Mg2+掺杂TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯和Mg(NO3)2为原料,采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备了Mg2+掺杂的TiO2薄膜,并研究了TiO2薄膜光催化降解甲基橙的情况.采用DTA、XRD、SEM等研究测试手段,发现通过溶胶-凝胶法在TiO2溶胶中加入Mg(NO3)2的方法,可以降低TiO2从无定型到锐钛矿相和锐钛矿相到金红石相的晶型转变温度,并在600C热处理条件下,获得了具有锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2薄膜,通过甲基橙水溶液光催化实验表明:其光催化活性高于未掺杂TiO2薄膜的光催化活性.     

Li+掺杂TiO2薄膜的制备及晶化行为

本文采用DTA,XRD,SEM及Raman光谱等测试手段,研究了利用溶胶-凝胶法制备LiNO3掺杂的TiO2薄膜的相变行为,提出了通过加入Li+离子降低薄膜从无定形到锐钛矿、锐钛矿到金红石的相转变温度的方法.并通过甲基橙水溶液的光催化降解实验表明在600℃热处理温度下的LiNO3掺杂的TiO2薄膜的光催化效率高于未掺杂的TiO2薄膜.     

TiO2纳米晶薄膜溶胶凝胶法制备及其光学性能

通过溶胶凝胶浸渍提拉法成功制备了表面平整的氧化钛纳米晶薄膜.XPS结果确定了该薄膜的元素组成及价态.TG分析结果表明大量无定形Ti(OH)2向锐钛矿型TiO2转变发生在390℃左右.显微共焦Raman光谱确定了不同温度热处理所得薄膜的相结构.SEM形貌图显示TiO2薄膜表面粒子疏松,晶粒多在20nm～30nm之间.另外研究了Fe3+掺杂对TiO2薄膜光学吸收性能的影响.     

Li+,Sb3+掺杂的TiO2纳米颗粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯和LiNO3,SbCl3为原料,采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备Li+,Sb3+掺杂的TiO2纳米颗粒,并研究了TiO2颗粒在自然光下催化降解甲基橙的情况.采用DTA、XRD、TEM及Raman光谱等研究测试手段,发现通过溶胶-凝胶法在TiO2溶胶中加入LiNO3的方法,可以降低TiO2从无定型到锐钛矿相的晶型转变温度,并在低温热处理条件下,获得光催化性能优异的锐钛矿相的TiO2粒子.通过甲基橙水溶液光催化实验表明适量的Li+和Sb3+的掺杂能提高TiO2粒子的自然光催化降解能力,适量的Li+和Sb3+的混合掺杂能进一步提高TiO2粒子的自然光催化降解能力.     

Fe3+掺杂对氧化钛凝胶相变过程的影响

采用溶胶-凝胶法制备不同含量Fe3+掺杂的纳米氧化钛粉体,利用X光衍射仪研究了氧化钛凝胶的相变过程,分析了产物的晶体结构、金红石转变量和锐钛矿晶粒尺度.试验结果表明,Fe3+的掺杂抑制了锐钛矿相变,促进锐钛矿向金红石相的转变;阻碍锐钛矿晶粒的长大.Fe3+掺杂量大于2mol%时,在600℃烧结获得小于40nm的锐钛矿晶体.     

XRD表征Ag掺杂对TiO2晶型结构的影响

采用溶胶-凝胶方法制备Ag掺杂TiO2,掺杂Ag的摩尔浓度为:1 mol%、2 mol%、5 mol%,利用XRD对Ag不同掺杂浓度的TiO2的晶型结构进行了表征.结果表明:掺杂Ag降低了TiO2从锐钛矿相向金红石相转变的温度,促进了TiO2晶型结构的转变.通过Scherrer公式计算发现,适量的掺杂,可以使具有光催化活性的锐钛矿粒子粒径减小.     

La3+、Ce4+掺杂对纳米TiO2-Fe2O3凝胶相变过程的影响

采用sol-gel法制备了掺杂La3+、Ce4+的TiO2-10wt%Fe2O3复合粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征。结果表明:TiO2-10wt%Fe2O3凝胶在450℃发生非晶态向锐钛矿相的转变,而在500℃煅烧2 h后未发现锐钛矿相向金红石相转变;随La3+、Ce4+掺杂量的增加,锐钛矿晶粒呈现细化→长大的趋势;随La3+掺杂量的增加,对Fe2O3微晶的生成作用呈现促进→抑制的趋势,而对Fe3O4微晶的生成呈现抑制→促进的趋势;随Ce4+掺杂量的增加,对Fe2O3微晶的生成作用随掺杂量的增加呈促进→抑制→促进的趋势,而对Fe3O4微晶的生成呈现抑制→促进的趋势;La3+、Ce4+掺杂对TiO2相变过程有重要影响。     

热处理对TiO2-V2O5纳米复合薄膜结构及性能的影响

以钛酸丁脂、V2O5粉末为前驱体,采用溶胶-凝胶技术制备了TO2-V2O5纳米复合薄膜,并通过椭偏仪、AFM、XRD、TG-DSC和UV-VIS-NIR分光光度计等方法研究热处理对复合薄膜特性的影响.结果表明:随热处理温度的升高,TiO2的结构由非晶到锐钛矿再到金红石相转变,并且金红石相出现和完全转变的温度降低约200℃;晶粒尺寸从5.1 nm逐渐增大227.3 nm;复合薄膜的折射率由1.6增大到2.4,同时薄膜厚度从276 nm降低到187 nm;薄膜在紫外光区的透射率减小,吸收边缘出现红移.     

