N掺杂纳米TiO2在4-氯苯酚中的可见光催化活性及动力学研究

以NH4Cl为氮源,采用溶胶-凝胶法制备N掺杂纳米TiO2,以4-氯苯酚和TOC降解率为指标,考察灼烧温度、搅拌速度、溶液pH值等因素对N掺杂TiO2可见光活性及动力学方程的影响.结果表明,N掺杂TiO2对4-氯苯酚具有良好的降解作用,在灼烧温度400℃、快速搅拌、pH值为4.6下,4-氯苯酚降解率最大,在可见光辐射6h时达到87%..降解反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程.     

N掺杂TiO2材料可见光光催化性能研究进展

概括了最近报道的N掺杂TiO2可见光光催化材料的研究成果，其中包括样品制备的进展、掺杂机理的研究和可见光响应理论的研究。在制样方法方面，分析了不同方法制备的样品在性能上的特点和差异；在掺杂机理研究方面，归纳了目前研究中对N掺杂TiO2机理的不同观点，包括N在TiO2晶格中的位置以及N掺入后对TiO2半导体能级结构的影响；最后详细介绍了几种N掺杂TiO2可见光响应理论。     

可见光响应N掺杂TiO2的制备及光催化性能研究

以NH4Cl为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了具有可见光活性的N掺杂TiO2,并用X-射线衍射、傅立叶转换红外光谱进行了表征.研究表明,在pH=3、灼烧温度为500℃时,N掺杂TiO2活性最佳.在此条件下制备的N掺杂TiO2在可见光(λ＞400nm)下对4-氯酚具有良好的降解作用,而未掺杂的TiO2几乎没有,这表明掺杂进入TiO2晶格的N原子是N掺杂TiO2具有可见光活性的主要原因.     

N掺杂纳米TiO2光催化剂的制备与表征

以钛酸四丁酯为钛源,氨水为沉淀剂,采用水解-沉淀法制备出了氮掺杂纳米TiO2催化剂(N/TiO2),以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以目光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.XRD结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它N掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.DRS蛄果显示,不同温度煅烧的催化荆在波长低于550nm的可见光区城内都有高的吸光度.先催化结果发现,700℃煅烧制得的N掺杂氧化钛光催化荆表现出最佳的光催化活性,120min内对甲基橙溶液的降解率达到69.7%.     

可见光响应C掺杂纳米TiO2的研究进展

纳米TiO_2的禁带宽度(3.2 Ev)限制了对太阳光能的利用,对纳米TiO2进行掺C改性能减小带隙、显著提高对可见光的利用,同时保持紫外光光催化活性,显示出良好的应用前景.综述和分析了C掺杂纳米TiO2的可见光活性理论、制备方法、在环境污染治理等方面的应用,及C和其它元素共掺杂改性TiO2的研究.总结了C掺杂纳米TiO2研究中存在的问题,并讨论了今后的研究方向.     

F掺杂TiO2纳米管阵列的可见光催化活性和电子结构

采用电化学阳极氧化法,在纯Ti表面一步制得原位生长的F掺杂TiO2纳米管阵列.对煅烧后样品进行扫描电镜(SEM)、X射线多晶衍射(XRD)表征.结果表明,所得TiO2纳米管排列整齐、平均管径约40 nm,平均管长约700 nm.XPS蚀刻分析发现,少量F原子以F-Ti-O键的形式掺杂进了TiO2晶格,同时产生活性物质T...     

硫掺杂纳米 TiO2的掺杂机理及可见光催化活性的研究

用酸催化溶胶-凝胶技脲与钛酸丁酯摩尔比S／Ti为3．5时，经500℃热处理后的催化剂的光催化活性最佳．通过XRD、DRS和XPS等研究表明硫掺术合成了硫掺杂纳米TiO2光催化剂粉末．光催化降解亚甲基蓝实验结果表明，当硫杂导致二氧化钛晶粒尺寸细化，并有效地抑制了相变温度．在热处理过程中硫由S^2-被氧化为S^4＋并进入到二氧化钛的晶格中取代了部分Ti^4＋位，导致了晶格的畸变，带隙变窄，从而导致对光的吸收发生了向可见光区移动．     

