光催化剂TiO2的改性研究进展

光催化剂TiO₂在环境污染治理领域呈现出广阔的应用前景,但由于其自身存在不能响应可见光和量子效率低的缺陷而限制了它的应用,改性是提高TiO₂光催化性能的重要手段。在总结国内外科研成果的基础上,综述了现阶段TiO₂的主要改性方法（如光敏化、离子掺杂、复合半导体等）研究进展,并对TiO₂改性方法的发展趋势进行了展望。     

TiO2光催化剂掺杂改性的研究进展

TiO₂在利用光能和环保等领域具有重要应用前景。由于TiO₂具有较大禁带宽度，限制其对太阳光等可见光能的利用。通过对TiO₂掺杂改性，合成出具有较窄禁带宽度和稳定性好的光催化剂，促进光催化剂的实际应用。介绍了TiO₂光催化作用机理，从金属掺杂、非金属掺杂和共掺杂等方面总结TiO₂催化剂掺杂改性的研究现状。     

活性炭负载TiO2光催化剂的研究进展

活性炭负载TiO2光催化剂具有光催化活性高、易回收再利用等优点,已成为目前光催化材料领域的研究热点。本文就活性炭负载TiO2光催化剂的制备方法和活性炭对其光催化活性的影响作一综述,并指出了这类材料存在的不足及发展方向。     

TiO_2光催化剂掺杂改性的研究新进展

TiO2作为一种重要的光催化剂,对其进行掺杂改性可以有效的提高光催化活性。本文通过介绍金属与非金属的单掺、共掺对其光催化活性的影响,综述了近年来TiO2光催化剂在掺杂改性方面的研究进展。提出TiO2光催化剂在改性过程中亟待解决的问题及其在实际应用中的发展。     

Gd,B共掺杂改性TiO2纳米颗粒的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了Gd和B共掺杂的TiO2纳米颗粒,研究了TiO2纳米颗粒在可见光下的光催化活性。应用XRD、TEM和UV-Vis等手段对TiO2纳米颗粒的物相、粒径、形貌及光学性能进行了表征。结果表明,掺杂可以抑制TiO2晶粒增长,阻碍TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。紫外-可见吸收光谱显示,共掺杂纳米颗粒在可见光区吸收有较强提高,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应,使吸收带产生红移,提高光生载流子的分离效率。光催化降解实验表明,共掺杂TiO2纳米颗粒有很高的可见光光催化活性,以500℃热处理的共掺杂摩尔比为0.005 Gd和0.04 B的TiO2纳米颗粒光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为98.9%。     

具有可见光催化活性的TiO2系光催化剂研究进展

由于受激发波长的限制，TiO2只能利用太阳能中不足5％的紫外光。本文较为详细NTiO2可见光催化剂的制备、性能及应用进行了综述。研究表明，通过金属及非金属离子掺杂改性、离子注入以及染料光敏化等方法可以将TiO2光催化反应红移到可见光区域进行。     

纳米TiO2（N）的制备及其可见光响应的研究

以纳米TiO2为原料,六亚甲基四胺(HMT)为掺杂N源,采用高能球磨法合成了纳米TiO2(N)粉末。利用XRD、FT-IR、UV-Vis光谱、纳米粒度仪和光催化降解实验对其进行结构及光催化性能表征。研究结果表明,经过氮掺杂的纳米TiO2主要为锐钛矿晶型,晶粒尺寸随球磨时间的增加呈变大趋势。对可见光具有良好的吸收性能,其吸收边红移至530 nm左右,禁带宽度减小至2.34 eV。当太阳光照射30 min时,亚甲基蓝溶液的降解率达88%以上,比未掺N的样品提高了7%,体现出良好的可见光催化特性。     

