钽掺杂对层状钙钛矿镧钛酸钾光催化性能的影响

用高温固相法制备Ta5 掺杂的K2-xLa2Ti3-xTaxO10(x=0.1-1.0)系列层状钙钛矿,用XRD,UV-VIS和BET等方法对样品进行表征,研究了钽取代钛对层状钙钛矿镧钛酸钾光催化性能的影响.结果表明,掺杂Ta降低了半导体颗粒能隙,拓展了光响应范围,提高了光催化活性.随着Ta掺杂量的增加,少量Ta团聚覆盖在材料颗粒表面,x增至0.8时发生相转变,导致光催化活性下降.结果表明,K1.9La2Ti2.9Ta0.1O10具有最佳光催化活性.     

TiO2-SiO2双组分膜结构与光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同Si／Ti比的TiO2-SiO2双组分膜．用紫外光照射亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．通过XRD、FTIR、HRTEM、FE—SEM、AFM以及UV—VS—NIR分光光度计等分析手段对薄膜的结构和光学性能进行了表征．结果表明：适量SiO2的引入，显著提高了TiO2薄膜的光催化活性，Si／Ti比为0．2时薄膜的光催化活性为最佳．SiO2引入TiO2薄膜后，生成了Ti—O—Si玻璃相和无定形SiO2，这两种物相聚集在TiO2晶界周围，有效地阻止了TiO2的晶粒长大，提高了锐钛矿相向金红石相的转变温度，使复合薄膜经过500℃热处理后，只有锐钛矿相存在，有利于薄膜的光催化活性的提高．     

Zr掺杂K2La2Ti3O10制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯、碳酸钾、硝酸镧、氧氯化锆为原料,采用聚合-络合法制备出了新型的Zr掺杂改性的纳米复合物K2La2Ti3-xZrxO10,通过X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(DRS)、比表面(BET)以及光致发光(PL)测试对其晶体结构和光学性质进行了表征.以乙醇为电子给体,比较了Zr掺杂量对催化剂光解水活性的影响.结果表明,通过低浓度Zr的掺杂,载Pt后光催化活性得到了大大地提高.Zr掺杂量x=0.2时获得比表面为18.72m2/g的纳米颗粒具有最好的光催化活性,测得其5h内在乙醇溶液中的产氢量子效率为2.69%.     

Preparation and properties of Yb-Ti02 photocatalysts

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Yb掺杂纳米Ti02光催化剂（Yb-TiO2）,采用XRD、UV-Vis、FT-IR等方法对其进行表征和分析,并以亚甲基蓝（MB）作为目标降解物,考察了热处理温度以及Yb掺杂量对样品性能的影响。实验结果表明,Yb掺杂样品均为金红石相和锐钛矿相的混晶相,Yb的掺入拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,提高了TiO2的光催化活性。当pH值-2．5、n（Yb）：n（Ti）-0．005、热处理温度为650℃时,制备的样品其光催化活性明显优于Degussa P25。     

钙钛矿结构钛酸铅四方板状颗粒的水热合成及表征

以层状结构的K2Ti6O13纳米纤维为钛源,成功实现了钙钛矿结构钛酸铅四方板状颗粒的合成。分别利用XRD、SAED、SEM、TEM、HRTEM对其物相和微观形貌进行了表征。结果显示,所合成的PbTiO3四方板状颗粒平行于(101)晶面,厚度约为200~300nm,边长约为1~2μm。基于水热处理时间对物相和形貌演化的影响,讨论了PbTiO3四方板状颗粒形成机理。发现层状结构K2Ti6O13对PbTiO3四方板状颗粒的形成具有重要作用。在水热处理过程中,Pb2+离子取代K2Ti6O13结构中的K+离子,导致层状剥离,形成钛酸铅片状基元,结晶形成中间相PbTi0.8O2.6,进而转化为钙钛矿结构PbTiO3二维板状四方颗粒。     

硬脂酸法制备层状K2La1.8Nb0.2Ti3O10

采用硬脂酸法在相对较低的温度下掺杂Nb制备了K2La1.8Nb0.2Ti3O10层状化合物.通过X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱对产物进行了表征.结果表明,通过硬脂酸法在800℃可获得超细K2La1.8Nb0.2Ti3O10,颗粒尺寸为100～250 nm,经过Nb掺杂后的产物仍然保持层状结构,层间距约1.5nm.紫外-可见光谱表明掺杂前后的产物在紫外区均有较明显的吸收,但经Nb掺杂后的K2La1.8Nb0.2Ti3O10吸光度明显增强.     

