复合材料TiO_2-Bi_2O_3的制备及光催化性能

采用均匀沉淀法,以硫酸钛为前躯体,制备TiO_2-Bi_2O_3复合粉体材料。以罗丹明B为目标降解物,研究了热处理温度、催化剂用量对该复合材料光催化性能的影响。光催化活性随焙烧温度升高而增大,550℃焙烧的样品光催化活性高。当催化剂用量为0.026g/10 m L时,20 mg/L的罗丹明B溶液在紫外光照射100 min后,降解率可达到90%。该复合物对罗丹明B溶液的光催化降解符合一级动力学方程。     

Fe掺杂纳米WO_3粉体的制备及其光催化降解罗丹明B研究

以钨酸钠为钨源,采用溶胶-凝胶法制备了Fe掺杂的纳米WO_3粉体并进行了XRD表征。使用25W照明用节能灯为光源,以罗丹明B为模拟污染物,考察了Fe的掺杂量、煅烧温度、煅烧时间等条件对粉体光催化性能的影响。结果表明:Fe掺杂能明显提高纳米WO_3粉体在节能灯照射下的光催化活性。掺Fe0.5%,130℃热处理2h得到的粉体催化活性最高。使用该粉体,当罗丹明B的起始浓度为5mg/L,催化剂加入量0.5g/L,30%H_2O_2用量1.5mL/L时,2h的降解率即达97.8%,明显高于P25型TiO_2。     

磷酸银掺杂WO_3-TiO_2复合材料的制备及其光催化降解性能

以钛酸四丁酯作前体,采用溶胶-凝胶法和水热法分别制备TiO_2、WO_3-TiO_2和Ag_3PO_4-WO_3-TiO_23种催化剂,用XRD、SEM、FTIR和BET进行表征,考察在可见光(λ> 420 nm)下降解罗丹明B的光催化活性。结果表明,WO_3和Ag_3PO_4负载在TiO_2上,Ag_3PO_4的修饰可以协同WO_3共同抑制TiO_2晶粒生长。Ag_3PO_4-WO_3-TiO_2复合材料为介孔型结构,修饰后比表面积增大。当p H=7时,550℃煅烧制得复合材料光催化活性最高(样品中WO_3摩尔百分含量为1%,m(Ag_3PO_4)∶m(WO_3-TiO_2)=1∶5),70 min后罗丹明B的光催化降解率达到95. 0%。且重复使用5次后,光催化活性无明显下降,降解率仍保持在90%以上,催化剂具有很高的稳定性。     

柠檬酸改性Bi2O3光催化材料性能的研究

以Bi（NO3）3溶液为原料,浓氨水为矿化剂,在柠檬酸掺杂量为1％-3％（质量分数）的条件下制备了纳米Bi2O3粉体。以样品对水中罗丹明B的光催化降解性能为评价指标,对样品的光催化性能进行了评价。研究结果表明：采用水热合成法制备的柠檬酸改性纳米Bi2O3粉体光催化降解水中罗丹明B的反应为表观零级反应。当柠檬酸的掺杂量为1．5％时,样品的光催化性能最优,继续增加掺杂量,样品光催化性能有所下降。紫外光条件下样品的光催化性能优于日光条件下。     

磷酸银掺杂WO_3-TiO_2复合材料的制备及其光催化降解性能

以钛酸四丁酯作前体,采用溶胶-凝胶法和水热法分别制备TiO_2、WO_3-TiO_2和Ag_3PO_4-WO_3-TiO_23种催化剂,用XRD、SEM、FTIR和BET进行表征,考察在可见光(λ> 420 nm)下降解罗丹明B的光催化活性。结果表明,WO_3和Ag_3PO_4负载在TiO_2上,Ag_3PO_4的修饰可以协同WO_3共同抑制TiO_2晶粒生长。Ag_3PO_4-WO_3-TiO_2复合材料为介孔型结构,修饰后比表面积增大。当p H=7时,550℃煅烧制得复合材料光催化活性最高(样品中WO_3摩尔百分含量为1%,m(Ag_3PO_4)∶m(WO_3-TiO_2)=1∶5),70 min后罗丹明B的光催化降解率达到95. 0%。且重复使用5次后,光催化活性无明显下降,降解率仍保持在90%以上,催化剂具有很高的稳定性。     

