泡沫镍负载N掺杂TiO_2及其可见光催化降解甲醛的性能

以钛酸四丁酯为Ti源,尿素为N源,直接低温水热合成N掺杂TiO2粉末,并以泡沫镍为载体负载N掺杂TiO2粉末.采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis和XPS对N掺杂TiO2粉末进行表征,并研究了其可见光催化降解甲醛气体的性能.结果表明N原子成功地掺杂到TiO2晶格中,使其晶格常数a和c变大.N原子替代了晶格中部分O原子和Ti原子,N的化学价态表现为Ti-N-Ti和O-N-O形式,N掺杂TiO2可描述成Ti1-yO2-xNx+y-TiO2-xNx形式,其吸收边界红移到600nm处.SEM结果表明N掺杂TiO2可以均匀弥散地分布于泡沫镍的载体上,且具有高的可见光催化降解甲醛气体的能力。     

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.     

反应溅射TiO2-xNx膜的可见光吸收性能

用中频交流反应磁控溅射方法制备了N掺杂的TiO2薄膜.利用光电子能谱(XPS)对薄膜的成分进行了分析,并研究了薄膜的可见光吸收性能.结果表明:反应气体中N2的质量分数是影响薄膜中Ti-N键的主要因素;在N2气氛中380℃退火有利于提高N掺杂的含量;厚度的增加使薄膜的吸收性能在紫外到可见光区都有提高;含N量为1.5%的TiO2-xNx薄膜吸收限由TiO2薄膜的387nm红移至441nm.     

活性炭负载N掺杂可见光型TiO2-xNy/AC光催化剂的制备及性能研究

将活性炭负载与N掺杂有效结合,采用酸催化水解法在粉状活性炭(AC)表面合成TiO2前驱体,在NH3/N2气氛中程序升温处理制得N掺杂TiC2-xNy/AC(TON/AC)光催化剂.以苯酚为模型物,考查了TON/AC紫外光区、可见光区及太阳光下催化活性以及分离性能、使用寿命.采用XPS、XRD、DRS、FTIR,SEM、低温氮物理吸附对光催化剂的表面特征,吸光特性、晶相结构等进行表征.结果表明,N以阴离子形式进入TiO2体相并置换晶格中的O,适量N掺杂的TON/AC在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性.N掺杂在TiO2表面生成Ti-O-N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450～550nm,诱发TiO2可见光催化活性. AC负载可降低TiO2团聚体的尺寸,增加催化剂比表面积,为光催化降解提供高浓度环境,从而提高光催化效率同时还可改善催化剂分离性能,提高催化剂使用寿命.     

N掺杂纳米TiO2光催化剂的制备与表征

以钛酸四丁酯为钛源,氨水为沉淀剂,采用水解-沉淀法制备出了氮掺杂纳米TiO2催化剂(N/TiO2),以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以目光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.XRD结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它N掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.DRS蛄果显示,不同温度煅烧的催化荆在波长低于550nm的可见光区城内都有高的吸光度.先催化结果发现,700℃煅烧制得的N掺杂氧化钛光催化荆表现出最佳的光催化活性,120min内对甲基橙溶液的降解率达到69.7%.     

煅烧温度对N掺杂TiO_2中空介孔微球光催化性能的影响

以三乙胺为氮源,采用层层自组装和高温煅烧方法制备球形形貌良好的N掺杂TiO2中空介孔微球(N-THS),使用XPS、XRD、UV-VisDRS等手段研究了煅烧温度对其结构和光催化性能的影响。结果表明,N进入TiO2晶格内取代了部分O元素并改变了晶格中Ti和O的化学状态;在400-600℃煅烧所得TiO2呈现锐钛矿相结构,将煅烧温度提高到700℃则出现向金红石相的转变,且TiO2的晶粒尺寸随着煅烧温度的提高而增大。N-THS在可见光区具有明显的吸收性能,吸收光谱带也发生了明显红移,对MO溶液均具有较好的降解效率;而随着煅烧温度的降低,可见光区吸收相应增强,降解效率提高,在400℃锻烧的N-THS经光照射80min后其降解率达到93.5%。     

