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。     

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．     

纳米TiO2的制备及其稀土元素掺杂的光催化性能研究进展

二氧化钛是一种半导体材料,具有化学稳定性强、成本低、无毒害、催化活性高等优点,被广泛应用于能源和环保等领域。然而,宽的带隙(3.2 eV)导致TiO₂对可见光的利用率较低,很大程度上限制了其在光催化方面的应用。为了抑制二氧化钛光生载流子的复合,促使二氧化钛的光生电子-空穴对向表面迁移,增加光量子效率,并拓展其在可见光区的光谱响应范围,提高其对太阳能的利用率,许多研究者都通过掺杂等方法对其进行了研究。总结了纳米二氧化钛的制备方法及稀土元素掺杂改性后对其光催化活性的影响,并分析了稀土元素掺杂提高TiO₂光催化活性的原因。     

锌掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛和锌掺杂二氧化钛光催化剂，傅立叶变换红外光谱表征结果显示，随着焙烧温度升高，红外吸收峰进一步分裂；热重分析结果表明，掺锌后粒子表面对水的吸附能力增强；X射线衍射分析和Scherrer公式计算结果表明，随着温度的升高TiO2粒子半径增长加速，其结果与电子扫描显微镜和BET比表面积表征结果一致；光催化降解亚甲基蓝实验结果表明，掺锌2％(质量分数)的二氧化钛催化剂在530℃焙烧后催化活性最高。     

负载型Ca掺杂TiO2材料的制备及其光催化性能

选用表面多孔的陶瓷颗粒为载体,采用水热合成法制备了负载型Ca掺杂TiO2光催化材料。以样品对水中罗丹明B的降解性能为评价指标,对样品的光催化性能进行评价。光催化降解体系中罗丹明B的质量浓度相对于负载型Ca掺杂TiO2光催化材料上的催化活性中心浓度很高,反应物分子在催化剂表面吸附达饱和状态,反应速度完全由催化剂表面的电子和空穴的数量决定。样品对水中罗丹明B的光催化降解反应严格符合零级动力学规律。煅烧使Ca掺入TiO2晶体,引起晶格膨胀。掺杂Ca的样品在500℃煅烧0．5h后光催化性能提高2倍以上。     

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.     

典型稀土元素修饰的二氧化钛光催化性能研究进展

TiO₂的禁带宽度较宽,其带隙值一般为3.0～3.2 eV,将其光激发区域限制在紫外光区域,大范围的可见光甚至近红外光区的光子都没有被利用起来.此外,TiO₂较高的电子—空穴对重组率也导致了其具有活性的光生载流子寿命降低,限制了TiO₂作为光催化剂的效率.为了使这些问题得到妥善解决,可采用稀土元素(镧系元素)改善TiO₂表面形貌、晶体类型、光学特性和光催化性能.综述了近年来被用作TiO₂修饰改性的热门镧系元素的研究,重点阐述了镧系元素如何修饰改性TiO₂,使其性能提升远超过纯TiO₂,并介绍了镧系元素-TiO₂在光催化和电子电器方面的应用.稀土元素的修饰可通过减小带隙,将TiO₂工作波长从紫外光区移到可见光区域,抑制锐钛矿相到金红石相的转变,以及减弱光生电子对的重组效率等方式提高TiO₂的光催化效率.     

Fe2O3掺杂非纳米TiO2的制备及其光催化性能

为改善光催化剂二氧化钛的催化性能,采用固相法制备二氧化钛/氧化铁复合光催化剂。 利用SEM、XRD、紫外分光光度计测试对该光催化剂进行表征,将亚甲基蓝作为目标反应物探究制备 的光催化剂的光催化性能和保温温度、掺杂量、升温速率的最佳制备条件。制备出的光催化剂在保 温温度为500 ℃、掺杂离子浓度为1%、升温速率为8 ℃/min时光催化效果最好,降解率达到93.1%。 相较于未经处理的二氧化钛（82.7%）有了提升。且相较于在液体体系中处于弥散状态的二氧化钛, 制备的催化剂表现出在45~60 min左右会沉淀在液体底部,为收集利用提供了可能性。     

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.     

