La^3＋和Fe^3＋共掺杂TiO2／天然沸石的制备与光催化性能

以钛酸正四丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、冰乙酸为抑制剂、天然沸石为载体,采用溶胶一凝胶法制备了Fe^3＋、La^3＋掺杂TiO2／天然沸石和Fe^3＋与La^3＋共掺杂TiO2／天然沸石复合光催化剂,并利用紫外高压汞灯为光源的自制反应器进行光催化降解甲基橙试验。通过用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱,分析了光催化剂晶体结...     

稀土离子(La3+、Y3+)掺杂对纳米TiO2光催化剂性能影响分析

实验以钛酸四正丁酯为前驱物，以无水乙醇为溶剂，以盐酸为抑制剂，用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2粉体。同时，为了提高光催化剂的活性，进行了稀土离子（La^3＋、Y^3＋）的掺杂改性。通过将掺杂前后的光催化剂进行比表面（BET）、吸收光谱、光催化降解实验，找到掺杂La^3＋、Y^3＋降解硝基苯的最佳掺杂量。各种实验结果表明：掺杂后的样品光催化活性得到明显提高而且存在一个最佳值，La^3＋为0．5％、Y^3＋为1．5％，在日光灯下也产生了较好的光催化降解效果。     

La3+掺杂TiO2光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了La^3＋／TiO2光催化剂，研究了该催化剂对亚甲基蓝的光催化降解效果。结果表明，La^3＋掺杂量（摩尔分数）2．8％、催化剂用量1．2g／L、体系pH值为11时，12mg／L亚甲基蓝溶液经2h光催化降解，其降解率可达99．1％。与纯TiO2相比，La^3＋/TiO2光催化剂显示出良好的光催化活性。     

La3+,Ce3+及Fe3+的共掺杂对TiO2粉末光催化性能的影响

通过溶胶-凝胶法分别制备了La3 -Ce3 共掺杂及Fe3 -Ce3 共掺杂的TiO2纳米粉体。利用透射电镜(TEM)对粒子的形貌和粒径进行了表征,并用分光光度法研究了粉体对甲基橙溶液的降解。通过分析共掺杂离子的掺杂量和样品的煅烧温度对降解率的影响,对所制备粉体的光催化性能进行了研究。结果表明,La3 -Ce3 共掺杂的TiO2粉体其光催化活性有较大提高。     

Pr^3＋掺杂的TiO2纳米粉体的表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Pr^3＋掺杂量的TiO2纳米粉体．以亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解为探针反应，评价了它们的光催化活性．利用XRD和BET技术研究了Pr^3＋掺杂量和焙烧温度对TiO2纳米粉体的相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响，并用XPS和SPS技术研究了Pr^3＋掺杂的TiO2纳米粉体的表面组成和表面光伏特性，探讨了Pr^3＋掺杂提高纳米TiO2的光催化活性的机制．结果表明：适量Pr^3＋掺杂能显著提高纳米TiO2的光催化活性．当Pr^3＋掺杂量为1．25％（以Pr^3＋／TiO2质量比计），焙烧温度为600℃时，制得粉体的光催化活性最佳．Pr^3＋掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变，减小晶粒尺寸，增大比表面积，增加表面羟基和吸附氧的含量，提高光生电子和空穴的分离效率，改善粉体表面的光吸收性能，上述因素均有利于光催化活性的提高．     

Eu~(3+)和Gd~(3+)共掺杂TiO_2粉体的制备及催化活性

采用溶胶-凝胶法制备纯TiO2和Gd3+/Eu3+共掺杂TiO2复合粉体,采用X射线衍射、漫反射光谱和扫描电镜等技术对样品进行表征,以亚甲基蓝(methyleneblue,MB)的光催化降解为目标反应评价其光催化活性,探讨Gd3+/Eu3+共掺杂对TiO2粉体光催化的影响机制。结果表明:Gd3+/Eu3+共掺杂可以显著提高TiO2粉体光催化活性。Gd3+/Eu3+共掺杂在TiO2粉体中产生协同作用,可以抑制TiO2由锐钛矿向金红石相转变,使TiO2的粒径减小。Gd3+/Eu3+共掺杂增大了TiO2粉体的晶格畸变,使TiO2粉体吸收带边蓝移。当Gd3+和Eu3+的质量掺量分别为0.05%和0.4%时,TiO2粉体光催化活性最高,降解率达到95.31%。     

镧和钴掺杂纳米TiO2的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法，制备了TiO2、Co^2＋／TiO2、La^3＋／TiO2＋,Co^2＋,La^3＋／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La^3＋／TiO2中La^3＋的适宜掺杂量为1.0％，Co^2＋，La^3＋／TiO2中，当La^3＋的掺杂量为1.0％时，Co^2＋的适宜掺杂量为0.2％，相应的脱色效率为99.83％、98.79％。当掺杂量适当时，四种催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝的活性次序为：La^3＋／TiO2〉Co^2＋，La^3＋／TiO2〉TiO2〉Co^2＋／Ti02o XRD分析结果表明，所得光催化剂均为纳米粒子。     

