Mn2+掺杂多孔CdIn2S4光催化剂的制备及催化制氢性能

为提高光催化剂的比表面积,以十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂,采用水热法制备出系列Mn2+掺杂的CdIn2S4多孔光催化剂.通过XRD、FESEM、UV-Vis、XPS等分析手段对催化剂进行了表征,考察了掺杂Mn2+浓度对多孔CdIn2S4光催剂的形貌结构和可见光催化产氢性能的影响.结果表明,Mn2+掺杂影响催化剂的晶...     

介孔Co-TiO2的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,硝酸钴为掺杂剂,在室温下采用水解沉淀法制备出掺杂金属Co的纳米介孔TiO2光催化剂.采用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),N2吸附/脱附等技术对其组织结构进行表征并研究了不同热处理温度、不同掺杂量对TiO2相变和光催化性能的影响.确定了最佳的Co掺杂量和热处理温度.结果表明:通过改性的纳米介孔TiO2晶粒尺寸在20～30nm之间,比表面积达到98.231m2/g,孔容0.285cm3/g,孔径约18.5nm.Co掺杂的最佳值为x(Co):x(Ti)=0.1%,Co-TiO2光催化剂的最佳热处理温度是500℃,光催化剂最佳投放量为1.0g/L.以甲基橙为降解目标物,在紫外光下的降解率最高可达95%.     

Pr-TiO_2光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Pr掺杂的纳米TiO2光催化剂(Pr-TiO2)。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、TEM等对Pr-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同热处理温度及不同掺杂量的Pr-TiO2对MB的光催化降解效果。结果表明,Pr掺杂纳米TiO2的晶型为锐钛矿相和金红石相的混晶相,Pr的掺入提高了TiO2光催化活性。当热处理温度为500℃,在pH值为2.5,Pr掺杂量为n(Pr):n(TiO2)=1:300的条件下制备的光催化剂的催化活性显著高于DegussaP25。     

铁掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备铁掺杂纳米TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等对Fe-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝（MB）作为目标降解物,考察经不同热处理温度及不同掺铁量Fe-TiO2样品对MB的降解效果。结果表明所制备的Fe-TiO2样品的晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶相,铁掺杂抑制了晶粒的生长和晶型的转变,样品的吸收阈值波长向可见光红移约68nm,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,经500℃热处理、掺铁量与TiO2摩尔比为1∶200条件下制备的催化剂其光催化活性明显高于Degussa P25。     

B掺杂TiO2光催化剂的制备和光催化性能

采用溶胶-凝胶法合成了B掺杂的TiO₂光催化剂,并用XRD、SEM、XPS、FT-IR、BET等手段进行了表征。结果表明,掺杂B可抑制TiO₂晶体的长大,对TiO₂表面形貌没有显著的影响,B-TiO₂催化剂的比表面积随着B离子掺杂量的提高而增大;B离子主要进入晶格间隙并与TiO₂晶体形成固溶体,以B-O-Ti结构存在。B掺杂量（质量分数）为3%时,制备出的TiO₂光催化剂对甲基橙的降解效果最好。N₂吸附-脱附结果表明,3%B-TiO₂的BET比面积为127.84 m²/g、平均孔径为10.53 nm。     

光催化Ba2+掺杂TiO2薄膜的常温制备及其性能研究

采用旋转涂膜法制备不同Ba2+掺杂量具有光催化活性的TiO2薄膜.适量Ba2+掺杂减小薄膜接触角,提高薄膜亲水性,从而吸附更多染料分子.适量Ba2+掺杂的TiO2薄膜对紫外光的吸收有所提高,产生更多的电子和空穴.薄膜表面均匀,颗粒为球形,0.01％ Ba2+的掺入能有效地抑制颗粒团聚成二次颗粒.薄膜催化活性随着涂膜次数的增加而提高,涂膜3次以上时活性下降.Ba2+掺杂量为0.01％涂膜3次的TiO2薄膜紫外光下脱色活性红X-3B溶液,脱色率达86.1％.     

