Ce/ZnO纳米复合抗菌剂的制备及其性能研究

以纳米氧化锌(ZnO)为载体,采用稀土离子掺杂的方法制备了Ce/ZnO纳米复合抗菌剂。通过TEM、XRD等技术对样品进行表征,结果表明:制备的Ce/ZnO复合粉体是一种纳米复合抗菌剂,粒径在20nm左右,并且铈以CeO2的化学态存在于Ce/ZnO复合粉体表面,在ZnO的位置上进行了有效掺杂。掺杂稀土铈有效的提高了纳米ZnO的光催化性能以及抗菌效果。     

锐钛矿型纳米TiO_2的制备表征及光催化研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2粉体,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对其进行表征分析,以亚甲基蓝为目标污染物,测定了纳米TiO_2的光催化效率。结果表明,制得的纳米TiO_2为单一锐钛矿结构,晶粒尺寸达到纳米级别,颗粒大致呈类球形,超声分散后纳米TiO_2团聚现象明显减轻。光催化实验结果表明,纳米TiO_2在光照条件下对亚甲基蓝有明显的降解作用,2h后降解率达到86.5%。     

稀土Dy掺杂对纳米TiO2相变及光催化性能的影响

采用溶胶-微波法制备了稀土元素Dy掺杂的纳米TiO_2复合粉体,采用XRD、拉曼、XPS等手段对样品进行了表征和分析,并以甲基橙的光催化降解为探针反应,探讨稀土Dy掺杂对纳米TiO_2的相变及光催化活性的影响。研究结果表明:稀土掺量为1.3%、经550℃煅烧后制备的样品光催化活性显著提高,对甲基橙的降解率为92%。与未掺杂纳米TiO_2相比,稀土Dy掺杂可以阻碍纳米TiO_2晶粒的生长,增大了比表面积;提高其热稳定性,抑制TiO_2锐钛矿相向金红石相转变;并使TiO_2产生晶格缺陷从而增加纳米TiO_2粉体表面羟基含量和表面氧空位,抑制了光生电子和空穴的复合,增强纳米TiO_2的光催化活性。     

Ce掺杂TiO2光降解催化剂的制备及光催化性能

以钛酸丁酯为前驱体,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了不同Ce掺杂量的纳米TiO_2光催化剂xCe/TiO_2(x=0.3%,0.5%,1%,2%)。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、N2吸附-脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)对产物进行了表征。在紫外光照射下,以罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)为降解物,研究了不同Ce含量样品的光催化性能,结果表明,Ce的引入抑制了锐钛矿晶粒的生长,比表面积由掺杂前的72.3m2·g~(-1)增大到掺杂后的120.2m2·g~(-1),掺杂后TiO_2的光催化活性大大提高,且当Ce掺杂的摩尔分数为0.5%时,对RhB和MB的光降解催化活性最佳,经过180min紫外光光催化,RhB和MB的降解率分别达到93.7%和86.4%。     

Fe、S共掺杂纳米TiO2的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法,以硫脲和三氯化铁为掺杂剂,制备了Fe-TiO2、S-TiO2和S-Fe-TiO2纳米光催化剂.通过XRD、SEM等方法对掺杂纳米TiO2进行了表征,以甲基橙为模型化合物对纳米TiO2粉体的光催化活性进行了评价.结果表明;纯TiO2、掺Fe-TiO2粉体全部为锐钛矿相,S-TiO2粉体中金红石相占8.1%,S-Fe-TiO2粉体中金红石相占26.9%.S和Fe、S共掺杂引起金红石相变温度的降低.掺Fe的纳米TiO2粉体粒子团聚少,分散要均匀,掺S和Fe、S共掺的TiO2粉体颗粒团聚现象较严重.S-TiO2和Fe-TiO2光催化荆在紫外光和日光灯下光催化活性都较好,而Fe-S-TiO2光催化活性没有提高.     