Pb掺杂TiO2薄膜的制备及光催化活性研究

以硝酸铅和钛酸丁酯[Ti(OBt)4]为前驱体，用溶胶—凝胶法在活性炭表面制成了Pb掺杂TiO2薄膜，并用X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV—VIS)、透射电镜(TEM)对制得的Pb掺杂TiO2薄膜进行了表征，分别用甲基橙水溶液的光催化脱色反应、有机磷农药—氧化乐果(omethoate)水溶液的光催化降解反应评价了不同Pb掺杂TiO2薄膜的光催化活性。结果表明，薄膜为金红石和锐钛矿的混合晶相，相对于未掺杂的TiO2薄膜，由于金红石含量的增加，不同Pb掺杂TiO2薄膜的吸收带发生了微小的红移，Pb掺杂使薄膜的光催化活性明显提高，当Pb／TiO2质量分数为1．7％时，薄膜显示出最高的光催化活性。TiO2薄膜中的Pb可能以Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)两种形态存在，在紫外光的辐射下，Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)可能通过浅势俘获TiO2的光生电子和空穴而发生相互转化，减少了光生电子和空穴的简单复合，从而提高了薄膜的光催化活性。     

Fe掺杂ZnO/TiO2光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Fe掺杂ZnO/TiO2纳米催化剂粉体,利用多种技术手段对样品的组成、形貌、表面化学态、光学性能等进行表征分析,同时通过降解甲基橙溶液来评价样品的光催化性能.研究结果表明,掺杂Fe能稳定ZnO/TiO2的锐钛矿相,细化催化剂颗粒,并且促进光的吸收带隙红移.Fe-ZnO/TiO2的光催化活性相比Ti...     

Ta掺杂提高TiO_2光催化效率及对微观结构的调制

采用Ta元素掺杂TiO_2光催化剂,研究掺杂引起的光催化效率变化、微观结构改变和催化剂改性的机制。采用溶胶凝胶法制备不同浓度的Ta元素掺杂纳米TiO_2光催化剂,并通过降解罗丹明B表征其光催化性能。通过X射线衍射、拉曼光谱和X射线光电子能谱分析Ta掺杂纳米TiO_2催化剂晶相、微观结构、元素组成和化合价等。结果表明:Ta掺入纳米TiO_2催化剂后,Ta原子将取代Ti的位置,以Ta~(5+)形式存在于TiO_2晶格中,促进掺杂样品中形成氧空位,可以有效提高电子密度,并抑制光生载流子复合,从而提高催化效率。当掺杂比例n_(Ta)/n_(Ti)为3%时,光催化效率最高,光照2 h对罗丹明B降解率高达83.8%,是未掺杂样品的2倍以上。     

CdS-K2La2Ti3-xAgxO10复合物及其光催化制氢的性能

采用硬脂酸法合成Ag掺杂的K2La2Ti3-xAgxO10复合催化剂,并通过微波辅助法进行酸交换、胺柱撑、离子交换以及硫化等步骤制备了CdS插层的K2La2Ti3-xAgxO10。利用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)等技术对催化剂进行表征,考察了催化剂的光催化制氢活性。结果表明,Ag离子掺杂和CdS插层的协同作用拓展了催化剂的可见光吸收范围,提高了光催化活性,催化剂在可见光照射3h的产氢量为3.27mmol/(g.cat)。     

钴掺杂对PrMnO3超细粒子结构及光催化性能影响研究

采用溶胶-凝胶法结合真空干燥技术制备Pr-Mn-Co干凝胶,经热处理获取超细钙钛矿型PrMn1-xCoxO3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)粒子,产物经XRD、TEM、TG-DTA、FT-IR手段表征考察钴掺杂比例对PrMnO3超细粒子结构的影响。以甲基橙(MO)的光催化降解为探针反应,评价产物的光催化性能。结果显示:Pr-Mn干凝胶热处理时,500℃时出现晶相Pr6O11,700℃时产生晶相Mn2O3,稀土Pr影响Mn的晶化,900℃时得到粒径小于100nm的斜方晶系钙钛矿型PrMnO3类球形颗粒;Pr-Mn-Co干凝胶经900℃热处理,可得粒径约为30nm的钙钛矿型PrMn1-xCoxO3类球形颗粒,Co离子与Mn离子共同构成PrMn1-xCoxO3晶格的B位结点,经钴掺杂的PrMnO3超细粒子具有更高的光催化活性。     

