稀土掺杂对TiO_2薄膜光催化性能的影响

用溶胶-凝胶法于玻璃表面分别制备了镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对其结构和形貌进行了表征,并通过对紫外光照射下亚甲基蓝溶液的光催化降解率评价其光催化性能,研究了不同掺杂量、热处理温度对镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜光催化性能的影响,探讨了其光催化影响机制.研究发现:镧掺杂可以抑制由锐钛矿相向金红石相的转变,并且镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜都存在最佳热处理温度和最佳掺杂浓度.     

La掺杂BaTi_2O_5薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了不同摩尔分数La掺杂BaTi2O5薄膜。研究了不同La掺量的BaTi2O5(Ba1-xLaxTi2O5)薄膜的物相组成、介电性能和铁电性能。XRD分析结果表明,采用溶胶-凝胶法经过850℃退火制备的Ba1-xLaxTi2O5(0≤x≤0.01)薄膜样品结晶较好,无杂相出现。La掺杂提高了薄膜的介电性能和铁电性能,当掺杂量0.004≤x≤0.008,测试频率为1MHz时,薄膜的介电常数约为630;当x=0.004时,掺La的BaTi2O5薄膜的剩余极化值最大,2Pr=2.1μC/cm2。     

Mn~(2+)掺杂对纳米TiO_2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备Mn2+掺杂的TiO2薄膜光催化剂,进行甲醛的光催化实验,考察Mn2+掺杂量、薄膜焙烧温度、溶胶体系pH值及薄膜厚度对光催化性能的影响.结果表明,Mn2+掺杂量为1.0%,焙烧温度500℃1 h,加硝酸溶胶体系pH=4,镀膜5层时,Mn2+掺杂TiO2薄膜光催化活性最高.150 min后甲醛降解率达79%,是单纯TiO2薄膜的1.4倍.     

活性炭负载TiO2光催化降解甲醛

研究了活性炭负载TiO2所制得的光催化剂(TiO2/AC)对空气中甲醛光催化降解效果,考察了光照时间、TiO2负载量、空气流量对甲醛光催化降解效率的影响,讨论了TiO2/AC对甲醛的吸附性能以及吸附一定量甲醛后对其光催化效果的影响.结果表明:在活性炭表面负载TiO2后,对甲醛仍具有很强的吸附能力;光催化剂在空气中对甲醛的光催化降解效率可达94.06%;吸附甲醛后,稳定状态下甲醛光催化降解效率和新制备催化剂基本相同;在保证每次镀膜(TiO2)厚度达到300 nm的条件下,一次镀膜光催化效率高于多次镀膜;随着空气流量的增加,甲醛光催化降解效率有所提高.     

La~(3+)掺杂TiO_2光催化降解捕收剂羟肟酸的研究

以肽酸丁脂和硝酸镧为原料,采用溶胶-凝胶法、浸渍提拉法制备了一种La3+掺杂TiO2的新型光催化剂。应用于难降解的选矿捕收剂2-羟基-3-萘甲羟肟酸(H205)。研究了La3+掺杂量、pH、循环使用对光催化活性的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)分析技术对新型光催化剂进行表征。结果表明:La3+掺杂TiO2能够显著提高光催化活性。H205溶液的初始浓度30 mg/L,以0.5%La3+掺杂TiO2溶胶,镀膜5次后经600℃焙烧的新型光催化剂在紫外光下进行光催化降解3 h,降解率为84.69%;而不掺杂La3+的降解率只有70.02%。该光催化剂可循环利用,重复使用10次后,降解率略有下降。     

ACF负载Ce、N掺杂TiO_2光催化剂净化甲醛试验

通过溶胶-凝胶法分别制备了Ce-Ti O2/ACF、N-Ti O2/ACF和Ce-N-Ti O2/ACF复合光催化剂,以甲醛为目标污染物,研究了单一负载Ce、N催化剂和同时负载Ce、N催化剂对甲醛降解效率的影响。试验结果表明:表面负载的光催化剂颗粒均匀,为锐钛矿型,掺杂后的复合光催化剂样品吸收光谱产生了红移;掺杂后的复合光催化剂样品降解能力强于未掺杂样品;Ce掺杂Ti O2的最佳掺杂比例n(Ce/Ti O2)为0.8%,相对于未掺杂样品催化净化低浓度甲醛效率提高了17.06%,对高浓度的甲醛降解率提高了15.28%;N掺杂Ti O2的最佳掺杂比例n(N/Ti O2)为1.5%,相对于Ti O2/ACF,对低浓度甲醛催化效率提高了1.90%,对高浓度的甲醛降解率提高了9.86%;Ce、N共掺杂Ti O2的最佳掺杂比例n(Ce)∶n(N)∶n(Ti O2)为0.8∶6∶100,相对于Ti O2/ACF,对低浓度的甲醛降解率提高了5.04%。     

