氮掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展

纯纳米二氧化钛禁带较宽,只能在紫外光下激发。拓宽二氧化钛的光谱响应范围,实现可见光激发,是二氧化钛基光催化材料面临的主要问题。氮掺杂二氧化钛具有良好的可见光催化活性,是具有可见光响应的二氧化钛基光催化材料的典型代表,近十年来受到了广泛关注。本文综述氮掺杂二氧化钛可见光响应机理和提高光催化活性方面的研究进展,提出今后值得关注与研究的方向。     

不同钛源掺碳二氧化钛可见光催化活性的研究

为拓展二氧化钛对可见光的响应,采用溶胶-凝胶法、水解法制备了碳掺杂二氧化钛粉末。用X射线衍射、比表面分析和紫外-可见光漫反射吸收光谱等方法对制备的样品进行了表征,对可见光照射下的光催化活性进行了测试,并考察了煅烧温度对光催化活性的影响。结果表明：碳掺杂致使二氧化钛在可见光区的光吸收增强,在降解甲基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性;随煅烧温度的增加,晶粒增大,可见光催化活性减弱。     

钴掺杂二氧化钛光催化剂制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了纯二氧化钛和不同钴掺杂量的二氧化钛复合纳米粒子。并用XRD、UV-Vis对样品组织结构进行了表征。以甲基橙（OM）的光催化降解为探针反应,评价了可见光催化活性,研究了不同热处理温度、不同钴掺杂量对二氧化钛光催化性能的影响。确定了最佳钴掺杂量和热处理温度分别为1%（物质的量分数）和600  ℃。在此条件下,钴的掺杂对二氧化钛的相变有很大的抑制作用,并使其光谱响应范围向可见光区拓展。与未掺杂的二氧化钛相比较,经钴掺杂的二氧化钛具有更高的催化性能。     

光催化剂TiO2改性研究进展

对半导体二氧化钛催化剂进行掺杂改性使其可以有效吸收和利用太阳光是当前催化剂研究的最重要课题之一.综述了具有高催化活性的二氧化钛光催化剂的改性机理及可见光下的催化活性,在分子水平上阐述了活性位上的中间反应过程,讨论了近年来光催化体系和过程在应用可见光方面所取得的进展.     

TiCl4为原料掺碳二氧化钛的可见光催化活性

为拓展二氧化钛对可见光的响应,采用水解法和其它步骤制备了碳掺杂二氧化钛粉末。用X射线衍射和紫外-可见光漫反射吸收光谱以及X射线光电子能谱对制备的样品进行了表征,对可见光照射下的光催化活性进行了测试,并考察了光催化的重复性。结果表明：碳掺杂致使二氧化钛在可见光区的光吸收增强,在降解甲基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性。     

活性炭纤维负载镧氮共掺杂二氧化钛复合催化剂可见光下光催化性能研究

制备了活性炭纤维负载镧氮共掺杂二氧化钛复合光催化剂ACF,TLN·并在可见光下降解甲基橙以考察其催化活性。并在同等奈件下,对负载未掺杂二氧化钛的活性炭纤维样品ACFT1和未负载二氧化钛的空白活性炭纤维样品ACFT1进行了对比实验。结果表明,在可见光下ACFTLN降解能力ACACT1和ACF。其降解能力是吸附性能和光催化性能的协同作用,并拥有较好的可见光响应性。     

镧铁共掺杂二氧化钛纳米线阵列的可见光催化性能

采用溶胶-电泳沉积技术,在多孔氧化铝模板中合成了二氧化钛(TiO2)纳米线阵列结构.研究了La3 /Fe3 共掺杂对TiO2纳米线可见光催化性能的影响,并分别与La3 ,Fe3 单掺杂TiO2纳米线可见光催化性能进行了比较.结果表明:与La3 ,Fe3 单掺杂TiO2纳米线相比,La3 /Fe3 共掺杂TiO2纳米线具有更高的可见光催化活性,光照4 h对甲基橙的降解率就达到了90%以上,大幅度提高了Ti02的可见光催化活性,这是因为2种不同体系离子的协同作用,不仅有效抑制了光生电子和空穴的复合,而且明显降低了TiO2的禁带宽度,由3.24降低到2.38.研究还表明:TiO2纳米线阵列极大的比表面积以及表面特有的性质和结构是掺杂改性TiO2纳米线具有较高可见光催化活性的重要因素.     