N掺杂对TiO2结构及可见光光催化性能影响的研究

采用溶胶-凝胶法,在钛酸丁酯水解过程中加入一定量的尿素,制备了不同N掺杂量的光催化剂TiO2-xNx.以亚甲基蓝溶液为降解对象,研究催化剂在可见光区的催化性能;利用XRD、XPS、SEM、UV-Vis对催化剂的结构、形貌和光催化性能进行了表征.实验结果表明,掺杂的N以O-Ti-N的形式存在于TiO2结构中,N元素抑制了锐钛矿相向金红石相的转变和晶粒的长大;样品中形成了新的能级结构,提高了TiO2在可见光下的光量子效率和光催化能力.掺杂量为3.84%(质量分数)的TiO2-xNx在可见光区的响应能力最高,吸收波长延伸至520nm,其光催化活性最大,1.5h降解率达到55.54%.     

阴离子掺杂型TiO2可见光活性研究进展

阴离子掺杂改性TiO2光催化材料是目前光催化材料界的一个研究热点.综述了阴离子掺杂改性TiO2可见光活性的研究进展,重点探讨了N、C和S等元素掺杂TiO2材料的原理,实验工艺,效果以及优缺点.并对TiO2光催化材料可见光活性未来发展趋势进行了展望.     

N、S共掺杂纳米TiO2的制备、表征及光催化性能研究

以TiCl4、硫脲为原料，采用微波催化水解沉淀法合成了S掺杂的TiO2前驱体，在NH3／N2气氛中经高温煅烧处理制得N、S共掺杂纳米TiO2光催化剂，用XRD、UV-Vis／DRS、FT-IR、TG-DTA、SEM等对其进行了表征。并考察了该催化剂在可见光及紫外光区的催化活性。结果表明，N掺杂在TiO2表面形成了Ti-O-N键；S掺杂可以导致TiO2晶粒尺寸细化。而N、S共掺杂导致了TiO2晶格畸变，产生了新的能级结构，使催化剂的吸收边带红移。晶粒基本呈球形和类球形，粒径在15-20nm之间。N、S共掺杂对提高光催化活性具有协同作用，在可见光和紫外光区均表现出较佳的光催化活性。     

非金属掺杂TiO2催化剂的制备及可见光诱导活性

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只能紫外光激发的TiO2光催化反应红移到可见光区域进行,近年来国内外在非金属掺杂TiO2可见光催化剂研究取得了积极进展。本文主要对N掺杂和C掺杂TiO2的制备方法进行了介绍,同时对其掺杂的非金属存在形态及掺杂机理作了理论分析。     

N掺杂TiO2纳米纤维高可见光催化CO2合成甲醇

采用气相生长法在介孔SiO₂球的表面上制备了ϕ 8~10 nm的TiO₂纳米纤维, 采用相同的方法, 还成功地制备了氮掺杂的TiO₂(N-TiO₂) 纳米纤维, 它具有更高的可见光催化活性。采用X射线光电子能谱(XPS)、紫外光电子能谱(UPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外–可见分光光度计(UV-Vis)、荧光分光光度计(PL)等对样品进行了测试分析。TiO₂纳米纤维具有高结晶度的锐钛矿晶型, 掺氮后的TiO₂纳米纤维带隙变窄, 在可见光波段有明显的吸收, 同时, 光生电子还原能力更强, 大大提高了可见光下催化还原CO₂合成甲醇的产率。在300 W氙灯光照2 h后, 用纯TiO₂纤维催化CO₂合成甲醇, 产率为493.4 μmol•g^-1∙h^-1, 转换频率(TOF) 为0.089 h^-1; 以N-TiO₂为催化剂合成甲醇产率提高了40.1%, 达695.1 μmol∙g^-1∙h^-1, 转换频率(TOF) 提高了40.4%, 为0.125 h^-1。     

氮掺杂TiO2纳米粉体的制备及其可见光催化性能

以钦酸四丁酯和尿素为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2凝胶前驱体,干燥后在不同温度下进行热处理得到氮掺杂TiO2纳米粉体;以XRD,XPS,UV-Vis DRS等方法对氮掺杂TiO2纳米粉体的晶相、成分和光学性能进行了分析.结果表明,氮元素在TiO2晶格中主要以间隙掺杂形式存在,随着热处理温度升高和时间延长,TiO2...     