铜掺杂锐钛矿型二氧化钛光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,在450 ℃煅烧下制备了纯TiO_2和不同浓度Cu掺杂TiO_2纳米粉末。通过XRD、PL、SEM等测试方法对样品的晶体结构、光生电子和空穴的复合率以及微观形貌进行表征,并选用罗丹明B作为目标污染物,研究其光催化性能的影响。结果表明450 ℃热处理后样品均为锐钛矿,Cu掺杂后能够细化晶粒,抑制光生电子与空穴的复合,但并未提高TiO_2光催化活性,这可能是Cu掺杂后引起了更严重的团聚减小了比表面积造成的。     

B掺杂TiO_2纳米管的制备及光催化性能研究

采用水热法合成锐钛矿型B掺杂的TiO_2纳米粉,并进一步制得B/TiO_2纳米管,采用XRD、TEM、SEM、EDS、FTIR、UV-Vis、BET及PL等对B/TiO_2纳米管进行表征,并研究了其对罗丹明B的光催化降解性能。结果表明,B/TiO_2纳米管的比表面积较大且达到267m~2·g~(-1),平均孔径为4.85nm,长度为200~500nm,分散能力好,光催化活性高;B/TiO_2纳米管对罗丹明B的光催化性能明显优于TiO_2纳米管。     

Pechini法制备ZnO粉体及其光催化性能

采用Pechini法制备ZnO粉体催化剂,并以罗丹明B为模拟污染物,对其光催化性能进行分析。考察了热处理温度、时间、交联剂用量及凝胶化方式对ZnO粉体结构、晶粒尺寸、比表面积及性能的影响。结果表明,ZnO晶粒尺寸随着热处理温度升高、热处理时间的延长而增加。同时,热处理条件与凝胶化过程对光催化降解率影响显著。当交联剂与络合剂的摩尔比为1∶1时,Rh B的降解率可达到93%。     

Pechini法制备ZnO粉体及其光催化性能

采用Pechini法制备ZnO粉体催化剂,并以罗丹明B为模拟污染物,对其光催化性能进行分析。考察了热处理温度、时间、交联剂用量及凝胶化方式对ZnO粉体结构、晶粒尺寸、比表面积及性能的影响。结果表明,ZnO晶粒尺寸随着热处理温度升高、热处理时间的延长而增加。同时,热处理条件与凝胶化过程对光催化降解率影响显著。当交联剂与络合剂的摩尔比为1∶1时,Rh B的降解率可达到93%。     

溶胶-凝胶法制备Ce~(3+)掺杂TiO_2的研究

以钛酸丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ce~(3+)掺杂的TiO_2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物,研究了掺杂TiO_2纳米粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过TG-DTA、XRD、FE-SEM、TEM、UV-Vis吸收谱等测试手段对样品的结构与性能进行了表征,分析了Ce~(3+)掺杂对TiO_2纳米粉体吸收光谱的影响。结果表明,Ce~(3+)掺杂使得TiO_2纳米粉体对紫外-可见光的吸收增大,TiO_2纳米粉体吸收带发生红移,与纯TiO_2相比,红移了54 nm左右;当处理温度为550℃,掺杂体系为n(Ce~(3+))∶n(TiO_2)=0.05%时,样品结晶完整,主晶相为锐钛矿型,粒径约为24.9 nm,反应4 h降解率达85.15%;随着热处理温度上升,金红石相的出现,同等条件下n(Ce~(3+))∶n(TiO_2)=0.05%的光催化降解率也增大,最高达85.52%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO_2粉体。     