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。     

稀土氧化物掺杂对TiO2/沸石光催化性能的影响

以钛酸丁酯和稀土氧化物为原料, 采用溶胶 凝胶法制备了镧、 钕和镱稀土离子掺杂TiO₂/沸石光催化剂. 通过XRD和IR方法对样品进行表征, 研究了不同沸石粒径及不同稀土氧化物掺杂量(质量分数)对农药敌敌畏光催化降解性能的影响. 结果表明, 当沸石最佳粒径为0.15 mm, La³⁺掺杂量质量分数为3.0%时（以TiO₂质量计）, 稀土离子的掺杂可显著提高TiO₂//沸石的光催化降解性能.     

Anti-UV Capability of Rare Earth Doping TiO2

The sol-gel process is used in the preparation of nanostructure materials with Ti（OC4H9）4 as precursor in the start materials. TiO2 gelatin is obtained through hydrolysis and condensation process. Rare earth such as La2O3, CeO2, Eu2O3 and Gd2O3 are introduced into the nanostructure TiO2 to improve the anti-UV capacity. The phase structure of pure TiO2 and doped TiO2 and their anti- UV capacity are studied by means of XRD and UPF. The optimum doping and heat treatment temperature are chosen.     

稀土掺杂二氧化钛的合成及抗紫外性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备纯净及稀土掺杂的TiO2，用X-射线衍射（XRD）和UPF进行表征，研究了不同掺杂种类及掺杂量对紫外吸收性能的影响，结果表明掺杂2?O2、2％La2O3、1．2％Gd2O3时TiO2抗紫外性能均有明显提高，其中掺杂2％CeO2的效果最佳。     

稀土掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶–凝胶法制备了稀土Y3+、Gd3+掺杂的TiO2光催化剂,利用XRD手段对样品的结构、形貌进行了表征.掺杂后的TiO2光催化剂的光催化性能有明显提高,光催化性能优于未掺杂样品,其中以Y3+ 0.5%、Gd3+ 0.5% 掺杂效果最佳.     

SDS对所制备的TiO2可见光催化活性的影响

十二烷基磺酸钠(SDS)辅助TiCl4水解,成功地制备了纯二氧化钛光催化剂(TPC),利用透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光谱及氮气吸附/脱附对所有的TPC进行了表征.光催化活性测试结果表明:所制备的样品可见光催化降解甲基橙的活性均好于P25,且随着TiCl4与SDS物质的量比增大,催化降解效率提高.SDS的存在有助于通过调控颗粒间的作用强度来调控高能氧桥键的分布,从而调控可见光催化活性;活性晶面的暴露也利于光催化活性的提高.使用TiCl4与SDS物质的量比为51.2的TPC4,在可见光(35 W普通民用光源)下照射3h,甲基橙降解率高达74.4%,预示其在光催化自清洁内墙涂料方面具有潜在的应用前景.     

掺杂改性TiO_2/AC与TiO_2/ACF的制备及其对气相甲苯的降解性能

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、以活性炭(AC)和活性炭纤维(ACF)为载体的TiO2/AC和TiO2/ACF光催化剂.采用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计等对催化剂样品进行了表征.选取甲苯为模型化合物进行光催化降解实验,研究了催化剂制备过程中离子掺杂量、抑制剂种类、焙烧温度、载体种类以及循环使用次数对催化剂活性的影响.结果表明:TiO2在ACF上的分散效果好于在AC上;TiO2以颗粒状镶嵌在AC孔隙内、以膜状包覆在ACF表面,所制备的光催化剂均以锐钛矿相存在;Fe、N离子共掺杂实现了催化剂的可见光响应;以冰醋酸为抑制剂、N和Fe离子掺杂量均为8%(摩尔分数)、500℃下焙烧2 h时,所得的TiO2/ACF光催化剂对气相甲苯的降解活性最高,循环使用效果最好.     

稀土镧掺杂的TiO2微球制备及其光催化性能研究

以四氯化钛为原料,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂镧的TiO2 微球. 采用X-射线衍射、荧光光谱、扫描电镜等手段对样品进行表征,结果表明:所制得的掺杂镧的TiO2 微球直径在300~600 μm之间,微球中TiO2 晶粒为锐钛矿相和金红石相的混合晶型,且以锐钛矿为主相,平均粒径为20 nm左右. 分别在太阳光和300 W高压汞灯的光照下,考察了不同光催化剂对甲基橙染料的光催化效果,结果表明,掺杂La2 O3 的TiO2 复合微球具有较好的光催化性能.