铁掺杂二氧化钛空心球的制备及性能

以TiF₄为钛源、九水合硝酸铁为掺杂前体,采用水热法制备铁掺杂的TiO₂空心微球。采用SEM、TEM、XRD、BET、XPS等技术对样品的形貌、结构、晶型、比表面积、元素组成等进行表征,以亚甲基蓝（MB）的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。结果表明,160℃下水热反应生成的纳米TiO₂空心微球晶型为锐钛矿,少量掺铁并不影响微球的形貌及晶体结构。光催化实验表明,160℃下水热反应12 h生成的TiO₂空心微球样品均匀性好、光催化活性最佳;铁掺杂能显著提高TiO₂空心微球的催化活性,当铁钛比为1.5:100时,所得样品粒径最小,比表面积最大,光催化活性最高。     

TiO_2中空微球的制备及性能

以钛酸丁酯为钛源,采用无模板溶剂热法合成了Ti O_2中空微球,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N_2物理吸附-脱附(BET)对样品进行了表征和分析,以甲基橙为模拟污水考察了样品光催化降解甲基橙的能力。结果表明,Ti O_2中空微球为锐钛矿相,是由细小的纳米晶自组装形成的具有中空结构的Ti O_2微球,微球的直径为0.4~0.5μm,样品的比表面积为60 m~2/g。在8 W紫外灯照射下,将Ti O_2中空微球加到初始溶度为15 mg/L的甲基橙溶液中,在光照80 min后甲基橙降解率达到95%,表现出良好的光催化活性。     

HZSM-5分子筛负载Fe掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法合成Fe-Ti O_2和分子筛负载型Fe-Ti O_2/HZSM-5光催化剂。采用扫描电镜、X-射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析了光催化剂的表面形貌、晶相结构及化学键的变化。光催化实验结果表明,通过掺杂Fe提高了Ti O_2和Ti O_2/HZSM-5的光催化活性,Fe-Ti O_2和Fe-Ti O_2/HZSM-5中Fe/Ti的最佳掺杂比分别为0.000 5和0.000 7。Fe的引入不足以改变Ti O_2的表面形貌,铁离子的掺入并未影响Ti O_2的晶型结构,但是可以提高Ti O_2的晶型转变温度。掺杂Fe后Ti O_2与HZSM-5也没有发生明显的化学键合作用。     

低共熔溶剂条件下ZnO掺杂TiO_2微球的制备及性能

以钛酸四正丁酯(TBT)为钛源,氧化锌为掺杂物,价格便宜、可生物降解、易于合成的低共熔溶剂(氯化胆碱-尿素)为溶剂,在常温常压下合成了ZnO掺杂TiO_2微球,并在450℃下得到掺杂氧化锌的锐钛矿晶型二氧化钛。通过XRD、EDS、BET、DRS、SEM等方法对制备的样品进行表征,并研究了制备样品对活性艳蓝KN-R染料的光催化降解性能。结果表明,该方法制备的ZnO掺杂TiO_2微球的平均尺寸为40μm,比表面积为68. 95 m2/g,最可几孔径为7. 62 nm,对活性艳蓝具有明显的光催化降解能力。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

TiO_2纳米晶制备条件对降解亚甲基蓝的影响研究

为研究不同的二氧化钛前驱体预处理条件对退火后二氧化钛性能的影响,以乙二醇和三氯化钛稀盐酸溶液为原料,在不同预处理条件下,采用溶剂热法制备了白色Ti O_2花状纳米球,并于320℃下退火,得到灰白色催化剂样品。对样品进行了结构、形貌及光催化性能测试。结果表明,在一定范围内,随着预处理搅拌时间的增加和预处理温度的升高,发现样品的晶相结构在退火之前无明显差异,但在320℃退火之后,样品会由单斜相二氧化钛逐渐趋于锐钛矿相。在预处理搅拌时间为11 h、预处理温度达到160℃的优化条件下,制备的催化剂样品为纳米薄片组成的花状纳米球二氧化钛,比表面积达到210 m~2/g,光催化降解亚甲基蓝效率可达99.6%。     