Sm-N-TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

采取N过量,改变Sm浓度的方式,借助于溶胶-凝胶法成功制备了稀土金属Sm和无机非金属N有机结合的Sm-N-TiO2样品。研究了Sm掺杂对N-TiO2光催化剂的结构、光吸收和光催化活性的影响,并对甲基橙溶液进行降解实验。结果表明,制备的Sm-N-TiO2与未掺Sm的N-TiO2相比有较高的光催化活性。掺杂1.0%(摩尔分数)Sm,650℃焙烧4h条件下得到的样品性能最佳。     

Ce-TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Ce离子掺杂的纳米TiO2光催化剂(Ce-TiO2),通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Ce-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度及经不同温度热处理后的Ce-TiO2样品对MB的光催化降解效果,结果表明所制备样品的晶型均为锐钛矿相和金红石相的混晶相,Ce离子的掺杂拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,提高了TiO2光催化活性。当pH值为1.5,Ce的掺杂量为n(Ce)∶n(TiO2)=1∶300,热处理温度为600℃条件下制备的样品其催化活性显著高于Degussa P25。     

Yb-TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Yb掺杂纳米TiO2光催化剂(Yb-TiO2),采用XRD、UV-Vis、FT-IR等方法对其进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了热处理温度以及Yb掺杂量对样品性能的影响。实验结果表明,Yb掺杂样品均为金红石相和锐钛矿相的混晶相,Yb的掺入拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,提高了TiO2的光催化活性。当pH值=2.5、n(Yb)∶n(Ti)=0.005、热处理温度为650℃时,制备的样品其光催化活性明显优于Degussa P25。     

核壳结构TiO2光催化剂的制备和性能

统一尺寸、结构上有序包覆的核壳型复合材料,具有高折射率以及独特的电磁、光学和机械性质.结构上的独特性可能导致其在近红外和可见光区有完整的带隙,利用核与壳之间的相互作用,以及核对降解物的吸附等作用,可提高复合体的光催化性能.本文着重介绍核壳型TiO2的几种类型、特点及其性能,并提出其今后的发展方向.     

TiO2-N-S光催化剂的制备、表征及性能研究

以胱氨酸为掺杂剂,利用溶胶-凝胶法直接制备了N、S共掺杂改性的光催化剂TiO2-N-S,借助XRD、XPS和SPS等手段对其进行了表征,并以苯酚为模型污染物考察了其在模拟太阳光下的催化活性.XRD分析表明该光催化剂为锐钛矿晶型,N、S共掺杂能有效抑制TiO2晶粒的生长,提高了晶相间转变温度.XPS显示S是以S6+形式存...     

氮掺杂TiO2光催化剂研究进展

对TiO2光催化剂进行改性,实现可见光催化活性是第二代光催化剂走向实用化的关键.氮掺杂TiO2是一种理想的具有可见光活性的光催化剂,由于N 2p态与O 2p态杂化,实现带隙窄化和吸收带边红移,对于实现可见光催化活性具有重要意义.评述了氮掺杂改性TiO2光催化剂的国内外研究现状,分析了不同掺杂方法对于实现TiO2可见光催化活性的掺杂机理和改性机理,提出研究合适的催化剂载体对TiO2进行氮等非金属负载是今后努力的方向,并且应该建立统一的催化剂性能评价标准.     

核壳型磁载TiO2/CoFe2O4光催化剂的制备与性能研究

纳米TiO2是一种高效的光催化剂,为了解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效地分离.以尖晶石型CoFe2O4为磁核,制备了核壳型纳米磁性TiO2/CoFe2O4光催化剂,通过水浴恒温条件、热处理温度的改变,以及工艺的调整优化了催化剂的制备工艺.采用XRD和TEM分析了催化剂的结构与形貌.研究发现,水浴90℃恒温2h、600℃热处理后的TiO2/CoFe2O4在降解TNT时表现出了较高的催化活性.表明合适的反应时间和热处理温度是影响催化剂活性的关键因素.     

TiO_2薄膜表面构建催化活性层改善抗血小板黏附性能

一氧化氮(nitric oxide,NO)是心血管系统的信号分子,具有抗凝血抗增生多种生物学功能。在TiO2薄膜表面固定生物分子胱胺、硒代胱胺,构建催化活性层,催化供体释放NO,从而使改性后的材料表面具有抗凝效应。构建分为两个步骤,首先通过膦酸单分子层自组装固定十二烷基膦酸,再借助光化学方法在材料表面固定4-叠氮基苯甲酸分子使表面羧基官能团化;随后,用EDC/NHS/MES体系活化表面羧基,进而固定胱胺、硒代胱胺。傅里叶红外吸收光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)与X光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)结果显示各分子均在TiO2薄膜表面成功固定。体外催化实验结果证实了催化活性层的催化活性。该改性层可原位催化内源性一氧化氮供体释放出NO,改善材料表面抗血小板粘附性能,其在体外血小板黏附实验中得到证实。改善了TiO2薄膜的生物相容性,为无机材料的生物活化提供了一种新途径。     

