Photocatalysis Performance of Nb-doped TiO2 Film in Situ Growth Prepared by a Micro Plasma Method

采用微等离子体氧化法,在H2SO4溶液为电解液中以钛合金为基体制备原位生长的TiO2薄膜,并以罗丹明B溶液为目标污染物测试其光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的草酸铌,制备了原位Nb掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对Nb掺杂前后的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构进行了分析。结果表明,Nb掺杂能使介孔TiO2晶粒细化,比表面积增大,Nb对TiO2晶相组成影响不大,但对晶胞参数有所影响,Nb掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,其中当草酸铌为1.2g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液90min的降解率可达到85%,表现出最强的光降解能力。     

Photocatalytic Property of Nanostructured S Doped TiO2 Films Prepared by the Micro Plasma Method

以钛为基体,在较短的时间内,采用微等离子体氧化法制备了TiO2薄膜。以罗丹明B溶液为目标污染物测试所得TiO2薄膜光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的CH4N2S,制备S掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)、光电子能谱（EDS）和X射线衍射仪（XRD）表征S掺杂前后所得的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构。结果表明,所得TiO2薄膜为多孔状,孔径大小均一。电解液中的CH4N2S浓度对微孔密度和孔径影响较大,S掺杂能使多孔TiO2微孔密度增大, 比表面积增大。但S对TiO2晶相组成影响不大,对晶胞参数有所影响。S掺杂可有效提高TiO2的光催化活性, 其中当电解液中的CH4N2S为6.0 g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液120 min的降解率可达到98%, 表现出最强的光降解能力。     

微等离子体氧化法制备纳米结构S掺杂TiO_2薄膜的光催化性能研究（英文）

以钛为基体,在较短的时间内,采用微等离子体氧化法制备了Ti O2薄膜。以罗丹明B溶液为目标污染物测试所得Ti O2薄膜光催化性能。为提高所得Ti O2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的CH4N2S,制备S掺杂Ti O2薄膜。利用扫描电镜(SEM)、光电子能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征S掺杂前后所得的Ti O2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构。结果表明,所得Ti O2薄膜为多孔状,孔径大小均一。电解液中的CH4N2S浓度对微孔密度和孔径影响较大,S掺杂能使多孔Ti O2微孔密度增大,比表面积增大。但S对Ti O2晶相组成影响不大,对晶胞参数有所影响。S掺杂可有效提高Ti O2的光催化活性,其中当电解液中的CH4N2S为6.0 g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液120 min的降解率可达到98%,表现出最强的光降解能力。     

Photocatalytic Properties of TiO2 Thin Films Prepared by Microarc Oxidation

在微弧氧化法制备TiO2光催化薄膜的过程中, 采用向电解液中添加氧化物的方法对薄膜进行改性. 实验结果表明, 过渡金属、重金属及稀土元素掺杂可在不同程度上影响薄膜的光催化性能, 其中, V, Ag, Ce元素掺杂可使光催化120 min的降解率提高10%以上. 采用半导体掺杂也能很好地提高TiO2薄膜的光催化性能, 其中以SnO2效果最好. 实验表明, V2O5添加量在0.5 mmol/L或SnO2添加量在1.0 mmol/L时, 生成的TiO2薄膜光催化效果最好. XRD及SEM分析表明, 掺杂不改变TiO2晶型, 改性后的TiO2光催化薄膜增厚, 微弧放电形成的孔道变小, 表面积增加.     

微弧氧化+电解液修饰法制备TiO2薄膜的光催化性能

在微弧氧化法制备TiO2光催化薄膜的过程中,采用向电解液中添加氧化物的方法对薄膜进行改性.实验结果表明,过渡金属、重金属及稀土元素掺杂可在不同程度上影响薄膜的光催化性能,其中,V,Ag,Ce元素掺杂可使光催化120min的降解率提高10%以上.采用半导体掺杂也能很好地提高TiO2薄膜的光催化性能,其中以SnO2效果最好.实验表明,V2O5添加量在0.5mmol/L或SnO2添加量在1.0 mmol/L时,生成的TiO2薄膜光催化效果最好.XRD及SEM分析表明,掺杂不改变TiO2晶型,改性后的TiO2光催化薄膜增厚,微弧放电形成的孔道变小,表面积增加.     

微弧氧化＋电解液修饰法制备Ti02薄膜的光催化性能

在微弧氧化法制备TiO2光催化薄膜的过程中,采用向电解液中添加氧化物的方法对薄膜进行改性。实验结果表明,过渡金属、重金属及稀土元素掺杂可在不同程度上影响薄膜的光催化性能,其中,V,Ag,Ce元素掺杂可使光催化120min的降解率提高10％以上。采用半导体掺杂也能很好地提高Ti02薄膜的光催化性能,其中以SnO2效果最好。实验表明,V205添加量在O．5mmol／L或sn02添加量在1．0mmol／L时,生成的Ti02薄膜光催化效果最好。XRD及SEM分析表明,掺杂不改变TiO2晶型,改性后的TiO2光催化薄膜增厚,微弧放电形成的孔道变小,表面积增加。     

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.     