Fe3+掺杂TiO2薄膜的制备与表征

利用射频磁控溅射技术在载玻片衬底上沉积了TiO2及Fe3+掺杂的TiO2薄膜,并利用X射线衍射、拉曼光谱和紫外-分光光度计对所制备的薄膜进行了结构与性能表征。结果表明,所制备的TiO2薄膜为锐钛矿相结构,Fe3+掺杂后TiO2薄膜的晶化程度降低,光催化活性减弱。     

Mo掺杂纳米TiO2光催化材料的制备及其降解氨气的研究

介绍了溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备纳米TiO2的工艺流程。采用X射线衍射(XRD)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)等方法表征了Mo掺杂TiO2的相组成、相变点与掺杂量的关系。结果表明,掺杂Mo的TiO2在520℃、650℃煅烧2h后呈锐钛矿结构,在700℃煅烧2h已有10．3％锐钛矿结构转化为金红石结构。TG-DSC测试表明,随着Mo掺杂浓度的增大,TiO2由非晶态向锐钛矿结构的转变温度升高。光催化降解反应表明,Mo掺杂TiO2光催化反应2h后氨气降解率达32．3％,且浓度不出现波动。     

Y~(3+)掺杂纳米TiO_2粉体的表征及光催化性能研究(英文)

采用溶胶-凝胶法制备了Y~(3+)掺杂TiO_2纳米粉体.通过FT-IR、SEM、XRD 以及UV-Vis等表征手段,系统地探讨了Y~(3+)掺杂量对掺杂粉体的表面结构、相组成及光学性能的影响.研究结果表明,Y~(3+)离子的掺杂能有效抑制TiO_2的相转变(由锐钛矿转变为金红石)与提高比表面积.同时Y~(3+)离子的掺杂也使制备粉体的能带带隙变宽,形成了较大的氧化还原电势.在紫外光辐照下,Y~(3+)掺杂纳米TiO_2粉体对甲基橙的催化降解表现出较好的催化性能:当pH为3、3.0 mol% Y~(3+)的TiO_2纳米粉体的用量为0.8 g/L时,甲基橙的降解率为49.4%.     

掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

La、Nd、Bi共掺杂制备TiO2电致变色薄膜及其性能研究

为了提高TiO2薄膜的光学属性和着色效率,采用溶胶-凝胶工艺,以钛酸丁酯为前驱体在ITO导电玻璃基片表面制备了La、Nd、Bi共掺杂TiO2薄膜。采用XRD、UV-vis和化学工作站等手段研究了TiO2薄膜的结构和表面的光学和电致变色性能。结果表明:在400、500和600℃热处理的二氧化钛干凝胶中形成锐钛矿型二氧化钛,且热处理温度越高,晶体发育越完整。La、Nd、Bi掺杂TiO2增加了TiO2八面体的排列无序性,导致非晶化程度提高。体积分数为12%的钛酸丁酯相应制备的薄膜具有优良的电致变色性能。500℃热处理的TiO2薄膜电致变色性能最为优异。实验进行了La、Nd、Bi单独掺杂TiO2薄膜的性能分析,单独掺杂摩尔分数为8%La、18%Nd、6%Bi的TiO2薄膜具有较优异的变色性能,单独掺杂变色效果的顺序是6%Bi<8%La<18%Nd。La、Nd、Bi共掺杂锐钛矿型TiO2仍然具有很高的非晶化程度,且当掺杂摩尔比La:Nd:Bi=4:10:2时,取得薄膜最佳循环伏安特性,掺杂TiO2非晶化程度最高。     

镍离子掺杂TiO2涂层的制备及亲水性研究

目的 研究不同含量的镍离子掺杂对TiO2纳米涂层亲水性能的影响.方法 采用溶胶-凝胶法制备不同含量Ni2+掺杂TiO2纳米复合溶胶,通过浸渍提拉法在载玻片上成膜,经过热处理后,得到不同含量Ni2+掺杂TiO2复合涂层.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和表面接触角仪,对掺杂不同浓度Ni2+后TiO2的晶型、涂层微观形貌、光吸收性能、结构组成和涂层亲水性等进行表征分析,从而确定最佳Ni2+浓度的复合涂层材料配方.结果 制备的TiO2主要由锐钛矿相和少量金红石相组成,Ni掺杂抑制了锐钛矿相向金红石相的转变.随着Ni含量的增加,TiO2晶粒尺寸逐渐降低.适量掺杂Ni2+制备的TiO2纳米涂层表面形貌光滑,粒子分布致密均匀.掺杂使吸收波长阈值向长波方向偏移,禁带宽度减小,在一定程度上提高了TiO2涂层的亲水性.当Ni2+掺杂质量分数为1.5％时,TiO2涂层亲水性最佳.结论 采用溶胶-凝胶法实现了镍离子掺杂TiO2的改性,掺杂Ni2+后,Ni2+/TiO2复合涂层的亲水性能明显提高.     

