CdS-K2La2Ti3-xAgxO10复合物及其光催化制氢的性能

采用硬脂酸法合成Ag掺杂的K2La2Ti3-xAgxO10复合催化剂,并通过微波辅助法进行酸交换、胺柱撑、离子交换以及硫化等步骤制备了CdS插层的K2La2Ti3-xAgxO10。利用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)等技术对催化剂进行表征,考察了催化剂的光催化制氢活性。结果表明,Ag离子掺杂和CdS插层的协同作用拓展了催化剂的可见光吸收范围,提高了光催化活性,催化剂在可见光照射3h的产氢量为3.27mmol/(g.cat)。     

CdS-K2La2Ti3-xPbxO10的制备及其光催化性能

采用硬脂酸法合成K2La2Ti3-xPbxO10,通过微波辅助酸交换、胺柱撑、离子交换等步骤制备了CdS插层的K2La2Ti3-xPbxO10(记作CdS-K2La2Ti3-xPbxO10)复合光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱仪(EDX),紫外–可见漫反射吸收光谱(UV-Vis),X射线光电子能谱(XPS)和光致发光光谱(PL)等对产物进行表征,考察了CdS-K2La2Ti3-xPbxO10在紫外光及可见光下催化制氢活性.结果表明,Pb离子掺杂和CdS插层K2La2Ti3-xPbxO10拓展了催化剂的可见光吸收范围,提高了光催化活性.微波辅助制备的催化剂在紫外光和可见光照射3 h后的产氢量分别为230.15和3.35 mmol/(g cat),并对光催化机理进行了分析.     

La2O3掺杂BST/Mg2TiO4微波复合陶瓷的制备和性能

用固相烧结法制备掺杂La2O3的Ba0.55Sr0.45TiO3/Mg2TiO4微波复合陶瓷,研究了掺杂对其微观结构、微波(f=10 GHz)介电性能和调谐率的影响.结果表明:当掺杂La2O3量(质量分数)为1.2%时,La3+进入BST晶格,且抑制了BST/Mg2TiO4中Ti从+4向+3价转化;La2O3的掺入比较...     

Zr掺杂K2La2Ti3O10制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯、碳酸钾、硝酸镧、氧氯化锆为原料,采用聚合-络合法制备出了新型的Zr掺杂改性的纳米复合物K2La2Ti3-xZrxO10,通过X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(DRS)、比表面(BET)以及光致发光(PL)测试对其晶体结构和光学性质进行了表征.以乙醇为电子给体,比较了Zr掺杂量对催化剂光解水活性的影响.结果表明,通过低浓度Zr的掺杂,载Pt后光催化活性得到了大大地提高.Zr掺杂量x=0.2时获得比表面为18.72m2/g的纳米颗粒具有最好的光催化活性,测得其5h内在乙醇溶液中的产氢量子效率为2.69%.     

La2O3掺杂对BST/MgO复合陶瓷显微结构和性能的影响

采用固相反应法制备了未掺杂和La2O3掺杂(0.5%、1%、2%(摩尔分数))的Ba0.55Sr0.45TiO3/MgO复合陶瓷材料,并研究了它们的显微结构和各种介电性能.研究结果表明,La2O3除一部分会进入BST晶格獭代Ba或Sr的位置外,还会有一部分与MgO等形成无定形态物质滞留在晶界,起到抑制BST晶粒生长的作用.BST/MgO复合陶瓷的居里温度随La2O3掺杂量的增大而降低,居里温度的降低导致了介电常数的减小.适量的La2O3掺杂提高了复合陶瓷的调谐性,而且La2O3掺杂明显降低了复合陶瓷的微波介电损耗.0.5%(摩尔分数)La2O3掺杂的BST/MgO复合陶瓷具有最佳的综合介电性能,其在10kHz下的调谐性为6.9%(2kV/mm),3.99GHz时的介电常数和介电损耗分别为87.5和3.35×10-3,基本可以满足铁电移相器的使用要求.     

纳米La-TiO2光催化降解甲基橙废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和La掺杂TiO2复合纳米粉体,通过XRD,UV-Vis等测试手段分析了在紫外光照射下,以降解甲基橙为探针反应研究其可见光催化性能。结果显示样品均为锐钛矿相纳米TiO2,稀土元素镧掺杂后纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;掺入的La主要以La2O3的形式存在,同时有一部分形成Ti-O-La键;La掺杂可减小TiO2晶粒尺寸及增大催化剂比表面积;与未掺杂的二氧化钛相比较,适当含量的镧掺杂可有效促进TiO2表面光生载流子的分离,从而显著提高其光催化活性。当La/Ti的摩尔比为0.010时,可见光催化性能最好。     