介孔TiO2可见光改性研究

介孔TiO2作为催化剂降解污水中有机污染物颇有发展前景,目前主要的研究工作是使TiO2的光响应波长由紫外光向可见光发展.系统介绍了TiO2的光催化降解有机污染物的原理及掺杂改性机理,并指出光催化领域现今存在的问题以及发展趋势.     

N、Fe双掺杂的纳米TiO2制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了N、Fe双掺杂的纳米TiO2光催化材料.借助XRD、XPS对制备的光催化材料进行表征,并通过晶粒尺寸、晶粒比表面积和晶格畸变率等的分析,研究了N、Fe双掺杂对TiO2性能的影响.研究结果表明,N、Fe双掺杂抑制了TiO2由锐钛矿向金红石的转变,明显延缓了TiO2相的转移;N、Fe双掺杂可明显减小晶...     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型N掺杂TiO2粉体,通过X射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外/可见光漫反射吸收光谱(UV-vis)对粉体的性能进行表征.结果表明,N掺杂使TiO2粉体的晶粒细化,禁带宽度减小,光谱吸收阈值波长向可见光区红移至550nm左右.光催化降解甲基橙的实验表明,N-TiO2粉体在普通日光灯下对甲基橙的降解率明显优于纯TiO2粉体.     

氮掺杂TiO2纳米管电极制备及可见光电催化活性

采用氮气中500℃和600℃热处理由阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列,制备了氮掺杂TiO2纳米管阵列电极.分别用环境扫描电镜(ESEM)、X射线光电子能谱(XPS),X射线衍射(XRD)和紫外可见漫反射吸收光谱对电极进行了表征.结果表明氮成功地掺入TiO2纳米管中.氮的引入使所制备的电极表现出可见光电催化活性,其中氮气中500℃下热处理得到的TiO2纳米管阵列电极表现出最好的可见光电催化活性.     

N掺杂TiO2/SiO2双层中空微球的制备及可见光光催化活性研究

以阳离子PS为模板,正硅酸乙酯和钛酸丁酯为前驱体,三乙胺为氮源,采用溶胶-凝胶法,通过层层静电自组装制备了N掺杂TiO2/SiO2 (N-TS)复合微球,并经高温焙烧得到具有介孔结构的N-TS双层中空微球.采用Zeta-plus激光粒度及电位仪、SEM、XRD、UV-Vis等对微球的结构进行表征,以亚甲基蓝为目标污染物,考察了N-TS双层中空微球的可见光光催化活性.结果表明,通过SiO2和TiO2的交替包覆形成了双壳层结构,保持了中空微球完整的球形形貌;N的掺入有效拓宽了TiO2光响应范围且在可见光区域吸收明显增强,在掺N量为n(N) /n(Ti)=10、500℃焙烧得到的双层中空微球可见光催化活性最优,2h内亚甲基蓝几乎完全降解,同时中空微球在重复使用过程中依然能保持较高的可见光光催化活性.     

WO3+掺杂对纳米TiO2薄膜可见光致亲水性的影响

用溶胶-凝胶法和浸渍-提拉工艺在载波片上制备了均匀、透明的WO^3＋掺杂的纳米TiO2薄膜.用XRD、紫外-可见分光光度计分析了样品的晶相和光吸收性能,研究了WO^3＋的掺杂、掺杂量及热处理温度对薄膜可见光致亲水性的影响,并考察了薄膜在停止光照后,其亲水性能的变化.结果表明,与纯TiO2薄膜相比,掺WO^3＋的TiO2薄膜对可见光的吸收有所增强,并有一定的红移现象,且在可见光照射下,亲水性能都有提高,WO^3＋的最佳掺杂量为3%（物质的量比）;薄膜的最佳煅烧温度为773K;停止光照后,掺WO3＋的TiO2薄膜亲水性能持续的更久.