等离子复合处理制备光催化N掺杂TiO2薄膜（英文）

通过等离子合金化技术在不锈钢表面制备TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化得到N掺杂TiO2薄膜。同时制备 TiO2薄膜作为对比研究。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)及紫外-可见分光光度仪(UV-Vis)对得到的薄膜进行表征。XRD测试结果表明:经过450 °C氧化处理的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2。经热氧化后薄膜表面均匀分布着尺寸接近的微小凸起物。TiO2和N掺杂TiO2的带隙分别为3.25eV和3.08eV。可见光下薄膜催化剂降解亚甲基蓝溶液的实验结果表明:N 掺杂TiO2薄膜比未掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显高,可见光照射150min后对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%。     

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.     

N-doped TiO2 nanotube arrays: Synthesis by anodic oxidation in an Ionic Liquid ([BMIM]BF4) and Assessment of Photocatalytic Properties

本文简述了以HF水溶液为电解液,离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 [BMIM]BF4）为N源,采用阳极氧化法制备N掺杂TiO2纳米管阵列。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和紫外-可见漫反射光谱（DRS）对N掺杂TiO2纳米管阵列的表面形貌、晶型和氮元素的掺杂方式进行分析。以球形氙灯为光源,亚甲基蓝溶液为目标物质测试N掺杂TiO2纳米管阵列的光催化活性。N掺杂TiO2纳米管阵列对亚甲基蓝溶液的降解率明显高于未掺杂的TiO2纳米管阵列。这是因为N掺杂后产生杂质能级使禁带宽度变窄,并且N掺杂进入TiO2晶格中形成O-Ti-N 键和Ti- O-N键,使氧空位数量增加,从而使光催化活性提高。     

N掺杂TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法,以Ti(OC4H9)4和氨水等为原料制备纯二氧化钛、N掺杂以及N,Zn2+共掺杂的二氧化钛光催化薄膜.用X射线衍射和X光电子能谱等对薄膜进行了表征,紫外光和可见光下催化剂降解甲基橙溶液的实验结果表明,掺杂TiO2薄膜比无掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显提高,并且可见光下对甲基橙溶液有一定的光催化活性,但Zn2+的存在对掺杂薄膜的光催化效率没有显著改善.分析原因可能是N掺杂在价带和导带之间形成了缺陷能级,减小了TiO2的禁带能隙,从而使TiO2的吸收带发生红移,实现可见光响应.     

N掺杂TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法，以Ti（OC4H9）4和氨水等为原料制备纯二氧化钛、N掺杂以及N，Zn^2＋共掺杂的二氧化钛光催化薄膜。用X射线衍射和X光电子能谱等对薄膜进行了表征，紫外光和可见光下催化剂降解甲基橙溶液的实验结果表明，掺杂TiO2薄膜比无掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显提高，并且可见光下对甲基橙溶液有一定的光催化活性，但Zn^2＋的存在对掺杂薄膜的光催化效率没有显著改善。分析原因可能是N掺杂在价带和导带之间形成了缺陷能级，减小了TiO2的禁带能隙，从而使TiO2的吸收带发生红移，实现可见光响应。     

离子液体辅助阳极氧化法制备N掺杂TiO_2纳米管阵列及其光催化性能研究（英文）

以HF水溶液为电解液,离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIM]BF_4)为N源,采用阳极氧化法制备N掺杂TiO_2纳米管阵列。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对N掺杂TiO_2纳米管阵列的表面形貌、晶型和氮元素的掺杂方式进行分析。以球形氙灯为光源,亚甲基蓝溶液为目标降解物测试N掺杂TiO_2纳米管阵列的光催化活性。结果表明,N掺杂TiO_2纳米管阵列对亚甲基蓝溶液的降解率明显高于未掺杂的TiO_2纳米管阵列。这是因为N掺杂后不仅使TiO_2禁带宽度变窄,并且N掺杂进入TiO_2晶格中形成O-Ti-N键和Ti-O-N键,使氧空位数量增加,从而使其光催化活性提高。     

