Gd~(3+)和Zn~(2+)共掺杂二氧化钛介孔粉末的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Gd3+和Zn2+共掺杂Ti O2粉末。研究了Gd3+和Zn2+掺杂对样品的相组成、表面形貌和光催化活性的影响;以亚甲基蓝为目标降解物评价了其光催化活性。结果表明:制备的样品为锐钛矿相并具有良好的介孔结构。Gd3+和Zn2+在抑制光生电子与空穴的复合起到不同的作用,Gd3+起到光生电子陷阱的作用,Zn2+可以在起到光生空穴陷阱的作用,Gd3+和Zn2+共同作用可以显著降低电子和空穴的复合速率,进而增大Ti O2的光催化活性。当Gd3+的掺杂量为0.5%、Zn2+的掺杂量为0.3%时,Ti O2粉末的光催化活性最高,经过40 min光催化降解亚甲基蓝溶液,降解率达到99.5%,比单掺杂0.5%Gd3+的Ti O2粉末降解率提高了11.5%,比单掺杂0.3%Zn2+的Ti O2粉末降解率提高了9.3%。     

Sm掺杂TiO_2降解苯胺黑药性能

采用溶胶–凝胶法在不同煅烧温度下制备了不同Sm掺杂量TiO_2 (x%Sm/TiO_2)粉末。对制备的x%Sm/TiO_2样品进行结构和性能表征,研究了x%Sm/TiO_2粉末在紫外灯下对苯胺黑药的光催化降解性能。结果表明:适量Sm掺杂的TiO_2比纯TiO_2的光吸收强度及比表面积更大,且粒径更小。Sm掺杂TiO_2粉末具有高的紫外光催化活性,在300 W汞灯照射下,500℃煅烧的0.25%Sm/TiO_2样品催化反应180 min对苯胺黑药的降解率达91.9%,表现出较高催化效率。另外,0.25%Sm/TiO_2重复使用4次后,对苯胺黑药的降解率无明显降低,表明Sm掺杂TiO_2催化剂具有优良的稳定性。淬灭剂实验表明,催化剂降解苯胺黑药主要是羟基自由基和空穴的协同作用,其中羟基自由基起主要作用。     

Cu掺杂TiO_2光催化剂降解有机染料的研究

采用溶胶-凝胶法制备Cu/TiO_2光催化剂,在汞灯下光催化降解酸性品红溶液。探讨了金属掺杂量,煅烧温度、煅烧时间、催化剂的用量以及溶液初始浓度对光催化降解效率的影响。结果表明,Cu掺杂量为1.5%(摩尔分数)、煅烧温度600℃,煅烧时间2h的制备条件下,催化剂的最佳用量为0.1%(g/mL)对酸性品红染料初始浓度为10mg/L的降解率较高,光照60min后品红降解率可达74.3%;掺杂1.5%(摩尔分数)的Cu/TiO_2催化剂的光催化活性高于TiO_2,其光催化降解率较TiO_2提高了21%。Cu的掺杂可以显著提高TiO_2的光催化效率。     

Cu掺杂TiO_2光催化剂降解有机染料的研究

采用溶胶-凝胶法制备Cu/TiO_2光催化剂,在汞灯下光催化降解酸性品红溶液。探讨了金属掺杂量,煅烧温度、煅烧时间、催化剂的用量以及溶液初始浓度对光催化降解效率的影响。结果表明,Cu掺杂量为1.5%(摩尔分数)、煅烧温度600℃,煅烧时间2h的制备条件下,催化剂的最佳用量为0.1%(g/mL)对酸性品红染料初始浓度为10mg/L的降解率较高,光照60min后品红降解率可达74.3%;掺杂1.5%(摩尔分数)的Cu/TiO_2催化剂的光催化活性高于TiO_2,其光催化降解率较TiO_2提高了21%。Cu的掺杂可以显著提高TiO_2的光催化效率。     

