研磨-焙烧法制备BiOI/BiOBr异质结光催化剂及其光催化性能

首先通过沉淀法制备BiOBr和BiOI纳米粉体,然后在主体BiOBr光催化剂中掺杂不同含量的共催化剂BiOI,充分研磨后在不同温度下进行煅烧3 h,制备了BiOI/BiOBr系列复合物,其中BiOI的质量分数分别为1%,2%,4%和8%.采用氮气物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见(UV-Vis) 漫反射(DRS) 和光电流测试等技术对所制备的样品进行表征.以酸性橙Ⅱ为模拟污染物, 在可见光下考察了煅烧温度和BiOI复合含量对BiOBr主体光催化剂的光催化性能的影响.研究表明,当复合BiOI的含量为4%,煅烧温度为400 ℃时所制备的复合光催化剂表现出最高光催化性能,其降解效率分别是纯BiOBr和BiOI的1.7和1.9倍.复合BiOI促进了催化剂对可见光的吸收,同时经过研磨和煅烧形成的BiOI/BiOBr异质相结,促进了光生电子(e-) 和空穴(h+) 的分离,提高了光催化活性.      

铁掺杂二氧化钛的结构及其可见或紫外光下对有机物催化降解的行为分析

采用水热法制备了铁掺杂二氧化钛晶体粉末,以FT-IR和XRD对产物进行了结构表征,研究了以自制的二氧化钛粉末为光催化剂在可见光或紫外光照射下对甲基紫溶液的催化降解行为。FT-IR分析表明,水热法制得的二氧化钛结构中含有大量羟基(对应于1636和3400cm-1的吸收),说明它有较好的光催化活性,其中1126,1050 cm-1的吸收为Ti-O-C弯曲振动所致,520 cm-1吸收则对应Ti-O-Ti弯曲振动;XRD测试结果表明,制得的二氧化钛粉末的晶型属于锐钛矿型;光催化结果表明:相同条件下,紫外光催化甲基紫的效率好于可见光;在优化条件下(在4 mg·L-1的甲基紫溶液中,加0.1800 g自制的掺铁二氧化钛晶体粉末,室温下用40 W的白炽灯或λ=365 nm紫外光照下反应2 h),掺铁量为2%(摩尔分数)二氧化钛晶体粉末对甲基紫的降解率最大分别为59.36%和95.03%,掺铁量为0%的二氧化钛的光催化降解率分别为26.41%和40.28%,掺铁量为8%的二氧化钛的光催化降解率分别达到37.34%和48.44%。     

掺Mo~(6+)附Ag纳米TiO_2在可见光下降解酸性大红3R

通过溶胶-凝胶法结合光催化还原法制备掺Mo6+附Ag的TiO2纳米颗粒,并在可见光下对酸性大红3R进行降解实验,研究其在可见光下的催化活性,并与纯TiO2、仅掺Mo6+或仅附Ag的TiO2进行对比。进一步讨论在可见光照射下掺杂量、焙烧温度等因素对掺Mo6+附Ag纳米TiO2降解性能的影响。结果表明:可见光下Ag/Mo6+/TiO2比纯TiO2、仅掺Mo6+或仅附Ag的TiO2显示出更高的活性,这是因为金属Mo6+的掺杂和贵金属银的沉积使二氧化钛的吸收带边发生红移,拓宽了可见光的响应范围;Ag/Mo6+/TiO2催化剂的催化活性最高时的Mo6+掺杂量为4.5%,银的附着量为2%。焙烧温度为500℃,这种掺Mo6+附Ag纳米TiO2对酸性大红3R的降解率可达87.6%.     

钴掺杂高钛型高炉渣光催化材料制备及性能优化

为了实现以非提钛方法对高钛型高炉渣的综合利用,利用其含Ti O2可制备光催化剂的特点,以攀钢高钛型高炉渣掺杂硝酸钴为原料,采用液相法掺杂并烧结制备掺杂Co的光催化剂,在紫外光下,考察了煅烧温度、掺杂量及煅烧时间对模拟污染物亚甲基蓝溶液降解率的影响。结果表明:在煅烧温度600℃、Co-Ti质量掺杂比(w(Co):w(Ti))0.03、煅烧时间2 h时,制备的掺杂Co光催化剂降解率达到89.0%,比未掺杂之前提高了32.4%。     

