水热法制备镍掺杂ZnS纳米棒的显微组织与光催化性能（英文）

采用水热法合成纯ZnS和Ni掺杂ZnS纳米棒。通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、色散能量分析谱仪(EDS)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等技术分别研究Ni掺杂对样品的物相结构、形貌、元素组成和光学性能的影响,并通过紫外光照射在水溶液中降解有机染料罗丹明B(RhB)研究Zn_(1-x)Ni_xS纳米棒的光催化活性。结果表明:所有样品具有纤锌矿结构,结晶良好。样品的形貌均为一维纳米棒结构,分散性较好,晶格常数发生畸变。掺杂Zn_(1-x)Ni_xS的带隙小于纯ZnS的,因此,发生红移现象。Ni掺杂ZnS纳米材料能增强降解有机染料罗丹明B的光催化活性,尤其是Zn_(0.97)Ni_(0.03)S样品对罗丹明B具有较好的光催化性能和光催化稳定性。     

微等离子体氧化法制备纳米结构S掺杂TiO_2薄膜的光催化性能研究（英文）

以钛为基体,在较短的时间内,采用微等离子体氧化法制备了Ti O2薄膜。以罗丹明B溶液为目标污染物测试所得Ti O2薄膜光催化性能。为提高所得Ti O2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的CH4N2S,制备S掺杂Ti O2薄膜。利用扫描电镜(SEM)、光电子能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征S掺杂前后所得的Ti O2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构。结果表明,所得Ti O2薄膜为多孔状,孔径大小均一。电解液中的CH4N2S浓度对微孔密度和孔径影响较大,S掺杂能使多孔Ti O2微孔密度增大,比表面积增大。但S对Ti O2晶相组成影响不大,对晶胞参数有所影响。S掺杂可有效提高Ti O2的光催化活性,其中当电解液中的CH4N2S为6.0 g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液120 min的降解率可达到98%,表现出最强的光降解能力。     

火焰喷淬法合成Ca~(2+)-Cr~(3+)共掺LaAlO_3及其红外辐射性能研究

以La_2O_3和Al_2O_3为原料采用火焰喷淬合成技术制备Ca~(2+)-Cr~(3+)金属离子掺杂的LaAlO_3微球陶瓷粉体。采用XRD、SEM对样品物相结构和微观形貌进行表征,利用近红外分光光度计、IR-2型双波段发射率测试仪测定其红外发射率。同时,研究了Ca~(2+)、Cr~(3+)离子掺杂浓度以及高温热处理对LaAlO_3微球粉体红外发射率的影响。结果表明:通过使用火焰喷涂技术能够成功制备出纯相LaAlO_3和金属离子掺杂的LaAlO_3粉体。Ca~(2+)-Cr~(3+)共掺能够显著地提高LaAlO_3的红外发射率,可达到0.9以上;经过1200℃的热处理还能够进一步提高其红外发射率。     

S与金属共掺杂TiO2催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备S、Mo、Pt、Fe掺杂以及S/Mo、S/Fe、S/Ag共掺杂的TiO2粉末,利用XRD、XPS和UV-Vis等技术对样品进行表征;以1-萘酚-5-硫酸(L-酸)为目标物,考查紫外和可见光源下各催化剂的光催化活性.结果表明:除S/Ag-TiO2外,其余掺杂TiO2均为单一的锐钛矿相,掺杂后催化剂的吸收带边发生明显红移;对10 mg/L的L-酸进行降解,在可见光下,S-TiO2光催化活性较好,而在紫外光下,S/Ag-TiO2的光催化活性较好;经XPS分析发现,掺杂元素掺入到TiO2晶体内,使Ti2p结合能减小.S的掺杂不仅使S-TiO2样品的光催化活性增大,同时也提高了金属与S共掺杂样品的光催化活性.     

合成氟锌共掺杂纳米TiO2及其光催化活性

以CF3COOH和Zn(NO3)2为掺杂剂,采用溶胶凝胶法合成了纳米F/Zn2 /TiO2粉体,以次甲基蓝的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,并利用XRD、FT-IR、EDS、BET、TEM等手段对样品进行测试和表征.测试表明F和Zn2 已经掺杂在纳米Ti02中,设计掺n(F)/n(Ti)-2%、n(Zn)/n(Ti)-3%的样品催化活性最高,可以将未掺杂TiO2光催化次甲基蓝1 h的降解率由73.2%提高到86.2%.     

