尖晶石型纳米SnO_2-ZnO复合材料对染料的光催化性能研究

通过化学共沉淀法,制备尖晶石型SnO2-ZnO复合金属氧化物纳米粉体。利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)分析粉体结构和形貌;通过紫外可见光谱分析光催化剂对甲基橙、二甲酚橙、茜素红、茜素黄四种染料的光催化降解情况。结果表明,该复合氧化物粉体平均粒径小于40nm。通过计算染料的脱色率,说明该催化剂对以上四种染料均有良好的光催化降解作用。     

二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水的动力学研究

以甲基橙为研究对象,探讨了在253.7 nm UV的照射下TiO2光催化降解甲基橙的影响因素以及光催化反应的动力学模型。结果表明,当TiO2投加量为30 mg.L-1、反应时间为120 min、甲基橙初始浓度为10 mg.L-1、pH值为5时,甲基橙降解率达到99.57%。TiO2投加量、甲基橙浓度、pH值对光催化降解的表观一级速率常数有很大影响。光催化降解甲基橙反应动力学符合准一级Langmuir-Hinshel wood方程。     

废旧锌锰电池回收制备菱形三氧化二锰及其对染料吸附性能研究

提取废旧锌锰电池中的锰氧化物灼烧制备Mn_2O_3,利用X射线衍射分析仪和扫描电子显微镜对产物进行表征。通过系列吸附实验探究Mn_2O_3作为吸附剂对甲基橙和茜素红染料的吸附机理和最佳吸附条件。结果表明,产物是粒径为500~1 000 nm的菱形多面体结构Mn_2O_3,对甲基橙和茜素红的吸附动力学均符合准二级动力学方程,热力学均符合Langmuir吸附方程;在最佳吸附条件pH值为2、吸附时间180 min、染料初始浓度为30 mg/L、Mn_2O_3投加量分别为24.62,35.56 g/g时,甲基橙和茜素红的吸附效果最佳。     

废旧锌锰电池回收制备菱形三氧化二锰及其对染料吸附性能研究

提取废旧锌锰电池中的锰氧化物灼烧制备Mn_2O_3,利用X射线衍射分析仪和扫描电子显微镜对产物进行表征。通过系列吸附实验探究Mn_2O_3作为吸附剂对甲基橙和茜素红染料的吸附机理和最佳吸附条件。结果表明,产物是粒径为500¹ 000 nm的菱形多面体结构Mn_2O_3,对甲基橙和茜素红的吸附动力学均符合准二级动力学方程,热力学均符合Langmuir吸附方程;在最佳吸附条件pH值为2、吸附时间180 min、染料初始浓度为30 mg/L、Mn_2O_3投加量分别为24.62,35.56 g/g时,甲基橙和茜素红的吸附效果最佳。     

钛柱撑蒙脱石光催化降解甲基橙的性能研究

以钛酸丁酯为前驱体、钠基蒙脱石为载体,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛柱撑蒙脱石（TiO2—MMT）纳米复合材料。采用X-射线衍射仪、透射电子显微镜、全自动比表面积及中孔、微孔分析仪（BET）等分析手段对TiO2—MMT进行了表征,并研究了其对甲基橙的光催化降解活性。结果表明：TiO2—MMT主要由锐钛矿型TiO2和蒙脱石组成,呈层片状结构,TiO2柱撑到蒙脱石层间,并使其（001）晶面间距明显增大。在中性和碱性奈件下,TiO2-MMT对甲基橙的光催化降解能力较弱;在酸性条件下,TiO2-MMT对甲基橙的降解率远远高于中性和碱性条件下的降解率。TiO2—MMT光催化降解甲基橙的优化条件为：pH值4、甲基橙初始浓度30mg·L-1、TiO2-MMT投加量10g·L-1,在优化条件下光照2h,TiO2-MMT对甲基橙的催化降解率为99．4％。     

H2O2处理H3PW12O40/ZrO2-WO3光催化降解有机染料的研究

采用浸渍法将H3PW12O40负载在ZrO2-WO3上,通过H2O2溶液的敏化,制得H3PW12O40/ZrO2-WO3（x）光催化剂,明显提高了其在模拟自然光下的催化活性。然后以光降解甲基橙为探针反应,对各反应影响因素进行了探究。在甲基橙初始浓度为5mg/L,溶液pH为2.5,催化剂的用量为0.3 g的优化情况下,光降解2 h,甲基橙的降解率达到91.16%,H3PW12O40/ZrO2-WO3（x）光催化降解甲基橙溶液为一级动力学反应。且H3PW12O40/ZrO2-WO3（x）对甲基橙、罗丹明B、碱性品和和亚甲基蓝均具有较高的光催化活性,降解率达70%-91.16%。     

玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能

制备了玻璃负载纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜,以甲基橙溶液作为模拟废水研究了其光催化性能,分别考察了光催化膜中m(Ti O_2)∶m(Si O_2)、膜厚度、使用次数和中试扩大以及再生方式对甲基橙模拟废水降解率的影响。试验结果表明,在太阳光下照射4 h,厚度为200~400 nm的光催化膜对10 mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%,失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜可应用于光催化水处理设备、建筑易清洁玻璃和太阳电池玻璃。     

SO4^2-／TiO2-SnO2固体超强酸的制备与光催化性能研究

为了提高TiO2的光催化性能,本文制备了SO4^2-／TiO2-SnO2固体超强酸（STS）,采用1R对STS的结构进行了表征,采用UV—Vis对光催化产物进行了分析,研究了STS光催化甲基橙降解的性能,结果表明适宜的制备条件为：n（TiO2）：n（SnO2）=12,焙烧温度为450℃,焙烧时间为4h,硫酸浓度为0．5mol／L,催化剂用量为0．3g／200mL,甲基橙降解率可达93％。IR分析表明在STS中形成了超强酸活性中心,UV-Vis分析表明甲基橙降解较为完全。     

水溶液中纳米二氧化钛光催化降解甲基橙的影响因素

用沸腾回流直接水解法制备了粒径为25～35 nm纯锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO2).用X射线衍射和透射电镜表征材料的结构与形貌.用该催化剂催化降解甲基橙,研究了催化剂用量、甲基橙的起始浓度、溶液pH值、光强度、溶液中添加金属离子的影响.结果表明:在较强紫外光照射下,当甲基橙的起始浓度为0.02 g/L,TiO2用量为1.0g/L,光催化效率最高.酸性条件有利于光催化降解甲基橙.掺加Fe3 或Zn2 的光催化效率显著增加.掺加Mn2 或Ca2对光催化活性没有影响.在紫外光区域(366 nm),样品对催化降解水溶液中甲基橙的活性较高.     

纳米氧化锌的制备及光催化应用

以硫酸锌和碳酸钠为原料,采用液相沉淀法制备了平均粒径为60 nm的氧化锌,通过正交试验得出制备纳米氧化锌的最佳工艺条件。用激光粒度分析、热重分析（TG-DTA）、X射线衍射分析（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）等物理手段对纳米氧化锌的粒径分布、热性能、晶形结构及微观形貌进行表征。结果表明：产品颗粒大小均匀,分散性较好,平均粒径为60 nm,前驱体的煅烧温度为400 ℃,形貌呈球形或类球形。纳米氧化锌作光催化剂对酸性品红和甲基橙进行光催化的实验表明：纳米氧化锌的光催化能力较强,对酸性品红和甲基橙的降解率分别为98.75%和92.37%。     

Cu掺杂SnO2纳米粉体的制备及气敏特性

控制不同n(Cu2+)/n(Sn4+),用均匀共沉淀法制备了平均粒径约80 nm的金红石型结构Cu掺杂SnO2纳米粉体;并以白云母为基片制备出Cu掺杂SnO2气敏元件。用TG-DSC、XRD、SEM对样品的相变、结构、形貌进行了分析,并测试了气敏元件的阻温特性和75℃氢气敏感性能。结果表明,Cu掺杂抑制了SnO2晶核的生长,使SnO2结晶度由约75%减小到50%,晶粒尺寸由约18 nm减小到6 nm;Cu掺杂使n型半导体SnO2的空气电阻值由1~8 kΩ提高到9×105~3×107MΩ,并使元件在75℃对体积分数为2 000×10-6氢气的灵敏度提高约20倍;n(Cu2+)/n(Sn4+)≈0.01时,元件对体积分数为4 000×10-6氢气的灵敏度高达约42。     

喷雾燃烧制备SnO2纳米棒及其气敏性能

采用喷雾燃烧法制备SnO2纳米棒,对其形貌和结构进行了表征. 所制SnO2纳米棒长200~350 nm,直径30~50 nm,沿(001)方向生长. 考察了Fe掺杂量和Sn4+浓度对SnO2纳米棒形貌的影响,分析了其生长机理. 高温快速反应使Fe3+进入SnO2晶格,促使其沿(001)方向取向生长. 对乙醇等有机气体的气敏性能测试结果表明,棒状SnO2比颗粒状的具有更优的气敏性能,在100′10-6(j)乙醇浓度下,棒状SnO2的灵敏度为12,反应和恢复时间分别为9.5和6 s.     