掺杂Sb对二氧化锡纳米粉末晶粒尺寸及电阻率的影响

以SnCl4·5H2O,SbCl3为前驱体,采用So1-Gel法制备了不同Sb掺杂量的SnO2纳米粉末.对粉体的电阻率、粒度分布、比表面积进行了测量,并用X射线,扫描电镜对粉体进行了表征.结果发现,随着Sb掺杂量的提高,ATO复合纳米粉末的晶粒度减小,Sb掺杂对粉末电阻率的影响存在一拐点,Sb掺杂量较少时,粉体的电阻率随Sb含量的提高而降低,在5%～7%中有一个最小值,此后,随着Sb含量的提高,电阻率开始升高.通过对粉体粒度计算和比表面等径分析,ATO纳米粉末存在团聚现象,解决团聚问题是今后进一步研究的方向之一.     

细菌纤维素负载稀土掺杂二氧化钛复合膜的制备和光催化性能

以细菌纤维素(BC)为载体,用溶胶-凝胶法原位生成稀土镧和铈元素(La,Ce)掺杂的二氧化钛复合膜,以甲基橙为目标降解物,考察了复合膜的光催化活性。结果表明:稀土元素已引入TiO_2/BC复合膜中;掺杂TiO_2的晶型为锐钛矿型;掺杂稀土的TiO_2/BC复合膜的光催化活性比未掺杂的有较大提高;铈掺杂的TiO_2/BC复合膜的光催化性能优于镧掺杂的;Ce~(4+)掺杂的最适浓度为2 mmol/L,而La~(3+)掺杂的最适浓度为5 mmol/L;稀土掺杂的TiO_2/BC复合膜对甲基橙溶液重复降解5次的降解率仍高于70%。     

Cr~(3+)掺杂TiO_2粉体的化学沉淀法制备条件优化

采用化学沉淀法制备Cr~(3+)掺杂TiO_2粉体,通过正交实验优化制备工艺,采用XRD、XPS和UV-Vis对TiO_2粉体的结构、表面状态和光吸收性能等进行了表征。结果表明,Cr~(3+)掺杂量对TiO_2粉体光吸收性能影响最为显著,随着Cr~(3+)掺杂量的增加,TiO_2的光吸收能力增强,禁带宽度减小;Cr~(3+)掺杂能部分取代Ti~(4+),促进锐钛矿相向金红石相的转变,同时导致TiO_2表面吸附一定数量的羟基。最优的制备条件为Cr~(3+)掺杂量1.0%(摩尔分数),煅烧温度500℃,反应温度为70℃,反应液pH值为10.0,此条件下获得的TiO_2粉体可见光性能最优。     

钌掺杂TiO2纳米粉体的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ru掺杂TiO_2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)等测试手段对其进行了表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,评价了不同热处理条件下的粉体在可见光下的光催化活性。结果表明:Ru掺杂对TiO_2纳米粉体的微观形貌没有明显影响,但抑制了TiO_2锐钛矿相向金红石相的转变,也抑制了晶粒的长大;Ru掺杂能轻微促进TiO_2表面活性基团TiOH的生成;Ru掺杂未改变TiO_2的吸收边带,但可大大提高TiO_2对可见光的吸收能力;Ru掺杂降低了TiO_2纳米粉体的可见光催化性能。     

金红石相Ce/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源,硝酸铈为掺杂剂,采用水热法制备了纯TiO_2和不同掺杂浓度的Ce/TiO_2复合光催化剂。并用X射线衍射、扫描电镜和X射线能谱仪对样品的结构及形貌进行了表征,最后以亚甲基蓝为模型污染物,探讨了Ce掺杂量对TiO_2光催化性能的影响。结果表明:通过水热法制备的Ce/TiO_2仍为金红石型,掺杂Ce并未改变TiO_2的晶相结构。Ce/TiO_2复合光催化剂为分散均匀的微球形,粒径在1μm左右。掺杂Ce可显著提高TiO_2的光催化活性,当Ce掺杂量为3%时,对亚甲基蓝的降解率最高,达到99%。     