硼掺杂TiO_2纳米颗粒的制备与可见光催化性能研究

通过用溶胶-凝胶法制备纯的和掺杂硼的TiO_2纳米颗粒,对样品进行可见光光催化降解有机废水实验,研究主要影响因素对甲基橙在可见光催化降解的影响规律。结果表明,在煅烧温度600℃,催化剂用量50 mg,摩尔比0.05,120 min光照甲基橙,最高降解率达51.26%。在此基础上,以镧硼掺杂比为1∶2的TiO_2催化剂的光催化降解率最高达61.48%。通过掺杂修饰的TiO_2,提高了其可见光的光催化活性。     

改性TiO2纳米管的制备及其对盐酸多西环素的降解

利用商业TiO_2粉末,采用水热法制备出不同摩尔分数的Co~(2+)掺杂改性TiO_2纳米管,以盐酸多西环素为降解目标,研究了样品的光催化性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)、比表面积仪(BET)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度法(UV/Vis)等技术对样品进行了表征。结果表明,TiO_2纳米管管径均一、管壁多层,具有两端开口的中空孔径结构;Co~(2+)掺杂不会对纳米管的形貌产生影响,但能够增大纳米管的比表面积;Co~(2+)以离子形式存在于TiO_2纳米管的晶格内部;随着Co~(2+)掺杂量的增加,掺杂样品的吸收边出现了持续的红移。盐酸多西环素的光催化降解实验表明,相比TiO_2粉末, TiO_2纳米管具有较好的光催化活性,并且Co~(2+)掺杂改性提高了材料的光催化活性。其中,摩尔分数为1%的Co~(2+)掺杂改性的样品对盐酸多西环素的光催化降解效果最好,在氙灯照射下反应120 min,降解率为81.1%。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃的制备及其光催化降解甲基橙性能

以溶胶-凝胶法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2胶体,并通过浸渍提拉法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃。以光催化能力(即对5 mg/L甲基橙溶液的降解率)和透光率为指标,通过正交试验考察了制备工艺对其性能的影响。增加镀膜次数可以增强薄膜玻璃的光催化性能,但是透光性降低。最优工艺为:镀膜5次、烘烤温度100℃、煅烧温度550℃、烘烤时间25 min、煅烧时间0.5 h。所得薄膜玻璃对甲基橙的光催化降解率和透光率分别达到81.8%和78.7%。对比相同条件下制备的TiO_2薄膜玻璃,Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃具有更好的光催化能力和更小的水接触角,意味着亲水性更好。     

B-F-S梯度掺杂改性TiO_2薄膜材料的光催化性能

研究了B,F,S梯度掺杂TiO_2薄膜的光催化活性,考察了晶相结构及吸收光波长的变化.结果表明,离子单掺杂或共掺杂后TiO_2薄膜的光催化活性均优于表面掺杂的TiO_2薄膜,共掺杂TiO_2薄膜的光催化性能优于单掺杂的TiO_2薄膜,离子三掺TiO_2薄膜对品红的最佳降解率可达81.11%,与离子间的协同效应有关.     

非金属掺杂改性纳米TiO_2光催化性能研究进展

详细综述了近年来非金属掺杂TiO_2光催化的最新进展,总结梳理了N、C、P、S、B、F、Cl、Br、I及非金属共掺杂元素对TiO_2光催化降解有机污染物的影响,同时对不同掺杂纳米TiO_2晶体结构及光谱响应机制进行了比较和探讨。不同类型非金属元素的原子半径、晶体结构、掺入量都会对改性TiO_2的能级结构和带隙宽度产生差异,进而其对不同有毒有害污染物的光催化性能产生不同影响,需要综合考虑。通过非金属掺杂改变纳米TiO_2的能级结构,增大TiO_2表面的活性点位,提高其光催化性能,实现有毒有害污染物的彻底降解,从而达到净化环境的目的。     