石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂的光解水制氢性能研究

为改善能源短缺,对新型光催化水解制氢材料进行了研究。通过改进Hummer法制备氧化石墨,溶胶-凝胶法制备锐钛矿型二氧化钛,采用浓碱法制得石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂,考察了不同石墨烯的掺杂量对催化活性的影响。经过光解水制氢实验发现,掺杂不同质量分数石墨烯的催化剂催化活性得到了进一步提高,其中掺杂量为1%的产氢活性最好,产氢速率是纯二氧化钛纳米管的2. 5倍。通过BET、XRD、UV以及FT-IR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,石墨烯与二氧化钛纳米管成功复合,并且石墨烯的掺杂在一定程度上提高了催化剂的BET比表面积;催化剂对可见光的响应范围得到进一步扩大,这为催化剂光解水制氢性能的提高提供了有力的条件。     

负载金的掺氮二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以纳米管钛酸为前驱体,采用水热法先制备得到新型N掺杂二氧化钛,然后用沉积沉淀法在N掺杂二氧化钛表面负载微量贵金属Au,制备得到负载Au的掺N二氧化钛.利用TEM、XRD、XPS、ESR和DRS等手段研究了样品的形貌、晶体结构、元素化学态和光谱吸收性质.样品光催化活性通过可见光催化降解丙烯进行评价,结果表明,样品N-TiO2和Au/N-TiO2具有明显的可见光(λ≥420 nm)催化活性.ESR结果表明,掺氮过程中生成的束缚单电子的氧空位是样品具有可见光响应的原因.     

TiO2可见光催化研究进展及其应用前景

综述了最近二氧化钛可见光催化改性的研究进展,并展望了二氧化钛光催化剂的应用前景。二氧化钛可见光催化剂改性方法包括:金属离子掺杂、非金属离子掺杂、半导体复合、表面光敏化及共掺杂等主要方法。其中运用最广泛的方法是共掺杂,因为共掺杂能集合其他改性方法的优点,可以同时在降低禁带宽度、提高吸光能力与降低电子与空穴复合等方面提高二氧化钛的性能。同时总结了其最近在环境污染物降解、有机物还原、太阳能电池等多方面的实验研究,展示其在多个领域的应用潜力。最后展望了未来二氧化钛可见光催化剂的发展方向及其应用前景。     

提高纳米二氧化钛可见光光催化活性研究的进展

综述了近年来提高纳米TiO2可见光光催化活性的研究,主要包括:对纳米TiO2进行表面复合与衍生、金属离子掺杂、半导体偶合、非金属元素掺杂改性和染料敏化等技术,并分析了各种不同掺杂改性机理.最后,展望了提高纳米TiO2可见光光催化活性研究进展的前景.     

提高二氧化钛可见光活性的掺杂方法的研究进展

综述了近几年来国内外利用非金属掺杂、有机染料的表面敏化、金属离子的掺杂、金属氧化物掺杂复合以及贵金属表面沉积等方法来改善二氧化钛可见光活性方面所取得的进展。最后，在总结的基础上提出了建议。     

纳米TiO2光催化剂的催化机理及改性方法

纳米TiO2禁带宽度较宽,只能在紫外光条件下激发。拓宽纳米TiO2的光谱响应范围,实现可见光激发,是二氧化钛基光催化材料所面临的主要问题。文章概述了纳米TiO2光催化剂的光催化机理,阐述了提高纳米TiO2光催化剂催化活性的主要方法,并且展望了其今后的研究和发展方向。     

