铁掺杂TiO_2纳米粉体的制备、表征及光催化性能研究

采用水热法制备了铁掺杂的TiO_2纳米粉体,通过X射线衍射(XRD)和傅立叶交换红外光谱(FT-IR)对样品进行表征。以甲基红模拟废水的降解率考察自制的铁掺杂TiO_2纳米粉体的光催化活性。XRD结果说明,产物为锐钛型TiO_2,在其三种晶型中光催化性能最好;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;光催化性能实验结果显示:铁掺杂显著提高纳米TiO_2光催化活性,当Fe的掺杂量为摩尔分数1.4%时,其光催化活性最好,与纯TiO_2相比,光照2 h后甲基红的光催化降解率提高了33.66%;在最佳条件下(甲基红初始浓度为2 mg/L、p H值为6、掺Fe~(3+)量为摩尔分数1.4%、催化剂用量为0.8 g/L,可见光源为95 W白炽灯、光照为2 h),它对甲基红的降解率达到76.38%。     

铁、镧共掺杂纳米TiO2可见光催化性能研究

通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了铁、镧共掺杂纳米TiO2,采用X线衍射仪(XRD)、X线光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计(FL)等测试手段对样品进行表征。结果表明,500℃煅烧后的掺杂TiO2均呈锐钛矿型,平均粒径为6.1nm,掺杂抑制了TiO2粒径的长大,掺杂的Fe3+、La3+能有效进入TiO2晶格。掺杂使TiO2的吸收带边红移且在可见光区的光吸收增强,样品的荧光强度越小,催化效果越好。可见光光催化降解甲基橙实验结果表明,可见光照射5h,最佳共掺杂的0.01%Fe/0.6%La-TiO2对甲基橙的降解率达40.7%。     

锐钛型纳米TiO_2光催化性能的研究

以TiCl4为原料,采用沸腾回流强迫水解法制备纳米TiO2,用XRD、TEM对粉体进行表征。采用甲基橙溶液进行光催化降解试验,研究了TiO2的煅烧温度、添加量以及溶液的初始pH值对光催化性能的影响。实验结果表明,当溶液pH=2,TiO2煅烧温度为600℃,添加量为0.8 g/L,光催化75 min甲基橙的脱色率为90.87%。     

铁掺杂TiO2粉末的制备及其光催化性能

用水热法制备了铁掺杂TiO_2粉末,以FT-IR、XRD和SEM对其表征,考察了铁掺杂TiO_2粉末对茜素红溶液的光催化性能。结果表明:1637 cm~(-1)和3420～3450 cm~(-1)处分别是吸附水中—OH弯曲振动和伸缩振动峰,说明试样中含有大量—OH,有好的光催化性能;产物为锐钛型TiO_2,在其三种晶型中光催化性能最好;产物为三维花状晶体,花状结构的直径2～3μm,由细小的纳米晶定向聚集而成。铁掺杂有助于提高TiO_2光催化性能,当掺铁量为5%(摩尔分数)时其光催化性能最好,与纯TiO_2相比茜素红的光催化降解效率提高了40. 2%。在最佳条件下:茜素红初始浓度1. 5 g/L、pH值为4、A-TiO_2的掺铁量5%(摩尔分数)和投入量0. 502 g/L、室温14℃、紫外光(λ=254 nm)照射45 min,茜素红降解率88. 07%。     

纳米TiO_2光催化降解次甲基蓝的影响因素研究

以TiCl4为原料,采用水解沉淀法,并在空气气氛下于不同温度煅烧2h,制备得到纳米TiO2。采用XRD、TEM及UV-Vis对样品进行表征。在卤钨灯照射下,研究了不同煅烧温度、不同pH值以及H2O2的加入等因素对TiO2光催化降解次甲基蓝的影响。结果表明:以水解沉淀法制备的纳米TiO2,随煅烧温度的提高,在600℃开始向金红石相转变,1000℃时全部转变为金红石相,并且TiO2粒子长大,吸收带边向长波方向移动。锐钛矿相与金红石相共存的纳米TiO2比纯锐钛矿相和金红石相有更优异的光催化活性,在卤钨灯下照射90min,对次甲基蓝的降解率达到97%。     

