铬银共掺杂改性纳米TiO2光催化剂及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶凝胶法制备了Cr/Ag共掺杂的TiO2纳米材料.采用XRD、SEM、EDS等测试分析技术对掺杂纳米TiO2粉体进行了表征;以甲基橙为降解物,在太阳光照射条件下研究了掺杂对光催化活性的影响.研究结果表明:掺杂后的纳米TiO2的光催化性能明显提高,优于纯TiO2.当共掺杂的比例为Cr 1.0%/Ag 0.5%时,样品的效果最佳,对甲基橙的3h降解率达到97.63%.     

La~（3＋）/Ce~（4＋）掺杂对TiO_2光催化活性的影响

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂稀土的TiO2,重点考察了退火温度对纳米颗粒晶相转变的影响。通过光催化降解实验,探讨了退火温度、退火时间、稀土离子掺杂浓度等因素对TiO2光催化活性的影响。结果表明,TiO2粉末在400℃下为锐钛矿型,具有很高的光催化活性;掺杂的TiO2纳米样品在短时间内降解均较未掺杂TiO2纳米样品的催化活性高;掺La3＋最佳摩尔分数为0.05,掺Ce4＋最佳摩尔分数为0.20,最佳退火温度为400℃,退火时间为9 h。掺La3＋量相对较少时催化活性高,而掺Ce4＋的纳米粉体在相对较高的浓度下可达到完全降解。     

稀土离子(Sm~(3+),La~(3+))掺杂纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯和稀土氧化物Sm2O3、La2O3为原料,分别制备了掺杂稀土离子Sm3+和La3+的纳米TiO2光催化剂,分别进行了两种离子掺杂纳米材料在甲基橙溶液中的光催化降解实验。通过对制备条件优化,研究了光降解条件对降解效果的影响。结果表明:La3+掺杂纳米TiO2材料的光催化活性要优于Sm3+掺杂纳米TiO2材料.     

RE／TiO2纳米粒子在自然光下的催化氧化性能

半导体光催化技术为环境治理提供了一条新途径，其中，TiO2因具有化学性质稳定、成本低、难溶、无毒等特点，是理想的光催化剂，但由于其吸收光谱在紫外区，日光利用率低，故其应用受到限制，为了提高太阳能的利用率和光催化活性，需研究出可提高TiO2自然光催化活性的掺杂物，为此，以钛酸丁酯和稀土盐为原料，采用溶胶－凝胶法制备了掺杂稀土的光催化剂RE／TiO2（RE为Pr,La,Gd,Ho,Nd），通过XRD法研究了光催化剂的结构特征；以甲基橙为目标降解物，考察其在自然光下的催化氧化活性，研究结果表明：RE掺杂能够显著提高TiO2粒子的光催化降解能力，且催化活性与RE性质、掺杂方式及掺杂量有关，其中掺Gd样品的光催化活性最强；用共沉淀法制备的掺Gd样品比用负载法制备的掺Gd样品在自然光下具有更强的催化活性。     

La3+-Fe3+共掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3 -Fe3 共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能.通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征.结果表明,La3 -Fe3 共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550 ℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3 ):n(TiO2)=0.05%,n(Fe3 ):n(TiO2)=0.5%.共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体.复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程.     

稀土修饰TiO2光催化降解甲基橙反应机理

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量Ce的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征,以紫外灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现:掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到了500nm;掺杂Ce的TiO2纳米粒子比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4+仅有少量进入TiO2晶格中,而大部分的Ce4+没有进入TiO2晶格中,而是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上,说明了掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce最佳浓度是2.0mol%.光催化降解反应机理可能有两种途径,一种途径是掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理,另一种途径是光敏剂与掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理.     

过渡金属离子及H2O2影响TiO2光催化降解苯胺的动力学研究

采用溶液浸渍法制备TiO2并将其担载到瓷砖上,通过添加过渡金属离子和H2O2,来考察对TiO2光催化降解苯胺的影响,其动力学过程利用模型进行模拟.结果表明,添加Cu2+、Mn2+和Co2+均能提高TiO2催化活性,且提高程度为Cu2+＞Mn2+＞Co2+;掺杂Ni2+反而降低其活性.H2O2能提高瓷砖固载TiO2的催化...     

