，评价了掺杂半导体TiO2的光催化降解性能。     

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。     

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.     

Pr 3+/TiO2催化剂的制备及光催化性能分析

采用溶胶凝胶法制备了不同浓度、不同煅烧温度下Pr3+掺杂TiO2光催化剂。对所制样品进行XRD、FT-IR、SEM表征,通过降解碱性品红溶液来测试样品的光催化性能。结果表明稀土Pr3+掺杂TiO2能细化晶粒,提高热稳定性;在400℃下煅烧,n(Pr3+)/n(TiO2)=0.2%的催化剂,加入氧化剂1mL30%的双氧水,可以抑制电子和空穴复合,提高催化性能,在无灯源照射条件下,催化时间120min,降解率达到100%。     

改性TiO2薄膜对水杨酸光催化降解的影响

利用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂,考察掺杂铁、银离子改性与酸处理的TiO2薄膜以及有微量H2O2存在时光催化降解水杨酸的活性,并对改性薄膜光催化降解水杨酸的动力学进行研究.实验表明:改性后的TiO2薄膜光催化剂的活性均有不同程度的提高,其中体相掺铁和酸改性的TiO2薄膜光催化活性最高,并且改性的TiO2薄膜降解水杨酸过程符合一级反应;微量的H2O2存在使TiO2光催化降解效率明显提高.     

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.     

流化床中光催化降解4BS染料废水的影响因素分析

用浸涂法以硅酸钠为粘结剂在沙子上制备了负载纳米TiO2光催化剂,在二相流化床光催化反应器中,通过处理4BS染料溶液考察了光催化剂的光催化活性和影响因素.得出最佳转化条件为, 催化剂(沙子,硅酸钠,二氧化钛)的最佳质量配比为10:1:2 ,光催化剂最适用量为20 mg,溶液中Fe3+最佳添加量为25 mg/L,在此条件下孔径0.45(40目)～0.90 mm(20目)的负载光催化剂处理20 mg/L的4BS染料溶液2 h,光催化降解率达到81.9%.结果还表明,溶液pH值为2～6时,光催化剂对4BS染料溶液的光催化降解率更高.