Zn1-xCoxO纳米稀磁半导体的光催化性能

通过水热法合成了不同掺杂比例的一维Zn1-xCoxO(x=0,0.03,0.06和0.09)纳米棒,并通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外可见光吸收光谱(UV-vis)和振动样品磁强计(VSM)等研究了样品的晶体结构、形貌、磁性能、光吸收性能和光催化性能。结果表明:不同掺杂比例的Zn1-xCoxO均为结晶良好的六方纤锌矿结构,Co2+以替代Zn2+的形式进入到ZnO晶格中。样品形貌为一维纳米棒状结构,分散性良好。Co掺杂ZnO使得样品的能带隙减小,可见光吸收增加。掺杂样品在室温下具有明显的铁磁性,掺杂样品能增强降解有机染料罗丹明B(RhB)的光催化活性。     

能量过滤磁控溅射技术制备Cu2O/TiO2复合薄膜及其光催化性能

目的制备具备良好光催化性能的Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜。方法利用直流磁控溅射技术(DMS)和能量过滤直流磁控溅射技术(EFMS)在玻璃基底上制备Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、椭偏仪和光催化测试系统表征和分析了薄膜的表面形貌、结构、透射率和光催化性能。结果 DMS技术和EFMS技术制备的Ti O_2和Cu_2O薄膜都有良好的结晶特性,其中Ti O_2为单一的锐钛矿结构。相对于DMS技术制备的Cu_2O薄膜,EFMS样品中的Cu_2O薄膜的衍射峰较弱,而且衍射峰的宽度变宽,衍射曲线比较平滑。薄膜表面较平整,颗粒均匀,较细小,边界明显。DMS和EFMS两种技术制备的薄膜的平均晶粒直径分别为15.4 nm和10.8 nm。透射光谱测试结果表明,EFMS技术制备的复合薄膜平均透射率较大,在350～800 nm范围内,平均透射率为0.388,DMS薄膜的值为0.343。对罗丹明B(Rh B)的光催化降解结果表明,EFMS技术制备的薄膜的降解速率为-0.00411,大于DMS技术制备的薄膜的降解速率-0.00334。结论 EFMS技术制备的Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜对罗丹明B具有较大的光催化降解速率。     

Y3Al5O12基质中Sm3+离子浓度对其发光特性的影响

采用溶胶-凝胶/燃烧合成法制备不同Sm~(3+)掺量的Y_3Al_5O_(12)发光体.用XRD,PL等手段研究样品的物相结构和光致发光性能与掺杂浓度之间的关系,并探讨了Sm~(3+)的自身浓度猝灭机制.结果表明:Sm~(3+)掺量对样品晶体结构无明显影响;Y_3Al_5O_(12):Sm~(3+)样品的激发主峰位于405 nm(~6H_(5/2)→~4F_(7/2))附近,而最大发射峰在617nm(~4G_(5/2)→~6H_(7/2));Sm~(3+)在Y_3Al_5O_(12)基质中的最佳掺杂浓度为3.0 m01%,其自身浓度猝灭的原因主要是相邻中心的电四极一电四极相互作用引起的交叉弛豫(~4G_(5/2)+~6H_(5/2)→~6F_(9/2)+~6F_(9/2))所造成的.     

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%.     

氟铜共掺杂TiO_2空心微球的制备及可见光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源、氢氟酸为氟源、硝酸铜为铜源,乙醇为溶剂,采用蒸汽热法制备氟铜共掺杂的TiO_2空心微球,采用SEM、XRD、UV-Vis、BET等对氟铜共掺杂的TiO_2空心微球的形貌特征、晶相结构、吸光性能及氟、铜的存在形式进行表征,以阳离子蓝的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。结果表明:氟铜共掺杂的TiO_2空心微球主要通过水蒸气产生的气泡为模板获得,氟铜共掺杂增大TiO_2的比表面积,其中TiO_2以锐钛矿存在,Cu~(2+)进入TiO_2晶格中,大部分F以化学吸附态存在于TiO_2的表面形成≡Ti—F基团,少量F进入晶格内部。相比纯TiO_2空心微球,氟铜共掺杂的TiO_2空心微球的光催化活性明显提高,用氙灯模拟可见光,对初始浓度为20 mg/L的阳离子蓝溶液进行光催化降解,30 min后其降解率达到99.8%。     