SO2-4修饰Co-TiO2光催化剂制备及光解水制氢

采用溶胶-凝胶法制备了Co掺杂TiO2光催化剂,并用浸渍法对其表面进行SO2-4修饰,借助于X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FT-IR)及紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等分析手段对所制备的催化剂进行表征,并对其光催化分解水制氢性能进行了研究。结果表明,Co掺杂TiO2显示出明显的可见光响应,对其表面进行SO2-4修饰能进一步提升其光催化活性。当Co掺杂量为2.0%(原子分数),SO2-4的修饰量为8.0%(质量分数),焙烧温度为500℃时,所制催化剂催化活性最高,其产氢速率为171.3μmol/h。     

硬脂酸法制备层状K2La1.8Nb0.2Ti3O10

采用硬脂酸法在相对较低的温度下掺杂Nb制备了K2La1.8Nb0.2Ti3O10层状化合物.通过X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱对产物进行了表征.结果表明,通过硬脂酸法在800℃可获得超细K2La1.8Nb0.2Ti3O10,颗粒尺寸为100～250 nm,经过Nb掺杂后的产物仍然保持层状结构,层间距约1.5nm.紫外-可见光谱表明掺杂前后的产物在紫外区均有较明显的吸收,但经Nb掺杂后的K2La1.8Nb0.2Ti3O10吸光度明显增强.     

La~(3+)、Nd~(3+)与非金属氮共掺杂TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ti O2、1%La/Ti O2、1%Nd/Ti O2和系列稀土La3+和Nd3+共掺杂Ti O2光催化剂,进而结合水热法制备了双稀土La3+、Nd3+和非金属氮共掺杂多元体系Ti O2光催化剂,并采用XRD、UV-Vis、SEM和XPS等测试手段对制备样品的微观结构、光谱学性能和离子掺杂形式进行了表征。研究表明,实验所制备样品均为锐钛矿型Ti O2光催化剂,稀土离子La3+或Nd3+的掺杂能有效抑制Ti O2颗粒尺寸的生长,而且双稀土离子的共掺杂更有效抑制Ti O2光催化剂颗粒尺寸的生长;非金属离子N的掺杂,能有效拓宽Ti O2光催化剂的光响应范围;多元体系Ti O2光催化剂中,稀土钕以+3形式掺杂,非金属氮以-3形式掺杂。实验以甲基橙为目标污染物研究其光催化性能,研究表明,所制备的光催化剂均有较高的紫外光光催化性能,其中样品1%(La∶Nd,1∶7),N/Ti O2的紫外光光催化性能最高,而且有较强的可见光光催化活性。     

La_2O_3和Y_2O_3掺杂ZrO_2复合材料的高温相稳定性、抗烧结性及热导率

采用化学共沉淀煅烧法制备不同La2O3掺杂量的La2O3-Y2O3-ZrO2(YSZ)复合陶瓷粉末,研究该复合陶瓷粉末的高温相稳定性、抗烧结性及热物理性能,并与传统应用的YSZ陶瓷粉末进行对比,以探讨La2O3-YSZ作为热障涂层材料应用的可能性。采用XRD分析陶瓷粉末的晶体结构和物相组成,研究La2O3掺杂量对YSZ高温相稳定性的影响。采用SEM观察陶瓷烧结体的微观形貌,研究La2O3掺杂对YSZ抗烧结性的影响。采用激光脉冲法测定热扩散率,通过计算得到材料的热导率。结果表明:YSZ和不同La2O3掺杂量的La2O3-YSZ均由单一的非平衡四方相ZrO2(t′-ZrO2)组成。经1 400℃热处理100h后,YSZ中t′-ZrO2完全转变为立方相ZrO2(c-ZrO2)和单斜相ZrO2(m-ZrO2),在0.4mol%~1.4mol%La2O3掺杂范围内,La2O3-YSZ的相稳定性均优于YSZ,其中1.0mol%La2O3掺杂的YSZ(1.0mol%La2O3-YSZ)经热处理后无m-ZrO2生成,表现出良好的高温相稳定性。此外,1.0mol%La2O3-YSZ较YSZ具有较高的抗烧结性和较低的热导率。在室温至700℃范围内,1.0mol%La2O3-YSZ的热导率为1.90~2.17 W/(m·K),明显低于YSZ的热导率(2.13~2.33 W/(m·K))。     

Investigation of cation (Sn2+) and anion (N3-) substitution in favor of visible light photocatalytic activity in the layered perovskite K2La2Ti3O10