铁掺杂TiO2纳米粉光催化降解酸性刚果红

采用水热技术制备了铁掺杂TiO_2光催化剂,并用SEM、XRD、FT-IR对其进行了表征;以紫外灯(λ=254 nm)作为光源、酸性刚果红为目标降解物进行光催化性能的研究。SEM表征结果:自制的催化剂粉末由直径为2～3μm的TiO_2微米球形成,各微米球由八面体型的TiO_2纳米晶体(晶体长度1.0～1.5μm)自组装所成,形成八面体的三角形边长200 nm左右。XRD表征结果说明:所得光催化剂粉末为锐钛矿相TiO_2(即A-TiO_2),在其3种晶相中(锐钛矿相、金红石相和板钛矿相)中有最好的光催化性能。FT-IR结果表明:所制的TiO_2结构中存在大量的—OH,预计它有较高的光催化活性。光催化实验表明:掺杂离子提高了TiO_2光催化性能,Fe~(3+)掺杂量为6%(摩尔分数,下同)的TiO_2的光催化性能最好;在室温下,催化剂加用量1.2 g/L、降解时间10 min时,对60 mg/L酸性刚果红溶液(pH=6)的降解率达到82.73%。     

非金属掺杂改性纳米TiO_2光催化性能研究进展

详细综述了近年来非金属掺杂TiO_2光催化的最新进展,总结梳理了N、C、P、S、B、F、Cl、Br、I及非金属共掺杂元素对TiO_2光催化降解有机污染物的影响,同时对不同掺杂纳米TiO_2晶体结构及光谱响应机制进行了比较和探讨。不同类型非金属元素的原子半径、晶体结构、掺入量都会对改性TiO_2的能级结构和带隙宽度产生差异,进而其对不同有毒有害污染物的光催化性能产生不同影响,需要综合考虑。通过非金属掺杂改变纳米TiO_2的能级结构,增大TiO_2表面的活性点位,提高其光催化性能,实现有毒有害污染物的彻底降解,从而达到净化环境的目的。     

生物基多孔碳负载TiO_2光降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,花生壳碳化所得多孔碳为载体,制备了多孔碳负载TiO_2的复合材料TiO_2-PC。以亚甲基蓝的紫外光催化降解为模型反应,研究了TiO_2-PC复合材料的光催化活性。分别研究了TiO_2负载量和煅烧温度对复合材料催化性能的影响。结果表明,TiO_2理论添加量55%,煅烧温度500℃时,复合材料的光催化降解性能最好,光照2 h后,亚甲基蓝的降解率达到96%,而同等条件下,纯TiO_2对亚甲基蓝的降解率为18%,充分显示了该复合材料在有机染料分子光降解中的优势。     

生物基多孔碳负载TiO_2光降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,花生壳碳化所得多孔碳为载体,制备了多孔碳负载TiO_2的复合材料TiO_2-PC。以亚甲基蓝的紫外光催化降解为模型反应,研究了TiO_2-PC复合材料的光催化活性。分别研究了TiO_2负载量和煅烧温度对复合材料催化性能的影响。结果表明,TiO_2理论添加量55%,煅烧温度500℃时,复合材料的光催化降解性能最好,光照2 h后,亚甲基蓝的降解率达到96%,而同等条件下,纯TiO_2对亚甲基蓝的降解率为18%,充分显示了该复合材料在有机染料分子光降解中的优势。     

铜掺杂锐钛矿型二氧化钛光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,在450 ℃煅烧下制备了纯TiO_2和不同浓度Cu掺杂TiO_2纳米粉末。通过XRD、PL、SEM等测试方法对样品的晶体结构、光生电子和空穴的复合率以及微观形貌进行表征,并选用罗丹明B作为目标污染物,研究其光催化性能的影响。结果表明450 ℃热处理后样品均为锐钛矿,Cu掺杂后能够细化晶粒,抑制光生电子与空穴的复合,但并未提高TiO_2光催化活性,这可能是Cu掺杂后引起了更严重的团聚减小了比表面积造成的。     

煅烧及干燥工艺对Yb-La/TiO_2光催化剂性能的影响

采用溶胶凝胶法制备镱镧共掺杂二氧化钛光催化剂Yb-La/TiO_2,并通过XRD、IR和BET手段对样品进行表征。在紫外光照射下,以罗丹明B作为目标降解染料,考察了催化剂的光催化性能。结果表明,制备Yb-La/TiO_2光催化剂煅烧及干燥工艺为:煅烧550℃,2h,干燥150℃,24h;此条件下制备出的Yb-La/TiO_2能使罗丹明B的降解率达到93.37%结构表征结果显示:Yb-La/TiO_2催化剂使粒径降低,比表面积增加,催化活性增加,镧镱共掺杂TiO_2产生了协同效应。     