原位Nb掺杂TiO_2薄膜的制备与光催化性能（英文）

采用微等离子体氧化法,在H2SO4溶液为电解液中以钛合金为基体制备原位生长的TiO2薄膜,并以罗丹明B溶液为目标污染物测试其光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的草酸铌,制备了原位Nb掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对Nb掺杂前后的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构进行了分析。结果表明,Nb掺杂能使介孔TiO2晶粒细化,比表面积增大,Nb对TiO2晶相组成影响不大,但对晶胞参数有所影响,Nb掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,其中当草酸铌为1.2g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液90min的降解率可达到85%,表现出最强的光降解能力。     

Photocatalysis Performance of Nb-doped TiO2 Film in Situ Growth Prepared by a Micro Plasma Method

采用微等离子体氧化法,在H2SO4溶液为电解液中以钛合金为基体制备原位生长的TiO2薄膜,并以罗丹明B溶液为目标污染物测试其光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的草酸铌,制备了原位Nb掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对Nb掺杂前后的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构进行了分析。结果表明,Nb掺杂能使介孔TiO2晶粒细化,比表面积增大,Nb对TiO2晶相组成影响不大,但对晶胞参数有所影响,Nb掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,其中当草酸铌为1.2g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液90min的降解率可达到85%,表现出最强的光降解能力。     

燃烧法制备Y2Zr2O7:Tb3+纳米晶及其发光性质研究

以甘氨酸作燃烧剂采用燃烧法制备Y_2Zr_2O_7:Tb~(3+)纳米晶粉末.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计对Y_2Zr_2O_7:Tb~(3+)纳米晶的相结构、形貌和发光性质进行研究.结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构.发光光谱的测试表明:Tb~(3+)呈现其特征绿色发射,最强峰位于542 nm处.Tb~(3+)的掺杂摩尔浓度在0.5%～6%的范围内,3%为最佳掺杂浓度.     

Ni掺杂量对溶胶-凝胶和浸渍两步法制备B-BiVO_4光催化活性的影响（英文）

为了进一步提高B-BiVO_4的光催化活性,通过溶胶-凝胶和浸渍两步法制备Ni掺杂B-BiVO_4光催剂(Ni-B-BiVO_4)。通过XPS、XRD、SEM、BET、EDS和UV-Vis等手段对样品进行表征。结果表明,单或共掺杂均不会改变样品的晶型和形貌;但当掺入Ni后,样品的晶体粒径减小。与未参杂、B以及Ni单掺杂相比,Ni-B-BiVO_4样品的光吸收向长波长方向偏移;且N-B共掺杂后,样品中V~(4+)和表面羟基氧增多。当最佳Ni掺杂量为0.30%(质量分数)时,所制备的0.3Ni-B-BiVO_4在50 min内对甲基橙的降解率达95%左右,且该样品能有效降解亚甲基蓝(MB)、金橙II号(AOⅡ)和罗丹明B(RhB)溶液。共掺杂样品活性的提高主要是B与Ni的协同作用所致。     

微波水热法制备氧化锌纳米粉体及其光催化性能

以ZnSO4·7H2O为原料,NaOH为矿化剂,采用微波水热法成功制备出氧化锌纳米粉体,研究了NaOH浓度对ZnO粉体的物相,形貌以及光催化性能的影响。XRD表明所得粉体均为纯相六方纤锌矿结构的氧化锌,晶粒尺寸介于39~58nm之间;FE-SEM和TEM表明,当NaOH浓度从0.5mol/L逐渐增大到4.0mol/L时,颗粒形貌由碎片状变为层片花状结构。利用300W高压汞灯作为光源,对质量浓度为20mg/L的罗丹明B溶液进行光催化降解实验,在光照120min后,不同矿化剂浓度下制备的氧化锌催化剂对罗丹明B的降解率均接近100%,说明当前条件下制备的ZnO粉体对罗丹明B具有较高的光催化活性。     