分子自组装制备的掺杂WO3的TiO2光催化薄膜的表征

利用分子自组装技术在载波片上制备了锐钛相TiO2及WO3掺杂的TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计对薄膜进行了表征。利用对罗丹明B的降解评价了所制备薄膜的光催化活性。结果表明：当W／Ti=2at％时，TiO2薄膜的光催化活性得到提高。     

Ag-TiO2/SnO2纳米薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能

以光还原法沉积Ag修饰TiO2/SnO2,制各Ag-TiO2/SnO2纳米薄膜,讨论紫外光照时间、光照强度、AgNO3浓度等工艺条件对光催化活性的影响.用XRD和SEM对薄膜的结构、表面形貌和化学组成进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对光催化性能进行测定.结果表明,最佳条件下制备的Ag-TiO2/SnO2薄膜,Ag担载量为0.51%(at%),Ag簇直径在30～90 nm之间.薄膜具有较高的光催化活性,对罗丹明B的降解率是修饰前TiO2/SnO2薄膜的1.92倍,是相同质量TiO2/ITO薄膜的2.54倍.催化活性的提高,源于反应机制的改变.薄膜中Ag-TiO2异质结的引入,一方面进一步促使光生电荷分离,另一方面加速了氧气与激发电子的还原反应.     

(Ni-Mo)-TiO2纳米薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能

以恒电流复合电沉积方法制备(Ni-Mo)-TiO2薄膜。采用SEM、XRD和DRS对薄膜的表面形貌、相结构和光谱特性进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性进行测定,讨论罗丹明B溶液的pH值、通入气体以及不同辐射光波对薄膜光催化性能的影响,并推测光催化机理。结果表明:(Ni-Mo)-TiO2薄膜是由TiO2纳米粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合薄膜。薄膜具有较高的光催化活性,在可见光和紫外光照射下,罗丹明B的降解率分别为多孔P25 TiO2粒子薄膜的2.0倍和1.7倍。复合薄膜光催化活性的提高主要源于在薄膜层中能有效形成(Ni-Mo)/TiO2异质结和良好的电子通道,它一方面可以促使光生电荷的分离,另一方面加速了氧气与激发电子的还原反应。     

掺杂Fe~(3+)与La~(3+)离子的TiO_2薄膜光反应活性的研究(英文)

利用溶胶-凝胶技术在载玻片衬底上制备了透明的TiO2薄膜。为了增强TiO2薄膜的光反应活性,对TiO2薄膜分别进行了不同浓度的Fe3+和La3+离子掺杂。离子掺杂的TiO2薄膜在可见光区有良好的透光性,通过降解罗丹明B染料溶液,评估了掺杂Fe3+和La3+离子的TiO2薄膜的光反应活性。结果表明,当Fe和La的原子分数比为0.5at%时增强了TiO2薄膜的光反应活性。     

磁控溅射法制备TiN/TiO2周期薄膜

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)衬底上制备了不同周期数的TiN/TiO2周期薄膜。采用X射线衍射分析仪分析了薄膜的物相结构、原子力显微镜表征了薄膜的表面微观形貌,采用光催化降解甲基橙溶液来评价薄膜光催化性能。结果表明:所制备的TiN/TiO2周期薄膜结晶良好,薄膜由TiO2和TiN两种物相组成,TiO2均属于锐钛矿型。薄膜表面均匀致密,随着周期数的增加,薄膜表面粗糙度增加,1周期薄膜表面粗糙度(Ra)为1.652nm,5周期则为4.339nm,1周期薄膜均方根粗糙度(Rms)为2.138nm,5周期达5.738nm。薄膜具有显著的光催化性能,随着周期数的增加,TiN/TiO2薄膜的光催化性能逐渐增强,5周期薄膜对甲基橙溶液的降解率达到74%。结晶良好、表面均匀致密的具有光催化性能的TiN/TiO2周期薄膜的制备,为高质量TiN/TiO2周期薄膜的制备提供了参考。     

氮掺杂二氧化钛/聚吡咯（TiO2@Polypyrrole）纳米球的制备及其超声催化性能研究

本文介绍了氮掺杂TiO2纳米球的制备方法,并对TiO2纳米球的超声催化性能进行改进,提高它的超声催化活性。改变方法是利用原位聚合法对TiO2纳米球进行聚吡咯(PPy)包覆来制备TiO2@PPy纳米球,并且在制备TiO2纳米球的过程中引入N离子,以此来提高它的催化效率(本实验超声催化降解罗丹明B),通过透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)对其结构和形貌进行了表征,并利用紫外可见光谱(UV-VIS)表征了其在超声条件下对罗丹明B的超声催化降解性能。结果表明:氮掺杂TiO2@PPy纳米球对罗丹明B有很好的超声催化降解性能。     

Mo的掺杂方式对TiO2光催化活性的影响

通过溶胶凝胶法制备了以不同方式和不同浓度掺Mo的TiO2薄膜.通过X射线衍射(XRD)、UV-VIS透射光谱、电化学阻抗谱分析了Mo对TiO2薄膜晶粒结构、光吸收性能、阻抗的影响.甲基橙光催化降解实验表明,钼的最佳掺杂方式为在薄膜底层掺杂,在表层及体相掺杂的效果均比未掺杂的TiO2差;其中以Mo的摩尔分数为1.0%、在薄膜底层掺杂时TiO2薄膜的光催化活性最佳.并从载流子分离效率方面讨论了掺杂方式及掺杂浓度对光催化活性的影响.     

