稀土离子(La3+、Y3+)掺杂对纳米TiO2光催化剂性能影响分析

实验以钛酸四正丁酯为前驱物，以无水乙醇为溶剂，以盐酸为抑制剂，用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2粉体。同时，为了提高光催化剂的活性，进行了稀土离子（La^3＋、Y^3＋）的掺杂改性。通过将掺杂前后的光催化剂进行比表面（BET）、吸收光谱、光催化降解实验，找到掺杂La^3＋、Y^3＋降解硝基苯的最佳掺杂量。各种实验结果表明：掺杂后的样品光催化活性得到明显提高而且存在一个最佳值，La^3＋为0．5％、Y^3＋为1．5％，在日光灯下也产生了较好的光催化降解效果。     

掺杂超细TiO2的水热合成及其光催化研究

文章以Ti（SO4）2为原料，采用水热法合成掺杂超细TiO2，并采用激光粒度测试仪、XRD，以及扫描探针显微镜等仪器对样品的柱度、结构、形貌等进行了分析。同时研究了不同掺杂物质以及不同掺杂量对纳米TiO2光催化降解甲基橙溶液能力的影响。实验表明：所得样品均为锐钛矿相；掺杂0.03％Fe（Ⅲ）的TiO2和0．03％Mo（VI）的TiO2纳米粒子与纯TiO2相比，具有更好的催化活性。     

低量Pr3+掺杂TiO2粉体的制备及性能

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和低量Pr3 掺杂的TiO2复合粉体,为了验证其光催化活性,以甲基橙的光催化活性降解为探针反应,评价了其光催化活性,探讨了低量Pr3 掺杂对TiO2粒子光催化活性的影响机制.研究结果表明:(1)在500℃下灼烧粉体可获最佳催化活性;(2)Pr3 掺杂TiO2可以显著提高TiO2粉体的催化活性,当pr3 与TiO2质量比为0.150%粉体的活性最好;(3)酸性或者碱性条件下,粉体活性得到提高;(4)催化剂最佳用量为2.50 g/L.     

Pr^3＋掺杂的TiO2纳米粉体的表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Pr^3＋掺杂量的TiO2纳米粉体．以亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解为探针反应，评价了它们的光催化活性．利用XRD和BET技术研究了Pr^3＋掺杂量和焙烧温度对TiO2纳米粉体的相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响，并用XPS和SPS技术研究了Pr^3＋掺杂的TiO2纳米粉体的表面组成和表面光伏特性，探讨了Pr^3＋掺杂提高纳米TiO2的光催化活性的机制．结果表明：适量Pr^3＋掺杂能显著提高纳米TiO2的光催化活性．当Pr^3＋掺杂量为1．25％（以Pr^3＋／TiO2质量比计），焙烧温度为600℃时，制得粉体的光催化活性最佳．Pr^3＋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，增大比表面积，增加表面羟基和吸附氧的含量，提高光生电子和空穴的分离效率，改善粉体表面的光吸收性能，上述因素均有利于光催化活性的提高．     

铜离子掺杂对二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了Cu2 掺杂TiO2复合纳米薄膜.掺杂Cu2 的数量和方式及前驱体对TiO2光催化降解甲基橙有不同程度的影响.当合成TiO2前驱体的原料为Ti(OC4H9)4时,预涂一层质量分数(下同)为1.0%的Cu(CH3COO)2水溶液,可使TiO2光催化氧化活性提高53%,最外层掺入Cu2 会减弱TiO2光催化氧化活性.当TiO2的前驱体为工业偏钛酸时,预涂一层1.0%Cu(CH3COO)2水溶液,仅使TiO2光催化氧化活性提高14%.用X射线衍射对纳米薄膜进行表征.Cu2 掺杂会诱导生成金红石相.     