稀土锆酸盐Sm_2Zr_2O_7的二价离子掺杂研究

研究了二价元素Ca、Sr、Ba在稀土锆酸盐Sm_2Zr_2O_7中掺杂固溶情况,并采用激光闪射法测定了固溶样品的热导率.X射线衍射数据表明,相对于Mg~(2+)离子,Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)离子在Sm_2Zr_2O_7中的固溶度并不大,在较小的掺杂量时,就有相应的锆酸盐化合物相析出,这是掺杂机制的不同造成的;而固溶样品的热导率测试结果说明,掺杂能降低材料的热导率,但降低幅度不大.     

ZnNiAl水滑石基复合金属氧化物的制备及其高效光催化性能（英文）

采用水热法将ZnNiAl金属盐溶液混合制得一系列水滑石前驱体,通过在不同温度下焙烧后获得ZnO/NiO/ZnAl_2O_4纳米复合物。利用SEM、HRTEM、TEM、XRD、BET、TG-DTA和UV-VisDRS测试方法对样品进行表征。在模拟太阳光照射下,通过测定甲基橙溶液的光催化降解率来评价样品的光催化活性。研究Zn/Ni/Al摩尔比、焙烧温度等对样品结构组成、形貌及光催化活性的影响。结果表明,相比水滑石前驱体,ZnO/NiO/ZnAl_2O_4纳米复合物有更好的光催化性能,当原料中Zn/Ni/Al摩尔比为2:1:1时,在600°C焙烧所得的催化剂具有最佳光催化活性。在模拟太阳光照射下,60min内对浓度为100mg/L甲基橙的降解率达97.3%,相同条件下远远超过了Degussa P25的活性。并且对ZnO/NiO/ZnAl_2O_4纳米复合物可能的光催化机理进行了探讨。     

Ag_3PO_4/Ni纳米薄膜降解罗丹明B的光电催化性能和反应机理

采用电化学方法制备Ag3PO4/Ni薄膜,以扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构、光谱特性及能带结构进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光电催化活性和稳定性进行测定,采用向溶液中加入活性物种捕获剂和通氮除氧方法对薄膜的光催化降解机理进行探索,并提出光电催化降解罗丹明B的反应机理。结果表明:最佳工艺下制备的Ag3PO4/Ni薄膜具有致密的层状表面结构,是由多晶纳米颗粒构成的薄膜。该薄膜具有显著的光电催化活性,在最佳阳极偏压下,光电催化罗丹明B的降解率是多孔P25 Ti O2/ITO薄膜的6.69倍;相对于未加偏压的光催化,降解率提高了5.34倍,并且具有突出的光电协同效应。同时,该薄膜具有优异的光催化和光电催化稳定性。在0.1 V阳极偏压下,可使光催化稳定性提高近一倍。     

分子自组装制备的掺杂WO3的TiO2光催化薄膜的表征

利用分子自组装技术在载波片上制备了锐钛相TiO2及WO3掺杂的TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计对薄膜进行了表征。利用对罗丹明B的降解评价了所制备薄膜的光催化活性。结果表明：当W／Ti=2at％时，TiO2薄膜的光催化活性得到提高。     

尖晶石型Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4纳米颗粒的制备与性能

以CTAB为表面活性剂,采用水热法成功制备不同掺杂比例的尖晶石型Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4(x=0,0.2,0.4,0.6)纳米颗粒,并利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线能量色散分析(EDS)、选区电子衍射(SAED)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对样品的化学成分、形貌、晶体结构、粒度、光学性能和磁学性能进行表征。结果表明:不同掺杂比例的Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4纳米颗粒均为结晶良好的立方尖晶石型结构,Co~(2+)以替代Zn~(2+)的形式掺杂进入到ZnFe_2O_4晶格中;随着Co掺杂量的增加,晶粒尺寸呈增大趋势,晶格常数发生膨胀。样品形貌为不规则的椭球形颗粒状,粒度比较均匀。纯ZnFe_2O_4纳米晶在室温下呈现超顺磁性,掺杂样品在室温下都具有明显的铁磁性。