Al掺杂TiO2介孔材料的合成、表征和光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源、十八水硫酸铝为铝源、三乙醇胺为模板剂,采用研磨-溶胶技术合成了Al掺杂的TiO2介孔材料,并利用XRD、EDS、TEM、BET、UV-vis和IR等手段表征了材料的结构、形貌、比表面积、孔径分布及光学性能.结果表明:Al掺杂能够减小TiO2光催化剂的粒径,提高介孔TiO2的热稳定性;Al掺杂TiO2介孔材料的平均孔径为4.5 nm,比表面积达到110.2 m2/g;相比商用P25和介孔TiO2,Al掺杂介孔TiO2的吸收边发生红移,对初始浓度为20 mg/L的甲基橙进行催化降解1h后,其降解率达到92.5％.     

金属离子掺杂TiO2薄膜的光催化性能研究

在TiO2薄膜中掺入杂质离子是改善TiO2薄膜光催化活性的重要方法，不同金属离子的掺杂能不同程度的提高TiO2薄膜的光催化性能，使TiO2薄膜光催化剂在优化降解大气和水中的污染物等方面具有十分广阔的应用前景。本研究对近年来利用各种金属离子掺杂方式提高TiO2薄膜光催化性能的研究现状进行了综述。     

钛掺杂介孔二氧化硅薄膜的制备与表征

采用溶胶-凝胶工艺,选用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TPOT)的分步水解得到均匀的SiO2-TiO2复合溶胶,制备了具有介孔结构的钛掺杂的二氧化硅薄膜.薄膜的折射率在1.20～1.236之间可调,介电常数在2.54～2.817之间.随着钛含量的增加,折射率和介电常数增大,而孔洞率降低.结果分析表明钛离子均匀的分散在SiO2-TiO2网络中形成了Si-O-Ti键的孤立四配位形态.     

掺杂TiO2的光催化性能研究

在TiO2中掺入杂质离子是改善TiO2光催化活性的重要方法，不同方式的掺杂能不同程度地提高TiO2的光催化性能，使TiO2光催化剂在优化降解大气和水中的污染物等方面具有十分广阔的应用前景。本文对近年来利用金属离子、非金属离子、多离子等掺杂方式提高TiO2的光催化性能研究现状进行综述。     

锆掺杂对介孔二氧化钛催化性能的优化

采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛晶须及钛锆复合氧化物,研究锆掺杂对介孔二氧化钛催化性能的优化,采用X 射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析、以NH3为分子探针傅里叶红外(FT-IR)及N2物理吸附(BET法)等测试手段,分别考察锆掺杂对二氧化钛晶型、晶粒形貌、固体表面酸性、比表面积的影响.结果表明,锆掺杂可以稳定锐钛矿晶型,改变TiO2结晶形貌,增强二氧化钛固体酸性,增大介孔二氧化钛比表面积,从而优化介孔二氧化钛的催化性能.基于TiO2作为脱硝催化剂,以NH3为还原剂进行NO的选择性催化还原脱除,锆掺杂明显拓宽催化活性温度窗口,往高温区偏移50～100 ℃,最高催化活性提高26.9%.     

离子液体-水混合介质中合成介孔TiO_2及光催化活性北大核心CSCD

以四氯化钛为钛源,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF6）／水为混合溶剂,采用液相水解-沉淀法合成纳米TiO2光催化剂。以苯酚为模型物,考察了TiO2紫外下催化活性。采用XRD、TG／DSC、TEM、FTIR、DRS、低温N2物理吸附．脱附等技术对催化剂的结构进行表征。结果表明,在离子液体／水混合溶剂中合成TiO2的光催化活性较纯水溶剂中合成TiO2的光催化活性高,且在较宽的活化温度范围内（500—700℃）都表现出较高的光催化活性。这-结果可归因于在离子液体／水混合介质中合成的TiO2颗粒小、分散性好、比表面积大（138m^2／g）、吸附性能强。另外,离子液体的存在-定程度上降低了TiO2粒子表面羟基数量及表面酸度,提高了锐钛矿相TiO2向金红石相转变的温度。     

