铁铈共掺杂TiO2纳米复合体的制备及光催化性能

采用微乳法制备了纯TiO2纳米粉体、Fe掺杂TiO2(Fe-TiO2)、Ce掺杂TiO2(Ce-TiO2)和Ce、Fe共掺杂TiO2(Fe/Ce-TiO2)纳米复合体。通过X射线衍射、扫描电镜和紫外漫反射光谱等对样品的结构和形态进行表征。以甲基橙溶液为标准模拟降解物,对Fe/Ce-TiO2、Fe-TiO2、Ce-TiO2和纯TiO2光催化降解性能进行评价。结果表明:Fe、Ce掺杂后TiO2的光催化性能明显提高,原因是Fe、Ce掺杂不仅能抑制TiO2晶粒生长,提高TiO2的热稳定性和比表面积,而且能够拓展TiO2的吸收波长范围至可见光区,降低了光生载流子的复合几率。共掺杂对TiO2光催性能的提高具有双重效应,使Fe/Ce-TiO2光催化活性明显高于Fe-TiO2的和Ce-TiO2的。500℃制备的Fe/Ce-TiO2对甲基橙降解效果最佳,归功于热处理温度对晶型和晶粒尺寸的影响。     

铈掺杂纳米二氧化钛可见光光催化降解苯酚性能

采用Ce（NO3）3掺杂改性后的纳米TiO2粉末作为光催化剂（Ce-TiO2）,研究了Ce-TiO2在可见光条件下光催化降解苯酚的过程,考察了Ce掺杂量、焙烧温度、焙烧时间、pH值以及催化剂用量等因素对苯酚溶液光催化降解过程的影响。结果表明：可见光照射下,当Ce掺杂量为1.00%、焙烧温度为700℃、焙烧时间为3 h、反应溶液pH值为5、催化剂投加量为1.0 g/L时,苯酚的去除率达到最佳,为35.8%。     

Ce掺杂改性TiO_2对MNO_x/Ce-TiO_2体系催化活性的影响

以Ce掺杂的TiO2粉体为载体,MNOx为活性组分,制备了MNOx/Ce-TiO2体系SCR催化剂,利用TG-DSC,XRD,SEM及EDS考察了Ce的掺杂对MNOx/TiO2体系活性的影响,采用模拟烟气分析装置测试催化剂的活性。结果表明：Ce离子的掺杂阻碍了TiO2粒子由锐钛矿型向金红石型的转变,拓宽了锐钛矿型TiO2的使用温度范围。TiO2粉体粒子在锐钛矿型状态下,颗粒分散较为均匀,并且无明显团聚现象,保证了较高的比表面积,催化剂的SCR催化活性比未掺杂的催化剂活性有明显的提高。     

TiO2光催化脱H2S的应用

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及掺杂改性TiO2,其中掺杂了过渡金属（Fe、Ni、Cu、Zn）,稀土金属（La、Ce）,贵金属（Ag）及非金属（N）,应用提拉法在载玻片上镀膜,进行光催化脱H2S实验。考察TiO2光催化脱H2S率。实验从不同离子、掺杂浓度、光照时间等因素考察TiO2光催化脱H2S性能的影响。结果表明：掺杂Fe,Ni,Cu,Zn,La,Ce,Ag及N的TiO2光催化脱H2S最佳掺杂量分别为0.7%,5.0%,4.0%,1.0%,3.0%,2.0%,1.0%和300%（均为TiO2摩尔分数）,其中0.7%Fe-TiO2,脱H2S率达97%。     

LREE掺杂锐钛矿相TiO2形成能的第一性原理研究

掺杂改性作为拓展TiO2的可见光吸收范围、提高光催化活性的有效途径之一备受研究者关注.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究铈族稀土元素(LREE)掺杂锐钛矿相TiO2的形成能.计算结果表明:在富氧环境下,LERR掺杂的缺陷形成能均为负值,且随着原子序数的增加,缺陷形成能逐渐降低;在富钛环境下LERR掺杂的缺陷形成能均为正值,且Ce掺杂的缺陷形成能最大(3.040 eV);在富氧环境下热力学转变能级由低到高依次为:Eu-TiO2、Sm-TiO2、Pm-TiO2、Nd-TiO2、Pr-TiO2、Ce-TiO2、La-TiO2,在富钛环境下得到相同的结论.     