(BiO)_2CO_3光催化剂的制备及性能

以硝酸铋和碳酸钠为原料在60℃条件下合成次碳酸铋((Bi O)2CO3)光催化剂。以亚甲基蓝、苯酚和甲基橙为光催化反应的模型化合物,考察了(Bi O)2CO3光催化剂在紫外光和可见光下光催化活性;以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术,研究了(Bi O)2CO3光催化剂表面羟基自由基的生成;添加各种清除剂,探究了(Bi O)2CO3光催化剂起主要催化作用的基团。结果表明:(Bi O)2CO3具有很好的可见光和紫外光光催化活性。紫外光照射下(Bi O)2CO3光催化剂比Ti O2光催化剂具有更高的光催化活性;在紫外光条件下(Bi O)2CO3和Ti O2光催化降解苯酚、甲基橙、亚甲基蓝的活性依次增高,并且,(Bi O)2CO3光催化降解甲基橙和亚甲基蓝的降解率分别达到94.3%,95.6%。可见光条件照射下,各种清除剂对(Bi O)2CO3光催化降解甲基橙的影响表明,反应体系所产生的·OH,h+,·O-2都起着很重要的催化降解作用,其中·O-2起着最主要的作用。     

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%.     

铝酸镱掺杂二氧化钛复合物的制备及光催化降解有机染料的研究

采用溶胶-凝胶法制备YbAlO3/TiO2复合物,在可见光的照射下,考察了孔雀石绿的降解效果,并利用X-射线衍射(XRD)对光催化剂进行了表征,同时讨论了影响孔雀石绿降解的主要因素:YbAlO3/TiO2的煅烧温度、煅烧时间以及用量、可见光照射时间等。实验结果表明,YbAlO3掺杂TiO2在150 min孔雀石绿的降解率达到96.40%,表现出更好的光催化活性。     

水热法合成Ag_2CO_3/ZnO异质结复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法合成了一系列不同Ag2CO3含量的新型Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂,运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征,并以紫外光(254 nm)为光源,评价了催化剂光催化降解甲基橙的活性,考察了不同Ag2CO3复合量、不同水热温度对ZnO复合光催化剂反应活性的影响.结果表明,当Ag2CO3含量为2%、水热温度为140℃,复合光催化剂具有最大的光催化活性,降解率达到86.31%.Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂具有更高的光催化活性主要原因是复合光催化剂对紫外光有很强的吸收能力,适量Ag2CO3能提高光生电子-空穴对的分离效率,并改善催化剂的物理性能.     

负载型二氧化钛可见光光催化剂

本发明涉及一种具有可见光光催化活性的二氧化钛光催化剂。所说的二氧化钛光催化剂是：以掺杂元素周期表中IB～VIIB和VIII所包含的金属中一种的纳米二氧化钛为活性组分,以元素周期表第5和第6周期中IB～VIIB和VIII所包含的金属中一种为载体的负载型催化剂。本发明所制备的二氧化钛光催化剂,具有较高二氧化钛光催化反应的量子产率和更为宽泛的光响应范围（即光响应范围“红移”）,为二氧化钛光催化技术进入实用性阶段奠定了基础。     

稀土掺杂TiO2-活性白土复合光催化剂的合成与性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,活性白土为载体,采用溶胶法合成了稀土(Sm3+、Tm3+、Ho3+、Nd3+)掺杂TiO2-活性白土复合光催化剂,借助XRD和UV-Vis技术对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了稀土元素种类及掺杂量对复合光催化剂光催化性能的影响规律.物相结构分析表明,稀土元素掺杂使得复合光催化剂中纳米TiO2晶粒细化;UV-Vis吸收光谱表明,稀土元素掺杂后复合光催化剂吸收边发生明显红移,且在紫外光和可见光区对光的吸收增强;光催化实验表明,四种稀土元素掺杂均能显著提高复合光催化剂的光催化性能,其中Tm3+和Sm3+掺杂改性效果较好,当Tm3+掺杂量为0.1%(物质的量百分比)时复合光催化剂光催化活性较高,将其用于卷烟厂蒸叶废水的脱色去味处理,效果较好,废水COD去除率达到79.1%,且催化剂易沉降分离、重复使用性能稳定.     