提高二氧化钛可见光催化活性掺杂方法的研究进展

综述了近几年来国内外利用非金属掺杂、有机染料的表面敏化、金属离子的掺杂、金属氧化物掺杂复合以及贵金属表面沉积等方法来改善二氧化钛可见光活性方面所取得的进展。最后，在总结的基础上提出了自己的建议。     

非金属掺杂的第二代二氧化钛光催化剂研究进展

寻求廉价、环境友好并具有可见光光催化活性的第二代光催化剂将是光催化发展进一步走向实用化的关键。氮掺杂的TIO2是新发现的具有可见光光催化活性的复合光催化剂,非金属掺杂可以使复合物的复合禁带宽度小于TIO2的禁带宽度,从而使TIO2的吸收边向可见光移动。对TIO2的氮、碳、硫、卤素掺杂国内外研究现状进行了系统评述,分析了提高TIO2可见光活性的原因,指出非金属元素特别是氮元素的阴离子掺杂是在不降低紫外光催化活性的基础上实现可见光响应的较好方法。     

可见光响应Pt掺杂纳米TiO2的光催化氧化NOx性能

采用溶胶-凝胶法制备不同Pt掺杂比例的Pt-TiO2光催化剂。通过XRD、XPS、UV-vis表征光催化剂结构,在紫外光及可见光下考察其对NOx的光催化氧化活性。结果表明,所制备的Pt-TiO2均为锐钛矿相,对NOx有明显的可见光降解效果,并且以Pt/Ti比为0.4%时,其光催化活性最高。与P25及TiO2相比,Pt-TiO2在紫外光及可见光下的光催化活性均有较大提高,其NO转化率明显提高,NO2选择性生成率明显降低,归因于Pt的掺杂引入了杂质能级并促进了催化剂的光生电子-空穴对的分离。     

提高TiO_2可见光分解水制氢活性的研究进展

近年来通过能带调控等手段实现TiO2光催化剂的可见光化被广泛研究,并取得了令人注目的进展。综述了提高TiO2可见光产氢活性各种手段,包括金属沉积、金属离子掺杂、染料敏化、阴离子掺杂和半导体复合等的研究进展情况,并对未来的研究方向作了展望。     

共掺杂纳米TiO2光催化剂研究进展

在研究纳米TiO2光催化降解有机物机理的基础上,对纳米TiO2催化性能的影响因素、改性方法及掺杂原理等进行了系统的分析。研究分析表明：共掺杂是提高纳米TiO2光催化性能的有效手段。从而为进一步深入研究纳米TiO2光催化剂的制备及其在可见光条件下对难降解有机物的催化降解性能奠定基础。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

Enhanced visible‐light‐driven photocatalytic activities of LiInO2 by Mo6+‐doping strategy

A novel visible‐light‐driven photocatalyst of Mo‐doped LiInO₂ nanocomposite was successfully synthesized through a sol‐gel method. The effect of Mo‐doping concentrations on the microstructures and properties of LiInO₂ was characterized by X‐ray diffraction, scanning electron microscope, X‐ray photoelectron spectroscopy, photoluminescence, and ultraviolet‐visible absorption spectra. The photocatalytic properties of the as‐prepared samples were evaluated by the photocatalytic degradation of methylene blue (MB) dye under visible‐light irradiation. The results demonstrated that the photocatalytic activity of 6% Mo‐LiInO₂ reached to 98.6%, which was much higher than that of the undoped photocatalyst LiInO₂ (only 46.8%). The enhanced photocatalytic activity is ascribed to Mo‐doping strategy. The holes play an important role in the process of the photodegradation of MB. The superior photocatalytic activity of the as‐prepared Mo‐LiInO₂ nanocomposites suggests a potential application for organic dye degradation of wastewater remediation. This work provides a further understanding on tailoring the band structure of semiconductor photocatalyst for enhancing visible‐light absorption and promoting electron‐hole separation by Mo‐doping strategy.