过渡金属离子掺杂改性TiO2研究进展

综述了近年来国内外利用过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能和光响应范围、掺杂机理及掺杂模型；分析了制备方法、掺杂金属离子种类、浓度对TiO2光催化性能的影响；归纳总结了针对光催化研究目前的现状和存在的问题讨论了今后的研究方向。     

可见光响应铈氮共掺杂二氧化钛及其光催化降解活性

通过溶胶凝胶法制备了具有可将光响应能力的铈、氮共掺杂二氧化钛光催化剂。用XRD、SEM、UV-Vis对催化剂进行了表征,以活性艳红为降解目标,考察了催化剂在500 W氙灯全波段照射下和可见光下的光催化活性。光催化降解活性艳红溶液实验结果表明,当煅烧温度为400℃,铈掺杂量为0.6%(摩尔比),氮掺杂量为6%(摩尔比)时光催化效率最高,活性艳红溶液的降解率可达97.88%。     

金属离子掺杂TiO2的制备及光催化降解水溶性甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂有Cu2＋、Ni2＋、Pb2＋、Zn2＋、Fe3＋的TiO2光催化剂,考察了其对水中甲醛的光催化降解效果,并用XRD对催化剂进行表征。对影响TiO2光催化效率的因素：掺杂金属离子的种类、掺杂浓度、反应体系中添加微量游离Fe2＋等进行探讨,实验结果表明,Pb2＋离子掺杂对TiO2光催化降解甲醛有明显的促进作用,在紫外灯照射下,当TiO2光催化剂用量为5 g/L,掺Pb2＋离子物质的量分数为0.5%,向反应体系添加低浓度Fe2＋（1.5 mg/L）时,反应20 h后,对甲醛的降解率可提高至99.23%。     

过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能研究进展

随着环境污染的日益加剧,光催化技术可利用自然光降解大气或水体中的污染物,是解决环境污染问题最有效的手段之一。二氧化钛(TiO_2)因具有光催化活性高、稳定性好及无毒等优点,应用前景较好;但TiO_2的带隙过宽且光生电子与空穴易复合,在光催化领域的应用受到限制。对TiO_2进行掺杂改性并开发具有特殊结构的材料是目前光催化研究的热点。综述了近年来国内外在过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能方面的研究进展,分析和比较了不同类型过渡族金属离子掺杂对TiO_2晶体结构及光催化性能的影响,并对其作用机理进行了讨论,评价了影响掺杂纳米TiO_2光催化性能的关键因素,同时针对过渡族金属离子掺杂改性存在的问题提出了建议,为纳米TiO_2光催化技术的发展提供参考。     

金属离子共掺杂TiO2薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在毛玻璃表面制备了均匀透明的过渡金属与稀土金属离子共掺杂纳米TiO2薄膜,并用甲基橙进行了该薄膜的光催化降解性能的实验研究。借助于X射线衍射、扫描电子显微镜及光电子能谱测定对共掺杂T iO2纳米薄膜进行了表征。结果表明,薄膜主要为锐钛矿相,膜表面无开裂现象,TiO2颗粒分布均匀,能谱图中有共掺杂离子的明显特征峰。混合掺杂比单元素离子掺杂催化效果好。     

金属离子掺杂提高纳米TiO2光催化性能的进展研究

纳米TiO_2能够在大范围的表面物上产生强氧化反应(即杀伤作用),除紫外光外不需要其它的外界能量,因此,在抗肿瘤研究方面具有广阔的应用前景。影响纳米二氧化钛光催化性能的因素很多,其中金属离子掺杂在光催化改性研究中备受关注,本文主要阐述掺杂离子的种类、掺杂离子半径、价态和掺杂离子浓度等因素对提高纳米TiO_2光催化性能的影响,为实现其在医学上的应用奠定一定的理论依据。     

非金属离子掺杂对二氧化钛光催化降解有机染料的研究进展

二氧化钛(TiO_2)是一种具有高化学稳定性、环境友好型和低毒性的半导体材料,广泛地应用于催化、传感、制氢、光学和光电等领域。然而作为光催化剂的二氧化钛存在带隙较宽、对太阳光的利用效率低等缺陷。通过对TiO_2改性,能增加晶体表面的活性位点或抑制光生载流子的复合,可以达到提高其光催化效率的目的。研究表明,将非金属离子掺杂到TiO_2的晶格中,可以减慢电子-空穴对的复合速率,是一种提高纳米TiO_2光催化活性的有效改性途径。讨论了非金属离子掺杂TiO_2的改性机理和使用非金属离子改性后的Ti O_2光催化剂降解常见有机污染物的最新进展,并对TiO_2光催化剂的改性前景做出展望。     

金属离子掺杂TiO2的制备及光催化降解水溶性甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂有Cu2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+、Fe3+的TiO2光催化剂,考察了其对水中甲醛的光催化降解效果,并用XRD对催化剂进行表征。对影响TiO2光催化效率的因素:掺杂金属离子的种类、掺杂浓度、反应体系中添加微量游离Fe2+等进行探讨,实验结果表明,Pb2+离子掺杂对TiO2光催化降解甲醛有明显的促进作用,在紫外灯照射下,当TiO2光催化剂用量为5 g/L,掺Pb2+离子物质的量分数为0.5%,向反应体系添加低浓度Fe2+(1.5 mg/L)时,反应20 h后,对甲醛的降解率可提高至99.23%。     

