金属离子掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响及其机理研究进展

介绍了金属离子掺杂纳米TiO2的制备方法，阐述了金属离子掺杂对纳米TiO2光催化性能的影响及其机理。     

La^3掺杂对纳米TiO2微观结构及光催化性能的影响

以钛酸丁酯和氧化镧为原料，采用溶胶－凝胶法制备了La^3掺杂TiO2纳米粉体，讨论了不同掺杂浓度，不同热处理温度的样品催化降解刚果红染料实验中的光催化活性，并通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）分析了La^3掺杂TiO2样品的相组成、晶胞参数和晶粒大小对光催化活性的影响。结果表明La^3掺杂能够显著提高TiO2粒子的光催化活性，最佳掺杂浓度为100：3．0，最佳热温度为600℃；La^3掺杂的TiO2的相组成是影响光催化活性的决定性因素，晶格膨胀程度及晶粒大小对光催化活性的影响，主要是在相组成相或相近时才体现得比较明显。     

La3+掺杂对纳米TiO2微观结构及光催化性能的影响

以钛酸丁酯和氯化镧为原料,采用溶胶-凝胶法制备了La3+掺杂TiO2纳米粉体,讨论了不同掺杂浓度、不同热处理温度的样品催化降解刚果红染料实验中的光催化活性,并通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)分析了La3+掺杂TiO2样品的相组成、晶胞参数和晶粒大小对光催化活性的影响.结果表明:La3+掺杂能够显著提高TiO2粒子的光催化活性,最佳掺杂浓度为100∶3 0,最佳热处理温度为600℃;La3+掺杂的TiO2的相组成是影响光催化活性的决定性因素;晶格膨胀程度及晶粒大小对光催化活性的影响,主要是在相组成相同或相近时才体现得比较明显.     

稀土元素掺杂对纳米TiO2光催化剂的影响及机理

综述了稀土元素掺杂对纳米TiO2晶型的转变温度、晶粒大小以及光响应范围的影响，比较详细地介绍了稀土掺杂纳米TiO2的掺杂机理以及同种稀土元素掺杂对TiO2光催化活性的影响因素在近年来的研究现状，并指出了在稀土元素掺杂纳米TiO2的研究方面存在的问题以及今后的研究方向。     

稀土元素掺杂纳米TiO2Zeta电位的研穷

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2以及稀土元素（Ce、Nd、Pr、Sm）掺杂纳米TiO2粉体．采用透射电镜（TEM）表征粉体形貌，MARVEN NANO ZS-90仪器测试粉体Zeta电位。结果表明：制备粉体属于纳米级别；在pH值2～11范围内，Pr、Sm、Nd掺杂与纯纳米TiO2 Zeta电位-pH曲线形状大致相同，相对于纳米TiO2的Zeta电位-pH曲线，Pr、Sm掺杂曲线右移，等电点增大；Nd掺杂曲线左移，等电点减小。Ce掺杂未出现等电点，在pH值2～11范围内，其Zeta电位始终为负值，在pH值相同时，5％Ce-TiO2 Zeta电位绝对值〉1％Ce-TiO2、2．5％Ce-TiO2．     

锐钛矿TiO2纳米晶体的微结构尺寸效应

对制备条件相同、晶粒度不同的锐钛矿ＴｉＯ２纳米晶体（ｎ－Ａ－ＴｉＯ２）样品之晶粒微结构进行了细致的Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）研究，给出了标明晶面指数（ｈｋｌ）和晶面间距（ｄｈｋｌ）值的系列ＸＲＤ谱，并得到了晶面间距、晶格常数、轴比、晶胞体积等参数数值及其相对常规粗晶的变化情况，从而初步揭示出该样品晶粒微结构随粒度的变化情况。发现了锐钛矿ＴｉＯ２纳米晶体样品中存在着单调的各向异性微结构尺寸效应。     

F掺杂TiO2纳米管阵列的可见光催化活性和电子结构

采用电化学阳极氧化法,在纯Ti表面一步制得原位生长的F掺杂TiO2纳米管阵列.对煅烧后样品进行扫描电镜(SEM)、X射线多晶衍射(XRD)表征.结果表明,所得TiO2纳米管排列整齐、平均管径约40 nm,平均管长约700 nm.XPS蚀刻分析发现,少量F原子以F-Ti-O键的形式掺杂进了TiO2晶格,同时产生活性物质T...     

金属Cd2+掺杂TiO2纳米颗粒的制备及能级结构的影响机理

采用溶胶-凝胶法制备了Cd2+掺杂改性TiO2纳米颗粒,利用XRD、TEM、XPS和UV-Vis光谱对掺杂前后颗粒的结构和性能进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的Cd2+掺杂TiO2纳米颗粒主要为锐钛矿相,粒径尺寸在20nm左右,掺杂前后TiO2的尺寸和形貌没有明显变化;结构表征和光谱测试结果发现,Cd元素在TiO2纳米颗粒中部分取代TiO2晶格中的Ti元素,以Cd2+的形式存在,形成Cd—O键,使TiO2纳米颗粒的吸收带边红移,降低了TiO2的禁带宽度。并且采用基于密度泛函理论的第一性原理对Cd掺杂TiO2进行了能级结构的模拟计算,发现理论结果与实验结果有较好一致性。     

纳米TiO2的掺杂改性及应用进展研究

纳米级TiO2作为一种光催化材料,在环境保护、光能转换、医药行业、工业催化等领域有着极为广泛的用途.较低的光量子效率以及短波长高能量的激发源是限制TiO2使用范围的主要原因,其中掺杂改性是提高TiO2光量子效率的重要手段.本文综述了近几年来利用贵金属沉积与离子掺杂来改善二氧化钛光催化性方面所取得的进展及在相关领域的应用.     

