金属离子掺杂TiO2的光催化性能研究

用醇盐水解法制备了Ce4+、Ag+、Fe3+、Fe2+、Sn4+、Zn2+、Mo6+等金属离子掺杂的TiO2复合微粒.以罗丹明6G降解为目标反应,研究了所制备的复合微粒光催化活性与选择性.并用IR、XRD、TEM及BET等技术,对TiO2复合微粒进行了表征.结果显示在TiO2内掺入Ce4+、Ag+、Sn4+,可使纳米TiO2的光催化活性增强,而Fe3+、Fe2+、Zn2+、Mo6+等金属离子掺杂的二氧化钛复合微粒的催化活性呈下降趋势.     

Fe_3O_4/Ce~(3+)-TiO_2复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯、硝酸铈为主要原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,浓硝酸为催化剂制得稳定的Ce3+掺杂TiO2溶胶,其凝胶经不同温度煅烧3 h后制得Ce3+掺杂量不同的TiO2粉体。用XRD对TiO2进行了测试对比分析,以紫外光为光源,亚甲基蓝溶液为模拟有机染料废水,研究了TiO2的光催化性能。用化学共沉淀法制备了具有强磁性的纳米Fe3O4水基磁流体,再与Ce3+掺杂TiO2进行复合,制备了Fe3O4负载量不同的磁性Ce3+掺杂TiO2,研究了其对亚甲基蓝的光催化降解效果、磁分离回收率的影响。结果表明,TiO2凝胶热处理温度、Ce3+掺量、TiO2晶型及Fe3O4负载量对亚甲基蓝的光催化活性均有影响。掺Ce3+量为1%,热处理温度650℃的Ce3+掺杂TiO2粉体光催化活性最高。Fe3O4负载量为10%的Fe3O4/Ce3+-TiO2对亚甲基蓝的降解率8 h时达到90.3%,磁分离回收率达96.8%。     

纳米TiO2／Al2O3复合薄膜光催化特性研究

以电化学方法合成的Al2O3多孔膜为基体，采用交流电沉积的方法在膜孔中沉积纳米TiO2，制备出纳米TiO2／Al2O3复合薄膜。对TiO2／Al2O3复合薄膜的形貌、结构和组成进行了表征；对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化甲基橙溶液进行了研究。结果表明Al2O3／TiO2复合薄膜呈现出较好的光催化活性，电沉积TiO2的时间、热处理温度、选择不同光源照射均对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化活性有一定的影响。     

Fe、S共掺杂纳米TiO2的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法,以硫脲和三氯化铁为掺杂剂,制备了Fe-TiO2、S-TiO2和S-Fe-TiO2纳米光催化剂.通过XRD、SEM等方法对掺杂纳米TiO2进行了表征,以甲基橙为模型化合物对纳米TiO2粉体的光催化活性进行了评价.结果表明;纯TiO2、掺Fe-TiO2粉体全部为锐钛矿相,S-TiO2粉体中金红石相占8.1%,S-Fe-TiO2粉体中金红石相占26.9%.S和Fe、S共掺杂引起金红石相变温度的降低.掺Fe的纳米TiO2粉体粒子团聚少,分散要均匀,掺S和Fe、S共掺的TiO2粉体颗粒团聚现象较严重.S-TiO2和Fe-TiO2光催化荆在紫外光和日光灯下光催化活性都较好,而Fe-S-TiO2光催化活性没有提高.     

掺Fe3+附银二氧化钛光催化剂的制备及其光催化活性研究

采用酸催化溶胶-凝胶法和光化学沉积法相结合制备出了掺Fe3 附Ag纳米TiO2复合粒子,用TEM、XRD、XPS、UV-vis等技术进行了表征.结果表明:纳米粒子粒径约为10～15nm;Fe3 的掺杂能促进TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;改性后的TiO2对光的吸收发生红移,吸收强度明显增大;XPS分析表明附载在TiO2表面的银以Ag0形式存在.以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性,实验表明,掺Fe3 附Ag的TiO2比纯TiO2及仅掺Fe3 或仅附Ag的TiO2能显示出更高的光催化活性;且掺Fe3 0.4%、附银1%(摩尔分数)的催化剂的光催化活性最高.     