掺Fe3+附银二氧化钛光催化剂的制备及其光催化活性研究

采用酸催化溶胶-凝胶法和光化学沉积法相结合制备出了掺Fe3 附Ag纳米TiO2复合粒子,用TEM、XRD、XPS、UV-vis等技术进行了表征.结果表明:纳米粒子粒径约为10～15nm;Fe3 的掺杂能促进TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;改性后的TiO2对光的吸收发生红移,吸收强度明显增大;XPS分析表明附载在TiO2表面的银以Ag0形式存在.以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性,实验表明,掺Fe3 附Ag的TiO2比纯TiO2及仅掺Fe3 或仅附Ag的TiO2能显示出更高的光催化活性;且掺Fe3 0.4%、附银1%(摩尔分数)的催化剂的光催化活性最高.     

碳掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以葡萄糖和钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了C-TiO2光催化剂粉体。利用XRD、XPS、Raman、PL、UV-Vis等对样品进行表征分析,研究了不同制备条件对样品性能的影响,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了其光催化性能。结果表明,碳掺入到TiO2晶格中,促进了样品由锐钛矿相向金红石相的转变,拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,降低了光生电子和空穴的复合几率。当n(C)∶n(Ti)=0.30,400℃条件下焙烧4h制备的样品催化性能最好,在普通日光灯下3h内对MB的降解率达90.17%,显著高于同等实验条件下的Degussa P25(49.71%)。     

锶磁性光催化剂的制备和表征

以自制碳酸锶(SrCO3)和钛酸丁酯为原料,采用超声波技术制备了以锶铁氧体(SrFe12O19)为载体的锶磁性光催化剂(TiO2-SrFe12O19)。采用XRD、IR、VSM、N2吸附实验等手段研究了催化剂的表面性质和磁学特性。结果表明,该催化剂的平均晶粒尺寸在20～30nm之间,比表面积为44.8m2/g,平均孔径为7.09nm,属于介孔磁性材料;饱和磁化强度(Ms)为12.9A.m2/kg,矫顽力(Hc)为120.9kA/m,易于磁分离和重复利用。催化剂对亚甲基蓝(MB)的催化降解脱除率为94.7%,且重复使用3次,催化降解效率不低于88%,表明催化性能稳定,重复使用效果良好。     

镧铁掺杂的纳米TiO2薄膜的光吸收性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为原料,在生物载波片上制备了金属离子镧铁双元掺杂纳米TiO2薄膜,经过440℃高温热处理后,TiO2为锐钛矿型;通过紫外可见分光光度计测量薄膜的透射光谱,发现掺杂后TiO2的吸收边有改变,薄膜对可见光的吸收也明显加强.     

Ni2O3/TiO2-xNx可见光催化剂的制备及表征

用溶胶-凝胶法制备了一种新型可见光催化剂Ni2O3/TiO2-xNx,用热分析、X射线光电子能谱及X射线衍射等进行了分析表征,并以偶氮染料阳离子红为目标污染物,分析了催化剂可见光下的催化活性.结果表明,Ni2O3/TiO2-xNx催化剂样品450℃处理后呈锐钛矿型.N元素进入TiO2晶格,Ni元素以Ni2O3的形式游离于TiO2晶格之外.相对于无掺杂TiO2,Ni2O3/TiO2-xNx催化体系由于N元素的掺杂使其在可见光区域的吸收大大增强, Ni2O3掺入加快了光生电子-空穴的分离和转移,因此可见光下的催化活性和光电化学活性大大提高.     

溶剂对介孔二氧化钛结构及光催化活性的影响

在室温下采用不同溶剂直接合成出介孔TiO2，分别用场发射透射电镜（HRTEM）、透射电镜（TEM），X射线粉末衍射（XRD）和BET比表面测定等技术对TiO2进行了表征。结果表明：在该实验条件下能获得高比表面的介孔TiO2，溶剂的极性对孔结构有一定的影响，同时对甲基橙的光催化降解活性有较大的影响。