多种光源下氮掺杂TiO_2光催化降解染料废水的研究

以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO2粉末,以甲基橙溶液为模拟染料废水,分别在可见光、模拟太阳光和紫外光条件下,研究了氮掺杂纳米TiO2光催化降解染料废水的性能。结果表明:氮掺杂可以提高TiO2的可见光催化活性;氮含量和煅烧温度对氮掺杂TiO2光催化活性影响较大,n(N)∶n(Ti)为10%且经500℃煅烧的氮掺杂TiO2在可见光和模拟太阳光下均具有最佳的光催化活性;然而在紫外光下,氮掺杂TiO2的光催化活性低于未掺杂的TiO2样品。     

Ag(Ⅰ)敏化TiO_2的可见光催化性能研究

以葡萄糖为模板和碳源,经水热反应和高温煅烧得到碳掺杂介孔TiO_2中空微球(C-TiO_2),并以C-TiO_2为载体,将Ag NO3和Na H2PO4负载到TiO_2介孔孔道中,在光催化过程中原位生成Ag3PO4提高TiO_2的光催化活性。利用XRD、SEM、TEM以及UV-Vis DRS对样品进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,对样品在紫外光和可见光下的催化性能进行表征。结果表明,Ag(I)敏化后TiO_2的载银量为5.6%时光催化活性最佳,在紫外光下20 min时降解率为98.6%,可见光下40 min降解率为99.3%。     

金属掺杂TiO_2薄膜光降解活性艳兰的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同金属和不同厚度的TiO_2薄膜,以紫外光为光源,考察了不同厚度的TiO_2薄膜以及不同厚度的掺杂金属TiO_2薄膜降解活性艳蓝的效果。研究结果表明,TiO_2薄膜以及掺杂金属TiO_2薄膜的厚度对光催化效果有明显影响,并且不是简单的随着厚度的增加而增大或减小;掺杂金属影响TiO_2薄膜的光催化性能,本研究掺杂的银离子能明显提高TiO_2薄膜的光催化性能,而钒离子则不能提高TiO_2薄膜的光催化作用。     

钕氟复合掺杂二氧化钛纳米线阵列的光催化性能

利用溶胶-电泳沉积技术,以多孔有序阳极氧化铝膜为模板制备Nd~(3+)/F~-共掺杂的二氧化钛纳米线阵列.用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对其进行表征,并以甲基橙为降解物,对Nd~(3+)单掺杂TiO_2、F~-单掺杂TiO_2和Nd~(3+)/F~-共掺杂TiO_2进行了光催化降解性能研究.结果表明:Nd~(3+)/F~-共掺杂TiO_2纳米线阵列具有比单元素掺杂更高的光催化活性,光照1 h对甲基橙的降解率均达到90%以上.同时,杂质离子的引入使得TiO_2薄膜的吸收波长发生红移,实现了在不降低TiO_2光催化性能的同时又具有可见光活性.     

超临界干燥法制备TiO_2/凹凸棒复合光催化剂

以凹凸棒为载体,四氯化钛为钛源,通过溶胶-凝胶法结合超临界干燥法制备TiO_2/凹凸棒复合光催化材料。采用XRD、SEM、TEM、BET、XPS等方法对材料的结构、形貌及催化性能进行表征。研究结果表明:超临界干燥可增大复合材料的比表面积,抑制TiO_2发生晶型转变。凹凸棒吸附特性良好,增加了材料表面的活性位点,显著提高催化剂的光催化活性。不同煅烧温度下的TiO_2均为锐钛矿型,粒径约为20 nm,呈不规则短棒状,成功负载于凹凸棒上。在400℃煅烧2 h条件下,催化剂3 h后对亚甲基蓝的降解率可达98.4%。