可见光响应Pt掺杂纳米TiO2的光催化氧化NOx性能

采用溶胶-凝胶法制备不同Pt掺杂比例的Pt-TiO2光催化剂。通过XRD、XPS、UV-vis表征光催化剂结构,在紫外光及可见光下考察其对NOx的光催化氧化活性。结果表明,所制备的Pt-TiO2均为锐钛矿相,对NOx有明显的可见光降解效果,并且以Pt/Ti比为0.4%时,其光催化活性最高。与P25及TiO2相比,Pt-TiO2在紫外光及可见光下的光催化活性均有较大提高,其NO转化率明显提高,NO2选择性生成率明显降低,归因于Pt的掺杂引入了杂质能级并促进了催化剂的光生电子-空穴对的分离。     

负载TiO2城市污泥改性物光催化剂的制备

用城市污水处理厂的剩余污泥作原料,炭化制备活性炭吸附剂。以钛酸丁酯和无水乙醇为原料,乙酸为水解抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉体,利用浸渍-烧结法将其负载于制备的污泥活性炭上,获得TiO2/AC光催化剂。以重金属离子Hg2+为目标污染物进行光催化去除实验,考察了抑制剂用量、TiO2的负载量、煅烧温度等对TiO2/AC催化性能的影响。结果表明,当CH3COOH∶Ti(OBu)4=0.8～1.0时,对Hg2+的催化去除效果较好;TiO2负载量为33.3%时,TiO2/AC光催化剂具有良好的吸附性能和更高的催化活性;煅烧温度直接影响晶体的结构,550℃煅烧时生成的混合晶体具有较高的催化性能。在最佳条件下制备的TiO2/AC光催化剂对水溶液中20 mg/L的Hg2+的光催化去除率可达到88.5%。     

提高二氧化钛可见光催化活性掺杂方法的研究进展

综述了近几年来国内外利用非金属掺杂、有机染料的表面敏化、金属离子的掺杂、金属氧化物掺杂复合以及贵金属表面沉积等方法来改善二氧化钛可见光活性方面所取得的进展。最后，在总结的基础上提出了自己的建议。     

纳米掺氮TiO2可见光降解甲醛的研究

用水湿法得到掺氮TiO2前体,热处理后得到纳米掺氮TiO2粉体,用XRD和UV-Vis吸收光谱等手段对制备的掺氮TiO2进行了表征,研究了N-TiO2可见光光催化降解甲醛。结果表明掺氮TiO2与纯TiO2相比,具有可见光活性,当400℃煅烧1h的掺氮TiO2粉体投加量为1.4g/L,光照140min时,降解甲醛效果可达87.63%,明显优于纯TiO2。     

可见光分解水制氢催化剂研究进展

光解水制氢能否实用化取决于太阳光的有效利用率,研究开发可见光化的光催化剂成为当前光催化剂研究中的重要课题。介绍了光解水制氢的反应机理,叙述了近年来半导体光催化剂在利用可见光方面的研究进展。认为应该寻找本身具有较高的氢生成活性中心的光催化剂,实现不负载Pt等贵金属光解水制氢;循环使用牺牲剂,或无须牺牲剂实现可见光的光解水。如能开发利用海水制氢,则这对于淡水资源和土地资源日益稀缺的我国来说尤为重要。     

水热法低温制备N掺杂TiO2可见光催化剂

为满足低温制备N掺杂TiO2可见光催化材料的需要,采用水热法制备TiO2纳米晶溶胶,再与三乙胺（TEA）直接反应制备N掺杂TiO2可见光催化剂。通过UV—Vis漫反射吸收光谱和亚甲基兰（MB）的可见光降解实验,分析比较普通方法制的TiO2纳米材料、水热法低温制得未掺N和掺N的TiO2纳米材料,发现掺N的TiO2使吸收带红移,光降解效果较前两者好。XPS分析表明,是成功掺杂N原子的TiO2结果,可能原因是N取代了部分晶格中的O,N原子的2p轨道位于O原子的2p轨道之上,从而使得价带和导带间的能量带隙变窄,引起吸收带红移,产生明显的可见光吸收。     