光催化降解甲醛的影响因素及动力学研究

采用气-固相光催化反应器,研究了包括相对湿度、甲醛初始质量质量浓度、温度和臭氧量对甲醛气体降解的影响．结果表明,最佳相对湿度为30%左右,较低的甲醛初始质量质量浓度,其光催化降解率较高．但单位催化剂上甲醛去除负荷是随甲醛初始质量质量浓度的增大,呈先增大后减少变化．温度的升高有利于甲醛的降解．甲醛的降解率随着臭氧量的增大明显升高,且臭氧与光催化氧化工艺具有协同作用．动力学研究表明,甲醛光催化降解反应可用Langmuir-Hinshelwood动力学方程来描述,在所研究条件范围内,甲醛光催化降解符合一级反应动力学．     

稀土离子(Sm~(3+),La~(3+))掺杂纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯和稀土氧化物Sm2O3、La2O3为原料,分别制备了掺杂稀土离子Sm3+和La3+的纳米TiO2光催化剂,分别进行了两种离子掺杂纳米材料在甲基橙溶液中的光催化降解实验。通过对制备条件优化,研究了光降解条件对降解效果的影响。结果表明:La3+掺杂纳米TiO2材料的光催化活性要优于Sm3+掺杂纳米TiO2材料.     

La3+-Fe3+共掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3 -Fe3 共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能.通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征.结果表明,La3 -Fe3 共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550 ℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3 ):n(TiO2)=0.05%,n(Fe3 ):n(TiO2)=0.5%.共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体.复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程.     

La~（3＋）/Ce~（4＋）掺杂对TiO_2光催化活性的影响

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂稀土的TiO2,重点考察了退火温度对纳米颗粒晶相转变的影响。通过光催化降解实验,探讨了退火温度、退火时间、稀土离子掺杂浓度等因素对TiO2光催化活性的影响。结果表明,TiO2粉末在400℃下为锐钛矿型,具有很高的光催化活性;掺杂的TiO2纳米样品在短时间内降解均较未掺杂TiO2纳米样品的催化活性高;掺La3＋最佳摩尔分数为0.05,掺Ce4＋最佳摩尔分数为0.20,最佳退火温度为400℃,退火时间为9 h。掺La3＋量相对较少时催化活性高,而掺Ce4＋的纳米粉体在相对较高的浓度下可达到完全降解。     

模拟光催化浮床处理甲基橙及二沉池出水研究

利用负载TiO2光催化膜的石英短管设计了一种简单的模拟光催化浮床反应器,并以模拟废水甲基橙溶液的脱色率为指标探讨了煅烧温度、负载层数、循环利用次数对该光催化反应器性能的影响。结果表明,负载3层TiO2光催化膜、600°C煅烧70min的石英短管性能最好,并且在循环20次后催化性能基本未发生变化。利用SEM、XRD对石英短管上的TiO2膜进行了表征,发现TiO2光催化膜均匀致密地涂覆在石英短管上,3层膜的厚度约1μm。用该反应器对上海市某城市污水厂二沉池出水进行了降解性能的研究。结果表明,该反应器对二沉池的出水具有比较好的处理效果,6h内TOC、CODCr、UV254的去除率分别为41.25%、78.26%、87.12%。另外,利用FT-IR光谱分析了二沉池出水在光催化前后官能团的变化情况。     

Fe掺杂改性TiO_2光催化膜的性能

二氧化钛是一种具有半导体性质的光催化剂,可利用低能量的紫外光照射,进行有机污染物光催化的分解反应。用溶胶凝胶法合成Ti O2,并在其中掺杂Fe3+。在玻璃片上制备了Ti O2薄膜,并用此薄膜对甲基橙在紫外光和可见光下进行降解。发现经过掺杂的薄膜在450℃处理后,不会对Ti O2结构产生明显的影响,但可大大提高Ti O2在紫外光照射下对污染物的分解效率,并且大大拓展了Ti O2对可见光的响应范围。     

铁掺杂纳米TiO2膜的制备与光催化灭菌作用

利用溶胶-凝胶法制备Fe^3＋/TiO2和纯TiO2玻璃膜，用XRD、HRTEM、TG-DSC、SEM等手段表征，并研究膜的特性和结构。试验表明Fe^3＋/TiO2与TiO2均有较强的杀菌能力，但Fe掺杂TiO2的杀菌能力比纯TiO2高8.4%。纳米TiO2薄膜的微观结构分析为揭示TiO2光催化灭菌机理提供了证据。     