锐钛矿TiO_2的水热法制备以及紫外光降解甲醛

用硫酸钛水热法制备了纳米TiO2光催化剂,研究了纳米TiO2的形态结构特征及其光催化性能,并探讨了甲醛溶液的初始pH值和初始浓度、TiO2用量、降解温度和时间对光催化降解反应的影响。结果表明,制备的锐钛矿TiO2产物平整而密实,它由八面体结构的TiO2纳米晶大面积自组装而成。在35℃降解温度下采用254nm紫外光源照射1h后,锐钛矿TiO2对甲醛的降解率达到51.10%,2h后达68.42%。     

镧掺杂钡铁氧体-聚苯胺复合材料的制备与表征

采用溶胶凝胶法制备了镧掺杂钡铁氧体（BaLaxFe12-xO19,x=0、0.01、0.03、0.05）。通过XRD表征表明它们的结晶性良好,均为单一的磁铅石型钡铁氧体晶相结构,随镧掺杂量的增加,得到的镧掺杂钡铁氧体的粒径随之减小。采用溶液原位聚合法制备镧掺杂钡铁氧体-聚苯胺复合材料,红外光谱分析可知聚苯胺-铁氧体纳米复合物的生成,揭示了聚合物分子链与铁氧体纳米粒子之间存在一定的键合作用,TEM表征显示复合材料粒子呈球形,且粒径为60～80 nm左右。随着铁氧体含量的降低,样品的磁性能随之降低,即铁氧体含量是影响磁性能的主要因素。     

纳米二氧化钛粉体在水中的分散行为

为使纳米TiO2在水溶液中良好稳定地分散,采用透光率法对粒径约为30 nm的锐钛型TiO2粉体在水溶液中分散行为进行了研究,并对其进行粒度分布、电位的测定。实验结果证明:加入量为二氧化钛质量0.8%的硅酸钠作为分散剂,调节pH值为8~10,超声分散约10 min可以使纳米二氧化钛在水溶液中获得良好稳定的分散。通过测定分散相在分散介质中的电位,验证了pH值影响纳米TiO2粉体在水中的分散行为。     

Bi_2O_3/TiO_2纳米复合物的微波合成及光催化性质

以硝酸铋和硫酸钛为原料,通过直接投料微波辐射水解合成法制备了掺铋TiO2纳米复合物,并用XRD、TEM进行了表征。结果表明,直接投料摩尔比为1∶10掺铋TiO2纳米复合物,经500℃热处理后晶型为锐钛矿型,粒径为6～10nm。以催化降解甲基橙来考察其光催化活性,结果表明所制备的纳米复合物是一个好的催化剂。研究了Bi3+的掺杂量、热处理温度、催化剂用量对掺铋TiO2纳米复合物光催化性能的影响。当催化剂用量为1g/L时,2mg/L的甲基橙溶液在紫外光辐射30min后,降解率达到97%。该复合物对甲基橙溶液的光催化降解符合一级动力学方程。     

纳米BiVO_4的微波合成及其光催化性质

以五水硝酸铋和五氧化二钒为原料,通过微波合成法制备了纳米BiVO4,采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了样品的形貌、结构和特性。XRD表明所制备的样品是纯的单斜晶型BiVO4;SEM显示样品的形貌呈层状结构;TEM进一步指出这些片层结构是由小粒子聚集而成的多孔结构。以催化降解甲基橙来考察其光催化性能。在100mL的10mg/L甲基橙溶液中加入0.12g经673K恒温热处理2h后的BiVO4及0.2mL H2O2,调节pH值为3.0,在可见光下照射90min后,降解率达到94.70%,催化性能良好。     