Ce4+的掺杂和染料结构对TiO2光催化性能的影响

采用浸渍法制备了掺杂Ce^4 的TiO2粉体光催化剂,考察了Ce^4 的含量对TiO2光催化性能的影响,并且研究了它对直接耐晒蓝和4,2-(吡啶偶氮)-间笨二酚钠两种染料的降解效果。结果表明,以TiO2干凝胶为母体,浸渍Ce^4 所制备的粉体光催化剂Ce^4 /TiO2降解效果分别比纯TiO2高45％和23％其对偶氮基团的分解效果明显高于对吡啶环和间苯二酚基的分解。X射线衍射分析表明,该法制备的TiO2粉体中锐钛矿相占90％以上,没有铈的氧化物形式,平均晶粒粒径为1nm;红外吸收光谱分析表明,Ce^4 ／TiO2和TiO2红外吸收光谱图相似,说明掺杂Ce^4 并没有极大地改变TiO2的化学结构。     

氧化共沉淀制备Sb2O5掺杂的超细SnO2

用氧化共沉淀法制备了掺锑的超细SnO2粉体，采用TG-DTA, XRD及TEM方法对微粉进行了表征. 结果表明：在不同温度下热处理可得到不同粒径的超细SnO2粉体；锑以Sb2O5的形式掺入，掺杂适量，材料仍保持SnO2的结构，抑制了主晶相晶粒成长. 电性能测试表明，锑的掺入降低了材料的固有电阻.     

二氧化锡不同掺杂方式对钛酸钡介电性能的影响

研究了二氧化锡不同掺杂方式对钛酸钡介电性能的影响。采用固相法制备出掺杂比例为2mol%SnO2&BaO、2mol%SnO2和4mol%SnO2三组不同方式SnO2掺杂钛酸钡样品。结果表明,两种掺杂方式对钛酸钡的作用效果截然不同,SnO2-BaO共掺杂会以BaSnO3的形式固溶入钛酸钡晶格,从而增大其介电常数,减小居里温度,同时介电损耗不会增大;SnO2单独掺杂则会引入Sn4+杂质离子,造成钛酸钡介电常数的减小以及介电损耗的增大,导致介电性能的劣化。     

水热法制备稀土元素掺杂二氧化锡及其对乙醇气敏性能

利用水热法制备了SnO2粉末及掺杂不同稀土离子的SnO2粉末. 通过XRD和气敏测试仪对其结构和性能进行了表征和测试. 结果表明,所制备的SnO2粉末呈四方金红石结构,稀土离子的掺入并没有改变SnO2的晶体结构,也无新晶相的出现. 掺杂镧的SnO2样品(SnO2:La)对乙醇有较高的气敏性. 分析了气敏机理. SnO2:La的灵敏度随着乙醇浓度的增加而增加,随温度的升高呈现波动状,且当温度在250℃时,SnO2:La对1.00′10-4乙醇的灵敏度最大,可达到101.1. 在此条件下其响应时间和恢复时间约为5 s.     

Fe掺杂对纳米晶SnO_2粉体结构的影响(英文)

采用共沉淀法制备了一系列Fe掺杂含量由低到高的纳米晶SnO2粉体。采用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子谱分析等测试手段对其进行了表征。结果表明:当Fe掺杂含量(摩尔分数)低于15%时,晶粒大小随掺杂含量的增加显著下降,从无掺杂的5.2nm到掺杂15%Fe的2.4nm,随后继续增加Fe掺杂含量对晶粒大小无影响。而当Fe掺杂量大于20%时,Fe在SnO2晶粒表面才出现较为明显的偏析。掺杂物对SnO2晶粒长大的阻碍作用主要归因于掺杂物与SnO2体相形成固溶体,产生的溶质拖曳和晶格畸变效应,掺杂物在晶粒表面偏析所起作用较小。     

Sb掺杂SnO_2表面富集光电子能谱研究

采用化学共沉淀法,以SnCl4.5H2O和SbCl3为原料,成功地制备了5～20 nm左右、四方金红石Sb掺杂SnO2（ATO）微晶粉体。电阻率,XRD、XPS综合测试分析表明：Sb掺杂量、煅烧温度对Sb在SnO2晶粒中的分布、Sb价态的存在形式、电阻率的变化有较大的影响。掺杂到SnO2粉体中的Sb含量,不会改变SnO2的四方金红石结构,一部分Sb原子固溶到SnO2晶格中,剩余的Sb原子向SnO2粉体表面富集,并取代SnO2表面的Sn原子,形成Sb富集层,相当于一层＂栅栏＂,阻碍心部Sb原子向表面扩散,抑止掺杂SnO2（ATO）晶粒的长大。     

二氧化锡量子点的制备、表征及缺陷研究

以SnCl4·5H2O为原料、三重蒸馏水为溶剂,结合溶胶凝胶法与水热法合成了9种不同粒径的SnO2量子点胶体及其对应的粉末颗粒。分析了不同合成条件对量子点的影响,用XRD和TEM对其粉末结构和形貌进行了表征,对SnO2纳米粒子的Uv-Vis光谱以及光致发光光谱进行了分析,计算了量子点粒径大小以及禁带宽度,并对其荧光发光机理进行了探讨。结果表明,合成的Sn02量子点的粒径为3．2～4．6nm,粒径分布均匀,分散性较好。SnO2纳米粒子光致发光在430nm、530nm和600nm处有发光峰,分别是由锡间隙、单电子氧缺陷以及表面态引起的深能级跃迁所致。