纳米TiO2掺杂改性研究进展

综述了近年来TiO2光催化剂的掺杂改性研究进展,从阳离子、阴离子、半导体化合物、绝缘体等方面,详细探讨了该类光催化剂不同掺杂方法的设计原理、制备方法及目前效果,展望了该领域的研究前景,提出了优化制备工艺、研究开发可见光响应的TiO2是当前光催化剂改性研究的关键课题。     

TiO2纳米管制备与掺杂改性的研究进展

本文总结近年来TiO2纳米管制备与掺杂改性的研究进展.介绍TiO2纳米管的制备方法以及纳米管的形成机理,讨论影响阳极氧化法制备TiO2纳米管的主要因素.总结使用不同元素对TiO2纳米管进行掺杂的方法以及效果,重点介绍N掺杂的不同方法以及提高TiO2纳米管性能的机理.介绍通过量子点和有机染料对TiO2纳米管进行表面改性的...     

纳米TiO_2改性方法的研究进展

TiO2在利用光能和环保等领域具有重要应用前景。针对近年来纳米TiO2研究的新成果,对纳米TiO2的制备方法、光催化反应机理做了简要阐述,重点介绍了目前在纳米TiO2掺杂改性方面,尤其是非金属掺杂和共掺杂改性方面的研究进展。指出了TiO2研究进程中存在的主要问题、发展前景及今后的研究方向。     

微乳法制备Ce-Fe改性TiO2纳米复合体处理造纸废水试验研究

采用微乳法制备Fe和Ce双元素共同掺杂改性的TiO2纳米复合体光催化剂处理造纸废水.通过对催化剂的煅烧温度、pH,反应时间等指标以及XRD表征的方式,分析了双元素改性过的TiO2光催化剂对造纸废水的色度和COD去除的影响及原因,并与未掺杂及单独掺杂的光催化剂降解效果做了对比.结果表明,最佳反应条件下双元素掺杂的光催化剂对光的利用率最高,催化效果最好.原水样经过Fe和ce双元素掺杂改性的TiO2光催化剂处理180min后,出水色度和COD去除率分别在90.2%和83.0%,比未掺杂及单元素掺杂的催化剂活性有明显提高.     

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。     

不同酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛光催化剂的研究

通过水蒸汽-水解法制备了纳米级TiO2粉体,并通过原位聚合法制备了不同酸掺杂的聚苯胺(PANI)/TiO2复合材料。利用单因素实验验证了盐酸、硫酸、对甲苯磺酸和对氨基苯磺酸四种掺杂酸对TiO2光催化活性的影响。以KBF染料模拟废水为研究对象,考察了PANI/TiO2复合材料在紫外光及可见光照射下降解水中有机物的效果。结果表明,其他单因素相同时,盐酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛粉体效果较好。聚合反应中苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1∶2,反应温度为5℃,反应时间4h。不同酸掺杂的聚苯胺对纳米TiO2光催化剂的改性,显著改善了纳米TiO2光催化剂在可见光条件下的光催化性能,可有效降解KBF染料。     

二氧化硫脲为硫源制备硫掺杂二氧化钛及其光催化活性

以钛酸四丁酯为TiO2的前驱物,二氧化硫脲为掺杂硫的源物质,采用溶胶-凝胶法制备了掺硫改性的TiO2光催化剂。采用XRD对制备的掺硫二氧化钛结构进行了表征,探讨了溶胶-凝胶制备工艺、硫掺杂量及催化剂煅烧温度对该催化剂光催化活性的影响。结果表明,掺硫改性的TiO2经600℃煅烧后光催化活性有了明显提高,且硫的掺杂有一个最佳值,即二氧化硫脲的掺杂质量百分数为4%。经掺硫改性后的TiO2在可见光区具备更强的光催化活性,在波长不低于400nm的可见光作用下,对亚甲基蓝的4 h降解率最高可达89.5%。     

光催化氧化处理造纸废水的试验研究

试验研究掺杂Fe和Ce 2种元素的改性TiO2光催化剂处理造纸废水的效果,并与未掺杂及单元素掺杂的TiO2光催化剂降解效果做了对比。试验结果表明：最佳反应条件下双元素掺杂的光催化剂对光的利用率最高,催化效果最好。原水样经过Fe和Ce双元素掺杂改性的TiO2光催化剂处理180 min后,脱色率在90%以上,CODCr去除率为83%,比未掺杂及单元素掺杂的催化剂活性有明显提高。     