TiO_2(Ag)纳米半导体薄膜的制备及其光催化性能

对热解Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４＋ＡｇＮＯ３溶胶制备的ＴｉＯ２（Ａｇ）纳米半导体薄膜光催化特性与其结构的关系进行了研究。薄膜对二卡基砜的光催化降解结果表明,热解温度显著影响薄膜的光催化作用,这与ＴｉＯ２微粒的长大和晶相转变有关;适量的Ａｇ作活性剂可以显著改善薄膜的光催化性能。     

柠檬酸络合法制备La1-xZnxMnO3的研究

采用柠檬酸络合法制备了La1-xZnxMnO3(x为0,0.02,0.04,0.06和0.08)复合化合物,并利用XRD,TEM和紫外–可见分光光度分析等手段对其进行了表征。通过其对活性艳红X—3B的降解情况,研究其光催化活性。结果表明:所合成复合化合物为钙钛矿型结构,平均粒径为30nm。在A位掺杂Zn2+后,使LaMnO3对染料的降解率显著提高,其中La0.94Zn0.06MnO3对染料的降解率达到89.46%。     

Novel synthesis of cerium oxide nano photocatalyst by a hydrothermal method

Crystalline cubic cerium oxide nano particles have been synthesized from cerium (Ⅲ) nitrate (Ce (NO3)3.6H2O) and sodi-um hydroxide by a hydrothermal method.The effect of three different molar ratios of the NaOH precipitating agent on structur-al,optical,and photo catalytic activity was investigated.The synthesized cerium oxide nano particles were characterized by X-ray diffraction (XRD),a UV-vis spectrometer,scanning electron microscope (SEM),energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDAX),Raman spectroscopy and X-ray photo electron spectroscopy (XPS).According to the findings,hydrothermally synthesized ceri-um oxide NPs have a high efficiency for photocatalytic degradation of methylene blue when exposed to UV light.Environment-al water pollution is the major issue of the atmosphere.To get fresh water,humans could search the resources to purify the wa-ter in simple way and degradation is the one of the methods to purify salt water.     

Preparation and optical and photocatalytic properties of Ce-doped ZnO microstructures by simple solution method

We prepared ZnO photocatalysts with different Ce-doping levels using a simple one-step solution method utilizing Zn(NO₃)₂, Ce(NO₃)₃, and NaOH as raw materials. X-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, Brunauer–Emmett–Teller surface area analysis, ultraviolet–visible diffusion spectroscopy, and photoluminescence spectroscopy were used to characterize the products. Ce-doping greatly influences the size, morphology, and optical properties of the samples. The particle size of Ce/ZnO samples decreases and the specific surface area increases accordingly compared with that of pure ZnO. The optical absorption edge of the Ce/ZnO samples displays an obvious red shift. Moreover, the band gap energy decreases with the increasing Ce content. The Ce/ZnO samples exhibit significantly enhanced photocatalytic performance than pure ZnO. The 1% Ce/ZnO sample possesses excellent photocatalytic activity in decomposing methylene blue (MB). The MB degradation efficiency reaches 96.11% after 140 min of irradiation.     

KOH浓度对水热合成Bi_(1.5)ZnNb_(1.5)O_7纳米粉体的影响

以KOH为矿化剂,用水热法合成了Bi1.5ZnNb1.5O7纳米粉体。结合负离子配位多面体生长基元模型,研究了KOH浓度对粉体物相、粒径和形貌的影响。结果表明:采用水热法可合成单相立方焦绿石结构的Bi1.5ZnNb1.5O7纳米粉体,粉体呈颗粒状。稳定生长基元的形成是影响粉体粒径的主要因素,受KOH浓度影响较大,但粉体形貌并不受KOH浓度的影响。当c(KOH)为1.8mol/L,于220℃水热反应24h,合成粉体粒径最小为51nm,比表面积最大为28.8m2/g。     