铁离子对二氧化钛晶型转变的影响

通过共沉淀法制得纳米掺铁TiO2粒子，并利用TEM、DSC-TG和XRD测试手段研究了铁离子TiO2晶型转变过程中的作用，以及铁离子掺杂浓度对TiO2晶型转变的影响。     

非金属元素掺杂TiO2可见光催化原理的探讨

本文从几篇文献的误解入手,介绍了掺氮二氧化钛(TiO2)具有可见光活性的几种不同观点,在分析后,得出掺氮TiO2具有可见光活性是由于两方面的因素造成的:一是氮的掺杂使TiO2的价带产生变化,这种变化使价带附近的空穴活动性降低、带隙变小;二是掺氮TiO2存在氧空位,并且氧空位在导带边缘,使能带变窄.同时还介绍了掺硫TiO2、掺碳TiO2吸收可见光的原理.     

掺银TiO2薄膜的亲水特性

采用溶胶—凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得含不同掺银量的TiO2薄膜，通过对薄膜及相应粉体的XRD、XPS及薄膜致密度的测量，分析了银的掺杂量对TiO2薄膜亲水特性的影响。结果表明：TiO2薄膜中银的掺杂量≤0．635mol％时有利于TiO2薄膜亲水性能的改善；表面羟基和表面桥氧的含量对TiO2薄膜的亲水性能均有直接影响。     

微波法合成纳米TiO2及Fe3+掺杂纳米TiO2粉体的研究

通过控制盐的水解和微波辐射制备出晶粒尺寸为 6～ 2 5nm的TiO2 、Fe/TiO2 粉体。对水解温度、陈化时间、微波辐射的影响进行研究 ,发现TiO2 水解温度在 70～ 80℃、Fe/TiO2 水解温度在 6 5℃时 ,晶粒尺寸较小 ,而室温陈化时间的长短对晶粒尺寸没有大的影响 ,样品未微波辐射与微波辐射的晶粒尺寸、热性质等存在明显不同。通过XRD、TG DSC、TEM对制得的纳米粉体进行了表征     

Nb2O5掺杂对TiO2陶瓷性能的影响

在Nb2O5含量x为0.1～1.5%的范围内,研究了Nb2O5掺杂对TiO2压敏陶瓷电性能的影响.发现x＝0.7%的样品显示出最低的压敏电压(Eb=8.57V/mm )以及最高的相对介电常数2.385×104.分析认为Nb2O5掺杂的实质是Nb5 固溶于 TiO2中取代Ti4 使晶粒半导化,但掺杂量受晶格畸变作用有一定限制.     

纳米TiO2粉体的低温制备

采用液相沉积法制备锐钛矿型TiO2纳米光催化粉体,研究了沉积温度、反应物的摩尔比、沉积时间、[TiF6]^2-水溶液的浓度等对TiO2粉体性能的影响。用甲基橙的光催化降解表征了所制备的TiO2粉体的光催化活性。结果表明光催化活性最佳的实验参数为：温度为90℃,(NH4)2TiF6与H3BO3的摩尔比为1：2。5,沉积时间为1h,加水量为320ml。     

热处理对片状TiO2微粒相变的影响

用化学处理法制备了片状TiO2微粒，并对片状TiO2微粒及其焙烧产物的形貌和物相进行了分析。结果发现：片状TiO2微粒为无定型结构，片状颗粒非常薄；当加热到300℃以上时，TiO2片收缩变厚并由无定型转变为锐钛矿型结构．当继续加热使片状TiO2微粒由锐钛矿转变为金红石型结构时，原来的片状TiO2部分转变为长棒状的金红石型晶柱结构，而原料TiO2无论在多高的温度下焙烧都未出现长棒状晶柱结构；片状TiO2微粒的A→R相变温度比原料低大约300℃。     

酸在制备金红石型纳米TiO2中的作用

以成本低廉的偏钛酸和浓硫酸为起始反应物,采用水热合成法进行了纳米金红石型TiO2的合成研究.研究了制备过程中浓硫酸对偏钛酸的溶解情况,以及水热反应的pH值对TiO2晶型转变的影响.结果表明:只有当偏钛酸完全溶解,并且水热反应时的pH小于等于0.4时,才能制得纯相的金红石型TiO2.     

纳米二氧化钛的晶型转变及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制得稳定的TiO2透明溶胶．凝胶经焙烧制备了纳米TiO2粉体,利用FT-IR、XRD和原子力显微镜(AFM)技术对其进行了结构和形貌表征,考察了其对水杨酸的光催化活性。研究结果表明,醇胺不同的加入量,对TiO2从锐钛矿转变为金红石型的晶相转变温度(600～800℃)有很大影响．FT-IR谱的423cm^-1处吸收峰为金红石型TiO2的特征Ti-O键振动峰,采用310nm的紫外光波长照射时锐钛矿型TiO2粉体具有较高的光催化活性。     

CeO2掺杂TiO2催化剂薄膜的制备与表征

以Ar为工作气体，O2为反应气体，利用射频磁控溅射技术成功地在载玻片上沉积了透明TiO2催化剂薄膜。同时利用共溅射技术制备了掺杂CeO2的TiO2催化剂薄膜。采用X射线衍射(XRD)、Raman光谱、UV-VIS-NIR分光光度计、原子力显微镜(AFM)对薄膜进行了结构和形貌表征。