Sn~(2+)掺杂TiO_2凝胶相变过程

采用溶胶-凝胶法制备了Sn~(2+)掺杂TiO_2纳米粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征.研究结果表明,Sn~(2+)掺杂显著抑制了锐钛矿和金红石晶粒的长大,使凝胶-锐钛矿转变和锐钛矿-金红石转变的温度呈现先增加后降低的变化趋势.随着Sn~(2+)掺杂量的增加,对锐钛矿向金红石转变的影响呈现了先促进后抑制的作用,且在20ST试样之后的各个温度都发现了SnO_2的存在.锡离子的价态变化对相变特征起到非常重要的作用.     

La~(3+)掺杂TiO_2粉体的化学沉淀法制备条件优化

采用化学沉淀法制备La~(3+)掺杂TiO_2粉体,并用正交实验方法对制备工艺进行优化,通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis对TiO_2粉体的形貌、结构、光吸收性能进行了表征。结果表明:煅烧温度和La~(3+)掺杂量对TiO_2粉体光吸收性能具有显著影响;不同煅烧温度得到的La~(3+)掺杂TiO_2均以锐钛矿结构为主;升高煅烧温度可以增强La~(3+)掺杂TiO_2在紫外光波段的吸光强度;La~(3+)掺杂可以改善TiO_2粉体的团聚,减小TiO_2的禁带宽度,同时导致TiO_2表面吸附一定数量的羟基。最优的制备条件为:煅烧温度800℃,La~(3+)掺杂量0.6%(摩尔分数),反应温度为90℃,反应液pH值为8,此条件下获得的TiO_2粉体可见光性能最优。     

Photocatalytic degradation of MO by complex nanometer particles WO3/TiO2

Complex nanometer particles WO3/TiO2 were prepared using a sol-gel process and characterized using XRD spectra. The photocatalytic activity of TiO2 can be increased by doping W^6＋ with TiO2 because the doped W^6＋ that entered into the crystal lattices of TiO2 led to the formation of defects in the crystal lattices of TiO2 and thereby improved the photocatalytic activity of TiO2.When WO3 doped in TiO2 exceeded 3%, the excess W^6＋ did not enter into the crystal lattices of TiO2 but were uniformly dispersed in TiO2 or they covered the surface of TiO2, which reduced the effective illumination area of TiO2 and thereby lowered the photocatalytic activity of TiOE.The relationship among the composition of the catalyst, the amount of photocatalyst, the illumination time, and the decolorizing rate of methyl orange （MO） were discussed. The results show that the decolorizing rate of MO can reach 82.3% using WO3/TiO2 as the photocatalyst, with the composition of WO3/TiO2 -3：97, the mass of catalyst = 0.400 g, the initial concentration of MO = 20 mg/L, pH = 6.5, and the illumina- tion time = 7 h.     

热喷涂法制备的La3+掺杂纳米TiO2粉末的表征

采用等离子热喷涂法以钛酸四丁酯为主要原料制备出稀土离子掺杂的纳米TiO2光催化剂.通过XRD,XPS,TEM,UV-Vis等检测手段对样品进行表征,同时检测了其光催化性能,并分析了掺杂对TiO2的影响机理.结果表明,所制备的La3 掺杂纳米TiO2是锐钛矿相和金红石相混晶结构,粒径分布在10～50nm之间;La3 掺杂能够促进锐钛矿向金红石的转变,同时抑制TiO2晶粒的长大;La3 掺杂使TiO2紫外-可见吸收光谱发生红移;适量La3 掺杂能显著提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为0.5%(与Ti原子摩尔比),甲基橙降解率在90min内可达到82.4%.比纯TiO2高出13.2%.     

通过氢还原热处理提升TiO2薄膜的抗菌性能

提升在可见光区间的抗菌效率一直是二氧化钛(TiO₂)抗菌性能研究的重要方向。采用脉冲激光沉积(PLD)制备TiO₂薄膜,并通过氢还原热处理的方法提升TiO₂表面的氧空位浓度从而增强其抗菌性能。结果发现,在以单晶氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为衬底时,生长的TiO₂薄膜为高度择优取向的锐钛矿相。生长温度越高,锐钛矿相的XRD衍射峰越强,薄膜越致密。将在600℃下生长的350 nm厚的TiO₂薄膜进行抗菌性能测试,发现其抗菌率约为86%。对样品进一步在4%H2氛围下进行还原处理,发现其抗菌率提升到约为97%。通过XPS、UV-Visible和PL测试,发现TiO₂经过还原热处理后在其表面形成更多的氧空位,在TiO₂带隙中形成氧空位缺陷能级,导致在可见光区域吸光性能增强,使其具有更高的抗菌性能。通过氢还原过程调控材料的缺陷组成,并研究TiO₂薄膜的光催化抗菌性能及抗菌机理。这种简易的调控TiO₂光吸...