不同钛源掺碳二氧化钛可见光催化活性的研究

为拓展二氧化钛对可见光的响应,采用溶胶-凝胶法、水解法制备了碳掺杂二氧化钛粉末。用X射线衍射、比表面分析和紫外-可见光漫反射吸收光谱等方法对制备的样品进行了表征,对可见光照射下的光催化活性进行了测试,并考察了煅烧温度对光催化活性的影响。结果表明：碳掺杂致使二氧化钛在可见光区的光吸收增强,在降解甲基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性;随煅烧温度的增加,晶粒增大,可见光催化活性减弱。     

在可见光照射下金属离子改性二氧化钛水溶胶对甲基橙的降解

以钛酸四丁酯为前驱物,采用沉淀胶化法制备了TiO2水溶胶,比较了制备方法对TiO2水溶胶性能的影响,并用TiO2水溶胶制备薄膜.采用金属离子Fe3+[1]、Co2+和Ni2+对TiO2水溶胶进行改性,分析离子改性TiO2水溶胶的光吸收性能,发现金属离子与TiO2水溶胶形成了配位化合物.研究了金属离子改性对TiO2水溶胶...     

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。     

纳米N掺杂TiO2的制备及可见光催化活性研究

N-doped TiO2 nanoparticle photocatalysts were prepared through a sol-gel procedure using NH4Cl as the nitrogen source and followed by calcination at certain temperature. Systematic studies for the preparation parameters and their impact on the structure and photocatalytic activity under ultraviolet (UV) and visible light irradiation were carried out. Multiple techniques (XRD,TEM,DRIF,DSC,and XPS) were commanded to characterize the crystal structures and chemical binding of N-doped TiO2. Its photocatalytic activity was examined by the degradation of organic compounds. The catalytic activity of the prepared N-doped TiO2 nanoparticles under visible light (λ＞400nm) irradiation is evidenced by the decomposition of 4-chlorophenol,showing that nitrogen atoms in the N-doped TiO2 nanoparticle catalyst are responsible for the visible light catalytic activity. The N-doped TiO2 nanoparticle catalyst prepared with this modified route exhibits higher catalytic activity under UV irradiation in contrast to TiO2 without N-doping. It is suggested that the doped nitrogen here is located at the interstitial site of TiO2 lattice.     

TiO2可见光催化研究进展

综述了国内外TiO2可见光催化研究方面的最新进展。从染料光敏化、复合半导体、金属离子掺杂、非金属元素掺杂及共掺杂光催化剂几个方面详细探讨该类复合TiO2的制备方法、催化机理、实际效果和缺点;较系统地介绍TiO2可见光催化剂的研究现状和前景。     

多孔硫、氮共掺杂TiO2的制备及连续流动可见光光催化活性

以聚合物凝胶为模板,硫酸氧钛为钛源,合成了多孔硫、氮共掺杂TiO2可见光光催化剂。利用XRD、FE-SEM、TEM、UV-vis和XPS等方法对样品的结构、形貌、可见光吸收及掺杂元素的化学形态进行了表征。结果表明掺杂TiO2为锐钛矿相结构,其网状骨架是由介孔和大孔组成,组成大孔的壁厚在100～300 nm之间,大孔的孔径约为300 nm,有少量的Ti-S、Ti-O-S、O-Ti-N键存在于样品中。连续降解废水中亚甲基蓝溶液结果表明:该方法合成的多孔、自支持的硫、氮共掺杂TiO2可见光光催化剂,具有高效耐久的特性。     

可见光下上转换发光材料掺杂纳米TiO2的光催化活性研究

印染工业的发展加剧了环境污染,传统的处理染料废水的方法存在许多难以克服的缺点.从保护环境和节省能源的角度出发,人们对TiO2应用在染料污水降解领域的研究给予了较大的关注.本文制备出上转换发光材料掺杂的纳米TiO2光催化剂.用XRD和TEM对这种催化剂进行了表征,通过在可见光下降解亚甲基兰溶液对样品的光催化活性进行了评价,研究了掺杂浓度,样品投放量以及光照时间对催化剂的光催化活性的影响.结果表明掺杂样品在可见光下能有效地分解有机物,而未掺杂样品则产生了大量有毒中间产物,因此上转换发光材料掺杂的TiO2光催化剂在可见光下具有较好的光催化活性.