微弧氧化法原位生长TiO_2光催化薄膜及其复合技术

介绍了利用微弧氧化技术制备TiO2光催化薄膜的工艺过程、形成机理、影响因素,以及膜层结构与性能之间的关系等。提出在微弧氧化工艺制备TiO2光催化薄膜的过程中,通过复合半导体、金属掺杂和非金属掺杂,可以有效地提高其光催化性能。     

微波水热法制备氧化锌纳米粉体及其光催化性能

以ZnSO4·7H2O为原料,NaOH为矿化剂,采用微波水热法成功制备出氧化锌纳米粉体,研究了NaOH浓度对ZnO粉体的物相,形貌以及光催化性能的影响。XRD表明所得粉体均为纯相六方纤锌矿结构的氧化锌,晶粒尺寸介于39~58nm之间;FE-SEM和TEM表明,当NaOH浓度从0.5mol/L逐渐增大到4.0mol/L时,颗粒形貌由碎片状变为层片花状结构。利用300W高压汞灯作为光源,对质量浓度为20mg/L的罗丹明B溶液进行光催化降解实验,在光照120min后,不同矿化剂浓度下制备的氧化锌催化剂对罗丹明B的降解率均接近100%,说明当前条件下制备的ZnO粉体对罗丹明B具有较高的光催化活性。     

钙掺杂二氧化钛纳米纤维的制备及其光催化性能

以乙酸钙为钙源,钛酸异丙酯为钛源,采用静电纺丝和溶胶-凝胶法制备了不同Ca~(2+)掺杂浓度的Ti O_2纳米纤维光催化剂,利用XRD和SEM等手段对样品结构和形貌进行了分析和表征,研究发现Ti O_2纳米纤维主要为锐钛矿结构并含少量的金红石结构。同时,通过对水溶性罗丹明B的光降解反应,考察了Ti O_2纳米纤维催化剂的光催化活性。研究结果表明:Ca~(2+)掺杂可有效提高Ti O_2纳米纤维对水溶性罗丹明B的光催化活性,其中当Ca~(2+)为最佳掺杂浓度5 at%,Ti O_2用量为1.2×10~(-2 )g/L,紫外光照射100 min条件下,Ti O_2样品对浓度为1×10~(-5 )mol/L罗丹明B的降解率可达95%。     

TiO2薄膜的低温制备及有机半导体对其光催化活性的提高

采用具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶,通过浸渍提拉的方法,在载玻片上低温制备了具有光催化活性的TiO2薄膜.为进一步提高薄膜的光催化活性,采用掺杂了聚苯乙烯磺酸盐的聚乙撑二氧噻吩作为TiO2薄膜的涂膜基底,采用SEM、PL光谱等测试方法考察了该有机半导体基底对TiO2薄膜性能的影响,并就TiO2薄膜厚度对两种基底上薄膜光催化活性的影响及其机理进行了讨论.结果表明电子从有机半导体向TiO2的迁移使得光生电荷较好地分离,从而增加了表层TiO2的空穴浓度.同时发现合适的TiO2厚度能够有效地提高薄膜的光催化活性.     

锐钛矿型大孔TiO_2薄膜的低温制备及其光催化性能(英文)

以钛酸丁酯为前驱体在水量充足的反应体系下合成了 TiO2晶粒溶胶。在该溶胶中引入 4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)和辛基酚聚氧乙醚(OP 乳化剂),并通过浸渍提拉法制备出锐钛矿型 TiO2薄膜。采用无水乙醇为溶剂将上述薄膜中的有机模板溶解去除,获得锐钛矿型大孔 TiO2薄膜。使用扫描电子显微镜分析薄膜的表面形貌,并对薄膜的吸附及光催化性能进行了研究。结果表明:OP 乳化剂可有效促进 BPA 在薄膜中的分散,有利于形成密集的大孔结构。多孔性增强了 TiO2对罗丹明 B(RB)的吸附,从而使薄膜光催化活性获得提高。     

掺杂锌提高TiO2光催化薄膜的杀菌功能

采用溶胶-凝胶法,利用旋涂技术,以钠钙硅酸盐玻璃为基片制备了掺杂锌的TiO2薄膜,并研究了醋酸锌含量及热处理温度对二氧化钛薄膜光催化性和杀菌性能的影响.掺杂锌提高了甲基橙在紫外线照射下的光催化降解效率,也改进了对大肠杆菌的杀菌能力.利用AFM观察了掺杂锌TiO2薄膜的形貌和粗糙度.掺杂锌量为4%,在550℃下热处理的4层TiO2薄膜具有较高的性能.