氯掺杂TiO2光催化剂的水热法制备及其对苯酚降解性能研究

采用水热法,以Ti（SO4）2为钛源,NaCl为氯源制备了具有高催化活性的氯掺杂二氧化钛（Cl/TiO2）光催化剂.X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等手段对样品进行表征.结果表明,焙烧温度、氯投加量等都影响Cl/TiO2光催化剂的光催化活性.750℃焙烧、氯投加量为15%（与钛的物质的量比）时的Cl/TiO2具有最佳的光催化活性,其平均粒径大小为67.0nm,比表面积为9.3m2/g.该催化剂是锐钛矿和金红石相的混晶,其中锐钛矿含量为74.1%.苯酚降解实验表明：该催化剂的光催化活性高于商品二氧化钛P-25,200min光照时苯酚的降解率可达90.6%.     

不同晶相组成TiO2纳米粒子的拉曼光谱表征及其光催化性能

通过溶胶-水热法制备了不同晶相组成的TiO2纳米粒子,并利用XRD,Raman光谱等方法对样品进行了表征,同时考察了晶相组成对TiO2光催化降解罗丹明B活性的影响.结果表明,热处理温度为400℃时,TiO2纳米粒子为锐钛矿相.从400℃到700℃是锐钛矿向金红石的相转变过程.当热处理温度升至700℃时,TiO2纳米粒子完全为金红石相.在光催化实验中,580℃热处理的TiO2纳米粒子表现出较高的光催化活性,且随着热处理温度的进一步升高,光催化活性下降,这能够从晶相组成上给出解释.     

Pr3+,Ho3+掺杂TiO2纳米粒子的光催化性能

TiO2因具有化学性质稳定、成本低、难溶、无毒等特点，是理想的光催化剂，但由于其吸收光谱在紫外区，日光利用率低，故其应用受到限制，为了提高太阳能的利用率和光催化活性，需研究出可提高TiO2光催化活性的掺杂物，为此，以稀土元素氧化物和钛酸丁酯为原料，用溶胶-凝胶法制备掺杂有镨(Pr)和钛(Ho)稀土元素的TiO2纳米粒子，并用XRD，TEM手段对纳米粒子进行表征，以甲基橙为目标降解物，考察掺杂TiO2纳米粒子在自然光下的催化效果，实验结果表明，稀土掺杂能显提高TiP2纳米粒子的光催化性能，当掺杂量为l％时，光催化剂的活性最高，而且，掺杂Ho的TiO2催化活性高于掺杂Pr的TiO2。     

掺Zn纳米TiO2的光致发光及其与光催化活性的关系

采用sol-gel法制备了纯的和掺杂不同量Zn的TiO2纳米粒子,并利用XRD,XPS和PL光谱等对样品进行了表征,主要考察了焙烧温度和掺Zn量对TiO2纳米粒子PL性质以及光催化活性的影响,并探讨了PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Zn的掺杂没有引起新的光致发光现象,但适量Zn的掺杂能够增加TiO2纳米粒子PL光谱的强度.在光催化氧化苯酚过程中,经500℃处理的样品表现出较高的活性.不同掺Zn量的TiO2样品的活性顺序是3mol%＞1mol%＞0.5mol%＞Omol%＞5mol%,这与它们的PL光谱强度的顺序是一致的.即PL强度越高,光催化活性越高.     

Ce掺杂ZnO纳米棒的水热法制备及其性能表征

采用水热法制备了稀土铈（Ce）掺杂的ZnO纳米棒,并利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和光致发光谱（PL）对样品进行表征．结果表明：Ce成功的掺入到ZnO中,掺杂的ZnO纳米棒有较好的结晶质量,直径约为8nm．另外,随着Ce的掺入,紫外峰峰位发生红移,这是因为掺杂后带隙变窄,从而导致了紫外峰的红移．     