氮掺杂对二氧化钛光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以硝酸铵为氮源,制备了氮掺杂二氧化钛薄膜,通过紫外可见吸收光谱(UV-VIS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对氮掺杂二氧化钛进行表征,并以亚甲基蓝为降解模型,探讨了氮掺杂对二氧化钛光催化性能的影响。结果表明:当氮掺杂量为11%、煅烧温度为450℃时,其吸收光谱明显发生红移,样品的光催化活性最好。随着氮掺杂量的增加,薄膜的催化性能先增后减,主要原因是氮掺杂会影响晶相颗粒的生长和产生缺陷,薄膜表面更加粗糙,比表面积增大。煅烧温度对薄膜的催化性能的影响也呈现先增后减,因为煅烧温度会影响二氧化钛晶型的转变和结晶度的变化。     

镧掺杂纳米二氧化钛的可见光光催化性能研究

采用经La2O3掺杂后的纳米TiO2粉末作为光催化剂,以300 W卤钨灯作为可见光光源,对水中的苯酚进行光催化降解,考察了La2O3不同的掺杂量、焙烧温度、pH值以及催化剂用量等因素对降解率的影响。实验结果表明:在光照射3 h后,纳米TiO2粉末在La掺杂量为0.5%,焙烧温度为600℃,pH为5,催化剂用量为1 g/L时的光催化活性最高,苯酚的TOC去除率为42.7%。     

掺Ag,Ni对TiO2气相光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了以活性炭为载体的负载型Ag/TiO2及Ni/TiO2光催化剂,以气相中甲苯降解反应考察了两种催化剂的活性随金属离子掺杂量的变化. 用透射电镜、X射线衍射及荧光光谱对掺杂催化剂进行了表征. 结果表明,经Ag, Ni掺杂后,Ag/TiO2和Ni/TiO2两种催化剂的催化活性均有不同程度的提高,且Ni/TiO2优于Ag/TiO2. 两种催化剂的最佳掺杂量均为0.4%. 根据表征及实验结果分析了金属离子不同掺杂量影响TiO2光催化活性的机理.     

过渡金属掺杂二氧化钛光催化性能的研究

采用浸渍法制备了过渡金属掺杂的光催化剂MOx/TiO2(M=Cr、Mn、Fe、CO、Ni、Cu)．以乙酸的光催化氧化降解反应为探针，研究了催化剂的光催化性能．研究结果表明，经过渡金属掺杂改性的二氧化钛，光催化性能都有所提高．掺杂量有一个最佳值，在最佳掺杂量时，催化剂光催化性能的提高程度与对应金属氧化物的生成焓有很好的一致性，还发现光催化性能与过渡金属离子稳定氧化态的电子亲和势与离子半径的比值间呈现火山型关系曲线．     

不同离子掺杂TiO_2薄膜及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂Fe^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Ce^3＋和La^3＋5种不同离子的纳米级TiO2薄膜,使用TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液进行光催化试验。研究表明,在5种掺杂离子中,其La^3＋的掺杂效果最好,当La^3＋的适宜含量为1.8%（质量分数）时,掺杂与未掺杂的XRD图谱基本一致;掺入La^3＋离子使得TiO2的晶粒变小,可抑制晶相向金红石相转变;随着焙烧温度的升高TiO2晶粒逐渐变大,温度为700℃时,其粒径为27.6nm,TiO2为混合晶型（锐钛矿型和金红石型）,其活性最高。     

Cu离子掺杂TiO2光催化材料的研究进展

随着对光催化材料研究的深入,金属掺杂在近几年的研究中发展迅速,其应用前景备受关注.文章结合近年来Cu掺杂TiO2光催化材料的研究情况,分析了Cu掺杂的掺杂机理,综述了Cu掺杂和Cu +X共掺杂TiO2光催化材料在制备,检测和性能表征方面发展现状,并对该研究方向的发展前景进行了展望.     

金属离子掺杂对TiO_2薄膜性能的影响

以钛酸丁酯为主要原料,在乙醇-水体系中采用溶胶-凝胶法,制备掺杂Li+、Mg2+、Al3+三种金属离子的溶胶前驱体,利用浸渍提拉法制备TiO2薄膜。结果表明,掺杂金属离子的薄膜的最大吸收波长均在300~310 nm处;掺杂Li+、Mg2+的薄膜的吸收光谱发生蓝移,且随掺杂量的增多蓝移现象减弱;掺杂Al3+的发生红移,且随掺杂量的增多红移现象减弱。掺杂Mg2+的吸光性能较好。扫描电镜照片表明试样的表面平整,颗粒均匀。     

掺杂Yb的TiO2光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶法制备了Yb掺杂TiO2纳米光催化剂,并通过XRD和BET等手段进行了表征.以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化剂表面羟基自由基的生成;并以苯酚为光催化降解反应模型化合物,考察了光催化剂的活性.测定了苯酚在TiO2和Yb掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数.结果表明：Yb掺杂使TiO2的粒径减小,比表面积增大,同时导致羟基自由基的生成速率增大.Yb掺杂有利于反应底物在催化剂表面的吸附,Yb的最佳掺入量为Yb/Ti摩尔比=0.8%.     

掺铜TiO^2光催化剂光催化氧化还原性能的研究

利用浸渍法制备了掺铜二氧化钛光催化剂，分别以乙酸降解和二氧化碳还原反应为探针，研究了催化剂的光催化氧化光催化还原性能．结果表明，铜掺杂能显著提高催化剂的光催化性能；结合光电子能谱、X光衍射分析等物理表征结果，对铜掺杂改性机制进行了讨论．     

金属掺杂TiO_2纳米复合氧化物的光催化性能研究

文章针对水污染处理,对水热法合成金属掺杂TiO2纳米复nanometer合氧化物得到的光催化剂,通过XRD、SEM和UV-vis DRS对催化剂的结构进行表征,及光催化性能进行研究,为开发高效、廉价的实用水污染有机物降解催化剂创造条件。