微乳液制备负载型共掺杂TiO2光催化剂及性能研究

采用反相微乳液法制取了La3+,Fe3+共掺杂TiO2/活性白土光催化剂,用UV-Vis光谱对其紫外可见光区吸收性能进行了表征.考察了La3+,Fe3+共掺杂对TiO2/活性白土可见光催化性能的影响以及溶液pH值等对甲基橙脱色率的影响.实验结果表明,La3+,Fe3+共掺杂有协同作用,其吸收边带红移比La3+或Fe3+单元掺杂的更多,对可见光的吸收也比单元掺杂更强;太阳光照射下1.0%La3+-0.3%Fe3+-TiO2/活性白土对甲基橙脱色率达到48%,大于单一La3+或Fe3+掺杂样品的脱色率(45%和30%);甲基橙溶液pH=4时,其脱色率最大;日光照射反应时间超过6 h后,甲基橙脱色率升高幅度变得缓慢.     

铈掺杂改性TiO2的光催化性能

采用溶胶一凝胶法制备稀土金属铈（Ce）掺杂改性纳米TiO2光催化剂。运用X-射线衍射（XRD）、紫外一可见漫反射光谱（DRS）、程序升温氧吸附一脱附、透射电镜（TEM）等手段表征催化剂的组成、结构特征及与光催化性能的关联;以催化剂上甲基橙的紫外光催化降解反应为探针,探讨了掺杂前后TiO2光催化剂在紫外光下的活性规律。研究结果表明Ce的掺杂有利于抑制TiO2晶粒生长和晶型的转变,提高晶体的热稳定性,提高TiO2催化剂的可见光吸收能力;由于Ce具有贮存氧的能力,有助于TiO2催化剂对氧气的吸附,其吸附量随Ce掺杂量的增加而增加。     

SO^2-4／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SO^2-4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％。     

负载型共掺杂TiO2对城市废水的日光降解作用

采用过渡金属与稀土离子共掺杂对TiO2/漂珠光催化剂进行改性,以提高其日光催化性能。以紫外-可见漫反射光谱研究了粉煤灰微珠负载共掺杂TiO2光催化剂的光吸收性能;考察了催化剂对城市废水的日光催化降解性能。实验结果表明：所制备的各种共掺杂TiO2/漂珠催化剂在太阳光照射下对有机废水有较好的降解效果;废水的pH=6.5、催化剂投入量为3.5g/L时,其降解率最大,日光照射5 h后,降解率可以达到85.12%（CODCr）和73.4%（NH3-N）。催化剂使用后可以活化再生2次。     

掺杂镝和钴纳米TiO2光催化剂的溶胶-凝胶法制备及其性能

采用溶胶-凝胶法,制备TiO2、Co2 /TiO2、Dy3 /TiO2、Co2 ,Dy3 /TiO2光催化剂.通过考察掺杂离子的种类和用量对所得催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝性能的影响,得出Dy3 /TiO2中Dy3 的适宜掺杂量为1.0%(质量分数),Co2 ,Dy3 /TiO2中,当Dy3 的掺杂量为1.0%时,Co2 的适宜掺杂量为0.2%,相应的脱色效率为98.79%.当掺杂量适当时,4种催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝的活性次序为:Dy3 /TiO2>Co2 ,Dy3 /TiO2>TiO2>Co2 /TiO2.XRD分析结果表明,所得光催化剂均为纳米粒子.     

Co2+离子掺杂对TiO2结构与光催化活性的影响

论文采用溶胶-凝胶法制备Co2+掺杂的TiO2纳米粉末,以苯酚为目标污染物研究了Co-TiO2在不同的光源（紫外、可见）下的光催化活性,并利用XRD、EFSEM、UV-DRS和XPS等手段分析Co-TiO2结构与光催化活性的关系。结果表明,一部分Co2+离子成功进入TiO2晶格,有助于金红石相向锐钛矿相转变;另一部分Co2+离子在催化剂表面生成Co3O4,可与TiO2形成p-n异质结,两种结构变化均增强了光催化活性,且催化剂光谱吸收范围拓展至可见光区域。当Co2+掺杂量为1.0%,焙烧温度为773K时,Co-TiO2比表面积约为28.4m2/g,锐钛矿含量达到70.6%,光催化活性最好。2小时内,在紫外和可见光下,Co-TiO2对苯酚的降解率分别为97.7%和52.3%,均优于纯TiO2。     

