钒钴共掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备V、Co共掺杂改性TiO_2光催化剂,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,研究了V、Co共掺杂对TiO_2光催化剂性能的影响,结果表明,V、Co共掺杂对催化剂的平均晶粒粒径、吸收光谱、光生电子—空穴对的复合率、光催化性能都具有显著影响。通过正交试验得到共掺杂体系的最佳掺杂量为n(V)∶n(Ti)=0.3%、n(Co)∶n(Ti)=0.1%,此掺杂量下所制备的样品对MB进行降解,在普通日光灯下反应6h的光催化降解效率达96.4%,明显优于同等条件下德国Degussa公司生产的P25纯TiO_2光催化剂的降解效率44.35%。     

离子掺杂改性TiO2光催化剂的理论研究进展

光催化技术是一种治理环境污染的新技术,但由于存在2个瓶颈问题(光催化活性需要紫外光激发及量子转换效率低)而制约了其推广应用。围绕上述问题,国内外开展了大量的改性研究并取得了一定的成果,尤其是近年来开始重视该方面的理论研究,这对推动光催化技术的发展起到了重要作用。介绍了本课题组及文献报道的对离子掺杂锐钛矿相TiO2光催化材料理论研究方面取得的主要结果,总结了不同离子掺杂及共掺杂对TiO2晶体结构、电子结构、光学性质和光催化性能的影响规律,提出了如何选择合适的掺杂离子以便有效地提高TiO2光催化性能的方法。     

镨和氮共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备与性能

采用溶胶-凝胶法结合微波化学法制备高活性可见光响应型镨(Pr)和氮(N)共掺杂纳米TiO2光催化剂(Pr-N-TiO2).通过XRD、FT-IR、UV-Vis和TEM等手段对Pr-N-TiO2光催化剂样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察Pr-N-TiO2光催化剂对MB的光催化降解效果.结果表明Pr和N共掺杂TiO2能有效地抑制TiO2的晶粒生长,共掺杂离子之间的协同作用使得Pr-N-TiO2光催化剂的光谱吸收阈值波长发生红移,荧光光谱强度明显降低,光催化活性显著提高;在日光灯下,6h内,Pr-N-TiO2光催化剂对MB的光催化降解率达92.81%,明显优于DegussaP25的(45.01%).     

染料敏化太阳能电池的TiO_2光阳极研究进展

综述了染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)的TiO2光阳极的研究现状及存在的问题,分析探讨了改进和提高DSSC电池性能的方法和途径,并对其发展趋势进行了展望。     

Bi_(12)TiO_(20)粉体的制备及性能研究

采用化学溶液分解法制备了Bi12TiO20粉体.通过XRD及光催化降解甲基橙的分析,研究了制备条件对光催化活性的影响.结果表明,在可见光下,前驱体溶液浓度为0.25mol/L,加热温度为70℃,加热时间为3h,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h时,所制备粉体的光催化活性最好,其光催化降解甲基橙的降解率除个别样品外均大于德国Degussa P25.制备出的Bi12TiO20材料的带隙能约为2.28eV.     

锐钛矿型纳米TiO2溶胶的性能研究

采用溶胶法,以水为溶剂,在60℃下合成了TiO2溶胶.采用X射线衍射、差热分析、Zeta电位分析对其性能进行了表征,结果表明,所合成溶胶中的TiO2为纯锐钛矿型,平均粒径分布为2.3nm,Zeta电位为34mV.对甲基橙的降解实验表明,催化剂用量为5ml时,溶胶对甲基橙的降解率最高;在紫外光下,与P25粉体相比,溶胶降解速率更快,20min后对甲基橙的降解率即可达到93%.在可见光及荧光灯下溶胶也具有较好的降解效率.     

CeO2掺杂TiO2粉体的制备及其性能研究

采用Sol-gel法制备了CeO2不同掺杂比例的TiO2粉体,研究了掺杂比例对样品晶型、光谱吸收曲线及光催化降解亚甲基蓝的影响,结果表明:掺杂CeO2的TiO2样品对光波长的响应阈值为500nm左右;样品在普通日光灯下照射4h,对亚甲基蓝的降解率明显优于Degause P25,其中CeO2掺杂比率为7%(mol)的样品降解率达到了最大.     

杂CeO2的TiO2光催化降解甲醛的研究

采用液相合成法制备CeO2改性TiO2光催化粉体,利用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、X射线光电子能谱等对粉体的晶相组成、光谱吸收性能等进行了表征,结果表明:改性后的TiO2经800℃热处理后仍呈锐钛矿结构;CeO2/TiO2吸收光谱的阈值波长红移至450nm;改性后TiO2表面的化学吸附氧含量增加.光催化降解甲醛的结果表明,粉体在普通日光灯下对甲醛气体的降解率明显优于P25.     

锐钛矿相TiO2电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用第一性原理平面波超软赝势方法计算了锐钛矿相TiO2的电子结构和光学性质,并从理论上分析了它们之间的关系.利用精确计算的能带结构和态密度分析了电子带间跃迁占主导地位的锐钛矿相TiO2的介电函数、复折射率、反射率和吸收系数,理论计算得到的结果与实验测量结果基本一致.结果表明锐钛矿相TiO2在E//c和E上c两个极化方向上具有明显的光学各向异性,为锐钛矿相TiO2的应用提供了理论依据.     

纳米TiO2薄膜的低温制备

采用液相沉积法,在90℃下制备了纳米锐钛矿型TiO2薄膜.采用XRD、UV透射光谱、薄膜表面接触角的测量、厚度的测量及亚甲基蓝降解等手段研究了TiO2薄膜的性能.结果表明所制备的TiO2薄膜具有较好的超亲水特性及光催化活性,在可见光范围内具有较好的透明性,其平均透光率在80%以上.