载体形式和掺杂元素对纳米TiO_2光催化降解甲基橙的影响

通过对比不同形式玻璃载体负载TiO2紫外光催化降解甲基橙的能力以及不同元素掺杂对光催化降解的影响,探讨了提高TiO2光催化降解有机污水能力的方法。结果表明,毛细玻璃管负载的TiO2由于限域微米空间效应的作用,其光催化能力明显好于玻璃片和玻璃珠载体;同时,比较了TiO2掺杂元素Pb、N和Fe在可见光下的催化能力,得出掺杂Pb为最佳,降解率达到94.8%,以期为负载以及掺杂元素提升TiO2光催化降解污水的处理能力提供借鉴。     

氮掺杂氧缺陷TiO2光催化剂的制备和性能

采用NH3-H2气氛两步热处理法制备氮掺杂氧缺陷TiO2,用X射线粉末衍射、N2吸附BET法、X射线光电子能谱、元素分析、电子自旋共振谱、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱等技术对样品的晶相结构、表面化学状态、氮含量、氧缺陷位种类及含量、光吸收性能和光生载流子的分离效率等性质进行了表征,研究了H2气氛中不同热处理时间对催化剂性能的影响和催化剂样品在可见光(λ>400 nm)条件下的光催化氧化能力。结果表明,掺氮TiO2催化剂经H2热处理1 h后具有较好的可见光催化活性,对苯的转化率和矿化率分别为66.8%和47.5%,其降解效率高于单掺杂催化剂活性的总和,双掺杂光催化剂活性的提高与氮杂质氧缺陷双光活性中心的协同增强作用有关。     

Ce掺杂TiO2/SiO2的制备及其光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和掺杂不同含量Ce的TiO2/SiO2复合纳米粒子.并用FT-IR,UV-Vis对样品结构进行了表征,并以罗丹明B(RB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化性能.结果表明,TiO2/SiO2催化剂中形成了新的Ti-O-Si键,Ce的掺杂使TiC2/SiO2光谱响应范围向可见光区拓展.与未掺杂的TiO2/SiO2相比较,掺杂的TiO2/SiO2具有更高的催化性能.Ce掺杂的最佳值为x(Ce)∶x(Ti)=0.0090,光催化剂最佳投放量为30mg.     

氮掺杂TiO_2的制备及其在不同光源下的光催化性能

本文以钛酸四正丁酯为前驱体,以氨水为氮源,通过温和的溶胶-凝胶法制备了N掺杂TiO2光催化剂,采用FT-IR、TG、粒度、UV-Vis/DRS、XRD、TEM和XPS对其进行了表征。XRD、TEM测试显示N-TiO2光催化剂颗粒分布均匀、晶粒尺寸20nm左右。XPS测试表明N掺杂TiO2形成取代态O-Ti-N结构和间隙态Ti-O-N结构。以亚甲蓝为目标污染物,探讨N/Ti摩尔比、煅烧温度、煅烧时间对催化剂催化性能的影响,评价催化剂在自然光、紫外光以及可见光下的催化活性。结果表明,在紫外或可见光下,不同比例的N-TiO2催化性能相近;自然光下,当N/Ti摩尔比为0.15和0.20时,其催化活性最佳;其反应速率符合一阶动力学原理。在三种光源下,煅烧温度越高,催化剂的催化性能越好,但煅烧时间对催化剂的催化性能影响较小。本研究结果显示N-TiO2催化剂在自然光、紫外光及可见光下均具有良好的光催化性能,具有广泛的实用性。     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及其可见光降解甲醛

采用水解沉淀法制备了纯的和N掺杂的TiO2纳米光催化剂,并用二次离子质谱、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、比表面积、透射电镜等技术进行了表征。以GaN基兰色发光二极管为光源,研究了催化剂光催化降解甲醛的活性。实验表明,在最佳反应条件下,N掺杂的TiO2纳米光催化剂在可见光下对甲醛有良好的光催化活性。     

