文摘辑要

电化学制备TiO2多孔纳米薄膜的影响因素研究 以硫酸溶液为电解液,用阳极氧化方法制备出具有纳米孔结构氧化钛薄膜,光催化性能远远大于普通尺度的氧化钛,通过在氧化钛表面附载卟啉类光敏剂,进一步提高氧化钛薄膜的光催化性能,使得光谱响应区红移,在可见光区能够吸收,使太阳能转化成电能成为可能。     

N掺杂TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法,以Ti(OC4H9)4和氨水等为原料制备纯二氧化钛、N掺杂以及N,Zn2+共掺杂的二氧化钛光催化薄膜.用X射线衍射和X光电子能谱等对薄膜进行了表征,紫外光和可见光下催化剂降解甲基橙溶液的实验结果表明,掺杂TiO2薄膜比无掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显提高,并且可见光下对甲基橙溶液有一定的光催化活性,但Zn2+的存在对掺杂薄膜的光催化效率没有显著改善.分析原因可能是N掺杂在价带和导带之间形成了缺陷能级,减小了TiO2的禁带能隙,从而使TiO2的吸收带发生红移,实现可见光响应.     

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.     

氮和硫共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及可见光活性研究

以钛酸四丁酯、三乙醇胺和硫脲为前驱物,采用溶胶-凝胶法合成了氮硫共掺杂纳米TiO2光催化剂,以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM、XPS等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.不同温度煅烧的催化剂在波长低于550nm的可见光区域内都有高的吸光度.可见光光催化结果表明,500℃煅烧制得的掺杂氧化钛光催化剂表现出最佳的光催化活性,180min内对甲基橙溶液的降解率达到76.7%.     

N掺杂TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法，以Ti（OC4H9）4和氨水等为原料制备纯二氧化钛、N掺杂以及N，Zn^2＋共掺杂的二氧化钛光催化薄膜。用X射线衍射和X光电子能谱等对薄膜进行了表征，紫外光和可见光下催化剂降解甲基橙溶液的实验结果表明，掺杂TiO2薄膜比无掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显提高，并且可见光下对甲基橙溶液有一定的光催化活性，但Zn^2＋的存在对掺杂薄膜的光催化效率没有显著改善。分析原因可能是N掺杂在价带和导带之间形成了缺陷能级，减小了TiO2的禁带能隙，从而使TiO2的吸收带发生红移，实现可见光响应。     

掺银二氧化钛薄膜的制备及其性能

采用四氯化钛水解法制备了一系列不同Ag掺杂量的纳米Ag-TiO_2复合薄膜,运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)谱、可见光透过(T%)光谱等手段对Ag-TiO_2进行了表征,采用接触角测量仪考察了Ag含量对TiO_2薄膜亲水性的影响,并以8W(λ=254nm)的UV灯作为光源,评价了各薄膜光催化降解亚甲基蓝的活性。UV-Vis测试结果表明,Ag的掺杂使TiO_2吸收边发生红移,有效增强可见光的吸收能力。PL测试结果表明,Ag能显著抑制光生电子(e-)和空穴(h+)的复合。T%光谱测试结果表明,Ag掺杂不影响TiO_2薄膜的可见光透过率。Ag的存在大幅度提高了TiO_2薄膜的亲水性以及对亚甲基蓝的光催化降解活性,当掺杂Ag的质量分数为1%时,TiO_2薄膜与水的接触角几乎为0°,同时可使TiO_2薄膜的光催化活性提高约1.5倍。     

无机阴离子掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备掺杂钼酸根离子(MoO42-)、高锰酸根离子(MnO42-)、钨酸根离子(WO42-)和锡酸根离子(SnO32-)等复杂无机阴离子的二氧化钛光催化薄膜.光催化实验表明钼酸根离子、高锰酸根离子和钨酸根离子的掺杂都在不同程度上降低了薄膜的光催化性能,掺杂浓度不同对薄膜光催化性能的影响略有不同,而掺杂浓度为0.006 mol·L-1的锡酸根离子可以提高薄膜的光催化活性.利用傅立叶红外光谱研究了掺杂复杂无机阴离子对纳米二氧化钛表面结构的影响,结果表明SnO32-掺杂后TiO2的晶格振动峰出现明显的宽化,分析认为SnO32-通过热分解产生SnO2,抑制TiO2粒子在热处理过程中生长,有利于形成更细小的晶体,从而提高其光催化活性.     