双微乳液法制备掺杂Fe~(3+)的纳米TiO_2及其光催化性能

为了研究双微乳液法在制备纳米级光催化剂的应用,以TiCl4和NH3.H2O为原料,采用十六烷基三甲基溴化铵-正丁醇-环己烷-水微乳体系制备Fe3+掺杂纳米TiO2,对粉末的晶体结构进行X射线衍射表征,并以其对p-甲酚的降解考察其光催化活性。结果表明,在较小的掺杂量时,Fe3+掺杂量的提高可以提高TiO2的光催化活性,进一步提高掺杂量将引起光催化活性的降低;掺杂Fe3+可导致纳米TiO2的粒径减小;Fe3+的半径较小以及Fe2O3的熔点较低均有利于TiO2从锐钛矿向金红石的相变;当Fe3+掺杂摩尔分数为0.06%,煅烧温度为550℃时,纳米TiO2的光催化活性最高,此时形成TiO2的锐钛矿和金红石相的混晶;乳液中含水量也会影响晶相的组成和粒径大小,随着含水量增加产物中出现了一定比例的金红石相。     

Al3+-SiO2共掺杂TiO2光催化膜的制备及超亲水改性

为了提高TiO2光催化薄膜的利用效率,实验采用金属离子Al3+和氧化物SiO2共掺杂的方法,制备以TiO2为基体的复合光催化薄膜.利用简单易行的溶胶-凝胶法结合超声分散技术以两种不同的方式,一种是同步将Al3+和SiO2共掺杂于TiO2溶胶中,制备多元素共掺杂混合溶胶,采用浸渍提拉的方法以玻璃片为载体涂膜,然后运用马弗...     

磁性La3+掺杂TiO2的制备及性能

利用溶胶-凝胶法,在室温条件下,以钛酸四丁酯、硝酸镧为主要原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,浓硝酸为催化剂制得稳定的掺La3+TiO2溶胶,陈化后的凝胶经不同温度煅烧3h后制得不同掺La3+量的TiO2。通过XRD对不同煅烧温度及不同掺La3+量的TiO2进行了表征;以紫外光为光源,研究了掺La3+-TiO2对甲基橙溶液的光降解效果。用化学共沉淀法制备了具有强磁性的Fe3O4水基磁流体,再与La3+掺杂TiO2进行复合,制备了Fe3O4负载量不同的磁性La3+掺杂TiO2,研究了Fe3O4负载量不同的La3+掺杂TiO2对甲基橙的光催化降解效果、磁分离回收率的影响。结果表明,掺La3+量及煅烧温度对TiO2的晶型、各晶型TiO2的相对含量及对甲基橙的光降解效果均有影响。La3+掺杂TiO2比纯TiO2显示出更强的光催化性能,掺La3+量2%,热处理温度450℃的La3+掺杂TiO2光催化活性最高。Fe3O4负载量为10%的Fe3O4/La3+-TiO2对甲基橙的降解率8h时为99.4%;磁分离回收率达97.39%。     

Fe3+-TiO2薄膜经不同温度退火后的可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3+的TiO2薄膜,并在不同温度热处理.用SEM、XPS、UV-vis等分析方法进行结构表征和性能测试,通过降解亚甲基蓝溶液测试其可见光光催化活性.结果表明,723K时掺杂Fe3+的TiO2薄膜已经结晶,粒径为40～50nm.掺杂元素以Fe3+并口Fd2+形式存在于TiO2晶格并取代Ti4+形成Ti-O-Fe键,改变了TiO2的表面态,使TiO2带隙变窄,促进了对可见光的吸收.降解实验结果表明,823K热处理后掺杂铁的TiO2薄膜其光催化活性最好,在25W白炽灯模拟可见光下照射3.0h后,亚甲基蓝溶液的降解率接近30%.     

复合电沉积法制备Sn-TiO2纳米薄膜

采用复合电沉积法制备了TiO2质量分数为20.86%的Sn-TiO2纳米薄膜,研究了阴极电流密度、镀液温度、TiO2微粒的悬浮量等因素对薄膜中TiO2含量的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对热处理后的SnO2-TiO2复合薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物对薄膜的光催化性能进行了测定.结果表明,在最佳工艺下所得复合纳米薄膜具有优异的光催化活性.     

掺杂元素对非晶态纳米二氧化钛光催化性能的彤响

采用溶胶-凝胶法将不同元素转入二氧化钛结构之中,分析元素掺杂对非晶态TiO2颗粒光催化性能的影响。以甲基橙溶液模拟目标污染物,用紫外-可见分光光度计测定甲基橙溶液光照前后吸光度的变化,结果表明,掺杂元素后的非晶态TiO2与未掺杂的纳米TiO2相比具有更好的光催化活性,其中,金属元素FeN最佳掺杂量为1．5％,降解率达到73．02％;稀土元素Ce的最佳掺杂量为1．5％,降解率达到73．33％;非金属元素SN最佳掺杂量为2．5％,降解率达到94．13％。     

Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO2纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO_2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO_2薄膜,并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜。结果表明铁和锌离子掺入后,TiO_2薄膜变的更加致密。铁离子和锌离子分别以Fe_2O_3和ZnO的形式存在,在紫外光照射下,TiO_2薄膜表现明显的亲水性,金属离子掺杂的TiO_2薄膜,亲水性能明显增强,铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用;少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用,锌离子掺入量增大后,效果并不明显。     