Noticeable lowering of the energy gaps have been achieved for the layered perovskite K(2)La(2)Ti(3)O(10) as a result of the attempts made to incorporate Sn(2+) and N(3-) ions. Incorporation of Sn(2+) ions was carried out by the ion-exchange reaction of K(2)La(2)Ti(3)O(10) with aqueous tin(II) chloride solution. Nitrogen incorporation was attempted by the solid state reaction of the parent oxide with urea around 400 °C in air. The resultant oxides have been characterized by power X-ray diffraction, UV-visible diffuse reflectance spectroscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. Room temperature ion-exchange was sufficient to introduce Sn(2+) ions with the resulting product of composition (Sn(0.45)K(0.2)H(0.9))La(2)Ti(3)O(10) · H(2)O. Visible light absorption was observed with the absorption edge red shift of ～ 100 nm from that of the parent K(2)La(2)Ti(3)O(10). The lowering of the band gap was as expected by the contribution of Sn 5s orbitals to the O 2p orbitals in the formation of the valence band. Nitridation using urea resulted not only in nitrogen doping but with the additional sensitization by the presence of carbon nitride (CN) polymers, which again resulted in visible light absorption. The product oxides obtained as a result of cation and anion intended substitutional studies have been found to be useful for the visible light photocatalytic decomposition of organic dyes such as rhodamine B.     

可见光响应Pt沉积La2O3/TiO2制备及其对甲苯的光热催化去除

以钛酸四丁酯和硝酸镧为原料,采用溶胶—凝胶法制备La2O3/TiO2,通过光沉积法在La2O3/TiO2表面负载纳米Pt粒子.采用XPS、FTIR、XRD、DRS、TEM和低温氮物理吸附对光催化剂的晶体结构、光谱特征和表面结构进行表征.考察了催化剂在可见光下对甲苯的去除性能和温度对催化剂去除甲苯的影响.结果表明,沉积的Pt以单质和吸附氧的形式存在,其中以吸附氧的形式为主.Pt的掺入没有引起TiO2相结构的变化,减小了晶粒尺寸并增大了催化剂的比表面积.纳米Pt均匀地分布在La2O3/TiO2上,尺寸分布比较均一,大约为5～10nm.Pt-La2O3/TiO2的表面羟基官能团伸缩振动明显增强,比TiO2和La2O3/TiO2具有更高的可见光催化活性.Pt-La2O3/TiO2对甲苯的降解率,随着温度的升高而增大,产生了与光催化作用平行的热催化作用.气相甲苯光热催化过程不是光催化与热催化的简单叠加,而是存在协同作用.     

N与La共掺杂纳米TiO_2/电气石复合材料的制备及其光催化性能

采用超声辅助溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为原料,尿素为N源,硝酸镧为La源,制备了N与La共掺杂纳米TiO_2/电气石复合材料。采用XRD、UV-Vis、SEM-EDS和XPS对复合材料的结构和性能进行了表征。以2,4,6-三硝基甲苯作为目标污染物,考察了N与La共掺杂纳米TiO_2/电气石复合材料的光催化活性及再生利用性能。结果表明:N与La共掺杂并负载电气石后,两者协同作用使TiO_2晶粒更加细化,光吸收范围向可见光区拓展,N与La共掺杂纳米TiO_2/电气石复合材料具有良好的光催化活性和再生利用性能,且在模拟可见光照射条件下对2,4,6-三硝基甲苯具有良好的去除效果。     

Sn<Superscript>4+</Superscript> and La<Superscript>3+</Superscript> co doped TiO<Subscript>2</Subscript> nanoparticles and their optical,photocatalytic and antibacterial properties under visible light

Sn⁴⁺ and La³⁺ co-doped TiO₂ photocatalytic material with nanoparticle structure have been successfully prepared using SnCl₂·2H₂O and La(NO₃)₃·6H₂O as precursors. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy and UV–visible spectroscopy have been used to for the characterization of the morphology, crystal structure, particle size and optical properties of the samples. The photocatalytic properties of sample with various amount of La doped TiO₂ have been studied by photo degradation of methyl orange (MO) in water under visible light. XRD patterns showed both rutile and anatase phases for 5 mol% of Sn and 5–10 mol% of La. But anatase phase with a little rutile phase was formed for 5 mol%Sn and 10 mol%La. The prepared Sn and La co doped TiO₂ photo-catalyst showed optical absorption edge in the visible light area and exhibited excellent photo-catalytic ability for degradation of MO solution under visible irradiation. Antibacterial behavior towards E. coli was then studied under visible irradiation. The synthesized T-5%Sn-10%La powder exhibited superior antibacterial activity under visible irradiation compared to the pure TiO₂.     