Mo的掺杂方式对TiO2光催化活性的影响

通过溶胶凝胶法制备了以不同方式和不同浓度掺Mo的TiO2薄膜.通过X射线衍射(XRD)、UV-VIS透射光谱、电化学阻抗谱分析了Mo对TiO2薄膜晶粒结构、光吸收性能、阻抗的影响.甲基橙光催化降解实验表明,钼的最佳掺杂方式为在薄膜底层掺杂,在表层及体相掺杂的效果均比未掺杂的TiO2差;其中以Mo的摩尔分数为1.0%、在薄膜底层掺杂时TiO2薄膜的光催化活性最佳.并从载流子分离效率方面讨论了掺杂方式及掺杂浓度对光催化活性的影响.     

微弧氧化+电解液修饰法制备TiO2薄膜的光催化性能

在微弧氧化法制备TiO2光催化薄膜的过程中,采用向电解液中添加氧化物的方法对薄膜进行改性.实验结果表明,过渡金属、重金属及稀土元素掺杂可在不同程度上影响薄膜的光催化性能,其中,V,Ag,Ce元素掺杂可使光催化120min的降解率提高10%以上.采用半导体掺杂也能很好地提高TiO2薄膜的光催化性能,其中以SnO2效果最好.实验表明,V2O5添加量在0.5mmol/L或SnO2添加量在1.0 mmol/L时,生成的TiO2薄膜光催化效果最好.XRD及SEM分析表明,掺杂不改变TiO2晶型,改性后的TiO2光催化薄膜增厚,微弧放电形成的孔道变小,表面积增加.     

Photocatalytic Properties of TiO2 Thin Films Prepared by Microarc Oxidation

在微弧氧化法制备TiO2光催化薄膜的过程中, 采用向电解液中添加氧化物的方法对薄膜进行改性. 实验结果表明, 过渡金属、重金属及稀土元素掺杂可在不同程度上影响薄膜的光催化性能, 其中, V, Ag, Ce元素掺杂可使光催化120 min的降解率提高10%以上. 采用半导体掺杂也能很好地提高TiO2薄膜的光催化性能, 其中以SnO2效果最好. 实验表明, V2O5添加量在0.5 mmol/L或SnO2添加量在1.0 mmol/L时, 生成的TiO2薄膜光催化效果最好. XRD及SEM分析表明, 掺杂不改变TiO2晶型, 改性后的TiO2光催化薄膜增厚, 微弧放电形成的孔道变小, 表面积增加.     

掺杂Fe~(3+)与La~(3+)离子的TiO_2薄膜光反应活性的研究(英文)

利用溶胶-凝胶技术在载玻片衬底上制备了透明的TiO2薄膜。为了增强TiO2薄膜的光反应活性,对TiO2薄膜分别进行了不同浓度的Fe3+和La3+离子掺杂。离子掺杂的TiO2薄膜在可见光区有良好的透光性,通过降解罗丹明B染料溶液,评估了掺杂Fe3+和La3+离子的TiO2薄膜的光反应活性。结果表明,当Fe和La的原子分数比为0.5at%时增强了TiO2薄膜的光反应活性。     

Comparison of photocatalytic activity of TiO2 film doped nonuniformly by Mn and Zn

1INTRODUCTIONHeterogeneous photocatalysis attracts muchattention as a friendly environment technique valu-able for water and air purification.However,thereare some problems in application,and one of thekey problems is the low photon-quantum efficien-cy.From1990s,the modification of Ti O2by metalions has become a hot topic,andthe effect of metal(such as Cu,Fe,Ag,Au,Pt,W,V,Pb,Cr,Rh,Co and Ni)ions doping on photocatalytic ac-tivity of Ti O2has been studied widely[14].Howev-er,there wer…     