Preparation and Properties of Ag-TiO_2 Thin Films on Glass Substrates

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎ 1970ｓ ,ｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅ (ＴｉＯ2 )ｗａｓｆｏｕｎｄｂｙＦｕｊｉｓｈｉｍａｅｔａｌ[1] .ＴｉＯ2 ｉｓｗｈｉｔｅｉｎｃｏｌｏｒ,ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ ,ａｎｄｎｏｎｔｏｘｉｃ .Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｓｔｒｏｎｇｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｅｆｆｅｃｔ ,ＴｉＯ2 ｉｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｎｄｔｈｅｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｉｒａｓａｎａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａ…     

在线常压化学气相沉积方法制备TiO_2自洁薄膜玻璃(英文)

利用常压化学气相沉积技术,在浮法玻璃线上制备了TiO2自洁薄膜玻璃。研究了水和氧气对薄膜沉积速率的影响,结果表明水和氧气的加入增加了薄膜的沉积速率。分别用原子力显微镜和X-射线衍射分析仪研究了薄膜的表面形貌和晶型结构,薄膜表面的平均粗糙度为84 nm,其晶型由锐钛矿和金红石组成。同时还研究了自洁玻璃的光催化活性和亲水性,随着紫外光照时间的增加,薄膜的光催化活性增加且对水的接触角由光照前的54°降到光照后的6°。     

以十八胺为成孔剂制备TiO2薄膜的性能

以十八胺作为成孔剂,采用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2薄膜,研究了薄膜的性能和光催化降解甲基橙的活性。所制备的材料为锐钛矿TiO2薄膜,其晶粒尺寸随ODA添加量的增加而变大。随ODA添加量的增加,薄膜表面出现多孔结构,薄膜的透射率下降,且吸收边界向长波方向偏移。ODA添加量为2.0g时,薄膜具有最佳光催化活性。当光催化反应时间为240 min时,薄膜对甲基橙的降解率达到96.2%。经过多次重复使用,薄膜仍有较高的光催化活性。     

负载TiO_2光催化剂的制备表征及其降解效果

为解决传统纳米光催化剂不易分离和一般载体的比表面积较小、悬浮性差的问题,将纳米TiO2负载在不耐高温的聚丙烯多面球上,用偶联剂法制备了负载型TiO2光催化剂,并与溶胶-凝胶法制备的负载型TiO2光催化剂降解酸性红B染料溶液的效果进行比较,利用XRD和N2吸附法表征了催化剂表面结构性质.结果表明,偶联剂法制备的TiO2薄膜晶相单一,均为纳米锐钛矿,其晶粒度较小,比溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜光催化活性高,降解效果优于溶胶-凝胶法.试验钛酸酯偶联剂用乙醇溶剂按体积比1∶1进行稀释,最佳TiO2投加质量比为2.5%~5%,且随着光照强度的增加,光催化反应速率提高.发现光催化氧化法处理酸性红B溶液的效果优于直接光解法;在连续使用7次以后,负载TiO2光催化剂的活性基本不变,可重复使用.     

微波辐射制备TiO2薄膜光催化性能研究

采用微波辐射法由溶胶制备出TiO2薄膜,用XRD和TEM对催化剂进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,考察了微波功率和膜层厚度对TiO2光催化活性的影响,并实际考察了TiO2薄膜对啤酒废水的降解效果。结果表明：制备的TiO2薄膜具有较高光催化活性,微波功率300W时光催化活性最大,对啤酒废水具有良好的处理效果。     

Preparation and characterization of high photoactive TiO2 catalyst using the UV irradiation-induced sol-gel method

High photoactive TiO2 catalyst was prepared using the sol-gel method through UV irradiation during the formation stage of nuclei. The surface morphology and microstructure of the prepared catalyst were characterized using scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction patterns （XRD）, and Fourier transform infrared spectroscopy （FF-IR）. The photoactivity was evaluated by the degradation of methylene blue. The results show that the photocatalysis of the prepared catalyst is higher than that of conventional heat-treated particles. The higher photoactivity is a combined result of favorable microstructure, appropriate hydroxyl groups, and active sites of Ti^3＋ ions on the surface of TiO2. It is concluded that the ultraviolet irradiation-induced sol-gel method is an effective method to enhance the photocatalysis of TiO2.     

Fe~(3+)掺杂TiO_2玻璃薄膜太阳光催化降解H酸的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面上制备了掺杂Fe3+的TiO2薄膜,用XRD、IR对其进行表征.在太阳光的照射下,以H酸为目标物,用自制敞开连续流平板式光催化反应器,进行了光催化法降解试验.结果表明:适量Fe3+的掺杂可明显提高TiO2玻璃薄膜在太阳光下的催化性能,掺Fe3+的摩尔质量百分数为(Fe3+/TiO2)0.06%时的光催化活性最高.太阳光照射3 h,H酸脱色率达到72.5%,反应速率遵从Langmuir-Hinshelwood方程,表观速率常数K′=0.007 4 min-1.