金属离子掺杂对离子液辅助制备纳米TiO_2性能的影响

以过渡金属(Cr、Fe、Ni和Zn)掺杂为手段,以溶胶凝胶为制备方法,以离子液2—羟基咪唑甲酸盐为微观结构调控试剂,制备了TiO_2纳米粒子。将样品备好后,在500℃的条件下进行煅烧处理,用BET、XRD、DRS等手段进行结构表征,以酸性蓝92为模拟污染物对其光催化性能进行测定。研究结果表明,经过渡金属掺杂后的TiO_2纳米颗粒比纯TiO_2具有更高的比表面积和更小的粒径尺寸。过渡金属的掺杂使TiO_2的吸收光谱向可见光的方向移动。在紫外灯照射下,水溶液中酸性蓝92的光降解结果为:过渡金属离子的存在使TiO_2纳米颗粒的光催化活性得到了明显增强。     

水热法合成Ag2C03／ZnO异质结复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法合成了一系列不同Ag2CO3含量的新型Ag2CO/ZnO异质结复合光催化剂,运用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-visDRS）等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征,并以紫外光（254nm）为光源,评价了催化剂光催化降解甲基橙的活性,考察了不同Ag2CO3复合量、不同水热温度对ZnO复合光催化剂反应活性的影响．结果表明．当Ag2CO3含量为2％、水热温度为140℃,复合光催化剂具有最大的光催化活性,降解率达到86．31％．Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂具有更高的光催化活性主要原因是复合光催化剂对紫外光有很强的吸收能力,适量A龅C03能提高光生电子一空穴对的分离效率,并改善催化剂的物理性能．     

Preparation of Nano-TiO2 Doped with Cerium and Its Photocatalytic Activity

Cerium-doped titanium dioxide nano-powders were prepared through the sol-gel method and the compound sampies were characterized by X-ray diffraction （XRD）, transmission electron microscopy （TEM）, and UV/Vis diffuse reflectance spectra （DRS）. The photocatalytic activity was evaluated by photocatalytic degradation of phenol in water. The results of XRD, TEM, and DRS show that pure TiO2 and Ce-doped TiO2 powder crystallines are a mixture of anatase and rutile ; the doping can retard the development of the grain size of TiO2 and decrease the diameter of TiO2 from more than 20 nm of pure TiO2 to about 10 nm; the doped TiO2 can improve the light absorption of TiO2 and suitable doping content tends to move the DRS spectrum of TiO2 towards visible light, but too much doping is not good for the light absorption ability. The results of the photocatalytic experiments show that doping with Ce content of 0.08% -0.4% can increase the photocatalytic activity of TiO2; however, doping with Ce content of 0.5% -2.5% can significantly decrease the photocatalytic activity of TiO2. The favorite doping content is 0.4% in the range of our experiments.     

可见光下掺N附Ag纳米TiO_2的光催化降解甲基橙

采用溶胶–凝胶法制备纯TiO_2和掺氮TiO_2纳米颗粒(N-TiO_2),然后通过光催化还原在其表面附Ag,得到表面附Ag的纳米TiO_2(即Ag/TiO_2)和掺N附Ag纳米TiO_2(即Ag/N-TiO_2),利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、光致发光光谱仪(photoluminescence spectroscopy,PL)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外可见漫反射光谱分析(UV-VIS DRS)对TiO_2及其掺杂改性后的组成和结构、光吸收性能以及可见光下对甲基橙溶液的光催化活性等进行表征。结果表明,所有样品均为锐钛矿型,Ag/TiO_2的平均晶粒度为20.4 nm;N以替代型N-Ti-O、间隙型Ti-O-N(或氧化态Ti-O-N-O)的形式存在于晶格中,银以Ag0形式附着在TiO_2表面;N掺杂抑制TiO_2晶粒的生长,并抑制光生电子与空穴的复合,从而促进TiO_2对可见光的吸收;表面附Ag对TiO_2晶格没有明显影响,但在450~580 nm可见光区产生强烈的表面等离子吸收带并延长至近红外区。TiO_2及其掺杂改性后对甲基橙的光催化效果为Ag/N-TiO_2Ag/TiO_2N-TiO_2TiO_2(或Degussa P25),Ag/N-TiO_2在可见光下对甲基橙(p H=3)进行光催化降解,150 min时降解率达到95%。     

Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2复合物的制备及光催化活性研究

对TiO2半导体材料进行改性,分别通过溶胶凝胶、超声波分散和溶液沸腾的方法合成了Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2复合物光催化剂,并且采用XRD和SEM进行表征,研究了各种因素在太阳光照射下降解酸性红B的催化活性,也考察了Er3+∶YAlO3的包覆量、Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2的量、太阳光照射时间、酸性红B的初始浓度和氯化钠浓度等其降解过程用UV-Vis光谱进行检测。实验结果表明,加入上转光剂之后降解率大幅度增加,改性后的光催化剂可以有效地降解染料废水。     

TiO2／活性炭的制备与光催化性能

以活性炭(AC)为载体，采用Sol-Gel法制备纳米TiO2／AC复合催化剂，利用SEM，TG-DTA，XRD等对其组成、结构、尺寸等进行分析和表征；并用紫外灯为光源，通过可溶性罗丹明B的光催化降解反映对其光催化活性进行研究。结果表明，TiO2纳米粒子的尺寸范围在30nm～60nm之间，其中TiO2的晶型主要为锐钛矿；活性炭载体与TiO2结合牢固，TiO2纳米颗粒不发生二维粘结；TiO2／AC复合体的比表面积比活性炭载体的大，对罗丹明B在200min内达到完全降解，而P25需要5h，TiO2／AC复合体具有很强的光催化活性，并且制备的TiO2／AC复合体催化剂容易从溶液中分离。     

Visible-Light Excitated Photocatalytic Activity of Rare Earth Metal-Ion-Doped Titania

Ｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅｉｓｓｕｐｐｏｓｅｄｔｏｂｅｔｈｅｂｅｓｔｍａｔｅｒｉａｌｉｎｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ ,ｓａｆｅｔｙ ,ｃｏｓｔａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ .Ｂｕｔｌａｒｇｅｂａｎｄ ｇａｐｅｎｅｒｇｙ(3 .2ｅＶ)ｆｏｒｂｕｌｋａｎａｔａｓｅＴｉＯ2 ｌｉｍｉｔｓｉｔｓｐｒａｃ ｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｎａｔｕｒａｌｓｏｌａｒｌｉｇｈｔ.Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ ,ｖａｒｉｏｕｓｍｅｔｈｏｄｓ ,ｓｕｃｈａｓｉｏｎｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏ…     

Ag/BiOCl复合纳米薄膜的合成及光催化性能研究

研究了贵金属Ag修饰对新型半导体BiOCl薄膜材料光催化性能的影响.采用溶胶-凝胶浸渍提拉法先在ITO玻璃上制备了BiOCl薄膜.以其为基底用磁控溅射方法沉积少量的Ag制备Ag/BiOCl复合纳米薄膜.分别研究了不同沉积时间和溅射气压,以及后处理温度下获得的Ag/BiOCl薄膜对罗丹明B(Rh B)染料在紫外光下的光催化降解活性.结果发现适量的Ag修饰能够提高BiOCl薄膜的光催化活性.通过实验探索,当制备金属Ag的优化参数为溅射压强1 Pa,溅射时间1 s,后处理温度200℃,时间1h时获得的Ag/BiOCl复合纳米薄膜具有最好的光催化性能.用XRD,SEM,UV-Vis光谱等测试方法对其结构、形貌、光谱吸收性等进行了测量分析.进一步探讨了适量贵金属沉积对BiOCl薄膜光催化活性提高的可能原因,杂质能级形成的肖特基势垒对电子有捕获陷阱作用从而增加电子-空穴对的分离,同时利于光生载流子的重新分布.     

卤族元素掺杂改性TiO_2光催化剂研究进展

廉价、环境友好、高稳定性并具有可见光光催化活性的光催化剂将是光催化发展进一步走向实用化的关键。卤素掺杂TiO2是具有可见光光催化活性的光催化剂,经卤素掺杂可以使TiO2的禁带宽度减小,从而使TiO2的吸收边红移。对TiO2的氟、氯、溴、碘掺杂的国内外研究现状进行了系统评述,分析了提高TiO2可见光活性的原因,指出经卤族元素掺杂,TiO2在保持紫外区光催化活性的前提下,大大增加了其可见光响应能力,且有益于具有光催化活性晶相TiO2的形成。