纳米TiO2光催化剂可见光化的研究进展

从纳米TiO2的掺杂和复合两方面,介绍了近年来实现其可见光化的研究进展。评述了金属离子的掺杂、稀土元素的掺杂、非金属元素的掺杂以及与另一种窄禁带半导体的复合,可使复合物的禁带宽度小于TiO2的禁带宽度,从而使TiO2的吸收带边发生红移,实现可见光响应。     

提高纳米二氧化钛可见光光催化活性研究的进展

综述了近年来提高纳米TiO2可见光光催化活性的研究,主要包括:对纳米TiO2进行表面复合与衍生、金属离子掺杂、半导体偶合、非金属元素掺杂改性和染料敏化等技术,并分析了各种不同掺杂改性机理.最后,展望了提高纳米TiO2可见光光催化活性研究进展的前景.     

非金属掺杂的第二代二氧化钛光催化剂研究进展

寻求廉价、环境友好并具有可见光光催化活性的第二代光催化剂将是光催化发展进一步走向实用化的关键。氮掺杂的TIO2是新发现的具有可见光光催化活性的复合光催化剂,非金属掺杂可以使复合物的复合禁带宽度小于TIO2的禁带宽度,从而使TIO2的吸收边向可见光移动。对TIO2的氮、碳、硫、卤素掺杂国内外研究现状进行了系统评述,分析了提高TIO2可见光活性的原因,指出非金属元素特别是氮元素的阴离子掺杂是在不降低紫外光催化活性的基础上实现可见光响应的较好方法。     

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。     

金属掺杂二氧化钛的研究进展

二氧化钛(TiO2)是一种比较理想的光催化剂,具有无毒、生产成本低、耐光照等特点。但是较宽的禁带使其应用受到一定的限制,通过掺杂可以改变禁带的宽度提高TiO2的光催化和光电性能。掺杂可分为非金属掺杂和金属掺杂,非金属掺杂一般是拓展其光吸收范围,提高对可见光的响应能力。金属掺杂为了抑制电子—空穴的复合,提高光催化性能,此外TiO2掺杂金属后表现出光、电、磁性能。     

氮掺杂TiO2可见光光催化研究进展

实现TiO2的可见光催化一直是光催化领域的热点和难点。近年来,掺氮TiO2由于在可见光区具有较好的光催化活性引起了科研工作者的关注,本文详细介绍了掺氮TiO2的制备方法、掺杂的氮的化学态和可见光响应机理的情况,对未来的发展趋势作了预测。     

TiO_2光催化降解有机污染物的研究进展

二氧化钛具有优异的光电转换及物化性能,是半导体光催化材料的研究热点,广泛用于有机污染物降解研究。但二氧化钛禁带宽度较大,只能吸收紫外光辐射,太阳光利用率低,且二氧化钛的量子效率低。综述金属掺杂、非金属掺杂、共掺杂、半导体复合-异质结和染料敏化二氧化钛改性方法,拓宽TiO_2的光响应范围,抑制载流子复合,提高光催化活性和能量转换效率,提高有机污染物降解率,实现可见光降解。     

纳米TiO2及其复合材料的抗菌性能研究

TiO2是一种宽禁带N型半导体纳米材料,也是具有光催化能力的光催化材料。本文概述了纳米TiO2的制备方法,分析了纳米TiO2的抗菌性及抗菌机理,并且综述了纳米TiO2掺杂阴、阳金属离子和复合半导体等后复合材料的抗菌性及抗菌机理,文末进一步思考展望了纳米TiO2在其他功能材料领域有待解决的研究问题。     

纳米TiO_2及其复合材料的抗菌性能研究

TiO2是一种宽禁带N型半导体纳米材料,也是具有光催化能力的光催化材料。本文概述了纳米TiO2的制备方法,分析了纳米TiO2的抗菌性及抗菌机理,并且综述了纳米TiO2掺杂阴、阳金属离子和复合半导体等后复合材料的抗菌性及抗菌机理,文末进一步思考展望了纳米TiO2在其他功能材料领域有待解决的研究问题。     

TiO2可见光催化剂的研究进展及其应用

TiO2是当前最具应用潜力的光催化剂之一,但仍然存在不足,因为TiO2在禁带窄(为3.2eV)、在紫外光照下才显示出高的活性,为了有效地利用太阳光,希望其在可见光下也能具有光催化活性.因此,TiO2可见光化一直是研究热点.目前TiO2可见光化的研究取得了一定进展,金属离子掺杂、非金属离子掺杂、离子注入、复合半导体、贵金属沉淀以及染料光敏化等方法都不同程度地实现了TiO2可见光化.本文综述了目前的研究现状,并对今后的研究提出了展望.     

二氧化钛光催化分解水制氢技术进展

简单介绍了二氧化钛光催化分解水制氢的基本原理。综述了加入牺牲剂、碳酸钠、贵金属负载化、金属离子掺杂、阴离子掺杂、染料光敏化、半导体复合以及离子注入等提高二氧化钛光催化制氢的方法,讨论了这几种改性技术的机理以及对提高二氧化钛在可见光下的制氢效率的作用。重点讨论了阴离子掺杂和离子注入技术的机理和研究进展,指出离子注入是目前扩展二氧化钛光响应的最为有效的技术。最后讨论了光催化分解水制氢的氢氧分离问题,并通过与其他制氢技术的对比分析,指出光催化制氢将是通往氢经济的非常有潜力的制氢技术。     