纳米复合光催化剂制备及对PAR降解的研究

以钛酸四正丁酯和无水乙醇为主要原料,另掺杂一定比例的Fe^3＋,以溶胶一凝胶法制备Fe-TiO2复合光催化剂,并用XRD和SEM等手段进行表征。以4-（2-毗啶偶氮）间苯二酚（PAR）光催化降解为模型反应,在可见光条件下对所制备的催化剂催化性能进行表征和评价。结果表明,掺铁比不掺杂TiO2有更高的催化活性,同时也验证了锐钛矿型TiO2是催化活性最高的晶型。     

La3+-Fe3+共掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3 -Fe3 共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能.通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征.结果表明,La3 -Fe3 共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550 ℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3 ):n(TiO2)=0.05%,n(Fe3 ):n(TiO2)=0.5%.共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体.复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程.     

La~（3＋）/Ce~（4＋）掺杂对TiO_2光催化活性的影响

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂稀土的TiO2,重点考察了退火温度对纳米颗粒晶相转变的影响。通过光催化降解实验,探讨了退火温度、退火时间、稀土离子掺杂浓度等因素对TiO2光催化活性的影响。结果表明,TiO2粉末在400℃下为锐钛矿型,具有很高的光催化活性;掺杂的TiO2纳米样品在短时间内降解均较未掺杂TiO2纳米样品的催化活性高;掺La3＋最佳摩尔分数为0.05,掺Ce4＋最佳摩尔分数为0.20,最佳退火温度为400℃,退火时间为9 h。掺La3＋量相对较少时催化活性高,而掺Ce4＋的纳米粉体在相对较高的浓度下可达到完全降解。     

MnFe2O4/TiO2的制备及其类芬顿光催化性能

以溶胶⁃凝胶法成功制备了MnFe2O4/TiO2类芬顿（Fenton）光催化剂,通过XRD、SEM、UV⁃vis对材料的结构和形貌进行表征,并以亚甲基蓝（MB）为目标污染物,对其进行降解,考察了不同掺杂量（质量分数）的产物在可见光下的光催化性能。结果表明,在光源为300 W的碘钨灯、MnFe2O4掺杂量为2%、催化剂质量为60 mg、pH=11、H2O2浓度为8 mmol/L时,光照180 min后,MnFe2O4/TiO2的光催化类Fenton反应对MB的降解率高达96.8%。相同条件下与未掺杂的纯TiO2相比,MnFe2O4/TiO2在可见光下对MB的催化性能有了明显提升。     

稀土修饰TiO2光催化降解甲基橙反应机理

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量Ce的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征,以紫外灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现:掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到了500nm;掺杂Ce的TiO2纳米粒子比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4+仅有少量进入TiO2晶格中,而大部分的Ce4+没有进入TiO2晶格中,而是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上,说明了掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce最佳浓度是2.0mol%.光催化降解反应机理可能有两种途径,一种途径是掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理,另一种途径是光敏剂与掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理.     

单一基质白光荧光粉Ba1.31Ca0.64-x SiO4：0.02Eu2＋,0.03Mn2＋,xRe3＋（Re3＋=La3＋,Sm3＋）的研究

采用高温固相法合成单相白色荧光粉Ba1.31Ca0.64-xSiO4：0.02Eu2＋,0.03Mn2＋,xRe3＋（Re3＋ =La3＋,Sm3＋）,研究掺杂La3＋,Sm3＋的荧光粉的光谱特性.XRD结果表明合成的样品具有Ba1.31 Ca0.69SiO4晶相结构.荧光粉的发射光谱由蓝绿光波带（430～550 nm）和橙红光波带（560 ～650 nm）组成,分别归属于Eu2＋取代Ba2＋ （Ca2＋）格位的5d-4f跃迁和Mn2＋取代Ca2＋格位的4T1-6A1跃迁.La3＋和Sm3＋能够提高荧光粉的发光强度,且La3＋效果较好.合成的白光荧光粉具有较好的光色参数,色温Tc=4 478～5 753 K,显色指数Ra均大于80.0.     