Cr掺杂纳米TiO_2的制备及其可见光催化性能

建立三个Cr掺杂TiO_2模型并计算了其电子结构。根据这些模型得到了相似的计算结果:掺杂Cr在TiO_2的禁带中引入带宽约为1.0 eV的中间能级,使其具有可见光响应特性。但是过多的Cr会成为光生电子-空穴对的复合中心,使掺杂TiO_2的光催化性能下降。在此基础上采用水热法制备了具有不同名义Cr掺杂浓度的纳米TiO_2粉体。结果表明,所制备的Cr掺杂纳米TiO_2均为锐钛矿型,比表面积为178-221 m~2/g,平均粒径为9 nm左右且粒径分布范围窄。Cr原子替代Ti原子进入了TiO_2晶格,不同名义Cr掺杂浓度样品均出现了对可见光的吸收。当原料中的Cr/Ti原子比为2%时Cr掺杂纳米TiO_2粉体具有最好的光催化性能,验证了理论计算结果。     

Li掺杂对TiO_2粉体结构及其对室温磁性影响的研究

以二水合乙酸锂和钛酸四丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了Li掺杂的TiO_2粉体,掺杂比例分别为x=0%、2%、4%、6%、8%。采用X射线衍射及扫描电镜测试样品的结构及形貌,结果表明:系列Ti_(1-x)Li_xO_2粉体呈纳米微球颗粒均匀分布,样品均主要表现为锐钛矿结构,随着Li掺杂浓度增加,粉体样品的金红石相逐渐增多,结晶度随着掺杂量增加而逐渐变好;用振动样品磁强计测试样品的磁特性,结果表明:系列粉体样品均表现为抗磁性,且随着掺杂量增加磁化率依次减小。分析结果表明系列Ti_(1-x)Li_xO_2粉体样品所呈现的抗磁性为其本征磁性。     

稀土元素(La、Ce、Nd、Pr、Sm)掺杂纳米TiO2相对介电常数的研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2以及稀土元素(La、Ce、Nd、Pr、Sm)掺杂纳米TiO2粉体.采用TEM和XRD研究了粉体形貌和晶体结构,利用TH2816型宽频LCR数字电桥测试分析了粉体介电特性.结果表明,所有稀土元素的掺杂均提高了纳米TiO2的相对介电常数和介电损耗,其原因是稀土离子取代钛离子产生了更多的感应偶极矩以及稀土离子进入晶体内部使晶格畸变有利于极化.在Nd/纳米TiO2复合粉体中,最佳掺杂浓度为Nd2.5%(原子分数)时,样品相对介电常数达到峰值.     

纳米ATO粉体的制备及性能表征

以SnCl4.5H2O和SbCl3为原料,采用化学共沉淀法制备了纳米级锑掺杂二氧化锡(ATO)粉体。研究了制备过程溶液pH值对ATO粉体粒径的影响。运用差热-热重(DTA-TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法对粉体的热分解情况、晶型、粒径及形貌进行了表征。研究结果表明,ATO粉体为四方金红石型结构,平均粒径为60nm左右,团聚较少。     

Ce掺杂对TiO_2晶型转变的影响

以钛酸四丁酯以及六水合硝酸铈为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯的和Ce掺杂的TiO2粉体,研究了不同掺杂量对TiO2晶形转变产生的影响。结果表明,Ce离子的掺杂阻碍了TiO2粒子由锐钛矿型向金红石型的转变,拓宽了锐钛矿型TiO2的使用温度范围;TiO2晶粒的尺寸的变化是随着焙烧温度的升高逐渐长大,随掺杂量的增加逐渐减小。TiO2粉体粒子在锐钛矿型状态下,颗粒分散较为均匀,并且无明显团聚现象。     