氮掺杂二氧化钛薄膜的制备与光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂改性的TiO2薄膜,用表面形貌仪、扫描电镜和光电子能谱仪等分析薄膜的厚度、表面形貌和成分,研究了薄膜对亚甲基蓝的光催化降解速率.结果表明,通过加入尿素实现了氮离子在TiO2晶格间的间隙掺杂和替位掺杂.薄膜厚度在50～200 nm之间,表面平整.氮离子掺杂使TiO2薄膜的光催化活性大大提高,当氮掺杂TiO2薄膜中N/Ti原子比为0.015时,单层氮掺杂TiO2薄膜降解亚甲基蓝一半所需要的时间为2.5 h.     

磁控溅射法制备TiN/TiO2周期薄膜

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)衬底上制备了不同周期数的TiN/TiO2周期薄膜。采用X射线衍射分析仪分析了薄膜的物相结构、原子力显微镜表征了薄膜的表面微观形貌,采用光催化降解甲基橙溶液来评价薄膜光催化性能。结果表明:所制备的TiN/TiO2周期薄膜结晶良好,薄膜由TiO2和TiN两种物相组成,TiO2均属于锐钛矿型。薄膜表面均匀致密,随着周期数的增加,薄膜表面粗糙度增加,1周期薄膜表面粗糙度(Ra)为1.652nm,5周期则为4.339nm,1周期薄膜均方根粗糙度(Rms)为2.138nm,5周期达5.738nm。薄膜具有显著的光催化性能,随着周期数的增加,TiN/TiO2薄膜的光催化性能逐渐增强,5周期薄膜对甲基橙溶液的降解率达到74%。结晶良好、表面均匀致密的具有光催化性能的TiN/TiO2周期薄膜的制备,为高质量TiN/TiO2周期薄膜的制备提供了参考。     

掺银二氧化钛薄膜的制备及其性能

采用四氯化钛水解法制备了一系列不同Ag掺杂量的纳米Ag-TiO_2复合薄膜,运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)谱、可见光透过(T%)光谱等手段对Ag-TiO_2进行了表征,采用接触角测量仪考察了Ag含量对TiO_2薄膜亲水性的影响,并以8W(λ=254nm)的UV灯作为光源,评价了各薄膜光催化降解亚甲基蓝的活性。UV-Vis测试结果表明,Ag的掺杂使TiO_2吸收边发生红移,有效增强可见光的吸收能力。PL测试结果表明,Ag能显著抑制光生电子(e-)和空穴(h+)的复合。T%光谱测试结果表明,Ag掺杂不影响TiO_2薄膜的可见光透过率。Ag的存在大幅度提高了TiO_2薄膜的亲水性以及对亚甲基蓝的光催化降解活性,当掺杂Ag的质量分数为1%时,TiO_2薄膜与水的接触角几乎为0°,同时可使TiO_2薄膜的光催化活性提高约1.5倍。     

g-C3N4/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究

目的 获得在可见光下光催化活性较好,且可回收、可重复利用的光催化材料。方法 在钛基底上采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列（TiO2 NTAs）,将TiO2 NTAs在10%尿素溶液中浸渍不同时间后,在氮气保护下高温热分解,制备g-C3N4/TiO2 NTAs复合薄膜。采用XRD、SEM、TEM对复合薄膜进行物相及形貌的表征,在可见光照射下,通过亚甲基蓝溶液的催化降解实验来评估复合薄膜的光催化活性。结果 在10%尿素溶液中浸渍不同时间后所获得的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,其可见光催化活性均较纯TiO2 NTAs有所提高,而且随浸渍时间的增加,其可见光催化活性依次增加。浸渍时间为6 h的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,在可见光下的光催化活性最高,在120 min内对亚甲基蓝的降解率可达73%。继续增加浸渍时间,所获得的TiO2 NTAs样品的可见光催化活性有所降低。结论 g-C3N4与TiO2 NTAs复合,可以有效提高TiO2 NTAs的光催化活性,其原因是g-C3N4的复合提高了载流子的传递效率,同时也提高了对可见光的吸收。     