Li^＋掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li^＋掺杂纳米TiO2光催化剂，并用XRD和TEM等技术进行了表征；用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值（pHPZC）．结果表明，500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相；Li^＋的掺杂抑制了TiO2，粒子的生长，提高了催化剂的分散性；催化剂的零电位pH值为6．6—8．1，其值取决于Li^＋的浓度和掺杂方式．分别以紫外光和太阳光为光源，孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性；并用气相色谱测试了污染物降解产生的CO2的含量．结果显示，对孔雀石绿的降解，浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li^＋都能有效提高TiO2的光催化活性，但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好，催化活性最高的为浸渍法制备的5％（摩尔分数）Li^＋掺杂TiO2，其在紫外光和太阳光下的光催化活性分别比纯TiO2提高了6—8倍和9-10倍；对甲基橙的降解，除溶胶-凝胶法制备的3％（摩尔分数）Li^＋掺杂TiO2能稍提高光催化活性外，其它Li＇的掺杂都不同程度降低了TiO2的光催化活性；随污染物降解率的增加，最终降解产物CO2的含量增加．实验结果表明，Li^＋掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因．     

掺钇纳米二氧化钛光催化降解甲基橙的研究

采用金属钇掺杂改性,以钛酸四丁酯为主要原料,在室温下,利用溶胶-凝胶法制备了Y3+掺杂纳米TiO2光催化剂,通过X射线衍射分析(XRD)方法分析其改性机制;掺钇纳米TiO2光催化剂经太阳光照射后,用分光光度计测量光催化降解反应后甲基橙溶液浓度的变化,考察其光催化活性;研究了掺杂量和焙烧温度对光催化活性的影响。结果表明,Y3+掺杂能有效地抑制锐钛矿型TiO2向金红石型TiO2的转化,可使纳米TiO2的衍射峰宽化,粒径从80.5 nm降低到42.15 nm,掺杂量为1.2%,焙烧温度在400℃左右时,能够有效地提高TiO2光催化剂光催化活性。     

La3+,Ce3+及Fe3+的共掺杂对TiO2粉末光催化性能的影响

通过溶胶-凝胶法分别制备了La3 -Ce3 共掺杂及Fe3 -Ce3 共掺杂的TiO2纳米粉体。利用透射电镜(TEM)对粒子的形貌和粒径进行了表征,并用分光光度法研究了粉体对甲基橙溶液的降解。通过分析共掺杂离子的掺杂量和样品的煅烧温度对降解率的影响,对所制备粉体的光催化性能进行了研究。结果表明,La3 -Ce3 共掺杂的TiO2粉体其光催化活性有较大提高。     

La^3＋，Ce^3＋及Fe^3＋的共掺杂对TiO2

通过溶胶-凝胶法分别制备了La^3＋-Ce^3＋共掺杂及Fe^3＋-Ce^3＋共掺杂的TiO2纳米粉体。利用透射电镜（TEM）对粒子的形貌和粒径进行了表征，并用分光光度法研究了粉体对甲基橙溶液的降解。通过分析共掺杂离子的掺杂量和样品的煅烧温度对降解率的影响，对所制备粉体的光催化性能进行了研究。结果表明，La^3＋-Ce^3＋共掺杂的TiO2粉体其光催化活性有较大提高。     

低量La~(3+)掺杂S-TiO_2光催化剂的制备、表征及其光催化活性

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了La3+/S-TiO2纳米光催化剂,通过XRD、BET、XPS、UV-Vis等手段进行了表征.以甲基橙溶液为光催化降解反应的模型化合物,考察了光催化剂的活性,探讨了低量La3+掺杂对TiO2纳米粒子光催化活性的影响机制.实验结果表明:S改性TiO2后明显提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,而La3+掺杂S-TiO2后,进一步提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,La3+的最佳掺杂量(相对于TiO2的质量分数)为0.369%;La3+/S-TiO2(ω(La3+)=0.369%)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到92.4%(光照120min);XRD和BET分析表明,低量La3+掺杂抑制了TiO2由锐钛矿向金红石的转变,阻碍了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2的比表面积;XPS分析表明,S、La3+掺杂可以导致粉体的表面羟基含量增加,掺杂S以S6+形式置换TiO2晶格中的Ti4+;UV-Vis分析表明,光催化剂La3+/S-TiO2比纯TiO2具有较强的紫外光吸收性能.与纯TiO2相比,La3+掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归因于La3+掺杂增加了表面羟基含量,增大了比表...     