A visible light response TiO2 photocatalyst realized by cationic S-doping and its application for phenol degradation

S-doped TiO2 photocatalyst with high visible light activity was prepared by acid catalyzed hydrolysis method using thiourea (TU) as sulfur source. The catalyst was characterized by DRS, XPS, XRD, FTIR, SEM and N2 adsorption. It was found that cation S6+ was homogeneously incorporated into the bulk phase of TiO2 and substitutes for some of the lattice titanium (Ti4+). Doped S can form a new band above the valence band and narrow the band-gap of the photocatalyst, giving rise to a second absorption edge in the visible light region. The activity of the catalyst was examined by photodegradation of phenol in aqueous solution under both artificial visible light and solar light irradiation. The activity of catalyst was found to be dependent on the doping amount of S and the maximum activity was observed when the catalyst was obtained by calcinated at 600 degrees C with the mass ratio of TU/TiO2=1. Too much of new-generated band-gap structures due to higher S-doping could act as recombination centers for electron-hole pairs. Catalyst with optimum S-doping exhibited the highest activity under both artificial light and solar irradiation for phenol degradation. In addition, doped S also beneficial for the better dispersion, large S(BET) and phase transformation retardation of TiO2.     

AlCl3修饰对虎红-TiO2光催化剂可见光制氢活性的影响

用浸渍法制备了Rose bengal-Pt-TiO2和Rose bengal-AlCl3-Pt-TiO2光催化剂,通过可见光下光解水制氢考察了催化剂的催化活性.染料Rose bengal的敏化使TiO2在可见光照射下有较强的吸收和活性.催化剂Rose bengal-AlCl3-Pt-TiO2光催化活性高于Rose bengal-Pt-TiO2.其原因是经过AlCl3修饰的TiO2可以提高对染料Rose bengal的吸附量和吸附强度, 从而提高了TiO2的可见光催化活性.     

TiO2-Cu2O复合膜的制备及其可见光催化降解染料性能研究

采用电化学方法制备了TiO2-Cu2O纳米复合材料,并用喷涂法在玻璃表面制成TiO2-Cu2O复合膜.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对TiO2-Cu2O复合材料进行了表征,用正交设计法研究了TiO2-Cu2O复合膜与Fe2 EDTA构成的Fenton试剂在可见光照射下催化降解亚甲基兰的性能,并用实验证实了H2O2存在.结果显示,TiO2-Cu2O复合膜光催化降解性能明显优于TiO2膜和Cu2O膜.与传统Fenton试剂相比,TiO2-Cu2O复合膜与Fe2 EDTA构成的Fenton试剂体系有效作用时间更长,并可重复使用.     

TiO2／海泡石催化剂的光催化降解性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用水解．沉淀法制备纳米TiO2,再将其负载于海泡石上制得TiO2/海泡石催化剂,用X射线衍射和扫描电子显微镜对载体催化剂的形貌及晶型进行了分析．以紫外光为光源,在水溶液中以环境激素邻苯二甲酸二乙酯（DEP）为降解底物进行光催化性能的研究．结果表明：催化剂的用量和TiO2的负载量对光催化降解速率都有影响．其中TiO2/海泡石催化剂的用量起主要作用,更能影响其光催化速度及DEP的降解．当催化剂用量为4g/L、TiO2负载量为30％时,TiO2/海泡石催化剂的催化效果较好．     