超声雾化协同TiO_2光催化降解罗丹明B的研究

本文利用超声雾化声波能量与雾化功能和TiO_2光催化的协同作用,对水中的罗丹明B降解进行研究。实验表明,在TiO_2与水溶液的质量比为2.17×10~(-4)%的情况下,12 h罗丹明B的降解率达到93%。其降解速率是TiO_2光催化降解率的1.82倍,是参比溶液的2.8倍。说明超声雾化与TiO_2光催化具有很好的协同作用,加快了罗丹明B的降解速度。     

Yb-La/TiO_2光催化剂的制备工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备镱镧共掺杂二氧化钛光催化剂Yb-La/TiO_2,在紫外光照射下,以罗丹明B作为目标降解染料,考察催化剂的光催化性能。结果表明,制备Yb-La/TiO_2光催化剂的最佳条件为:n(La)∶n(Yb)∶n(Ti)=1.2∶1.0∶100,钛酸丁酯用量10 m L,无水乙醇用量50 m L,聚乙二醇用量0.4 g,冰醋酸用量2 m L,pH=2.3,陈化4天,150℃干燥24 h,550℃焙烧2 h。此条件下制备的Yb-La/TiO_2光催化剂对罗丹明B的降解率达93.37%,重复使用3次后,降解率仍高于80%。     

热处理对锡/镍共掺杂二氧化钛相变及晶粒尺寸的影响

采用溶胶凝胶法制备了纯TiO_2以及锡掺杂、镍掺杂、锡/镍共掺杂TiO_2并对其进行了480℃和680℃保温1 h热处理,研究了掺杂对锐钛矿/金红石相变,以及对TiO_2晶粒尺寸的影响。结果表明纯TiO_2在480℃为锐钛矿,680℃为金红石,在这个温度区间内完成了锐钛矿向金红石相变。镍掺杂阻碍了相变,锡掺杂促进了相变。当锡/镍摩尔比为1∶3,1∶1时整体表现为抑制作用,3∶1时,锡的促进与镍的抑制作用几乎抵消,对相变无明显影响。掺杂后样品的晶粒尺寸都明显减小。SEM测试结果表明掺杂对颗粒形貌影响不大,温度升高,颗粒团聚程度增加。     

煅烧及干燥工艺对Yb-La/TiO_2光催化剂性能的影响

采用溶胶凝胶法制备镱镧共掺杂二氧化钛光催化剂Yb-La/TiO_2,并通过XRD、IR和BET手段对样品进行表征。在紫外光照射下,以罗丹明B作为目标降解染料,考察了催化剂的光催化性能。结果表明,制备Yb-La/TiO_2光催化剂煅烧及干燥工艺为:煅烧550℃,2h,干燥150℃,24h;此条件下制备出的Yb-La/TiO_2能使罗丹明B的降解率达到93.37%结构表征结果显示:Yb-La/TiO_2催化剂使粒径降低,比表面积增加,催化活性增加,镧镱共掺杂TiO_2产生了协同效应。     

Zn-SrTiO_3粉体的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂钛酸锶粉体(Zn-SrTiO_3),通过X射线衍射(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)和激光粒度仪对样品进行表征和分析,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度样品对MB的光催化降解效果。结果表明,钛酸锶经锌掺杂后仍然保持了钙钛矿结构,Zn~(2+)进入晶格对Sr~(2+)进行了替位掺杂,晶格常数变小;样品形貌为有序多孔疏松结构,粒度分布均匀,热处理温度升高,样品发生热团聚;锌掺杂明显提高了SrTiO_3粉体的光催化活性,当掺杂量n(Zn)∶n(Ti)=0.015、热处理温度900℃时,Zn-SrTiO_3样品的光催化活性最高,其一级表观速率常数较相同条件下纯SrTiO_3提高了约3.6倍,样品光催化性能稳定。     