Cu、N共掺杂纳米TiO_2制备及光催化活性研究

通过溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2、掺杂Cu、掺杂N以及Cu和N共掺杂的纳米TiO_2,并利用XRD、XPS和UV-Vis漫反射光谱等技术进行分析,以二甲酚橙为目标降解物对光催化活性等进行了研究。结果表明,纯TiO_2、掺杂Cu、掺杂N以及Cu和N共掺杂的纳米TiO_2均为锐钛矿晶型,掺杂使得晶粒尺寸变小,吸收阈值红移,使其可见光吸收率比未掺杂的纳米TiO_2有了很大提高,最终导致其光催化降解二甲酚橙的活性得到显著增强。     

改性纳米TiO2的制备及光催化降解重金属废水的研究

以钛酸丁酯为钛源,硝酸铈为改性剂,通过溶胶-凝胶法制备了不同稀土Ce掺杂量(0,0.3%,0.6%和0.9%(摩尔分数))的改性纳米TiO2粒子。采用XRD、SEM、UV-Vis、PL和光催化测试等,研究了不同稀土Ce掺杂量对纳米TiO2粒子物相结构、微观形貌、光谱性能和光催化性能的影响。结果表明,制备出的纳米TiO₂粒子均为锐钛矿相,且结晶度较高;掺入稀土Ce后,纳米TiO₂粒子的形貌逐步变为规则的球形,晶粒得到了细化,当稀土Ce的掺杂量为0.6%(摩尔分数)时,TiO₂粒子的晶粒尺寸最为规则,分布最为均匀;稀土Ce掺杂的纳米TiO₂粒子的吸收边带发生了红移,吸收边带增大,稀土Ce的掺杂有效抑制了电子-空穴对的复合;稀土Ce改性纳米TiO₂粒子对重金属废水中Cr(Ⅵ)的降解效率得到了明显提高,当稀土Ce的掺杂量为0.6%(摩尔分数)时,纳米TiO₂在180 min时的降解效率最高为92.7%,相比纯纳米TiO₂的降解效率,提高了16...     

煅烧温度对溶胶-微波法制备Pr掺杂纳米TiO_2及其光学性能的影响

以钛酸丁酯和硝酸镨为原料,采用溶胶-微波法合成纳米Pr-TiO_2。采用X射线衍射、扫描电镜、X射线能谱和紫外-可见光等手段研究了煅烧温度对其晶体结构、表观形貌及光学性能的影响。结果表明:镨的掺杂对纳米TiO_2的形貌及光催化性能有显著影响。镨的掺杂抑制了晶粒的生长,抑制了晶型由锐钛矿相向金红石相的转变。随着煅烧温度的增加,纳米TiO_2团聚加剧,比表面积降低,锐钛矿相逐渐向金红石相转变,并且光催化过程中产生的活性羟基量逐渐减少,光催化活性逐渐降低,其中当煅烧温度为500℃时所合成的纳米Pr-TiO_2的光催化效果最优。Pr掺杂TiO_2提高了可见光的利用率并且红移了50nm。     

纳米TiO_2/环境矿物复合材料的制备及应用研究

系统论述了国内外纳米TiO_2/环境矿物复合材料的研究和应用现状,重点介绍了纳米TiO_2负载的环境矿物种类、制备方法及其在环保方面的应用。纳米TiO_2负载环境矿物的制备方法主要有溶胶-凝胶法、粉体烧结法、掺杂法、浸渍法、气相沉积和液相沉淀法等。纳米TiO_2/环境矿物复合材料主要应用于废水处理降解有机污染物、分解环境中有害气体和有害微生物。最后提出了纳米TiO_2/环境矿物复合材料还需深入研究的问题,并展望了其发展前景。     

空心磁性微球负载La掺杂TiO_2的制备和光催化性能

以自制的粒径均一的分散P(St-AA)聚合物微球为模板,制备了P(St-AA)/Fe_2O_3纳米颗粒,热处理后获得纳米磁性空心微球;在用溶胶-凝胶法制备La掺杂TiO_2基础上,制备了以磁性空心微球为载体的空心磁性微球负载La掺杂TiO_2。紫外光催化实验结果表明,该产品降解亚甲基蓝的效率优于同等条件制备的La掺杂TiO_2。