水热法低温制备N掺杂TiO2可见光催化剂

为满足低温制备N掺杂TiO2可见光催化材料的需要,采用水热法制备TiO2纳米晶溶胶,再与三乙胺（TEA）直接反应制备N掺杂TiO2可见光催化剂。通过UV—Vis漫反射吸收光谱和亚甲基兰（MB）的可见光降解实验,分析比较普通方法制的TiO2纳米材料、水热法低温制得未掺N和掺N的TiO2纳米材料,发现掺N的TiO2使吸收带红移,光降解效果较前两者好。XPS分析表明,是成功掺杂N原子的TiO2结果,可能原因是N取代了部分晶格中的O,N原子的2p轨道位于O原子的2p轨道之上,从而使得价带和导带间的能量带隙变窄,引起吸收带红移,产生明显的可见光吸收。     

溶胶-凝胶法制备掺杂稀土元素二氧化钛及其气敏性能

采用溶胶凝胶法制备了TiO2粉末和掺杂不同稀土离子的TiO2粉末,并通过XRD对制备的样品结构进行了表征,结果表明,制备的TiO2粉末为锐钛矿结构;稀土离子的掺杂抑制了TiO2晶粒生长.其次通过气敏测试仪测试所制备的样品对甲醛、甲苯和丙酮的气敏性,结果表明,掺杂铈的TiO2(TiO2:Ce)对3种气体均具有较高的灵敏性和选择性,可能是由于Ce的掺杂增强了TiO2表面对氧的吸附能力所致.通过TEM分析TiO2:Ce粉末的形貌为粒径约5～12nm的颗粒.     

Fe~(3+)掺杂提高二氧化钛的光催化活性

采用沉淀-水热的方法制备了Fe3+掺杂的TiO2光催化剂,通过XRD、Raman、XPS、UV-DRS等对催化剂的结构、光学吸收性质等进行了表征,并以罗丹明B为目标污染物对可见光催化活性进行了测试。实验结果表明:所制备的TiO2光催化剂为锐钛矿相结构;Fe3+的掺杂使得TiO2的初始吸收边明显向可见光区域拓宽,并且增强了TiO2在可见光区域的吸收;Fe3+掺杂后TiO2的可见光催化活性显著提高,以掺杂浓度为0.5%的TiO2光催化效果最好,在可见光下6h内可将罗丹明B溶液完全降解,降解率是未掺杂TiO2的4倍。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜材料的制备与光催化性能研究

以载玻片为基材,通过溶胶-凝胶技术制备Fe3+离子掺杂的TiO2薄膜。采用甲基橙作为目标降解物,研究Fe3+掺杂薄膜的光催化活性,采用X-射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光吸收谱等技术对薄膜相关特征进行了表征。研究表明,当Fe/Ti物质量比为0.25%时,光催化活性最高。经500℃焙烧2h制备TiO2薄膜具有锐钛矿结构,TiO2粒子大小均匀,有孔隙结构。掺杂Fe3+使薄膜TiO2粒子减小,孔隙率增加,而粒子粒径分布不均匀增加,且吸收强度增加吸收边有一定的红移。     

V掺杂TiO_2的制备及其可见光催化性能研究

本文采用水热法制备V掺杂TiO2(V-TiO2)光催化剂,借助XRD、XPS、UV-Vis DRS等手段对V-TiO2的结构进行表征,并以酸性红染料作为模型污染物,评价V-TiO2在可见光作用下的光催化性能。实验结果表明,V离子进入TiO2晶格并取代Ti4+离子,V离子掺杂在TiO2的导带下方引入了V3d掺杂能级,V-TiO2在可见光区具有显著吸收,且光生载流子的复合受到有效抑制,因此,V掺杂明显提高了TiO2降解酸性红染料的效率。     

AgBr/TiO_2复合催化剂:双注法制备及其可见光催化性能

以TiO2为载体,采用双注法合成了AgBr/TiO2复合光催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和扫描电子显微镜(SEM)对AgBr/TiO2的结构、光吸收、形貌进行了表征.研究了AgBr/TiO2在可见光下对甲基橙和丁基罗丹明B的光催化活性.结果表明,与TiO2相比,AgBr/TiO2的光吸收范围拓展到400—600nm波段,并且随着AgBr负载量的增加,AgBr/TiO2的可见光吸收强度增强;当AgBr与TiO2的摩尔比为0.25时,AgBr/TiO2具有最大催化活性;在相同条件下,AgBr/TiO2对丁基罗丹明B的降解效果优于甲基橙.     

纳米N掺杂TiO2的制备及可见光催化活性研究

N-doped TiO2 nanoparticle photocatalysts were prepared through a sol-gel procedure using NH4Cl as the nitrogen source and followed by calcination at certain temperature. Systematic studies for the preparation parameters and their impact on the structure and photocatalytic activity under ultraviolet (UV) and visible light irradiation were carried out. Multiple techniques (XRD,TEM,DRIF,DSC,and XPS) were commanded to characterize the crystal structures and chemical binding of N-doped TiO2. Its photocatalytic activity was examined by the degradation of organic compounds. The catalytic activity of the prepared N-doped TiO2 nanoparticles under visible light (λ＞400nm) irradiation is evidenced by the decomposition of 4-chlorophenol,showing that nitrogen atoms in the N-doped TiO2 nanoparticle catalyst are responsible for the visible light catalytic activity. The N-doped TiO2 nanoparticle catalyst prepared with this modified route exhibits higher catalytic activity under UV irradiation in contrast to TiO2 without N-doping. It is suggested that the doped nitrogen here is located at the interstitial site of TiO2 lattice.     