一步法原位制备碳氮共掺杂TiO_2纳米材料及其光催化制氢性能

采用碳化钛(TiC)粉末在氨气气氛中煅烧的方法一步原位制备了碳氮共掺杂的TiO_2纳米材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射谱(UV-VisDRS)等手段对其进行了表征。UVVisDRS分析结果表明,碳氮共掺杂的TiO_2的吸收带边较TiO_2有明显地红移且吸收强度增大。研究了热处理温度对样品的光催化产氢性能的影响,结果表明,550℃所制备的样品的光催化活性最好。相对于纯TiO_2和碳掺杂TiO_2,C和N的引入提高了TiO_2在紫外-可见光区的光催化制氢性能。     

Sm~(3+)掺杂方式对TiO_2晶相及光催化性能影响的研究

采用共沉淀法和浸渍法分别制备了Sm~(3+)掺杂(Sm-TiO_2)和负载(Sm/TiO_2)的TiO_2光催化剂。通过XRD、TEM等对经过800℃高温焙烧的Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的晶相、形貌和粒子大小进行了考察。结果表明,与共沉淀法相比,采用浸渍法时,Sm~(3+)的负载可以更有效地抑制TiO_2从锐钛矿到金红石的相变及TiO_2粒子的长大。这可能主要是因为采用浸渍法时Sm~(3+)更容易分散在TiO_2的表面上,阻挡了锐钛矿粒子之间的接触以及金红石在锐钛矿界面上的生成,从而抑制了TiO_2的相变及粒子长大。以光催化降解罗丹明B为模型反应,考察了Sm~(3+)掺杂和负载的TiO_2光催化材料的性能。结果表明,经过高温焙烧之后,Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的光催化活性均远远高于TiO_2的光催化活性。而且Sm/TiO_2具有更高的光催化性能。     

造孔剂对多孔TiO2粉体光催化性能的影响

以PEG-1000、PEG-2000、活性炭和甘油为造孔剂通过溶胶-凝胶法制备了多孔TiO_2纳米粉。采用XRD、TEM、等温吸附-脱附曲线表征材料的结构,并讨论了造孔剂种类及添加量对多孔TiO_2结构的影响。多孔TiO_2纳米粉的比表面积和吸附性能均优于未加造孔剂的TiO_2粉体。以罗丹明B为目标物进行光催化降解实验,采用加入量为2wt%的PEG-2000为造孔剂制备的TiO_2光催化剂对罗丹明B的降解率达到了97%,比未加造孔剂的TiO_2光催化剂降解效率提高了35%。     

(NH_4)_3H_4[P(Mo_2O_7)_6]敏化TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能

以磷钼酸铵为敏化剂,采用固相研磨法合成了磷钼酸铵敏化光催化剂TiO_2-PMoN。通过X射线衍射、红外吸收和紫外-可见吸收光谱法对样品进行表征,以罗丹明B为模拟污染物,评价其光催化活性。结果表明,所得TiO_2-PMoN催化剂为锐钛矿型和金红石型的混合类型,与纯磷钼酸铵相比,TiO_2-PMONH_4光催化剂在(360～850)cm~(-1)的吸收出现了宽化现象,磷钼酸铵敏化使TiO_2在可见光区的吸收增强,吸收边红移,太阳光照射40min,TiO_2-PMoN光催化降解罗丹明B的脱色率为95%。     

La-Ce共掺杂纳米TiO_2粉体的制备及节能灯光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了La-Ce共掺杂的纳米Ti O2粉体并进行了DTA-TG、XRD表征。使用26 W照明用节能灯为光源,以罗丹明B为模拟污染物,考察了催化剂组成及热处理温度对光催化性能的影响,对粉体的晶型和光催化性能之间的相关性进行了分析。结果表明:La-Ce共掺杂能明显提高纳米Ti O2粉体在节能灯照射下的光催化活性。粉体的最佳组成为La0.075Ce0.15/Ti O2,最佳热处理温度为600℃。当罗丹明B起始浓度为10 mg/L,反应液p H值6.0,催化剂加入量5 g/L时,6 h的降解率可达96.3%。