钒酸盐掺杂二氧化钛可见光响应的复合光催化剂的研究进展

开发可见光响应和高效稳定的二氧化钛基复合光催化剂是当前的研究热点之一.本文介绍了高活性、高稳定性的窄带隙半导体材料钒酸盐掺杂二氧化钛复合光催化剂的研究进展,重点讨论了钒酸盐掺杂二氧化钛的光催化机理,列举了国内外所取得的成果.     

二氧化钛光催化材料实现可见光全谱吸收对太阳能大范围高效利用具有重要意义

近日,中科院金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部制备出具有可见光全光谱吸收的红色二氧化钛光催化材料,这意味着有可能利用二氧化钛基光催化材料实现高效可见光分解水制氢,对于太阳能的大范围高效利用具有重要的意义。相关成果先后发表于国际学术期刊《先进功能材料》和《能源与环保科学》。据介绍,通过光催化实现太阳能到化学能的转化,例如光催化分解水制氢,是获得新能源的一个极具前景的重要途径。发展可全光谱吸收可见光(波长为400～700纳米)的光催化材料,是实现高效太阳能光催化转化的前提。然而,多数稳定的光催化材料的可见光吸收低。通过掺杂能缩小光催化材料的带隙,是增加光催化材料可见光吸收的基本手段。锐钛矿二氧化钛是目前科学界研究最为广     

TiO_2光催化降解有机污染物的研究进展

二氧化钛具有优异的光电转换及物化性能,是半导体光催化材料的研究热点,广泛用于有机污染物降解研究。但二氧化钛禁带宽度较大,只能吸收紫外光辐射,太阳光利用率低,且二氧化钛的量子效率低。综述金属掺杂、非金属掺杂、共掺杂、半导体复合-异质结和染料敏化二氧化钛改性方法,拓宽TiO_2的光响应范围,抑制载流子复合,提高光催化活性和能量转换效率,提高有机污染物降解率,实现可见光降解。     

具有可见光活性的光催化剂研究进展

简述了可见光光催化机理,该机理与紫外光光催化机理的不同之处在于其电荷传输与分离机制。综述了近年来具有可见光活性的光催化材料的研究进展。贵金属、过渡金属及其化合物的掺杂、染料光敏化、氮掺杂和在适当载体上的负载可使复合物的复合禁带宽度小于TiO2的禁带宽度,从而使TiO2的吸收带发生红移,实现可见光响应,其中,氮掺杂ZnO或氮掺杂TiO2及其复合半导体具有较好的可见光光催化活性,另外一些氮氧化物、氮化物及许多钙钛矿型半导体可以作为可见光分解水的有效催化剂。     

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TiO2光催化剂的催化机理及改性方法

纳米TiO2禁带宽度较宽,只能在紫外光条件下激发。拓宽纳米TiO2的光谱响应范围,实现可见光激发,是二氧化钛基光催化材料所面临的主要问题。文章概述了纳米TiO2光催化剂的光催化机理,阐述了提高纳米TiO2光催化剂催化活性的主要方法,并且展望了其今后的研究和发展方向。     

Au-TiO_2纳米复合材料光催化性能和应用研究进展

二氧化钛由于其耐腐蚀性,对生物无毒性,高效清洁等特点,已经在众多领域得到广泛的研究。尤其二氧化钛材料具有极强的催化氧化能力,在环境污染治理和有机物降解方面得到应用。但纯的二氧化钛由于禁带较宽,只能吸收太阳光中近紫外的光线。拓宽二氧化钛的光谱响应范围,实施对可见光的吸收利用,是二氧化钛基光催化材料面临的主要问题。二氧化钛上负载的金纳米颗粒形成的Au-TiO_2复合材料不仅提高了其氧化还原能力,而且具有良好的可见光催化性能。本文综述了Au-TiO_2的光催化原理,Au-TiO_2光催化活性的影响因素及其应用。     

负载金的掺氮二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以纳米管钛酸为前驱体,采用水热法先制备得到新型N掺杂二氧化钛,然后用沉积沉淀法在N掺杂二氧化钛表面负载微量贵金属Au,制备得到负载Au的掺N二氧化钛.利用TEM、XRD、XPS、ESR和DRS等手段研究了样品的形貌、晶体结构、元素化学态和光谱吸收性质.样品光催化活性通过可见光催化降解丙烯进行评价,结果表明,样品N-TiO2和Au/N-TiO2具有明显的可见光(λ≥420 nm)催化活性.ESR结果表明,掺氮过程中生成的束缚单电子的氧空位是样品具有可见光响应的原因.     

纳米二氧化钛复合材料降解水中污染物的研究

对金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料降低水中污染物的研究进展进行了论述；金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料相较于纳米二氧化钛，其禁带宽度变窄，提高了在可见光区的吸收性能，提高了光催化活性，提高了污染物降解率。     

钴掺杂二氧化钛光催化剂制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了纯二氧化钛和不同钴掺杂量的二氧化钛复合纳米粒子。并用XRD、UV-Vis对样品组织结构进行了表征。以甲基橙（OM）的光催化降解为探针反应,评价了可见光催化活性,研究了不同热处理温度、不同钴掺杂量对二氧化钛光催化性能的影响。确定了最佳钴掺杂量和热处理温度分别为1%（物质的量分数）和600  ℃。在此条件下,钴的掺杂对二氧化钛的相变有很大的抑制作用,并使其光谱响应范围向可见光区拓展。与未掺杂的二氧化钛相比较,经钴掺杂的二氧化钛具有更高的催化性能。     

非金属掺杂对TiO2可见光吸收影响的研究现状

TiO2在光催化领域有广阔的应用前景,但大的禁带宽度限制其不能有效利用太阳能,当前研究的重点是开发能有效利用太阳光的光催化剂.许多研究通过表面改性和掺杂过渡金属离子扩大光谱响应吸收范围和提高光催化活性,概述了近年来关于TiO2改性的工艺、机理及优缺点,重点总结了非金属元素掺杂的研究,并对今后的研究作了展望.     