石英基多层纳米TiO2-FeOOH复合材料的制备和 显微结构的表征

以石英玻璃片为基底,利用自组装技术在TiCl4-HCl体系中生长纳米TiO2,与在Fe(NO3)3-HNO3体系中生长纳米FeOOH制备负载型多层不同层序FeOOH-TiO2纳米复合薄膜光催化材料.高分辨透射电镜(HRTEM)表征结果显示:复合膜由纳米锐钛矿和针铁矿构成.UV-Vis表征结果显示:TiO2与FeOOH间的复合使TiO2吸收带均发生一定程度的红移,其中FeOOH/TiO2/FeOOH/TiO2和FeOOH/TiO2/FeOOH复合薄膜的吸收带分别为490 nm和498 nm;在以罗丹明B溶液为模拟废水的光催化实验中发现:负载FeOOH/TiO2/FeOOH/TiO2和FeOOH/TiO2/FeOOH的两种复合薄膜材料的光催化效果最佳;并且FeOOH膜在复合膜最外层比TiO2膜在最外层时光解效率高.具有一定吸附能力的针铁矿薄膜与TiO2薄膜的复合优化了复合膜内部微孔结构,促进两者间形成了积极地吸附-光催化耦合增强效应.     

CuBi3S5和CuBi3Se5化合物的制备及其基本光电性质研究

开展了CuBi₃S₅和CuBi₃Se₅两种化合物的合成研究,并首次报道了这两种化合物的基本光电性质。以水合肼(N2H4?H2O)为还原剂,以CuCl、BiCl3和S（或Se）为原料,通过溶剂热与固相反应相结合的方法成功制备了CuBi3S5和CuBi3Se5两种化合物的多晶。采用四点探针法获得了这两种化合物的电阻随温度变化的关系,结果表明：CuBi3Se5呈金属性质,而CuBi3S5呈半导体性质。根据Arrhenius关系式计算出CuBi3S5室温下的热激活能为17.1meV。在室温下对CuBi3S5多晶块体进行了霍尔效应实验,结果表明：其载流子浓度为3.75×1017cm-3,霍尔迁移率为14cm2•V-1•s-1,CuBi3S5为n型半导体。漫反射光谱的实验结果表明CuBi3S5的禁带宽度约为0.66eV。     

Fe/Al_2O_3/石蜡复合材料的制备及微波吸收性能研究

为了改善Fe粉的微波吸收性能,采用sol-gel法与H_2还原法制备了w(Al_2O_3)为0.5%~5.0%的Fe/Al_2O_3复合粉。利用SEM和激光粒度分析仪分析了所制粉末的形貌与粒度分布;并将所制复合粉末与石蜡按质量比80:20制成Fe/Al_2O_3/石蜡复合材料,研究w(Al_2O_3)对复合材料微波吸收性能的影响。结果表明:Fe/Al_2O_3复合粉的外形呈片状与针状,其粒度分布很宽。当w(Al_2O_3)由0增加到5.0%时,复合材料的复介电常数实部ε′从11增加至21;复磁导率虚部μ″呈多模共振的曲线形式;w(Al_2O_3)为2.0%,厚为2mm的Fe/Al_2O_3/石蜡复合材料的–5dB反射损失R频宽为4.6GHz。     

超声波化学法合成纳米铁酸镁粉末

用超声波化学法合成了纳米尖晶石型铁酸镁(MgFe_2O_4)粉末,并用 X 射线衍射(XRD)、电子透射电镜(TEM)、红外光谱对产品的纯度、结晶度,粒径以及内部形态及结构进行了分析表征。结果表明:当镁和铁以 1:2 的摩尔比配合、超声频率为 20.81 kHz、超声辐射 50 min 时,可得到纯度较高、结晶度好、粒径分布窄的尖晶石型铁酸镁纳米颗粒。