水热法制备稀土掺杂TiO_2薄膜及光催化降解性能研究

采用水热法,以载玻片为基片制备了稀土掺杂Ti O2薄膜。以紫外光区吸光度值为指标,确定最佳制备条件为:90℃保温2h,Ti(SO4)2溶液和尿素溶液摩尔比为10∶1,稀土掺杂量为1 mL0.5 mol/L稀土盐溶液,掺杂稀土镧Ti O2薄膜有较好的光吸收性能。利用X-射线粉末衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱法(EDS)对Ti O2薄膜的结构及表面特性进行表征,结果表明制备的稀土掺杂Ti O2薄膜为锐钛矿型。以紫外灯为光源,降解率为指标,罗丹明B溶液降解为模型反应,考察稀土掺杂Ti O2薄膜光催化性能,结果表明,稀土掺杂Ti O2薄膜具有较高光催化活性且明显大于纯Ti O薄膜,该薄膜对罗丹明B的光催化降解率达87%以上。     

Ag掺杂的K_2La_2Ti_3O_(10)可见光催化制氢的研究

采用高温固相法合成了具有可见光响应的Ag掺杂的K2La2Ti3O10催化剂,利用XRD、UV-VisDRS、TEM和XPS对催化剂进行了表征。考察了催化剂的可见光催化分解甲醇水溶液制氢的活性,并对可见光催化机理进行了分析。研究表明,Ag的掺杂没有改变K2La2Ti3O10的微晶结构,并使催化剂粒径有所减小。紫外-可见漫反射分析表明禁带宽度为2.8eV左右,对可见光具有较高吸收。担载2%(质量分数)Pt后,在可见光下光催化活性较K2La2Ti3O10大大提高,掺杂1%(摩尔分数)Ag的K2La2Ti3O10的产氢量为0.37mmol,而纯K2La2Ti3O10的产氢量只有0.037mmol;掺杂1%(摩尔分数)Ag的K2La2Ti3O10的产氢速率最大0.08mmol/h。     

SrBi4Ti4O15铁电陶瓷A位掺杂改性研究

采用固相烧鲒法，以镧系元素La和Nd为掺杂离子，制备了不同掺杂量的SrBi4Ti4O15（SBTi）铁电陶瓷。X射线衍射谱显示样品呈随机取向的单一层状钙钛矿结构相。铁电测量显示适量的La和Nd掺杂使得SBTi的剩余极化（2P，）得到显著增加。对于SrBi4-xLaxTi4O15（SBLT—x），当x=0．25时，2P，达到极大值，为24．2μC／cm^2，对于SrBi4-yNdyTi4O15（SBNT—Y），当y=0．18时，2P，达到极大值，为25．8μC／cm^2，和未掺杂相比，分别增长近50％和56％。SBLT—x样品的矫顽场随掺杂量的增加而逐步减小，SBNT—Y的矫顽场在y=0．00到0．18之间几乎不变，在更大掺杂量下，随掺杂量的增加而逐步减小。掺杂引起材料中点缺陷浓度的降低和晶格畸变的减小，这两种因素的共同作用决定了刺余极化的变化。样品的变温介电谱显示，晶体的居里温度随掺杂量的增加而下降。在掺杂量大于0．75以后，SBLT—x和SBNT—y样品均出现驰豫铁电体的典型特征。     

Ca掺杂的GdBaCo2O5+δ的制备和物性研究

采用固相反应法制备了Gd1-xCaxBaCo2O5+δ(x=0、0.1、0.2)层状钙钛矿钴氧化物,通过XRD、SEM、TG和四线法研究了材料的制备和物理性能。结果表明,Ca掺杂的样品主相具有母相GdBaCo2O5+δ的晶体结构,还存在杂相BaCoO2.6;晶胞参数和体积随Ca掺杂量的增加而减小。从室温到1000K,所有样品都经历了金属绝缘体转变和结构相变,Ca掺杂样品的电导率得到大大提高,约为母相的2倍。     

Visible photocatalytic activity of Ti-doped LaNi03 synthesized by solution combustion synthesis