TiO2纳米复合薄膜制备及光催化性能研究

用浸渍提拉法在玻璃基片上制备TiO2纳米薄膜和TiO2／ZnFe2O4纳米复合薄膜，利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外．可见分光光度计等分析测试方法对制备薄膜的相结构及光吸收性能进行了分析和表征。结果表明，在500℃热处理下薄膜为锐钛矿型，粒度在20nm～30nm；复合后薄膜的光吸收边发生了红移，不同的复合方式影响亚甲基蓝染料的光催化降解效率。     

Cu2+掺杂TiO2介孔材料的制备及表征

利用十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂,通过钛酸四丁酯的水解合成了TiO2纳米介孔材料.采用X射线衍射分析(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)等对试样进行了表征.结果表明,粉末TiO2为锐钛矿相晶体结构,呈类球形,粒径分布范围窄,孔道结构发达有序.光催化降解亚甲基蓝的实验表明,掺杂Cu2+前后的介孔TiO2粉体都具有很高的光催化活性.     

镨和氮共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备与性能

采用溶胶-凝胶法结合微波化学法制备高活性可见光响应型镨(Pr)和氮(N)共掺杂纳米TiO2光催化剂(Pr-N-TiO2).通过XRD、FT-IR、UV-Vis和TEM等手段对Pr-N-TiO2光催化剂样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察Pr-N-TiO2光催化剂对MB的光催化降解效果.结果表明Pr和N共掺杂TiO2能有效地抑制TiO2的晶粒生长,共掺杂离子之间的协同作用使得Pr-N-TiO2光催化剂的光谱吸收阈值波长发生红移,荧光光谱强度明显降低,光催化活性显著提高;在日光灯下,6h内,Pr-N-TiO2光催化剂对MB的光催化降解率达92.81%,明显优于DegussaP25的(45.01%).     

Photocatalytic Property of Nanostructured S Doped TiO2 Films Prepared by the Micro Plasma Method

以钛为基体,在较短的时间内,采用微等离子体氧化法制备了TiO2薄膜。以罗丹明B溶液为目标污染物测试所得TiO2薄膜光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的CH4N2S,制备S掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)、光电子能谱（EDS）和X射线衍射仪（XRD）表征S掺杂前后所得的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构。结果表明,所得TiO2薄膜为多孔状,孔径大小均一。电解液中的CH4N2S浓度对微孔密度和孔径影响较大,S掺杂能使多孔TiO2微孔密度增大, 比表面积增大。但S对TiO2晶相组成影响不大,对晶胞参数有所影响。S掺杂可有效提高TiO2的光催化活性, 其中当电解液中的CH4N2S为6.0 g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液120 min的降解率可达到98%, 表现出最强的光降解能力。     

不同阴离子铕盐掺杂Sb-SnO2/Ti电极的催化性能

利用热分解法制备了EuBr3、Eu(NO3)3、EuCl3、Eu(ClO4)3、Eu(AC)3掺杂Sb-SnO2/Ti电极,通过对乙醇氧化和对模拟废水（甲基橙、亚甲基蓝）的降解,研究电极的电催化性能。通过循环伏安法,X射线衍射（XRD）仪,扫描电子显微镜（SEM）,X射线光电子能谱（XPS）等对电极进行了表征。结果表明,不同Eu盐掺杂Sb-SnO2/Ti电极对不同体系表现出不同催化性能。Eu(ClO4)3掺杂电极对降解甲基橙有最好的效果,EuCl3掺杂对降解亚甲基蓝表现最佳,而对于电催化氧化乙醇体系,Eu(NO3)3掺杂电极表现出了最高的催化活性     