过渡金属离子掺杂改性TiO2研究进展

综述了近年来国内外利用过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能和光响应范围、掺杂机理及掺杂模型；分析了制备方法、掺杂金属离子种类、浓度对TiO2光催化性能的影响；归纳总结了针对光催化研究目前的现状和存在的问题讨论了今后的研究方向。     

Pd修饰片状硼掺杂二氧化钛(B/TiO2)纳米材料制备及对病原菌的防治

采用溶剂热法制备出不同比例的Pd修饰硼掺杂TiO2纳米复合材料(Pd-B/TiO2),通过非金属掺杂和纳米钯修饰对TiO2进行改性,弥补TiO2自身缺点,增强其可见光响应范围,提高其光催化反应能力.测试了Pd-B/TiO2纳米复合材料可见光下对大肠杆菌的杀灭效果.结果显示,Pd-B/TiO2纳米复合材料能够有效杀灭大肠...     

处理温度对锐钛型TiO2光催化活性的影响及利用可见光降解甲基紫

高温处理锐钛型TiO2可以使其转晶以改变晶型比例,因此加热温度和加热时间是影响TiO2光催化活性的主要因素.本研究中,以该方法得到了可利用可见光的TiO2催化剂,并进行了可见光降解甲基紫的研究.结果表明,在TiO2和可见光共同作用下,甲基紫的光降解效果明显优于单独使用锐钛型、金红石型和按照转晶的比率混合的锐钛型和金红石型TiO2.5.0小时的照射其降解率即可达到94.2%以上.而相同条件下,采用锐钛型、金红石型和按照转晶的比率混合的锐钛型和金红石型TiO2降解率分别只有55.82%、51.20%和40.47%.     

纳米TiO2光催化降解溴虫腈

用溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO2和不同掺铁量的TiO2纳米粒子,用XRD、TEM、FTIR等手段对其进行了表征。将制备的TiO2和掺铁TiO2纳米粒与溴虫腈农药配制成悬浮液,分别作光降解实验。结果表明,掺铁TiO2对溴虫腈的光催化降解速率较TiO2高,随着铁离子浓度的增大,溴虫腈的降解率先上升后下降,最大催化活性的掺铁量为n(Fe3+)/n(TiO2)=0.08,TiO2在酸性或碱性条件下对溴虫腈的光催化活性较中性高,而掺铁TiO2随着溴虫腈悬浮液pH升高催化活性下降。该研究为农药纳米功能化制剂的制备,及利用光催化降解农药减少环境污染提供了实验依据。     

电子墨水用TiO_2显色颗粒的表面改性及其分散性能的研究

为使电子墨水用TiO2显色颗粒能较好地悬浮在有机介质中,利用超声波处理方法,采用硅烷偶联剂(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)在水体系中对TiO2进行表面改性,得到亲油性的TiO2颗粒。研究了硅烷偶联剂用量、pH、超声波处理时间对TiO2亲油化度的影响。实验结果表明,当m(硅烷偶联剂)∶m(TiO2)=3∶10,pH=6,超声波处理时间为30 min时,改性TiO2的亲油化度达到50.51%。傅立叶变换红外光谱(FTIR)图表明硅烷偶联剂已接枝到TiO2颗粒表面。改性TiO2在乙醇中静置24 h只有40%发生沉降,之后基本保持稳定,而未经改性的TiO2仅8 h就几乎完全沉降。经表面改性后TiO2颗粒在乙醇溶剂中的Zeta电位提高到-36.90mV。索氏抽提后,改性TiO2的亲油化度仍能达到47%,TiO2和硅烷偶联剂之间结合力较强。     

铈和锰掺杂纳米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、Mn⁴⁺/TiO₂、Ce⁴⁺/TiO₂和Mn⁴⁺-Ce⁴⁺/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甲基橙性能的影响，表明Ce⁴⁺/TiO₂中Ce⁴⁺的适宜掺杂量为1.0%，Ce⁴⁺-Mn⁴⁺/TiO₂中，当Mn4+的掺杂量为25.0%时，Ce⁴⁺的适宜掺杂量为0.50%，相应的脱色效率为92.39%和99.41%。当掺杂量适当时，四种催化剂用于紫外光催化降解甲基橙的活性次序为：Mn⁴⁺-Ce⁴⁺/TiO₂ > TiO₂>Ce⁴⁺/TiO₂> Mn⁴⁺/TiO₂。XRD分析结果表明，所得光催化剂均为锐钛矿型纳米粒子。     