球形活性炭负载和Er~(3+):YAlO_3掺杂TiO_2的制备及其在可见光下降解甲基橙(英文)

为使TiO2能够在可见光下发挥其于紫外激发下的高光催化活性,且易于从处理废水中分离,采用溶胶-凝胶法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+:YAlO3结合,再将其负载到球形活性炭(SAC)表面,制备出可见光响应的负载型Er3+:YAlO3/TiO2-SAC光催化剂。通过XRD、EDS、SEM与FSA等手段对制备的光催化剂进行晶相、表面结构与元素分布、发光光谱等表征。以甲基橙为目标污染物,研究制备的光催化剂在可见光下的催化活性。结果表明,Er3+:YAlO3可以作为上转换发光材料,它吸收可见光并发射紫外光进而激发TiO2。700°C煅烧制备的催化剂具有最佳的光催化活性,可见光下表观反应速率常数可达0.0197min-1。     

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...     

X-TiO2(X=Ce,Bi)粉体的光电催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出纳米X- TiO2(X=Ce,Bi)粉体,并用XRD、UV-Vis DRS对其进行表征,以500W氙灯模拟太阳光,考察改性TiO2粉体的可见光催化活性.采用涂覆法制备出改性TiO2电极,以300W高压汞灯为侧光源,考察了电极的光电催化性能.实验结果表明:改性TiO2粉体均为锐钛矿型晶相,Ce和Bi的加入不同程度地提高了TiO2在可见光区的吸光强度,Bi和Ce最佳摩尔掺杂量均为0.04％.3种电极光电催化性能先后排序为:TiO2电极＜0.04％Bi-TiO2电极＜0.04％Ce-TiO2电极,循环伏安曲线分析表明,金属离子的掺杂提高了TiO2电极的电催化活性,且Ce的掺杂对电极电催化活性的影响大于Bi.HPLC分析表明,金属离子掺杂使得苯环开环加速,促进了苯酚的氧化过程.     

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。     

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。     

TiO2双掺Cr,Sb的光催化性能研究

采用共沉淀法制备了金属离子双掺杂的TiO2光催化剂,通过XRD,TEM,BET(表面积测定)和DRS(紫外-可见漫反射)测试手段对样品进行分析,以甲基橙为目标污染物对其进行光催化降解.研究结果表明:光催化活性是多种因素协同作用的结果,煅烧温度、掺杂以及样品的光吸收对光催化性能都产生影响.金属离子双掺杂可使光催化剂在可见光区具有光响应,在荧光汞灯激发下,其催化活性优于未掺杂的样品.     

g-C3N4/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究

目的 获得在可见光下光催化活性较好,且可回收、可重复利用的光催化材料。方法 在钛基底上采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列（TiO2 NTAs）,将TiO2 NTAs在10%尿素溶液中浸渍不同时间后,在氮气保护下高温热分解,制备g-C3N4/TiO2 NTAs复合薄膜。采用XRD、SEM、TEM对复合薄膜进行物相及形貌的表征,在可见光照射下,通过亚甲基蓝溶液的催化降解实验来评估复合薄膜的光催化活性。结果 在10%尿素溶液中浸渍不同时间后所获得的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,其可见光催化活性均较纯TiO2 NTAs有所提高,而且随浸渍时间的增加,其可见光催化活性依次增加。浸渍时间为6 h的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,在可见光下的光催化活性最高,在120 min内对亚甲基蓝的降解率可达73%。继续增加浸渍时间,所获得的TiO2 NTAs样品的可见光催化活性有所降低。结论 g-C3N4与TiO2 NTAs复合,可以有效提高TiO2 NTAs的光催化活性,其原因是g-C3N4的复合提高了载流子的传递效率,同时也提高了对可见光的吸收。