Synthesis and characterization of Zr4+, La3+ and Ce3+ doped mesoporous TiO2: evaluation of their photocatalytic activity

Sol-gel method was used to synthesize Zr(4+), La(3+) and Ce(3+) doped mesoporous TiO(2) materials with different weight percentage (0.5, 1.0, 2.0 and 3.0 wt%) using triblock copolymer as the structure directing template in ethanol/water medium. Characterization revealed the isomorphic substitution of Zr(4+) ion into the lattice of TiO(2), and surface binding nature of La(3+) and Ce(3+) ions on mesoporous TiO(2). Microscopic examination confirmed the surface adsorption of foreign ion which could alter the particle morphology. The size of the particles was less than 20 nm. Photocatalytic activity of metal ions doped mesoporous TiO(2) was evaluated using aqueous alachlor as a model pollutant. It was found that 1 wt% Ce(3+) doped mesoporous TiO(2) exhibited higher activity than pure and other metal ions doped mesoporous TiO(2). The change of oxidation state of Ce(3+) is suggested to be the cause for enhanced photocatalytic activity.     

Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板,采用水热法制备了Fe3+-SiPO2掺杂纳米TiO2,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段考察了Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的结构与光学特性.实验结果表明:Fe3+、SiO2掺杂进入TiO2的晶格,可获得高纯度锐钛矿相纳米TiO2.Fe3+和SiO2的加入有助于抑制金红石相的形成和晶粒长大,提高了TiO2的热稳定性.Fe3+-SiO2掺杂将TiO2的光响应范围拓宽至可见光区,提高了纳米TiO2的光催化性能.与纯纳米TiO2相比,Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙的性能显著提高.     

TiO2纳米管阵列膜的制备及对304不锈钢的光生阴极保护效应

应用电化学阳极氧化法在Ti表面构筑不同的TiO2纳米管阵列膜。采用XRD、SEM、XPS表征薄膜的结构、形貌和组成。通过电化学阻抗谱及电位随时间变化的测试,考察TiO2薄膜的光生阴极保护效应。结果表明薄膜主要由锐钛矿型的TiO2纳米管阵列组成,当304不锈钢耦连于紫外光照下的TiO2薄膜电极时,其界面反应电阻变小,电极电位显著降低,说明TiO2纳米管薄膜能够对不锈钢产生良好光生阴极保护效应,特别是掺Fe的TiO2薄膜在光照时可使不锈钢电位降低约450mV,而且在暗态时也能较长时间保持对不锈钢的阴极保护作用。     

煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对TiO2光催化性能的影响

以钛酸四正了酯为先驱物,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和Fe3+掺杂的纳米TiO2(Fe3+/TiO2)光催化剂,并用XRD、UV-Vis等进行了表征,系统研究了煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对催化剂在自然光条件下光催化降解甲基橙性能的影响.结果表明,相同煅烧温度下,Fe3+/TiO2的粒径比纯TiO2的粒径小.制备纯TiO2和Fe3+/TiO2的最佳煅烧时间分别为4h和3h,最佳煅烧温度均为773K.适量掺入Fe3+可以显著提高纳米TiO2在自然光条件下的光催化降解活性,Fe3+/TiO2中Fe3+的最佳掺杂量为10.00%,相应的脱色效率为28.37%.     

Effects of mineral tourmaline particles on the photocatalytic activity of TiO2 thin films

Titania composite thin films (T/TiO2) containing tourmaline particles were prepared by a sol-gel method, using alkoxide solutions as precursor. The tourmaline particles and thin films were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and so on. The effects of tourmaline on the photocatalytic activity of TiO2 were measured with methyl orange as an objective photodegradation substance. The results showed that the photocatalytic degradation of methyl orange conformed to the first-order kinetic equation and the composite thin films had better photocatalytic activity due to the cooperation of polarity and the far infrared emission of tourmaline. The T/TiO2 thin films including 0.5 wt% tourmaline exhibited better photocatalytic activity when heat-treated at 250 degrees C for 3 h, than pure TiO2 thin films under the ultraviolet irradiation.     

Effect of metal ion dopants on photochemical properties of anatase TiO2 films synthesized by a modified sol-gel method

Anatase TiO₂ films were successfully synthesized by a modified sol-gel method wherein peroxo titanic acid solution was derived from TiCl₄/ethanol/water solution at room temperature. The as-prepared films were further surface-doped by photodeposited Fe₂O₃ and Cr₂O₃ to improve its physicochemical properties. The phase and structure of the films were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The physicochemical properties of the films were also measured. The results show that both hydrophilicity and photocatalytic activity of the films were remarkably improved by doping transition metal ion Fe³⁺. In case of Cr³⁺ doped films, hydrophilicity was also significantly enhanced but photocatalytic activity for methyl orange under UV irradiation was still comparable with the undoped films.