无机阴离子掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响

采用溶胶，凝胶法在玻璃基片上制备掺杂钼酸根离子（MoO4^2-）、高锰酸根离子（MnO4^2-）、钨酸根离子（WO4^2-）和锡酸根离子（SnO3^2＋）等复杂无机阴离子的二氧化钛光催化薄膜。光催化实验表明钼酸根离子、高锰酸根离子和钨酸根离子的掺杂都在不同程度上降低了薄膜的光催化性能，掺杂浓度不同对薄膜光催化性能的影响略有不同，而掺杂浓度为0.006mol．L^-1的锡酸根离子可以提高薄膜的光催化活性。利用傅立叶红外光谱研究了掺杂复杂无机阴离子对纳米二氧化钛表面结构的影响，结果表明SnO3^2-掺杂后TiO2的晶格振动峰出现明显的宽化，分析认为SnO3^2-通过热分解产生SnO2，抑制TiO2粒子在热处理过程中生长，有利于形成更细小的晶体，从而提高其光催化活性。     

模板剂对介孔二氧化钛孔结构和光催化性能的影响(英文)

钛酸丁酯作为前驱体,Span80、Span85和TritonX-114作为模板剂合成介孔二氧化钛,以氮吸脱附方法表征材料织构特性,以光催化丙酮研究材料孔结构对光催化性能的影响。结果表明,模板剂用量和种类对孔结构和光催化性能有较大的影响。直通孔道结构的二氧化钛比狭缝或墨水瓶孔道的二氧化钛具有更好的光催化活性,大的比表面积和孔径也有利于光活性的提高。     

无机阴离子掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备掺杂钼酸根离子(MoO42-)、高锰酸根离子(MnO42-)、钨酸根离子(WO42-)和锡酸根离子(SnO32-)等复杂无机阴离子的二氧化钛光催化薄膜.光催化实验表明钼酸根离子、高锰酸根离子和钨酸根离子的掺杂都在不同程度上降低了薄膜的光催化性能,掺杂浓度不同对薄膜光催化性能的影响略有不同,而掺杂浓度为0.006 mol·L-1的锡酸根离子可以提高薄膜的光催化活性.利用傅立叶红外光谱研究了掺杂复杂无机阴离子对纳米二氧化钛表面结构的影响,结果表明SnO32-掺杂后TiO2的晶格振动峰出现明显的宽化,分析认为SnO32-通过热分解产生SnO2,抑制TiO2粒子在热处理过程中生长,有利于形成更细小的晶体,从而提高其光催化活性.     

电场热处理工艺制备Li+,Sb3+掺杂TiO2光催化薄膜

以钛酸四丁酯和LiNO3,SbCl3为原料,利用电场热处理工艺在石英玻璃表面制备出一层Li ,Sb3 掺杂的TiO2光催化薄膜,采用XRD和AFM等测试手段分析了Li ,Sb3 掺杂的TiO2薄膜在电场热处理过程中的晶化行为.然后在理论上分析了外电场对TiO2薄膜热处理过程的影响,提出了通过引入外电场促进Li ,Sb3 掺杂的TiO2薄膜从锐钛矿到金红石相转变的方法.通过甲基橙水溶液的光催化降解实验表明在400℃电场热处理条件下的TiO2薄膜的光催化效率高于未引入电场热处理的TiO2薄膜.     

应用复合模板剂制备介孔TiO2的研究

采用吐温-80(Tween-80)和司班-80(Span-80)为复合模板剂,通过溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备了介孔TiO2.用环境扫描电镜(ESEM)、透射电镜(TEM)、X衍射(XRD)等测试方法对样品的显微结构及晶相进行分析及表征,研究了pH值对凝胶化时间、不同抑制剂和焙烧温度对材料结构的影响.结果表明以硝酸作为抑制剂,当体系pH值约为4时,可以有效抑制钛酸四丁酯(TBOT)的水解,凝胶化时间约为8h.干凝胶在500℃焙烧5h,制备的二氧化钛为片层状结构,介孔为连续非规则形状20nm～50nm孔道平面贯通的孔网,晶型为锐钛型.干凝胶在600℃焙烧5h,介孔基本塌陷,形成致密的片层状结构,金红石相含量与锐钛相含量相当.     