TiO2掺杂粉体的溶胶-凝胶和水热合成及其光降解甲醛

为了研究不同掺杂对二氧化钛光化学活性的影响,采用溶胶-凝胶,水热法,由TiOCl2成功制备了掺杂氮原子的二氧化钛样品,并制备了掺杂0.5%(摩尔分数)Fe3 ,Gu2 ,V5 ,Pd2 等金属离子的可见光响应型介孔材料.样品经由X射线衍射,透射电镜,Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积,Barrett-Joyner-Halenda孔径分布,紫外可见光谱,光电子能谱和荧光光谱等表征;以荧光灯为光源(入射光波长λ≥410 nm),光催化降解甲醛为模式,评价了样品的催化活性.结果表明:掺杂Fe3 ,Cu2 ,V5 ,Pd2 的二氧化钛和单一掺氮的二氧化钛样品的粒径均为10 nm左右,BET比表面积为130 m2/g左右,均为锐钛矿相二氧化钛;Fe/TiO2,Cu/TiO2,V/TiO2,Pd/TiO2和TiO2/N样品的带隙能依次为:2.99,2.93,2.36,2.92 eV和2.87 eV,其在可见光下的光催化降解速率常数分别为:0.006 3,0.008 6,0.004 9,0.003 l/min和0.003 3/min.Cu/TiO2较高的荧光强度和较大的比表面积,导致了其较高的可见光光解活性.     

掺镧纳米TiO2的光催化性能研究

研究了掺镧纳米TiO₂的物理特性及光催化活性，探讨了它们之间的关系，通过对甲基橙和罗丹明两种不同结构物质的降解实验，发现掺镧纳米TiO₂光催化性能具有广泛性。用于实际印染废水处理，再次验证掺镧能提高TiO₂的光催化效能，掺镧摩尔分数为0.02%时光催化效果最好。     

颜料二氧化钛光催化特性评价

采用悬浆外照式光催化反应器,研究了在紫外光照下低活性颜料二氧化钛光催化降解罗丹明B的反应动力学特性。考察了二氧化钛浓度、罗丹明B浓度、紫外线波长及光强对光催化反应速率的影响,确定了适合颜料二氧化钛光催化特性评价的优化检测条件。研究表明,颜料二氧化钛光催化降解罗丹明B具有一级反应动力学特性。确定颜料二氧化钛光催化特性检测方法的优化操作条件为二氧化钛浓度约为4 g·L^-1、罗丹明B浓度为2~10 mg·L^-1、紫外光源主发射波长为254 nm。实验检测了表面包硅二氧化钛样品的光催化特性,表明该检测方法能够对颜料二氧化钛及包膜二氧化钛的光催化特性进行快速定量的评价。     

光催化降解甲醛的纳米二氧化钛的合成

以TiC l4为前躯体,合成了光催化降解甲醛的纳米TiO2。以甲醛的光催化降解性能为指标,采用正交实验法研究了纳米二氧化钛的合成条件。结果表明,最佳合成工艺为:以盐酸为溶剂,Ti4+∶SO42-(摩尔比)=2∶1,pH值为9,煅烧温度为600℃。在此条件下制备的TiO2具有很好的光催化活性,2 h内甲醛的降解率达到85.8%。     

La掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO₂和不同La掺杂量的TiO₂纳米粒子，对样品进行了TG-DTA、XRD和UV-Vis 吸收光谱分析，并以染料废水甲基橙为目标降解物，考察了样品的光催化性能。结果发现，La的掺杂抑制了TiO₂粒径的长大，细化了晶粒；La掺入到TiO₂的晶格中，引起了晶格的畸变和膨胀；La的掺杂使TiO₂的吸收带边发生了红移；适量La的掺杂可提高TiO₂的光催化性能。试验条件下，最佳掺杂摩尔分数为0.1％。     

水热法制备CdS/TiO2及其光活性

研究了CdS/TiO₂光催化的耦合效应.以TiO₂、CdCl₂和Na₂S为原料在200 ℃、6 h水热反应条件下一次合成CdS含量不同的CdS/TiO₂,通过XRD、SEM、EDS和IR对样品进行表征,并通过谢乐公式（Scherrer equation）估算出样品晶粒的粒径.XRD图表明CdS/TiO₂为锐钛矿型TiO₂、立方相和六方相CdS的混合相.SEM表明CdS粒径为20～50 nm,TiO₂粒径为50～100 nm.通过罗丹明B(rhodamine B)光降解脱色,表征了样品的光活性,结果表明当CdS∶TiO₂为1.0时,CdS/TiO₂开始出现耦合效应,当CdS∶TiO₂为1.5时,CdS/TiO₂的光活性最强,在30 min内紫外光降解4 mg•L^-1罗丹明B溶液的降解率达74.3%.     