纳米复合光催化剂制备及对PAR降解的研究

以钛酸四正丁酯和无水乙醇为主要原料,另掺杂一定比例的Fe^3＋,以溶胶一凝胶法制备Fe-TiO2复合光催化剂,并用XRD和SEM等手段进行表征。以4-（2-毗啶偶氮）间苯二酚（PAR）光催化降解为模型反应,在可见光条件下对所制备的催化剂催化性能进行表征和评价。结果表明,掺铁比不掺杂TiO2有更高的催化活性,同时也验证了锐钛矿型TiO2是催化活性最高的晶型。     

离子掺杂和氢气氛处理对TiO2光催化性能的影响

研究了过渡金属离子、稀土金属离子或N、C阴离子对TiO2掺杂,以及在氢气氛条件下处理TiO2,使其具有可见光光催化活性.过渡金属离子掺杂,可在TiO2晶格中引入缺陷,促进电子-空穴的分离或复合;稀土金属掺杂有利于提高TiO2的光催化活性,光催化活性的增加可能是由于稀土金属掺杂,增加了TiO2对污染物的吸附、促进了TiO2红移到较高的波长,以及其表面电子迁移速率的增加阻止了电子-空穴复合;C、N阴离子掺杂或在氢气氛条件下对TiO2进行处理,可能会产生TiO2-xCx、TiO2-xNx、TiO2-x等半导体,晶体颜色由浅变深,促进对光吸收波长的红移,有利于可见光催化活性的提高.     

La~(3+)掺杂TiO_2光催化降解捕收剂羟肟酸的研究

以肽酸丁脂和硝酸镧为原料,采用溶胶-凝胶法、浸渍提拉法制备了一种La3+掺杂TiO2的新型光催化剂。应用于难降解的选矿捕收剂2-羟基-3-萘甲羟肟酸(H205)。研究了La3+掺杂量、pH、循环使用对光催化活性的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)分析技术对新型光催化剂进行表征。结果表明:La3+掺杂TiO2能够显著提高光催化活性。H205溶液的初始浓度30 mg/L,以0.5%La3+掺杂TiO2溶胶,镀膜5次后经600℃焙烧的新型光催化剂在紫外光下进行光催化降解3 h,降解率为84.69%;而不掺杂La3+的降解率只有70.02%。该光催化剂可循环利用,重复使用10次后,降解率略有下降。     

低量Eu3＋、Gd3＋共掺杂的TiO2的制备及光催化活性

利用溶胶一凝胶法在煅烧温度540℃制备了纯的和低量Eu3＋和Gd3＋共掺杂的TiO2粉体,并用XRD技术对样品进行了表征．研究了低量Eu3＋和Gd3＋共掺杂对样品相结构和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了低量Eu3＋和Gd3＋共掺杂对纳米TiO2的光催化活性的影响．结果表明,Eu3＋和Gd3＋共掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;与纯TiO2相比,适量掺杂Eu3＋和Gd3＋可以显著提高其光催化活性;当Eu3＋和Gd3＋掺杂量分别为0．01％和0．01％,TiO2纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为98．04％。其金红石相含量为30％．     

P掺杂TiO2的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备掺杂P的纳米TiO2光催化剂,将焙烧温度、焙烧时间、冰醋酸与钛酸四丁酯物质的量比、P/Ti物质的量比、加水量和乙醇用量等因素作为实验考察条件,分别在紫外光和可见光条件下,研究P掺杂TiO2制备条件对其光催化降解有机污染物性能的影响。以难生化降解的亚甲基蓝为目标降解物,通过其降解前后浓度的变化考察改性光催化剂的光催化活性。结果表明,适量P的掺杂能够有效促进TiO2纳米粒子的光催化活性。利用溶胶-凝胶法制得的光催化剂,最佳催化剂制备条件为:P掺杂的摩尔分数为6%,600℃焙烧120min,冰醋酸与钛酸四丁酯物质的量比为3∶1,加水体积80mL,乙醇体积60mL,此条件下亚甲基蓝可见光降解率为88.0%。     

MnFe2O4/TiO2的制备及其类芬顿光催化性能

以溶胶-凝胶法成功制备了MnFe2O4/TiO2类芬顿(Fenton)光催化剂,通过XRD、SEM、UV-vis对材料的结构和形貌进行表征,并以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,对其进行降解,考察了不同掺杂量(质量分数)的产物在可见光下的光催化性能.结果表明,在光源为300 W的碘钨灯、MnFe2O4掺杂量为2％、催化剂质...     