硝酸铈铵改性纳米TiO2的合成及其光催化活性研究

以四氯化钛为钛源,硝酸铈铵为改性原料,采用非水体系溶胶-凝胶法制备了二氧化钛催化剂。采用XRD、UV-Vis和SEM等测试技术对样品进行了表征。结果显示:硝酸铈铵的添加抑制了TiO2晶粒的生长,可使其对可见光吸收增强并且改变了其形貌及尺寸。以苯酚为模型,考察了样品的催化性能。结果表明,在n(Ce)∶n(Ti)为0.3%的条件下,于550℃下焙烧的TiO2催化剂的催化活性最好。3 h光照后,苯酚降解率为93.1%。     

超声-S/TiO_2纳米颗粒可见光催化协同降解亚甲基蓝

采用共沉淀-浸渍法制备掺杂S的TiO2光催化剂,利用XRD,TEM,UV-Vis-DRs,XPS等方法对其结构、元素组成和光谱学特征进行研究,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解反应为模型,探讨高效利用可见光降解亚甲基蓝的反应体系。实验结果表明,S掺杂最佳热处理温度为500℃。掺杂光催化剂晶型仍为锐钛矿型,其粒径变小,比表面积增大,热稳定性增加,对可见光的吸收增强。超声波对光催化降解反应有协同作用,S/TiO2在可见光下对亚甲基蓝的降解率明显高于纯TiO2。     

可见光响应的铁掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能研究

以硝酸铁、硫酸氧钛为出发原料,通过直接化学法合成了锐钛矿型的Fe掺杂的Ti O2纳米光催化剂;通过X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、热差热重分析仪对样品的结构以及性能进行了表征。结果表明:Fe掺杂的纳米Ti O2光催化剂的紫外吸收光谱和纯Ti O2相比,吸收带边发生红移,光响应范围拓展到在可见光区域;Fe的掺杂可以提高Ti O2的光催化性能,其中1%的Fe-Ti O2对亚甲基蓝的光催化活性最高。在模拟可见光条件下,Fe-Ti O2表现出了较优的光催化性能,光照10 min后,降解率高达83.9%。     

Graphene oxide modified TiO2 nanotube arrays: enhanced visible light photoelectrochemical properties

Novel nanocomposite films, based on graphene oxide (GO) and TiO(2) nanotube arrays, were synthesized by assembling GO on the surface of self-organized TiO(2) nanotube arrays through a simple impregnation method. The composite films were characterized with field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy and UV-vis diffuse reflectance spectroscopy. The photoelectrochemical properties of the composite nanotube arrays were investigated under visible light illumination. Remarkably enhanced visible light photoelectrochemical response was observed for the GO decorated TiO(2) nanotube composite electrode compared with pristine TiO(2) nanotube arrays. The sensitizing effect of GO on the photoelectrochemical response of the TiO(2) nanotube arrays was demonstrated and about 15 times enhanced maximum photoconversion efficiency was obtained with the presence of GO. An enhanced photocatalytic activity of the TiO(2) nanotube arrays towards the degradation of methyl blue was also demonstrated after modification with GO. The results presented here demonstrate GO to be efficient for the improved utilization of visible light for TiO(2) nanotube arrays.     

可见光下改性纳米TiO2催化降解废水污染物的研究进展

通常TiO2可降解有机污染物,其最活泼晶型为锐钛矿相,但它却有较高带隙能,因此只能被紫外光激发;近年来,大量研究人员致力于对TiO2进行改性使其吸收波谱向可见光波长方向移动的研究,取得一定成效。文章综述了拓宽光谱响应光催化材料的类型、机理以及掺杂物用量、载体等对改性纳米TiO2可见光吸收范围及光催化剂活性的影响,展望了可见光响应光催化材料在降解废水污染物研究中的应用。     

氮掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展

纯纳米二氧化钛禁带较宽,只能在紫外光下激发。拓宽二氧化钛的光谱响应范围,实现可见光激发,是二氧化钛基光催化材料面临的主要问题。氮掺杂二氧化钛具有良好的可见光催化活性,是具有可见光响应的二氧化钛基光催化材料的典型代表,近十年来受到了广泛关注。本文综述氮掺杂二氧化钛可见光响应机理和提高光催化活性方面的研究进展,提出今后值得关注与研究的方向。     

氮掺杂TiO2可见光光催化研究进展

实现TiO2的可见光催化一直是光催化领域的热点和难点。近年来,掺氮TiO2由于在可见光区具有较好的光催化活性引起了科研工作者的关注,本文详细介绍了掺氮TiO2的制备方法、掺杂的氮的化学态和可见光响应机理的情况,对未来的发展趋势作了预测。