金属离子掺杂二氧化钛及水体光催化脱氮研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Ce^3＋、La^3＋、Ag^＋、Fe^3＋的TiO2光催化剂，以考察其薄膜和粉体形式对水中无机氮的光催化去除效果和活性．用所制备的催化剂对含氨氮-亚硝酸氮的混合液进行了光催化脱氮研究．本文利用UV—Vis吸收光谱、XRD和TEM对催化剂进行了表征．同时，对影响TiO2光催化效率的因素：如掺杂金属离子的种类、浓度、涂膜层数、反应液中有无Fe^2＋、不锈钢和玻璃载体、反应器的构型等进行了探讨，并对今后的研究进行展望．经过2h紫外光照射反应，实验最佳脱氮效果：金属离子掺杂TiO2薄膜型催化剂总氮去除率在30％左右，金属离子掺杂粉末型催化剂光催化最高总氮去除率可达41．7％．     

Fe^3＋、N共掺杂TiO2光催化剂研究进展

TiO2是一种比较理想的光催化剂,但是较宽的禁带使其应用受到一定的限制,通过改性可以提高TiO2的光催化性能。Fe3＋、N共掺杂是TiO2改性的方法之一。本文综述了国内外Fe3＋、N共掺杂TiO2光催化剂的研究进展,分析了Fe3＋、N共掺杂TiO2制备方法和掺杂机理。     

不同离子掺杂TiO_2薄膜及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂Fe^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Ce^3＋和La^3＋5种不同离子的纳米级TiO2薄膜,使用TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液进行光催化试验。研究表明,在5种掺杂离子中,其La^3＋的掺杂效果最好,当La^3＋的适宜含量为1.8%（质量分数）时,掺杂与未掺杂的XRD图谱基本一致;掺入La^3＋离子使得TiO2的晶粒变小,可抑制晶相向金红石相转变;随着焙烧温度的升高TiO2晶粒逐渐变大,温度为700℃时,其粒径为27.6nm,TiO2为混合晶型（锐钛矿型和金红石型）,其活性最高。     

低量Pr3+掺杂TiO2粉体的制备及性能

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和低量Pr3 掺杂的TiO2复合粉体,为了验证其光催化活性,以甲基橙的光催化活性降解为探针反应,评价了其光催化活性,探讨了低量Pr3 掺杂对TiO2粒子光催化活性的影响机制.研究结果表明:(1)在500℃下灼烧粉体可获最佳催化活性;(2)Pr3 掺杂TiO2可以显著提高TiO2粉体的催化活性,当pr3 与TiO2质量比为0.150%粉体的活性最好;(3)酸性或者碱性条件下,粉体活性得到提高;(4)催化剂最佳用量为2.50 g/L.     

La^3＋叫参杂及载体类型对纳米TiO2薄膜光催化活性的影响

实验以钛酸四正丁酯及硝酸镧为原料，采用浸渍涂覆工艺，以溶胶-凝胶法在不同载体上制备纳米级二氧化钛薄膜，以甲基橙为模拟对象，研究了不同浓度的La^3＋掺杂对催化剂光活性的影响。结果表明：降解效率随载体、掺杂浓度不同而变，最佳的离子掺杂浓度也有差别。釉面瓷砖、铝、不锈钢载体掺杂0．5％La^3＋的二氧化钛薄膜对甲基橙有最高的降解效率，陶瓷载体掺杂0．05％La^3＋的降解效率最高，玻璃载体最佳La^3＋掺杂浓度为5％，而钛片载体最佳La^3＋掺杂浓度为300％。     

Li^＋掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li^＋掺杂纳米TiO2光催化剂，并用XRD和TEM等技术进行了表征；用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值（pHPZC）．结果表明，500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相；Li^＋的掺杂抑制了TiO2，粒子的生长，提高了催化剂的分散性；催化剂的零电位pH值为6．6—8．1，其值取决于Li^＋的浓度和掺杂方式．分别以紫外光和太阳光为光源，孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性；并用气相色谱测试了污染物降解产生的CO2的含量．结果显示，对孔雀石绿的降解，浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li^＋都能有效提高TiO2的光催化活性，但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好，催化活性最高的为浸渍法制备的5％（摩尔分数）Li^＋掺杂TiO2，其在紫外光和太阳光下的光催化活性分别比纯TiO2提高了6—8倍和9-10倍；对甲基橙的降解，除溶胶-凝胶法制备的3％（摩尔分数）Li^＋掺杂TiO2能稍提高光催化活性外，其它Li＇的掺杂都不同程度降低了TiO2的光催化活性；随污染物降解率的增加，最终降解产物CO2的含量增加．实验结果表明，Li^＋掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因．     