纳米TiO2/ZrO2/Ce2O3复合薄膜的制备与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO2/ZrO2、TiO2/ZrO2/Ce2O3纳米复合薄膜.利用紫外-可见分光光度计、扫描电镜(SEM)等手段,对薄膜的光谱特性、晶粒尺寸、表面形貌进行了表征,并用分光光度法研究了复合薄膜对甲基橙溶液的降解,以及稀土铈离子对薄膜的光催化效率和抗失活稳定性的影响.结果表明,Ce3 可使TiO2/ZrO2薄膜中的晶粒尺寸减小,且晶粒在薄膜表面分布均匀致密,薄膜的光催化活性和抗失活稳定性均有较大提高.     

不同载体表面负载TiO2薄膜的离子掺杂研究

TiO₂薄膜是解决TiO₂回收的有效方法，缺点是TiO₂活性低，寻找合适的载体以及提高TiO₂薄膜的光催化活性,是TiO₂负载薄膜技术需要解决的核心问题。研究了13种离子对负载在釉面瓷砖、玻璃、陶瓷、钛片、铝片和不锈钢片6种载体上TiO₂薄膜的掺杂，并从界面材料结构、双电层结构等方面讨论了离子掺杂与载体对TiO₂薄膜光催化活性的影响。结果表明，TiO₂薄膜的离子掺杂效果不仅和离子掺杂浓度、种类有关，而且还与载体类型有关。TiO₂薄膜和非金属载体主要形成复合半导体结构，改善掺杂离子对载流子的捕获能力。金属载体与TiO₂薄膜之间主要形成肖特基势垒，有利于电子与空穴的分离。载体与TiO₂薄膜之间形成的界面双电层结构能改变离子捕获中心与TiO₂半导体费米能级间的相对位置，从而提高或降低离子对载流子的捕获能力。     

TiO_2基固体超强酸的制备及光催化性能研究进展

介绍了TiO2基固体超强酸光催化剂的制备、光催化性能等,总结了国内外关于固体超强酸光催化剂的研究,结果表明,SO42-表面修饰使得TiO2光催化剂的结构和光催化性能显著改善,催化剂表面形成具有超强酸性质的L酸和B酸协同中心,比TiO2光催化剂有优异的光催化氧化活性、稳定性及抗湿性能。对TiO2基固体超强酸光催化剂的应用进行了展望。     

TiO_2光催化剂表征技术及催化活性影响分析

TiO2光催化氧化技术是近年来国内外的一个热点研究领域,具有良好的应用前景。文中系统介绍了TiO2光催化作用机理,评述了TiO2光催化剂的表征方法及影响其光催化活性3个主要因素,最后讨论了TiO2光催化氧化技术的发展方向。     

热处理对纳米TiO2光催化活性的影响

本文对纳米TiO2光催化剂在空气气氛中进行程序升温热处理,以苯酚的光催化降解反应评价光催化剂活性,以XRD、FTIR分析TiO2的晶相结构、粒子大小和表面结构随处理温度的变化情况。分析了热处理作用条件下TiO2光催化活性的变化机理。400℃条件下热处理TiO2具有最高光催化活性。适宜的表面结构、粒子大小及晶相结构是纳米TiO2光催化剂表现出较高催化活性的主要原因。     

SO_4~(2-)/TiO_2/NCF敏化材料对甲基橙的光催化脱色研究

采用Sol-gel法合成的TiO2粉体制备了复合催化剂SO24-/TiO2/NCF。利用太阳光和250W自镇流荧光高压汞灯作为光源,采用悬浆体系,通过对照实验,研究了复合催化剂SO42-/TiO2/NCF与纯TiO2、SO42-/TiO2和TiO2/NCF对甲基橙水溶液的光催化脱色效果,初步考察了复合催化剂投加量、光源对脱色效果的影响。在实验条件下,太阳光激发的2g/L的复合催化剂的脱色速率最高,达0.1112min,其次为250W自镇流荧光高压汞灯激发的4g/L的复合催化剂的脱色速率,达0.04547min-1。