采用溶液燃烧法制备了一系列不同Ti掺杂量的LaNiO3光催化剂，研究了Ti掺杂量对其相结构、形貌和光催化性能的影响。采用XRD、SEM、EDS及光致发光光谱（PL）等对其进行了表征和分析。结果表明：采用溶液燃烧法可获得单一钙钛矿相的LaNiO3，随着Ti掺杂量的增加，晶面间距逐渐增大；Ti掺杂量对颗粒的形貌大小影响较小，颗粒近似球形，粒径分布均匀，约为80nm。可见光催化实验结果表明，当Ti掺杂量为3．0％（质量分数）时，所得催化剂的催化效果最好，适量的Ti掺杂可显著降低光生载流子的复合几率。     

La~(3+)、Nd~(3+)与非金属氮共掺杂TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ti O2、1%La/Ti O2、1%Nd/Ti O2和系列稀土La3+和Nd3+共掺杂Ti O2光催化剂,进而结合水热法制备了双稀土La3+、Nd3+和非金属氮共掺杂多元体系Ti O2光催化剂,并采用XRD、UV-Vis、SEM和XPS等测试手段对制备样品的微观结构、光谱学性能和离子掺杂形式进行了表征。研究表明,实验所制备样品均为锐钛矿型Ti O2光催化剂,稀土离子La3+或Nd3+的掺杂能有效抑制Ti O2颗粒尺寸的生长,而且双稀土离子的共掺杂更有效抑制Ti O2光催化剂颗粒尺寸的生长;非金属离子N的掺杂,能有效拓宽Ti O2光催化剂的光响应范围;多元体系Ti O2光催化剂中,稀土钕以+3形式掺杂,非金属氮以-3形式掺杂。实验以甲基橙为目标污染物研究其光催化性能,研究表明,所制备的光催化剂均有较高的紫外光光催化性能,其中样品1%(La∶Nd,1∶7),N/Ti O2的紫外光光催化性能最高,而且有较强的可见光光催化活性。     

CdS-K2La2Ti3-xPbxO10的制备及其光催化性能

采用硬脂酸法合成K2La2Ti3-xPbxO10,通过微波辅助酸交换、胺柱撑、离子交换等步骤制备了CdS插层的K2La2Ti3-xPbxO10(记作CdS-K2La2Ti3-xPbxO10)复合光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱仪(EDX),紫外–可见漫反射吸收光谱(UV-Vis),X射线光电子能谱(XPS)和光致发光光谱(PL)等对产物进行表征,考察了CdS-K2La2Ti3-xPbxO10在紫外光及可见光下催化制氢活性.结果表明,Pb离子掺杂和CdS插层K2La2Ti3-xPbxO10拓展了催化剂的可见光吸收范围,提高了光催化活性.微波辅助制备的催化剂在紫外光和可见光照射3 h后的产氢量分别为230.15和3.35 mmol/(g cat),并对光催化机理进行了分析.     

层状 K-Fe-Ti金属氧化物制备及光催化性能研究

以KNO3、Fe(NO3)3·9H2O、TiO2为原料,通过固相反应,制备出一种新型的光催化材料K-Fe-Ti层状金属氧化物,通过XRD、SEM以及TEM等分析表征,考察了不同配比,不同反应温度对产物结构和晶型的影响,发现配比为K:Fe:Ti=0．4:0．5:1．3(摩尔比)在1000℃反应温度下合成的催化剂结晶度和纯度都是最高的．并初探了这种新型层状金属氧化物在紫外光照射下的光催化制氢反应性能,产氢速率达到338．4μmol／h,表明具有较高的光催化活性,同时表现出显著的可见光吸收特性,是一种具有潜在应用前景的新型光催化材料．     

含钛高炉渣催化剂的光催化活性

以攀钢含钛高炉废渣为原料,在不同温度下煅烧合成了钙钛矿型硫酸掺杂的含钛高炉渣催化剂(sulfuric acid-modified titanium-bearing blast furnace slag,STBBFS),研究了混晶结构和硫掺杂对含钛高炉渣光催化活性的影响,结果表明,含钛高炉渣催化剂具有钙钛矿/锐钛矿混晶结构,粉体的颗粒形状不规则,煅烧后粒径变大;在紫外区域具有很强的光吸收能力,STBBFS催化剂的光催化活性由Cr(Ⅵ)的还原率评价.煅烧温度为400℃时,STBBFS催化剂的表面存在含量较高的SO2-4和较高的CaTiO3/TiO2晶相比,具有较高的光催化活性,用500 W中压汞灯照射10 h,可将浓度为20 mg·L-1的六价铬废水完全降解.