Eu3＋掺杂TiO2光催化剂的制备及废水处理性能研究

以钛酸四正丁酯、氯化铕为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Eu3＋掺杂纳米TiO2光催化剂,借助X-射线粉末衍射（XRD）及UV-Vis测试手段对样品进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察了Eu3＋掺杂量对样品光催化活性的影响规律。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且Eu3＋掺杂后随着掺杂量的增加,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV—Vis光谱分析表明,适量铕掺杂使得催化剂在400～600Bin的可见光区对光的吸收显著增强,对光具有更高的利用率;以罗丹明B为降解物的光催化实验表明,当Eu3＋掺杂量为0．5％时其光催化活性最好,并将该光催化剂用于炼油厂废水的处理,对其实际应用进行了探索。     

Y3+掺杂TiO2纳米棒的制备及光催化降解硝基苯

本文以乙二胺作添加剂,采用溶胶-凝胶法制备了Y3+掺杂的纳米TiO2粉体.透射电镜TEM)分析结果表明,所制备的TiO2粉体具有纳米棒状结构,平均颗粒直径为15nm左右,长度为150～250nm左右.光催化降解硝基苯的实验结果说明,与盐酸作添加剂制备的TiO2粉体相比,乙二胺法制备的掺Y3+TiO2粉体具有更高的光催化降解性能.     

可见光活性负载型Fe2O3/TiO2光催化剂的制备

以FeCl3·6H2O和TiOSO4为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀共沉淀法制备了Fe3 掺杂的纳米TiO2粉体,并通过X射线衍射、透射电镜分析及观察粉体的相结构、形貌和粒径.以甲基橙溶液为降解对象,考察了掺杂后的粉体在紫外和可见光作用下的光催化性能并对其机理进行了探讨.结果表明:Fe3 部分固溶于TiO2的晶格;当Fe3 掺杂量＜0.8%(摩尔分数,下同)时,随铁离子掺入量的增加,TiO2的光催化性能提高;当Fe3 掺杂量为0.8%时,复合粉体的光催化性能提高15%以上;当Fe3 掺杂量＞0.8%时,随铁离子掺入量的增加,TiO2的光催化性能降低,而当Fe3 掺杂量＞1.2%时,粉体的光催化性能受到抑制,低于纯TiO2粉体.     

氮铈共掺杂纳米TiO2的制备和光催化活性研究

采用水解沉淀法分别制备了未掺杂、氮掺杂和不同Ce^4＋浓度的氮、铈共掺杂纳米二氧化钛粉体,并利用XRD、TEM、XPS、UV-vis对其进行表征,以甲基橙的光催化降解为模型反应,考察其在太阳光下的光催化活性。结果表明,450℃下煅烧3h制备的纳米TiO2粉体均为锐态矿型,铈的掺入使衍射峰宽化;氮、铈共掺杂能抑制锐钛矿晶粒的生长,减少团聚,使晶粒细化。N取代了TiO2晶格中的部分氧原子形成N2p掺杂能级,而铈以Ce^4＋、Ce^4＋两种价态存在于TiO2中。氮、铈的协同作用不仅使TiO2的光吸收带边红移,也能明显提高TiO2在紫外光区的吸收强度。光催化降解甲基橙实验结果表明：当掺杂量为0．6％时,Ce-N-TiO2的光催化效率最高,约为纯二氧化钛的2倍。     

Fe^3＋掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂,环己烷为油相,采用微乳液法制备出Fe3+掺杂纳米TiO2,用X-射线衍射(XRD)对纳米TiO2粒径、物相等方面进行了表征.通过光催化降解甲基橙溶液考察了TiO2的光催化性能.甲基橙降解实验结果表明,溶液的pH=2时降解率可达100%;掺杂Fe3+会影响TiO2光催化性能,n(Ti4+):n(Fe3+)=1:0.000 4的TiO2在前10 min降解率高达54.50%,60 min降解率可达93.33%,掺杂浓度增大到一定程度后,降解率反而下降,说明存在较佳掺杂浓度.另外,溶液初始浓度对TiO2光催化性能有一定的影响.     

可见光响应型非金属掺杂TiO2的研究进展

综述了各种非金属(N、S、C、B)掺杂TiO2在可见光范围的响应,以及N和F共掺杂TiO2、N和La^3 共掺杂TiO2、B与Ni2O3复合的制备及其光催化性能的研究进展。     

Fe~(3+)/TiO_2太阳光催化降解对硝基苯酚的研究

采用均匀沉淀法制备了铁掺杂TiO2催化剂粉体,利用XRD、TEM对粉体进行了表征。以太阳光为光源,研究了太阳光下光催化降解对硝基苯酚的可行性。结果表明,当Fe3+/TiO2摩尔比为1:1000,煅烧温度为400℃时,得到的复合光催化剂具有较高的光催化活性,在光催化反应240min的条件下,对硝基苯酚的降解率可达64.6%,其光催化活性要优于纯TiO2。