Preparation and Characterization of Titanium Based PbO2 Electrodes Doped with Some Common Elements

采用电沉积法制备了4种钛基体PbO2电极,其中3种分别采用Fe、Ni和Ag进行掺杂。利用SEM、XRD、强化寿命测试及线性伏安扫描对所制备4种电极性质进行表征,结果表明:4种电极表面均为四方体形PbO2颗粒;非掺杂电极及Ni掺杂电极的平均颗粒直径非常接近,且要小于Fe掺杂及Ag掺杂电极;Fe掺杂电极的强化测试寿命最长(116h),这可能是由其致密的表面所导致;Ni掺杂电极的析氧电位为4种电极中最高,并在苯酚降解实验中拥有最高的COD去除效率及平均电流效率,以及最低的能耗值。     

介孔氧化锆材料的模板自组装法合成与表征

采用模板自组装的方法一步合成介孔氧化锆材料,并利用TG-DTA、SAXRD、N2吸附和HRTEM对材料进行表征。结果发现,经400℃焙烧后模板剂能够完全脱除;低角度XRD结果显示材料具有良好的介孔结构;N2吸附结果得到介孔氧化锆的孔径为3.7nm,比表面积为165.3m2/g。介孔氧化锆经不同温度焙烧后的XRD和HRTEM结果表明,600℃焙烧后仍能保持介孔结构,更高温度焙烧介孔结构被破坏;选区电子衍射显示在介孔孔壁上有部分的纳米晶生成。     

高活性纳米二氧化钛光催化剂的溶胶-凝胶法制备和表征

采用溶胶-凝胶法合成了纳米二氧化钛光催化剂,利用X-射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计等测试技术研究了纳米二氧化钛的形态结构特征及其光催化性能,并探讨了甲基橙溶液的初始pH值和初始浓度、涂膜次数、光源种类、光照时间对光催化降解反应的影响机制.研究结果表明,采用紫外光源照射20min,纳米二氧化钛薄膜对甲基橙的光催化降解效率达到98%,纳米二氧化钛具有高光催化活性.     

AgCl与Cu^2＋共存纳米溶胶的制备与表征

采用沉淀法制备了AgCl与Cu^2 共存的纳米水溶胶，油酸萃取并包覆AgCl与Cu^2 共存的纳米水溶胶，制备了AgCl与Cu^2 共存的纳米有机溶胶，对水溶胶和有机溶胶的制备条件进行了系统的研究。TEM分析表明，AgCl纳米粒子呈球形，粒径约50nm，粒度分布均匀，无明显团聚现象。ED分析表明，AgCl纳米粒子为多晶结构，其中有少量的单晶存在。表面包覆油酸的AgCl纳米粒子易溶于弱极性溶剂，难溶于极性溶剂。     

n-TiO2阴极电沉积纳米金属铂及其电化学特性

用两步法对钛基材进行阳极氧化，然后用阴极电沉积方法制备出纳米级铂镀层Ti／TiO2．Pt阳极，用场发射电子扫描显微镜（SE-SEM）分析了Pt沉积前后的表面形貌，并测试了其晶粒度。结果表明，Pt晶粒度大小为80nm～130nm，阳极不仅具有与铂阳极相似的电化学行为特征，而且通过Pt掺杂明显改善月．TiO2电极的电催化活性，并随着沉积Pt时间的增加，其电催化活性提高。     

Preparation and Surface Photovoltage Characterization of Cu2O

采用还原法合成了2种形貌的Cu2O纳米晶样品,尺寸均约700 nm。通过X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散光谱(EDX)和表面光电压谱(SPS)手段进行表征。以聚乙烯乙二醇为模板的样品在空气中氧化,而另外一种以葡萄糖为模板的样品在空气中却很稳定。测试结果表明Cu2O纳米晶的形貌明显影响其稳定性。通过表面光电压信号对比分析了这2种样品氧化的原因。     

Fe3+掺杂TiO2薄膜的制备与表征

利用射频磁控溅射技术在载玻片衬底上沉积了TiO2及Fe3+掺杂的TiO2薄膜,并利用X射线衍射、拉曼光谱和紫外-分光光度计对所制备的薄膜进行了结构与性能表征。结果表明,所制备的TiO2薄膜为锐钛矿相结构,Fe3+掺杂后TiO2薄膜的晶化程度降低,光催化活性减弱。     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜

用溶胶-凝胶法,以钛酸丁脂为先驱体、无水乙醇为溶剂、二乙醇胺为络合剂,以载玻片为基体采用溶胶-凝胶浸渍提升法制备纳米TiO2薄膜.探讨制备过程中影响薄膜质量的因素,用NDJ-8S数字显示粘度计测定溶胶在溶胶-凝胶过程中的粘度随存放时间的变化;差热分析仪分析有机物的热分解行为和晶型转变;红外光谱仪对干凝胶相组成进行分析;扫描电镜对薄膜的表面形貌、颗粒的均匀性等进行研究.结果表明:可在玻璃基体上镀上纳米TiO2薄膜;粘度随着陈化时间成正比关系;薄膜表面光滑,颗粒较均匀且达到纳米级颗粒.