Cu2O/TiO2异质结构纳米材料的合成及其光催化降解甲基橙的研究

环境污染以及能源短缺问题日益加剧,迫使人们寻找相应的解决办法.就当前科技发展来看光催化技术是一种理想的应用技术,而且催化剂TiO_2一直受到人们广泛的关注.实验采用水热法合成二氧化钛纳米线并以其为基底成功制得Cu_2O/TiO_2复合纳米材料.通过一系列表征技术手段对成功制得的Cu_2O/TiO_2复合光催化剂的内部结构、形貌以及光谱吸收范围进行深入的研究,并测试了自合成的Cu_2O/TiO_2光催化剂在可见光照射下对甲基橙的降解能力.结果表明:制得的Cu_2O/TiO_2复合纳米材料在光照50 min后降解率高达91.31%,是纯相Cu_2O的1.43倍,是纯相TiO_2的4.85倍.     

胶溶-水热法制备超细PAA/TiO2纳米粉体的研究

以四氯化钛为原料、聚丙烯酸(PAA)为修饰剂,采用胶溶-水热处理工艺制备了超细PAA/TiO2纳米粉体.利用XRD、BET、XPS等分析技术对PAA/TiO2进行了结构表征.实验结果表明:由于PAA能有效抑制在水热过程中TiO2粒子的生长和团聚,从而制得同时具有小粒径、大比表面积、高晶化度的锐钛矿相PAA/TiO2纳米...     

掺杂钐的纳米二氧化钛粉体的制备和发光性质

采用溶胶凝胶法(sol-gel)制备了纯的和掺杂不同量Sm3 离子的纳米TiO2粉体,并测试了样品的X射线衍射谱(XRD)和荧光光谱(PL).讨论了不同热处理温度,不同掺杂浓度对Sm3 离子室温发射的影响.     

溶胶凝胶-水热法制备柱状纳米羟基磷灰石

以P2O5,Ca（NO3）2·4H2O为原料,无水乙醇为溶剂,通过调节pH值控制凝胶的形成,利用溶胶-凝胶/水热法制备纳米羟基磷灰石（HAP）.通过XRD、FTIR、SEM等检测手段,对凝胶燃烧产物和经水热处理后的粉体相组成、形貌进行分析,并在此基础上分析HAP晶体形成的原因.结果表明：利用溶胶-凝胶经低温燃烧/水热后形成主晶相为纳米级的柱状HAP晶体（100×1800 nm）.     

Fe元素掺杂TiO2纳米品结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500℃纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.     

基于静电纺丝技术制备Zn2+掺杂TiO2纳米纤维

用静电纺丝法制得聚苯乙烯(PS)/钛酸丁脂(Ti(OC4H9)4)/醋酸锌(Zn(CH3COO)2.H2O)复合纤维,经焙烧后得到均一直径、具有较高比表面积和多孔结构的TiO2/ZnO复合纳米纤维。并对所制得的纳米纤维的分别采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段进行了表征。结果表明:煅烧温度、聚苯乙烯浓度对纤维的直径和形貌有很大影响。     

TiO_2锐钛矿晶化度对其光生电荷性质及光催化活性的影响

采用溶胶-水热法合成掺杂La、Zn以及La和Zn共掺杂的纳米TiO2。重点调控纳米TiO2的热稳定性及改善锐钛矿相的晶化度,在维持与P25型TiO2具有相似晶相组成条件下,考察锐钛矿相晶化度对光生电荷分离及光催化活性的影响。结果表明,La或Zn离子的引入能抑制晶相转变过程,且前者的抑制作用明显大于后者,相转变温度从500℃升高至750℃。表面光电压谱证实,锐钛矿相的晶化度越高,光生电荷越易分离。虽然La或Zn的引入可以提高纳米TiO2单位面积上的光催化活性,但却不能超过P25的活性。此结果表明锐钛矿晶化度强烈影响光生电荷的性质和光催化活性。     