可见光响应的铁掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能研究

以硝酸铁、硫酸氧钛为出发原料,通过直接化学法合成了锐钛矿型的Fe掺杂的Ti O2纳米光催化剂;通过X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、热差热重分析仪对样品的结构以及性能进行了表征。结果表明:Fe掺杂的纳米Ti O2光催化剂的紫外吸收光谱和纯Ti O2相比,吸收带边发生红移,光响应范围拓展到在可见光区域;Fe的掺杂可以提高Ti O2的光催化性能,其中1%的Fe-Ti O2对亚甲基蓝的光催化活性最高。在模拟可见光条件下,Fe-Ti O2表现出了较优的光催化性能,光照10 min后,降解率高达83.9%。     

可见光下改性纳米TiO2催化降解废水污染物的研究进展

通常TiO2可降解有机污染物,其最活泼晶型为锐钛矿相,但它却有较高带隙能,因此只能被紫外光激发;近年来,大量研究人员致力于对TiO2进行改性使其吸收波谱向可见光波长方向移动的研究,取得一定成效。文章综述了拓宽光谱响应光催化材料的类型、机理以及掺杂物用量、载体等对改性纳米TiO2可见光吸收范围及光催化剂活性的影响,展望了可见光响应光催化材料在降解废水污染物研究中的应用。     

水热法制备TiO2光催化剂及降解罗丹明B的活性

本文以Ti(SO4)2为原料，用水热沉淀法制备纳米TiO2光催化剂，用XRD、TEM、BET、DRS对水热法和Sol-gel法制备的TiO2粒子进行表征，以光催化降解水溶液中罗丹明B为模型反应，对水热法制备的TiO2光催化剂活性进行评价，结果表明，水热法制备的TiO2粒子粒径小(d101=7．5nm)，比表面积大(SBET=102．8m^2／g)吸光能力强，光催化活性高。     

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。     

掺杂改性TiO2光催化剂研究及在建材领域应用

TiO2具有稳定性好、光效率高和不产生二次污染等特点,被认为是最有应用前景的光催化剂。通过金属或非金属掺杂改性的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。本文介绍了国内外在可见光激发下掺杂改性TiO2光催化剂的研究进展。并对其在建材领域的应用进行了评述。     

可见光催化剂N/TiO_2的制备及其光催化活性

对TiO2光催化剂进行改性,提高它的可见光活性。以钛酸四丁酯为前驱物,采用水解沉淀法制备了N/TiO2光催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)等方法对样品进行了表征,以活性红紫为模型污染物,考察了N掺杂量、焙烧温度等制备条件对N/TiO2粉体光催化活性的影响。结果表明:当氨水投加量为20 mL时,在500℃下焙烧1 h制得的催化剂具有最高的光催化活性;同样条件下,其催化活性约为市售普通的Degussa P25 TiO2的1.5倍,N/TiO2光催化剂在可见光范围内对活性红紫的降解具有很好的应用前景。     

宽光谱响应的光催化剂研究进展

二氧化钛（TiO2）作为一种性能优良的光催化材料已经应用在了降解多种环境污染有机物、细菌、病毒、催化水的分解等方面。然而,由于TiO2是一种宽带隙半导体,只能吸收太阳光中的紫外线部分,作为光催化剂的应用受到了限制。因此开发可充分利用太阳光的宽光谱响应的光催化剂具有特别重要的意义和广阔的应用前景。     

Degradation of phenol in industrial wastewater over the F–Fe/TiO_2 photocatalysts under visible light illumination

F–Fe/TiO_2 composite photocatalyst was synthesized by a facile one-step hydrothermal method and then characterized by XRD, XPS and UV–Vis DRS. The catalyst of F–Fe/TiO_2 exhibited the highest photodegradation rate for phenol as compared with pure TiO_2, F/TiO_2, Fe/TiO_2, F0.38–Fe0.13–TiO_2 and Fe(III)/F-TiO_2 under visible light irradiation. The simulated conditions of industrial phenolic wastewater including initial phenol concentration,visible light intensity, p H and different anions were investigated in the presence of F–Fe/TiO_2 photocatalyst. In addition, as expected, the F–Fe/TiO_2 photocatalyst displayed excellent stability, showing a potential industrial application for the treatment of phenolic wastewater.     

氮掺杂TiO2光催化剂的研究进展

氮掺杂TiO2在不降低TiO2紫外光活性的条件下，在可见光下也有很高的活性。是一种具有广阔应用前景的光催化材料。本文介绍了氮掺杂TiO2的掺杂机理、制备方法。并预测了今后的研究方向。