可见光响应Pt沉积La2O3/TiO2制备及其对甲苯的光热催化去除

以钛酸四丁酯和硝酸镧为原料,采用溶胶—凝胶法制备La2O3/TiO2,通过光沉积法在La2O3/TiO2表面负载纳米Pt粒子.采用XPS、FTIR、XRD、DRS、TEM和低温氮物理吸附对光催化剂的晶体结构、光谱特征和表面结构进行表征.考察了催化剂在可见光下对甲苯的去除性能和温度对催化剂去除甲苯的影响.结果表明,沉积的Pt以单质和吸附氧的形式存在,其中以吸附氧的形式为主.Pt的掺入没有引起TiO2相结构的变化,减小了晶粒尺寸并增大了催化剂的比表面积.纳米Pt均匀地分布在La2O3/TiO2上,尺寸分布比较均一,大约为5～10nm.Pt-La2O3/TiO2的表面羟基官能团伸缩振动明显增强,比TiO2和La2O3/TiO2具有更高的可见光催化活性.Pt-La2O3/TiO2对甲苯的降解率,随着温度的升高而增大,产生了与光催化作用平行的热催化作用.气相甲苯光热催化过程不是光催化与热催化的简单叠加,而是存在协同作用.     

Ru掺杂TiO2和TiO2/SiO2光催化剂的制备及可见光分解水制氢性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列Ru/TiO2和Ru/TiO2/SiO2可见光活性光催化剂。通过TEM、XPS、XRD、UV-Vis漫反射和电化学对样品进行了表征。发现Ru和Si的存在可以抑制TiO2的相转变和晶粒生长;Ru掺杂使TiO2和TiO2/SiO2对可见光的吸收增强,也提高了光生电子和空穴的分离,因而,提高了催化剂可见光分解水制氢活性。当Ru在TiO2和TiO2/SiO2中的掺杂量分别为0.014%和0.021%(质量分数)时,光催化剂的可见光活性最高,且Ru/TiO2/SiO2活性为Ru/TiO2的5倍。     

Visible light active photocatalytic degradation of bisphenol-A using nitrogen doped TiO2

Nitrogen doped titania was prepared by low temperature sol-gel method using titanium precursor and nitrogen containing bases like triethylamine and tetramethyl ammonium hydroxide compounds. The materials were characterized by XRD, BET, SEM, XPS, DRS-UV, and FT-IR techniques. DRS-UV study substantially indicates shift of the absorption edge of TiO2 to lower energy region. The phase composition, crystallinity, specific surface area, and visible light activity of nitrogen doped titania depend upon the preparation conditions. Photocatalytic degradation of bisphenol-A in aqueous medium was investigated by TiO2 and nitrogen doped TiO2 under visible light irradiation in a batch photocatalytic reactor. The results indicate higher visible light activity for nitrogen doped TiO2 than commercial TiO2 (Degussa P25) for bisphenol-A degradation. The influence of various parameters such as initial concentration of bisphenol-A, catalyst loading and pH was examined for maximum degradation efficiency.     

纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

以硝酸铁为铁源,NaOH为沉淀剂合成单分散性良好的纳米α-Fe2O3粒子,然后与纳米TiO2胶体复合制备了纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂。利用动态光散射粒径分析仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪对光催化剂的物相、形貌进行了表征。在室温条件下,以甲醛作为有机污染物,在可见光照射下探讨了纳米α-Fe2O3粒径、α-Fe2O3摩尔分数等对甲醛光催化降解的影响。结果表明,在一定范围内,随着粒径的减小,纳米α-Fe2O3光催化活性增强,在120min内粒径40nm的纳米α-Fe2O3对甲醛的降解效果最好,降解率约为93.05%。与纯TiO2相比,纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的可见光催化活性明显增强,纳米α-Fe2O3最佳含量为0.20%(摩尔分数)。纳米α-Fe2O3含量过大,纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的催化活性将降低。     

核壳型CoFe_2O_4/TiO_2磁载纳米光催化剂制备及性能(英文)

采用化学共沉法和TiCl4水解法制备CoFe2O4磁粒子和核壳型CoFe2O4/TiO2光催化剂,在100℃烘干,350℃焙烧2 h,在紫外光源和太阳光照射下所制备的CoFe2O4/TiO2光催化剂显示出较高的甲基橙降解能力,利用外加磁场很容易将CoFe2O4/TiO2光催化剂和所处理的污水分离,并可循环使用.TEM和XRD分析结果表明:CoFe2O4粒径约为20nm,TiO2包覆的CoFe2O4粒子的粒径约为30～40nm,TiO2包覆层约为10～20nm.