TiO2光催化降解甲基橙速率的影响因素

以锐钛矿型TiO2为光催化剂，以普通日光灯为激发光源，考察了甲基橙的初始浓度、溶液pH值、Cl^-的浓度以及通氧与否等条件对甲基橙光催化降解速率的影响．结果表明：甲基橙的初始浓度增大，其降解速度减小；酸性条件有利于甲基橙的光催化降解，在溶液pH值为3．0时，TiO2催化剂对甲基橙的光催化降解速率最大；在酸性溶液中通入氧气可提高甲基橙的光催化降解速度，而在碱性溶液中则结果相反；氯离子的浓度对甲基橙光催化降解速率影响不大．     

固载杂多酸盐催化合成乙酸丁酯的研究

以固载杂多酸盐TiSiWl2O40/TiO2为催化剂合成了乙酸丁酯，探讨了反应时间、原料配比、催化剂用量等对乙酸丁酯产率的影响。实验结果表明，该催化剂对乙酸丁酯的合成具有良好的催化活性，在适宜的条件下，乙酸丁酯产率可达84．82％。     

SO42-/TiO2-Al2O3固体超强酸催化合成乙酸正戊酯的正交试验研究

本文利用正交试验找到用SO4^2-／TiO2-Al2O3固体超强酸催化合成乙酸正戊酯的最佳反应条件．即反应时间3．0h，催化剂用量为酸质量的1．0％，酸醇比1：2，验证实验产率为96．2％．且该实验反应时间短，无腐蚀无污染，催化剂可回收可重复使用．     

TiO2纳米粒子的制备和表征及光催化活性

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粒子,利用XRD,TEM,SPS,XPS,PL和UV-VIS测试技术对样品进行了表征.考察了TiO2样品的微晶尺寸、晶型结构、表面组成、光电性能和光学性能以及焙烧温度对TiO2粒子性质的影响.结果表明随着焙烧温度升高,TiO2纳米粒子完成了相转变过程,并表现出量子尺寸效应.600℃焙烧的TiO2纳米粒子具有与国际商品P-25型TiO2粒子相类似的晶相组成、结构、形貌和粒子尺寸,并且表面含有一定量的氧空位,这解释了表面有一定量的羟基氧和吸附氧,同时进一步引发表面态能级.TiO2纳米粒子PL光谱的产生与其表面氧空位和缺陷有很大关系,并能够提供氧空位和缺陷浓度以及光生电子和空穴的分离与复合等信息.此外,在光催化氧化苯酚的实验中,600℃焙烧的TiO2纳米粒子表现出最高的光催化活性,这与表征结果一致,说明TiO2纳米粒子的性质如晶型结构和表面组成等是影响其活性的主要因素.     

锐钛矿纳米晶粒TiO2薄膜的制备及分析

以金属钛为靶材,采用射频磁控溅射方法制备纳米晶粒TiO2薄膜.利用扫描电镜、紫外-可见光谱仪、X射线衍射仪研究不同热处理温度下制备的纳米晶粒TiO2薄膜的结构及表面形貌.实验结果显示,用射频磁控溅射得到的纳米晶粒TiO2薄膜与衬底结合紧密,薄膜表面致密、平整,经550℃晶化的纳米晶粒TiO2薄膜为均一的锐钛矿相,具有良好的紫外光吸收率.     

电压对氮掺杂TiO_2/Ti光催化剂在可见光下催化性能的影响

为拓展TiO2对可见光的响应范围,采用先恒流再恒压的阳极氧化法制备了TiO2/Ti光催化剂,并运用等离子体基离子注入(PBII)技术对TiO2/Ti光催化剂进行了氮的掺杂改性研究。通过SEM和XRD对不同电压下制备的氮掺杂TiO2/Ti光催化剂进行了分析。结果表明,TiO2氧化膜粗糙多孔,主要是由锐钛矿相和金红石相组成,其最佳的制备电压为160V,离子注入条件为-30kV,4×105N.cm-2。氮元素主要以三种形态存在于TiO2的薄膜上,即原子β-N、分子γ-N和O-Ti-N。在可见光的照射下与未掺杂的TiO2/Ti光催化剂相比,氮掺杂的TiO2/Ti光催化剂表现出较好的光催化活性,其对罗丹明B的去除效率提高了12%。