可见光活性纳米TiO2光触媒研究进展

简要概述了具有可见光活性的纳米TiO2光触媒的光催化机理,该机理与紫外光光催化机理的不同之处在于其电荷传输与分离机制。结合近年来TiO2光触媒的研究成果,分别从离子掺杂、离子注入、复合半导体、表面贵金属沉积和染料光敏化五个方面对纳米TiO2光触媒的可见光化研究作了较为详细的总结,以期推动纳米TiO2光触媒在我国的发展。     

In situ hydrothermal synthesis of Y-TiO2/graphene heterojunctions with improved visible-light-driven photocatalytic properties

The Y-TiO₂/graphene heterojunctions were prepared using a facile one-pot hydrothermal method. The SEM and TEM images showed that titanium dioxide and flaky graphene were tightly bound together, and XPS indicated that yttrium was doped uniformly into the complex. The crystal phase of titanium dioxide in Y-TiO₂/graphene composite was anatase, and the yttrium doping caused distortion of the titanium dioxide lattice, resulting in a new valence type and more defects. An appropriate amount of yttrium doping and graphene modification significantly improved the separation of photogenerated electron-hole pairs. In the degradation of rhodamine B, the co-modification of yttrium and graphene effectively improved the photocatalytic activity under visible and UV–vis light irradiation. With the amount of yttrium increasing, the photocatalytic activity of the Y-TiO₂/graphene complex first increased and reached the highest level of 40% and 63% for visible and ultraviolet-visible light, respectively, when the ratio of yttrium was increased to 1.0%. The enhancement of photocatalytic activity can be explained by the presence of yttrium ions increased the visible light absorption of titanium dioxide. Besides, the synergistic effect between yttrium ions and graphene effectively improved the separation rate of photoinduced electron-hole pairs.     

Fe~(3+)掺杂提高二氧化钛的光催化活性

采用沉淀-水热的方法制备了Fe3+掺杂的TiO2光催化剂,通过XRD、Raman、XPS、UV-DRS等对催化剂的结构、光学吸收性质等进行了表征,并以罗丹明B为目标污染物对可见光催化活性进行了测试。实验结果表明:所制备的TiO2光催化剂为锐钛矿相结构;Fe3+的掺杂使得TiO2的初始吸收边明显向可见光区域拓宽,并且增强了TiO2在可见光区域的吸收;Fe3+掺杂后TiO2的可见光催化活性显著提高,以掺杂浓度为0.5%的TiO2光催化效果最好,在可见光下6h内可将罗丹明B溶液完全降解,降解率是未掺杂TiO2的4倍。     

Synthesis and visible‐light‐derived photocatalysis of titania nanosphere stacking layers prepared by chemical vapor deposition

BACKGROUND: In this study, visible‐light‐derived photocatalytic activity of metal‐doped titanium dioxide nanosphere (TS) stacking layers, prepared by chemical vapor deposition (CVD), was investigated. The as‐grown TS spheres, having an average diameter of 100–300 nm, formed a layer‐by‐layer stacking layer on a glass substrate. The crystalline structures of the TS samples were of anatase‐type. RESULTS: Ultraviolet (UV) absorption confirmed that metallic doping (i.e. Co and Ni) shifted the light absorption of the spheres to the visible‐light region. With increasing dopant density, the optical band gap of the nanospheres became narrower, e.g. the smallest band gap of Co‐doped TS was 2.61 eV. Both Ni‐ and Co‐doped TS catalysts showed a photocatalytic capability in decomposing organic dyes under visible irradiation. In comparison, Co‐doped TiO₂ catalyst not only displays the adsorption capacity, but also the photocatalytic activity higher than the N‐doped TiO₂ catalyst. CONCLUSION: This result can be attributed to the fact that the narrower band gap easily generates electron–hole pairs over the TS catalysts under visible irradiation, thus, leading to the higher photocatalytic activity. Accordingly, this study shed some light on the one‐step efficient CVD approach to synthesize metal‐doped TS catalysts for decomposing dye compounds in aqueous solution. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

金属氧化物掺杂高岭土纳米 二氧化钛光催化复合材料研究

以高岭石为载体,以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备金属氧化物掺杂高岭土纳米二氧化钛光催化复合材料。采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱（Raman）对复合材料进行表征,并通过在紫外光下降解云母珠光工业废水来考察其光催化性能。研究了不同金属氧化物掺杂浓度对复合材料光催化活性的影响。实验结果表明：金属氧化物三氧化二铁、氧化锌掺杂使锐钛矿二氧化钛晶相特征衍射峰宽化,掺杂生成钛铁矿、红锌矿新相,影响锐钛矿二氧化钛结晶度。在紫外光下降解6 h,掺杂质量分数为0.5%的三氧化二铁对废水降解率为98.8%,掺杂质量分数为1.5%的氧化锌对其降解率为91.4%。     

掺氮TiO2的制备与进展

TiO2是一种重要的催化剂，通过掺氮改性能够使TiO2具有可见光催化性能。介绍了当前掺氮改性TiO2制备方法和研究状况，并对未来的发展趋势做了展望。     

Preparation, Characterization, and Photocatalytic Activity of N, S-Codoped TiO2 Nanoparticles

The doping of titanium dioxide (TiO₂) with various metal or nonmetal elements has been considered as an effective strategy to extend the photoactive wavelength region to visible light. In this paper (nitrogen [N] and sulfur [S])-codoped anatase TiO₂ nanoparticles were prepared via a sol–gel route, followed by a heat treatment at elevated temperatures. The as-prepared samples were extensively characterized by X-ray diffraction, UV–Vis absorption spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The N, S-codoped TiO₂ nanoparticles showed a strong visible light absorption and exhibited an enhanced photocatalytic activity for the degradation of methylene blue as compared with the pure, N- or S-doped TiO₂ under either UV light or solar light irradiation.