Fe3+掺杂TiO2玻璃薄膜太阳光催化降解H酸的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面上制备了掺杂Fe3+的TiO2薄膜,用XRD、IR对其进行表征.在太阳光的照射下,以H酸为目标物,用自制敞开连续流平板式光催化反应器,进行了光催化法降解试验.结果表明:适量Fe3+的掺杂可明显提高TiO2玻璃薄膜在太阳光下的催化性能,掺Fe3+的摩尔质量百分数为(Fe3+/TiO2)0.06%时的光催化活性最高.太阳光照射3 h,H酸脱色率达到72.5%,反应速率遵从Langmuir-Hinshelwood方程,表观速率常数K′=0.007 4 min-1.     

吸附相反应技术制备沸石负载TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,采用吸附相反应技术,以沸石表面吸附的水层为"纳米反应器",制备了沸石/TiO2光催化剂。运用红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析对沸石/TiO2光催化剂进行了表征。结果表明,在沸石表面成功地负载了纳米TiO2。以250W紫外线高压汞灯为光源,以有机颜料甲基橙为目标降解物,研究了沸石/TiO2光催化剂的光催化性能,并探讨了沸石中TiO2负载量、沸石/TiO2用量与催化剂催化活性之间的关系。结果表明,当沸石与钛酸丁酯质量比为1∶3时,沸石/TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。提高沸石/TiO2光催化剂的用量能提高其对甲基橙溶液的光催化降解效率。     

空气中微量苯的光催化降解研究

选取硫酸钛沸腾回流水解法制备二氧化钛粉体并用于光催化降解空气中的微量苯。通过试验确定出二氧化钛的最佳制备条件;考察了二氧化钛载体对其光催化活性的影响.结果表明以吸附性强的载体(如活性炭)负载二氧化钛的光催化剂的催化降解效果较好.     

可见光响应介孔TiO2的掺杂改性的研究进展

介孔TiO2凭借其无毒、比表面积大、稳定性良好以及光催化活性较高等优点,被认为是一种极具发展前景的光催化剂.为提高其光催化效率,目前最重要的工作是使TiO2的响应波长由紫外光向可见光拓展.系统阐述了TiO2光催化和掺杂机理以及离子掺杂和上转换发光剂掺杂这两种行之有效的改性途径.并对今后介孔TiO2的研究方向提出了建议.     

WO3-TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

采用半导体WO3复合的改性方法,以钛酸丁酯为主要原料,在室温下,采用溶胶一凝胶法制备W03-TiO2复合光催化剂．WO3-TiO2光催化剂经350W氙灯照射后,用分光光度计测量光催化降解反应后亚甲基蓝溶液的吸光度,考察其光催化活性;考察钨掺杂量、煅烧温度、冰乙酸用量等对光催化活性的影响．结果表明：在WO3摩尔分数1．5％,煅烧温度500℃,冰乙酸用量3mL时,能够有效提高TiO2光催化剂光催化活性．     

碳掺杂二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以钛酸丁酯为前驱物,葡萄糖为碳源,采用一种简单的湿法工艺制备碳掺杂二氧化钛光催化剂,并考察碳掺入量及焙烧温度对催化剂性能的影响.利用XRD、FE-SEM、TEM、BET、XPS、UV-vis漫反射光谱等手段对样品进行表征测试,通过可见光（〉420nm）光催化降解甲基橙溶液来评价样品活性.结果表明：二氧化钛掺碳后,锐钛矿特征峰显著减弱,但其吸收波长拓展到可见光区;高于275℃时,样品的结晶性随焙烧温度的升高逐渐增强;光催化结果表明,以250℃、葡萄糖含量为17%的条件下制备的样品表现出更好的光催化性能,8h对甲基橙溶液的降解率达到了86.3%,约为商用P25的5倍.表征结果表明此样品基本粒子粒径在5nm左右,比表面积高达380m2/g.