掺杂钇的纳米二氧化钛光催化降解邻硝基苯酚的研究

以钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶(so l-ge l)法制备了掺杂钇的纳米T iO2粉末。采用X光衍射仪对粉体的物相进行了表征。样品经500℃焙烧2h后,1.2%(摩尔分数)Y3+-T iO2纳米粉末为单一的锐钛型结构。通过粉体对邻硝基苯酚的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明与纯T iO2相比,Y3+-T iO2的光催化活性有较大提高,当Y3+的掺入量为1.2%时催化活性最高。以高压汞灯为光源,邻硝基苯酚的初始浓度为50m g.L-1、催化剂1.2%(摩尔分数)-T iO2投加量为1.0 g.L-1时,邻硝基苯酚的光催化降解效果最好。     

低量Y3+掺杂对TiO2光催化活性的影响

利用溶胶-凝胶法在煅烧温度600 ℃制备了不同Y3 掺杂量的纳米TiO2粉体,并用XRD技术对样品进行了表征.研究了Y3 掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Y3 掺杂对纳米TiO2的光催化活性.结果表明,适量掺杂Y3 可以提高其光催化活性.当Y3 掺杂量为0.04%, 纳米TiO2粉体的光催化活性最佳,降解率为94.6%,其金红石相含量为9.8%,平均粒径为12 nm,Y3 掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸这两方面均有利于提高光催化活性.     

铈掺杂TiO2光催化降解甲基橙的研究

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和解释,以高压汞灯为光源,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500 nm;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,说明掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce量有最佳值.实验结果表明在TiO2中掺杂Ce的摩尔百分含量为2%,甲基橙起始浓度为20 mg·L-1,CeO2/TiO2用量为0.400 g,双氧水用量为5.88 mmol·L-1,pH值为6.4时,光照8 h,甲基橙的脱色率可达96.8%.     

Ag^＋掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶凝胶法制备Ag 掺杂TiO2纳米粉体,采用正交实验考察了掺杂量、浓硝酸、冰醋酸、煅烧温度等因素对其制备的影响,从而确定制备工艺最佳条件.通过XRD、TEM、TG-DSC等测试技术对掺杂纳米TiO2粉体进行表征.最佳工艺条件为:掺Ag 量0.5 %(摩尔分数),冰醋酸1mL,浓硝酸0.2mL,煅烧温度450℃,制得颗粒粒径为12.16nm.以甲基橙为降解物,通过自制光催化反应装置,研究了光催化剂的活性,结果表明:Ag 掺杂制备的TiO2纳米粉体具有较高的光催化活性,试验条件下Ag 掺杂TiO2纳米粉体最高降解率为79.38%.     

Eu~(3+)掺杂γ-Bi_2MoO_6的合成及其光催化活性研究

以钼酸铵、硝酸铋和硝酸铕为原料,采用简单水热技术成功获得了Eu~(3+)掺杂的片状钼酸铋(γ-Bi_2MoO_6)光催化剂,借助X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等测试手段对样品的物相组成、形貌和光吸收等进行了表征,并以刚果红和2,4-二硝基苯酚为模型污染物,考察了Eu~(3+)掺杂对Bi_2MoO_6光催化性能的影响。结果表明,利用这种简单的水热合成方法获得层状结构的Bi_2MoO_6,Eu~(3+)掺杂对Bi_2MoO_6光催化活性的影响与其掺杂量有关,当Eu~(3+)掺杂量为0.75%(原子分数)时,催化剂活性最好。金卤灯光照70 min,0.75%(原子分数)Eu~(3+)/Bi_2MoO_6对2,4-二硝基苯酚降解率为54.2%,而相同条件下的纯Bi_2MoO_6对2,4-二硝基苯酚降解率仅为8.1%。根据活性数据,文中Eu~(3+)掺杂Bi_2MoO_6的活性增强机理进行了讨论,认为Eu~(3+)掺杂影响了Bi_2MoO_6的吸附性能、光吸收特性及光生载流子的分离效率,进而对Bi_2MoO_6的光催化活性产生显著影响。     

Fe3+掺杂对TiO2材料光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2粉末,讨论了不同Fe3+掺杂浓度对TiO2光催化活性的影响,并采用XRD、UV-VIS检测技术对其进行了表征.结果表明,Fe3+掺杂能够显著的提高TiO2薄膜的光催化活性,最佳掺杂浓度为6.04×1016个·cm-3,且随着TiO2光催化活性的提高,薄膜的吸收带边发生了明显的红移,提高了可见光的利用率.XRD分析表明,Fe3+的掺杂使锐钛矿相TiO2的粒径明显减小,锐钛矿相含量明显增加.     

氢氧焰扩散燃烧法合成纳米TiO2颗粒及其光催化性能的研究

以TiCl4为前躯体,采用空气/氢气扩散火焰气相燃烧法,合成了纳米TiO3粉末,并对合成的粉末利用TEM、XRD、DSC-TGA等手段进行了表征.研究了合成纳米TiO2粉末的光催化降解有机物的性质.研究结果表明:在最佳实验条件下合成的纳米TiO2粉末粒径为10～20 nm,并且分散均匀,无团聚体,有良好的光催化活性.     

β-环糊精包裹TiO2光降解2,4-DPA及其光电性质研究

采用溶胶凝胶法制备了β-环糊精包覆的TiO2粉体,利用XRD、BET及电化学等技术对催化剂进行了表征。将合成的β-环糊精包覆的TiO2粉体用于2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-DPA)的降解反应,利用荧光光度计以及紫外可见分光光度计等技术手段,通过测量光催化降解2,4-DPA溶液一定时间后的荧光强度和紫外吸光度的变化,很直接地研究其光催化性能。结果表明,β-环糊精包覆的TiO2粉体能够有效地降解2,4-二氯苯氧乙酸溶液,使得它的荧光强度及紫外吸收强度下降明显。而且紫外光、光照时间、催化剂用量及超声波震荡对反应都有一定的影响。     

超声场作用下薄膜型WO3-TiO2光催化剂制备与性能表征

在超声场作用下采用溶胶-凝胶法制备了纳米WO3-TiO2复合光催化剂。利用薄膜对罗丹明B溶液的光催化降解作用，考察了钨酸铵掺杂量、镀膜层数、烧结温度、烧结时间、基质、pH值、溶解氧及超声波等因素对光催化活性的影响，并与普通溶胶-凝胶法进行了比较。结果表明，在超声场作用下，溶胶的胶凝时间显著缩短，光催化剂颗粒粒径明显减小，催化活性显著提高，当钨酸铵掺杂量为0．5％（质量分数）、多孔钛片为基质、镀膜9层、575℃下烧结1h得到的WO3-TiO2薄膜的光催化活性最高。该温度下制备的WO3-TiO2薄膜几乎均为金红石型TiO2。     

一维镨掺杂纳米TiO_2水热合成及光催化性能研究

以钛酸丁酯和硝酸镨为原料,采用水热法制备Pr掺杂的纳米TiO2。通过XRD、SEM以及Raman UVVis DRS等实验方法研究了样品的晶体结构以及光响应性能。结果表明,水热合成条件对镨掺杂纳米TiO2的形貌及光催化性能有显著的影响。其中在5 mol/L的NaOH碱液环境下,控制水热处理温度为150℃,水热时间为12 h,掺镨量为0.5%(质量分数),热处理温度为500℃,所合成的一维镨掺杂纳米TiO2光催化效果最优。另Pr3+掺杂使纳米TiO2提高了对可见光的吸收能力,并使其吸光域红移约50 nm。