Bi2WO6花瓣状微球的无助剂合成及其光催化性能

以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O为原料,采用无助剂水热法合成了Bi2WO6花瓣状微球,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、N2吸附-脱附等温线等方法对Bi2WO6微球形貌与结构进行表征,以罗丹明B(RhB)为降解模型,考察了水热反应温度、水热反应时间和前驱体溶液pH值对Bi2WO6微球光催化性能的影响。结果表明:前驱体溶液pH值对Bi2WO6微球的光催化性能影响最大。前驱体溶液为酸性时,有利于花瓣状Bi2WO6微球的生成;前驱体溶液为碱性时,有杂质相Bi3.84W0.16O6.24生成。在适宜的水热反应条件(前驱体溶液pH值0.5,反应温度150℃,反应时间24 h)下,合成的斜方晶型Bi2WO6微球具有花瓣状形貌,微球直径为0.5~3.0μm,表面平均孔径为18.9 nm,比表面积为27.9 m2/g,氙灯(150 W)光照75 min,对20 mg/L的RhB脱色率可达100%,说明花瓣状Bi2WO6微球具有优良的可见光催化活性。     

石墨球模板溶胶-凝胶法制备TiO2团聚空心球

以石墨球为模板,采用溶胶-凝胶法制备TiO2团聚空心球,在400～600℃煅烧制备的材料中生成锐钛矿相TiO2,在750℃煅烧则以金红石相TiO2为主.包围在石墨球外围的TiO2凝胶在煅烧过程中生成晶体,同时形成球形空心结构.适当温度的煅烧可以完全去除石墨球模板,并在材料中生成Ti—O—Ti键.当煅烧温度从400℃升高到750℃时,材料的比表面积从7.6 m2·g-1降低到4.0 m2·g-1,而平均孔径和总孔容出现较大的增加.煅烧温度低于600℃样品的光催化活性随温度升高而快速增强.     

氮掺杂TiO2光催化降解气相有机物(苯/乙烯)及其作用机理

采用氨水浸渍法制备氮掺杂Ti O2,在掺氮前,对沉淀法制备的无定形Ti O2粉末进行不同温度的煅烧,考察样品的前处理温度对掺氮效果的影响。实验证明,氮掺杂对Ti O2的晶相组成、晶粒尺寸和比表面积影响很小,所制备的掺氮样品具有可见光吸收,其中又以120TN样品的可见光吸收最显著。可见光光催化反应实验结果表明,掺氮样品(120TN)对乙烯的转化率为14.6%,矿化率92.0%;对苯的转化率43.0%,矿化率32.3%。紫外光光催化实验结果表明该样品基本上维持了Ti O2的紫外光光催化活性。模拟太阳光催化实验表明,该样品比Ti O2的光催化活性有大幅提高。SPX测试表明,氮是掺杂在Ti O2的氧空位或该位置的间隙处。综合分析表明Ti O2掺杂氮的结构形式应为O-Ti-N结构。并探讨了氨水浸渍法中N氮掺杂Ti O2催化剂的形成过程。     

硫铁共掺TiO_2水热合成及其光催化性能的研究

以TiCl4为钛源,FeCl3和硫脲为掺杂剂,分别在不同温度下水热反应2 h制备硫和铁共掺杂的纳米TiO2,采用XRD、可见分光光度计对样品进行表征,并以在可见光激发下纳米TiO2对甲基橙光催化降解体系评价其光催化活性。结果表明,水热温度在160℃以上时,硫铁的共掺杂能促使锐钛矿晶粒的形成。金红石TiO2与少量的锐钛矿TiO2混合能有效提高光催化性能,其中以水热温度为170℃的共掺样品的催化效果最好。     

硫铁共掺TiO2水热合成及其光催化性能的研究

以TiC14为钛源,FeCl3和硫脲为掺杂剂,分别在不同温度下水热反应2h制备硫和铁共掺杂的纳米TiO2,采用XRD、可见分光光度计对样品进行表征,并以在可见光激发下纳米TiO2对甲基橙光催化降解体系评价其光催化活性.结果表明,水热温度在160℃以上时,硫铁的共掺杂能促使锐钛矿晶粒的形成.金红石TiO2与少量的锐钛矿TiO2混合能有效提高光催化性能,其中以水热温度为170℃的共掺样品的催化效果最好.     