钇掺杂纳米TiO2的制备及其降解甲基橙研究

以钛酸四丁酯为主要原料,在室温下,采用水热法制备了稀土Y3＋掺杂的纳米TiO2光催化剂,分别采用粉末XRD法和FT—IR法对产物进行了晶相和结构表征,分析结果表明：所制备的TiO2和四种不同掺钇量的TiO,粒子结构均为锐钛矿型二氧化钛,且随着Y掺杂量的增加,TiO2的粒径越来越小,说明钇的掺杂有细化晶粒的作用．以20mg／L的甲基橙为目标降解物,研究了掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能,结果表明,钇的掺杂能够有效提高紫外光下甲基橙的降解率,钇的最佳掺杂量（摩尔比）为n（Y3＋）：n（TiO3）=1．2％时,光催化效果最好,当反应2．5h时,降解率可汰到85％．     

过渡金属离子掺杂纳米TiO2的机理和光吸收特性

综述了过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能及掺杂离子的原子摩尔分数、半径、化合价等因素对TiO2光催化性能的影响。同时结合具体实验结果，分析了掺Fe^3 TiO2的光吸收特性。结果表明，TiO2的吸收阀值随掺Fe^3 量的增加而增大，拓宽了光响应范围，提高了光子的利用率。     

LaCoO3掺杂Ba和Fe催化分解NO的研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成了La(Ba)Co(Fe)O3钙钛矿型氧化物催化剂,通过XPS、XRD、H2-TPR、FT-IR、BET等表征手段考察了催化剂分解NO的催化活性.结果表明,LaCoO3的A位掺杂适量Ba可以提高催化剂表面的氧空位浓度,La0.8 Ba0.2CoO3的B位掺杂Fe,活化了Co-O键,产生协同作用,提高了分解NO的催化活性.     

稀土掺杂发光玻璃的全色显示及白光发射

用高温熔融法制备了稀土Ce、Tb和Sm单掺杂和三元共掺杂的CaO-B2O3-SiO2（CBS）发光玻璃材料,并使用荧光分光光度计和CIE色度坐标对其光谱学和发光特性进行了研究.光致发光图谱表明,单掺杂Ce、Tb和Sm的发光玻璃在光激发下分别出现了稀土离子Ce3＋、Tb3＋和Sm3＋的特征发射峰;同时,在374nm激发下,Ce/Tb/Sm三元共掺杂CBS发光玻璃的发射光谱中同时观测到了蓝光、绿光和红橙光的发射带,这些发射带的混合实现了白光的全色发射显示.此外,三元共掺杂发光玻璃显示出了发光颜色随稀土元素共掺杂比的可调节性,极大地扩展了其在白光发光二极管中的应用.     

稀土Eu对发光玻璃白光发射的调控

用高温熔融法制备了Eu2O3单掺和Ce/Tb/Eu三元共掺杂的CaO-B2O3-SiO2(CBS)发光玻璃材料,并使用荧光分光光度计和CIE色度坐标对其结构以及发光特性进行了研究.光谱分析结果表明:在394nm激发下,Eu2O3单掺杂的CBS发光玻璃的发射光谱中出现了Eu3+的特征发射峰.这些发射峰主要起源于Eu3+中的4f电子的f-f跃迁;在374nm激发下,三元共掺杂发光玻璃的发射光谱中同时观测到了起源于Ce3+、Tb3+和Eu3+的蓝色、绿色和红色的三基色发射,这些发射可进一步混合成为白光发射.此外,Ce/Tb/Eu三元共掺杂发光玻璃的发光颜色,随着Eu2O3含量的增加从蓝光逐渐过渡到白光,这显示出了发光颜色的可调节性,极大地扩展了其在白光发光领域中的应用.     

石墨烯／二氧化钛复合光催化剂的制备及可见光催化性能研究

以钛酸正丁酯为钛源,采用一种简单的原位水解技术制备了石墨烯／二氧化钛复合光催化剂．通过XRD、SEM、TEM、Raman、PL和UV-vis光谱仪等分析手段对产物进行了表征,并测试了该复合光催化剂在可见光区对染料罗丹明B的光催化降解性能．实验结果表明：制备的复合光催化剂主晶相为锐钛矿型二氧化钛,石墨烯表面富集的二氧化钛颗粒尺寸约为10-20nm左右,均匀弥散、形成一层致密的氧化钛膜层．样品降解罗丹明B测试结果表明,石墨烯与二氧化钛的复合,一方面使得二氧化钛光催化剂在可见光区的吸收大大增强,另外,石墨烯的存在能够促进二氧化钛半导体中电子和空穴的有效分离,并且在一定程度上提高了污染物在半导体表面的富集效率,从而使石墨烯／二氧化钛复合光催化剂对降解罗丹明B表现出良好的光催化活性．