Photocatalysis Performance of Nb-doped TiO2 Film in Situ Growth Prepared by a Micro Plasma Method

采用微等离子体氧化法,在H2SO4溶液为电解液中以钛合金为基体制备原位生长的TiO2薄膜,并以罗丹明B溶液为目标污染物测试其光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的草酸铌,制备了原位Nb掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对Nb掺杂前后的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构进行了分析。结果表明,Nb掺杂能使介孔TiO2晶粒细化,比表面积增大,Nb对TiO2晶相组成影响不大,但对晶胞参数有所影响,Nb掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,其中当草酸铌为1.2g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液90min的降解率可达到85%,表现出最强的光降解能力。     

原位Nb掺杂TiO_2薄膜的制备与光催化性能（英文）

采用微等离子体氧化法,在H2SO4溶液为电解液中以钛合金为基体制备原位生长的TiO2薄膜,并以罗丹明B溶液为目标污染物测试其光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的草酸铌,制备了原位Nb掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对Nb掺杂前后的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构进行了分析。结果表明,Nb掺杂能使介孔TiO2晶粒细化,比表面积增大,Nb对TiO2晶相组成影响不大,但对晶胞参数有所影响,Nb掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,其中当草酸铌为1.2g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液90min的降解率可达到85%,表现出最强的光降解能力。     

硫掺杂对纳米TiO2的结构相变及可见光催化活性的影响

采用酸催化溶胶凝胶法合成硫掺杂纳米TiO2光催化剂。可见光光催化降解亚甲基蓝实验结果表明:当硫脲与钛酸丁酯摩尔比为3.50时,催化剂经500℃热处理后表现出最佳的可见光光催化降解效果。TEM、XRD和Raman光谱等表征结果表明:硫掺杂大大提高了纳米TiO2晶粒的分散程度,有利于制备均一分散的纳米晶粒;另外,硫掺杂有效地抑制了纳米TiO2在热处理过程中由锐钛矿向金红石的转变,一部分硫进入TiO2的晶格取代部分Ti4 而导致一定程度畸变,产生氧缺位,从而大大提高催化剂的可见光催化活性。     

Zr和N共掺杂TiO2的制备、表征及其光催化性能

利用水解沉淀法制备TiO2、N-TiO2、Zr-TiO2以及Zr和N共掺杂的纳米TiO2,用TEM、XRD、XPS和UV-Vis-DRs等方法对光催化剂的结构、元素组成和对可见光的响应等性能进行表征,并以甲基橙为目标降解物,测试其光催化降解效果。结果表明,Zr掺杂能够降低TiO2光催化剂的粒径;Zr和N共掺杂可以起到协同作用,提高样品的光催化活性,同时增强样品在可见光区的响应。Zr和N共掺杂TiO2在高压汞灯光照下比TiO2具有更好的光催化效果,2%Zr和N共掺杂TiO2光照3h后对甲基橙的降解率比纯TiO2提高32%。     

Ni控制掺杂InVO4薄膜的制备及其可见光催化活性

采用溶胶凝胶(sol-gel)法制备Ni控制掺杂的InVO4可见光催化剂薄膜。通过X射线衍射分析、差热热重分析确定InVO4晶体结构及合成工艺;采用UV-vis分光光度计测定了薄膜的光吸收特性;利用电化学工作站研究了薄膜的光电化学特性;并通过亚甲基蓝溶液在可见光照射下的催化降解脱色率来表征薄膜的催化活性。实验结果表明:InVO4的晶型转化温度约为500℃;InVO4的光吸收在可见光范围;光电流谱显示Ni底层控制掺杂InVO4的信号明显增强,催化活性明显增强,而均匀掺杂的光电流信号减弱,催化活性降低。最后从光生载流子的分离方面初步探讨Ni控制掺杂对InVO4催化活性的影响机理。