Improvement in photocatalytic activity of morphologically controlled Pd-supporting TiO2 particles via sol–gel process using inkjet nozzle

The purpose of the present study is to prepare palladium-supporting porous titania particles via a sol–gel process using an inkjet nozzle and to improve the photocatalytic activity of the particles. The morphology of titania particles produced by the sol–gel process using an inkjet nozzle was evaluated by scanning electron microscopy and nitrogen physisorption measurements. The photocatalytic activity of the obtained titania particles was evaluated using the changes in the concentration of a methylene blue solution under UVC light irradiation and the effect of palladium supported on the inner and outer surfaces of the titania particles on the photocatalytic activity was investigated.The titania particles prepared by inkjet processing exhibited spherical porous structures. The particle and pore size distributions of the obtained titania particles were more uniform than those of the titania particles prepared using the non-inkjet nozzle. The titania particles supporting palladium on the inner and outer surfaces exhibited a faster rate of photocatalytic degradation than the titania particles supporting palladium on only the outer surface, with anatase titania particles exhibiting the highest rate of photocatalytic degradation. Thus, we have successfully improved the photocatalytic activity of titania particles by supporting palladium on the inner and outer titania surfaces. This sol–gel process using an inkjet nozzle is an effective method for the preparation of porous titania particles supporting palladium on their inner and outer surfaces.     

用水量对溶胶-凝胶法制备氮掺杂纳米二氧化钛的影响

采用两种用水量的溶胶-凝胶工艺制备了氮掺杂二氧化钛(N-TiO2)纳米颗粒粉末,对样品进行了X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱及紫外-可见漫反射谱分析,并以甲基橙的光催化降解实验研究了样品的可见光催化性能。结果表明:采用用水多的溶胶-凝胶工艺可获得可见光催化活性高的N-TiO2,且N-TiO2的颗粒粒径较小;由于溶胶中过量的N掺杂剂可在N-TiO2前驱体凝胶离心分离时被去除,可进行较低温度的煅烧,易于获得N掺杂浓度较高的N-TiO2。另外,采用用水多的工艺时,氮掺杂剂对TiO2颗粒的氮化及凝胶化过程也有很大的影响,有些含氮化合物作为掺杂剂可能会明显降低N-TiO2的可见光催化活性。     

Promoting Photocatalytic Cleaning Efficiency of Textile Finishing Solutions with Nanoboron as a p-Type Dopant

Boron is a commonly used p-type dopant for semiconductor and photonic applications. In this study, standard photocatalytic titanium dioxide (TiO₂) particles were doped with nanosized boron particles and coated on textiles to bring the photocatalytic light intensity closer to the visible light range. Boron/titania nanoparticle composites were initially prepared in DI water solutions and studied for their photocatalytic response through a statistical central composite design. To determine the most effective titania and nanoboron particle blend for photocatalytic textile coating, absorbance and stain bleach analyses were performed by UV light exposure. The performance of the composite particles at the optimal concentration has also been evaluated in the finishing solution and compared with the performances of the pure titania particles. It was found that the textiles coated with 0.08 wt% anatase doped with 0.16 wt% nanoboron as a p-type dopant provided improvement in self-cleaning ability under the visible light range in the DI water environment. Energy band gap calculations further verified the nanoboron-doped titania blend to have a lower energy barrier as compared with the 0.1 wt% anatase in agreement with the photocatalytic activity improvements. Nanoboron is shown to be a strong candidate as a p-type dopant to titania for photocatalytic textile coatings.     

Ce4+的掺杂和染料结构对TiO2光催化性能的影响

采用浸渍法制备了掺杂Ce^4 的TiO2粉体光催化剂，考察了Ce^4 的含量对TiO2光催化性能的影响，并且研究了它对直接耐晒蓝和4，2-(吡啶偶氮)-间笨二酚钠两种染料的降解效果。结果表明，以TiO2干凝胶为母体，浸渍Ce^4 所制备的粉体光催化剂Ce^4 /TiO2降解效果分别比纯TiO2高45％和23％其对偶氮基团的分解效果明显高于对吡啶环和间苯二酚基的分解。X射线衍射分析表明，该法制备的TiO2粉体中锐钛矿相占90％以上，没有铈的氧化物形式，平均晶粒粒径为1nm；红外吸收光谱分析表明，Ce^4 ／TiO2和TiO2红外吸收光谱图相似，说明掺杂Ce^4 并没有极大地改变TiO2的化学结构。