以三聚氰胺甲醛微球为模板制备介孔二氧化硅和二氧化钛空心微球

以聚合物三聚氰胺甲醛(MF)微球为模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为致孔剂,经溶胶–凝胶和高温煅烧两步法,制备了SiO2和TiO2介孔结构的空心微球。以亚甲基蓝水溶液为模型物,分别评价了SiO2和TiO2微球的吸附性能和光催化活性。对空心微球的结构、形貌和光谱性质进行了表征。结果表明:两种微球的粒径为300 nm左右,具有完整的球形空腔、较高的比表面积和介孔结构壳层;SiO2空心微球具有良好的吸附性能,而TiO2空心微球在紫外光照射下有高效的光催化活性。     

硅胶负载F掺杂TiO_2的制备与性能评价

利用水热法,以硅胶为载体、以Ti（SO4）2为钛源、NaF为氟源制备了具有良好性能的＂硅胶负载氟掺杂二氧化钛＂（FTS）光催化剂。考察了氟投加量、焙烧温度及钛硅比对光催化活性的影响。利用X射线晶体粉末衍射（XRD）,比表面积分析（BET）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等表征手段对样品进行表征。结果表明,氟投加量为30%、钛硅比为1/1、焙烧温度为200℃时制备的FTS具有最佳的光催化活性,其比表面积为81.40 m2/g。氟掺杂二氧化钛（FT）经硅胶负载后,其表面孔结构发生了变化,并且热稳定性增加。苯酚降解实验表明：与FT相比,FTS以0.53 g/g的二氧化钛含量却体现更高光催化活性。     

具有高光催化活性的板钛矿型氧化钛的低温制备

以Ti(OBu)_4为钛源,三乙醇胺为溶剂,采用水热合成法制备了单一板钛矿型TiO_2催化剂,通过XRD、UV-vis和SEM对板钛矿型TiO_2的晶型、晶化度、粒子大小及光吸收性质进行了表征。结果表明,140℃水热条件下,合成的板钛矿相TiO_2样品不仅具有很高的晶相纯度,而且具有较高晶化程度,板钛矿型TiO_2呈椭圆状,大小约为50nm×20nm。以亚甲基蓝为模型污染物考察了板钛矿型TiO_2样品的光催化活性,发现板钛矿型TiO_2具有较高的光催化活性,并且经过5次光催化反应循环,仍然能保持其光催化活性。     

Nd~(3+)掺杂ms/tz-BiVO_4可见光催化性能研究

采用水热法合成不同钕离子掺杂比、不同水热反应时间的钒酸铋光催化剂,并对其光催化机理做了探究。X射线衍射(XRD)测试表明,随着水热时间的延长,四方晶型钒酸铋逐渐转化为单斜晶型;而随着钕掺杂量的增加,这个转化过程速度逐渐变慢。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,随着水热时间的延长,样品逐渐从无规则形貌变成棒状形貌。通过紫外-可见漫反射谱(DRS)测试,发现了样品的双晶型共存和钕掺杂而产生的上转换发光现象。光催化测试表明,光催化性能的提高受到异质结构和钕掺杂的共同作用。     