溶胶-凝胶法制备La_2Ti_2O_7/HZSM-5及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备La_2Ti_2O_7/HZSM-5光催化剂,并对其光催化活性进行研究。结果表明:La_2Ti_2O_7经HZSM-5分子筛负载后,并未改变原有晶相,仍为单斜晶系钙钛矿结构。负载后的La_2Ti_2O_7分散在分子筛表面,催化剂的比表面积大幅增加并形成新的中孔结构。HZSM-5制约了La_2Ti_2O_7的生长,导致晶粒尺寸减小。材料的光谱吸收边界随负载量的减小而发生蓝移,禁带宽度增大。负载样品中La3d和O1s的电子结合能增大。La_2Ti_2O_7/HZSM-5比纯La_2Ti_2O_7具有更高的光催化活性。经紫外光照120min后,活性艳红X-3B在70%La_2Ti_2O_7/HZSM-5上的总脱色率为91.8%,而在La_2Ti_2O_7上仅为31.7%。     

Ag掺杂APS改性的TiO2颗粒的制备及其光催化降解作用

为提高Ag/TiO2纳米颗粒的光催化降解作用,采用聚合凝胶工艺路线,以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸银为银源,通过向反应体系引入鳌合剂醋酸、表面改性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)以及还原剂甲醛等添加剂,制备出TiO2粉体及Ag/TiO2纳米复合粉体。利用FT-IR、XRD、TG-DTA、TEM和UV-Vis-NIR等手段对样品进行表征。结果表明,经γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的TiO2颗粒掺Ag后分散性得到改善,粒径约1 nm的Ag颗粒较均匀地分布在10～15 nm TiO2颗粒上;可见光的利用和锐钛矿热稳定性都得到提高;Ag/TiO2纳米颗粒在光照下对甲基橙具有良好的光催化降解效果。     

硫掺杂TiO2/Ti光电极制备及其可见光光电催化性能

为了提高TiO2/Ti光电极在可见光下的光电催化活性,采用阳极氧化法制备了一种新型的硫掺杂TiO2/Ti光电极.采用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线荧光光谱等技术对光电极进行了表面形貌、结晶形态、晶粒尺寸、硫的掺杂量和价态以及吸光性能表征.研究表明:硫掺杂TiO2/Ti光电极的最佳制备条件为:成膜电压160V、电流密度100mA/cm2、Na2SO3质量浓度750mg/L;所制备的光电极具有良好的光电催化氧化降解邻苯二甲酸二甲酯活性,并能有效地矿化其中间产物;与TiO2/Ti电极相比,硫的掺杂可以显著提高其在可见光下的光电催化性能.     

平整二钛酸钾薄膜的制备及其气相光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了K2Ti2O5薄膜并进行表征;在K2Ti2O5薄膜表面上形成致密的十八烷基三氯硅烷(C18H37SiCl3,OTS)单层自组装膜(SAMs);用OTS SAMs 水接触角变化研究薄膜的气相光催化活性;测量了薄膜的光电流响应.研究发现:K2Ti2O5薄膜表面平整、均匀、致密、在玻璃基片上透明;在紫外和可见光区都有光吸收;K2Ti2O5薄膜上OTS SAMs在空气中用254nm的紫外光照射时降解速度比在TiO2薄膜上快;K2Ti2O5薄膜产生阳极光电流,比TiO2薄膜具有更强的光激发和更稳定的光电流响应.结果表明,K2Ti2O5薄膜在空气中用紫外光照射能很有效的分解OTS SAMs,是一种很好的治理气相有机污染物的光催化剂.     

La/TiO2-SiO2薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的La／TiO2-SiO2复合薄膜．通过XRD、FE-SEM和AFM研究了复合薄膜的微观结构，采用紫外光照射下亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．结果表明：La掺杂可显著提高TiO2-SiO2复合薄膜的光催化活性，以5％掺杂量为最佳，其光降解率比掺杂前提高了约23％．薄膜活性提高的主要原因是La掺杂后细化了TiO2的晶粒，提高了薄膜的比表面积，使其具有更高的氧化还原电势，La^3＋取代Ti^4＋进入到TiO2晶格，引起晶格膨胀，这种不同价离子的取代导致TiO2粒子表面电荷分布不平衡，从而提高了光生电子-空穴的分离效率．     

S、RE共掺杂TiO2的制备及其可见光分解水制氢性能

采用溶胶-凝胶法制备了系列稀土(La、Eu、Nd、Tb、Er)和硫共掺杂TiO2光催化剂RE/S/TiO2。通过紫外-可见(UV-Vis)漫反射、X射线衍射(XRD)对催化剂进行了表征。以EDTA为电子给体,考察了光催化剂在可见光照射下的制氢活性。研究结果表明,S/TiO2具有可见光活性,稀土掺杂进一步提高了S/TiO2可见光活性,其活性顺序依次为Eu/S/TiO2>La/S/TiO2>Nd/S/TiO2>Tb/S/TiO2>Er/S/TiO2。与纯TiO2和S/TiO2光催化剂相比,稀土掺杂使催化剂的粒径减小,晶格畸变应力增大,从而提高了催化剂可见光制氢活性。