TiO2中空微球的制备及性能研究

以钛酸丁酯为钛源,采用无模板法溶剂热合成了中空TiO2微球,并采用了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜（TEM）、N2物理吸附-脱附（BET）等手段对样品进行了表征和分析,以甲基橙为模拟污水研究了样品光催化降解甲基橙的能力。结果表明, 中空TiO2微球为锐钛矿相,是由细小的纳米晶自组装组成的具有中空结构的TiO2微球,微球的直径为0.4~0.5 μm。样品具有介孔结构和较高的比表面积,在紫外光照射下,加入中空TiO2微球到初始溶度为15 mg/L的甲基橙溶液中,在光照80 min后降解甲基橙达到了95%,表现出良好的光催化活性。     

酚醛树脂辅助合成SiO2/TiO2介孔复合微球及其光催化

利用Stber法合成的纳米SiO2为前体,在酚醛树脂和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备SiO2/TiO2介孔复合微球,并利用XRD、SEM、EDS、BET、BJH以及FTIR对材料的晶型、形貌以及结构进行了表征,以罗丹明B为目标降解物评价样品的光催化性能。结果表明,SiO2/TiO2介孔复合微球是由TiO2和SiO2组成,直径约300 nm,TiO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2表面,界面之间存在Si—O—Ti键;SiO2/TiO2介孔复合微球的比表面积为92.3 m2/g,较P25提高了约3倍。光催化评价表明,SiO2/TiO2介孔复合微球对罗丹明B的降解率达98%,较P25光催化降解率有明显提高。     

离子液体辅助Fe掺杂TiO2的制备及可见光活性

以钛酸四丁酯为钛源,FeC2O4·2H2O为铁源,离子液体([C4MIM] BF4)为模板剂采用溶胶凝胶法制备了具有大比表面积及可见光活性的Fe掺杂介孔TiO2光催化材料.采用X射线衍射仪、氮气吸附-脱附仪、透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱对样品进行表征.结果表明所制备样品IL-Fe/TiO2中TiO2主要以锐钛矿相存在,Fe掺杂量对TiO2晶相影响不大,样品IL-0.1％ Fe/TiO2具有介孔结构和较大的比表面积,颗粒尺寸在30 nm左右.紫外可见光谱分析表明铁掺杂后TiO2的吸收带红移,带隙能降低.以亚甲基蓝为模拟污染物,在可见光(λ＞420 nm)下测定样品光催化活性,结果表明IL-0.1％ Fe/TiO2的可见光催化活性最高.     

水热界面反应制备二氧化钛空心微球

采用水热法,在油酸/水/乙醇体系中,钛酸四丁酯前驱体分解团聚得到具有空心结构的TiO2微球。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附脱附(BET)对样品进行表征,并通过对甲基橙的紫外光催化降解评价样品的光催化性能。结果表明该空心微球为锐钛相,粒径约为1～2μm,随着时间的延长其结晶性增强。BET结果显示该空心微球具有较大的比表面积300.20m2.g-1,内部颗粒之间形成介孔结构。利用SEM研究了该空心微球的生长特点和生长机理,结果表明钛酸四丁酯在油水界面反生分解缩聚反应,然后经过由内向外的Ostwald ripening(OR)过程得到空心微球,通过调节水油的比例可以调控微球的形貌和粒径。光催化性能测试表明这种空心微球结构的TiO2材料具有较高的催化活性。     

钙掺杂的多孔TiO_2的制备及其光催化性能研究

采用溶剂蒸发自组装法(EISA)制备了钙掺杂的多孔TiO_2薄膜,以聚苯乙烯(PS)微球、聚醚P123分别为大孔和介孔导向剂。通过SEM、TEM、XRD、PL、比表面积分析法及紫外-可见分光光度法对材料形貌、结构、光降解性能进行了表征。研究了不同含量的Ca掺杂样品在紫外光区对罗丹明B(RhB)的光降解性能。实验结果表明,掺杂少量的Ca可以显著提高大孔-介孔TiO_2薄膜材料的光催化活性,且当掺Ca量为0.25%时,多孔TiO_2对RhB的光催化活性最大。