Fe^3＋／Ce^3＋掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的纯纳米TiO2和掺杂Fe^3＋和Ce^3＋的纳米TiO2。样品的X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征说明：在相同的制备条件下，掺杂可以减小粒子粒径，掺Fe^3＋和Ce^3＋可以抑制晶相转变。光催化降解NO2的结果表明，在相同的制备方法和掺杂量的条件下合成的光催化剂对亚硝酸盐的降解率由高到低的顺序为：掺铁TiO2〉掺铈TiO2〉TiO2。     

合成氟锌共掺杂纳米TiO2及其光催化活性

以CF3COOH和Zn(NO3)2为掺杂剂,采用溶胶凝胶法合成了纳米F/Zn2 /TiO2粉体,以次甲基蓝的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,并利用XRD、FT-IR、EDS、BET、TEM等手段对样品进行测试和表征.测试表明F和Zn2 已经掺杂在纳米Ti02中,设计掺n(F)/n(Ti)-2%、n(Zn)/n(Ti)-3%的样品催化活性最高,可以将未掺杂TiO2光催化次甲基蓝1 h的降解率由73.2%提高到86.2%.     

B/Fe2O3共掺杂纳米TiO2可见光下的催化性能

采用溶胶凝胶法制备B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行表征。结果表明:催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,直观地显示了物质的形貌,掺杂B能极大提高催化剂的可见光响应。以二氯苯酚(DCP)为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区,而进一步掺杂Fe2O3大大提高了催化剂的活性。     

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.     

不同掺铁方式对TiO2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶凝胶工艺在普通玻璃表面制备出表面掺铁与体相掺铁的TiO2 薄膜。运用SEM ,XRD和AES等技术研究了复合薄膜的表面特征。以光催化降解甲基橙溶液为模型反应 ,表征薄膜的光催化活性。结果表明 :体相掺铁时 ,薄膜的最佳n(Fe) /n(Ti)为 0 .12 %;表面掺铁时 ,薄膜的最佳n(Fe) /n(Ti)为 1.5 %。表面掺铁薄膜的最佳光催化表观速率常数比体相掺铁的最佳值要高 1.5倍。并从载流子分离效率等方面进行了机理探讨。     

掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

N-Fe/TiO2对低级醇类的光催化消除性能及动力学

采用溶胶-凝胶法制备N-Fe/TiO2催化剂;用X射线衍射、扫描电镜及荧光光谱等方法对其进行表征;以低级醇类光催化消除反应为模式反应评价催化剂在紫外光照下的光催化性能.结果表明:催化剂制备的最佳条件为活化温度400℃、活化时间3h、铁掺杂量0.10％～0.15％（摩尔分数）、氮掺杂量10％（摩尔分数）.0.15 g催化剂可将初始浓度均为8.3 g/m3、流速为7 mL/min的甲醇、丙醇和丁醇及初始浓度均为8.3 g/m3、流速为5 mL/min的乙醇完全消除,且催化剂连续反应252 h没有失去活性.在N-Fe/TiO2催化剂上,甲醇和乙醇的光催化消除反应是一级反应,其表观活化能为在实验温度范围内与温度无关的常数.     

镧-氟共掺杂二氧化钛结构及催化性能研究

以钛酸丁酯、硝酸镧和氟化钠为原料,采用溶胶-凝胶法对TiO2进行La及F共掺杂改性,以光催化降解亚甲基蓝为探针,考察掺杂组分对催化剂紫外光活性的影响。采用X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)和荧光光谱分析(PL)等手段对催化剂的晶体结构、比表面积、带隙能及催化剂中电子-空穴对的复合性能等进行表征,尝试揭示掺杂组分对光催化活性影响的机制。结果表明,掺杂改性催化剂中,适量La和F组分的作用在于通过抑制催化剂的晶粒长大、减少团聚,同时降低带隙能且降低光生电子和空穴的复合几率,来提高催化剂的光催化活性。     

球形活性炭负载和Er~(3+):YAlO_3掺杂TiO_2的制备及其在可见光下降解甲基橙(英文)

为使TiO2能够在可见光下发挥其于紫外激发下的高光催化活性,且易于从处理废水中分离,采用溶胶-凝胶法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+:YAlO3结合,再将其负载到球形活性炭(SAC)表面,制备出可见光响应的负载型Er3+:YAlO3/TiO2-SAC光催化剂。通过XRD、EDS、SEM与FSA等手段对制备的光催化剂进行晶相、表面结构与元素分布、发光光谱等表征。以甲基橙为目标污染物,研究制备的光催化剂在可见光下的催化活性。结果表明,Er3+:YAlO3可以作为上转换发光材料,它吸收可见光并发射紫外光进而激发TiO2。700°C煅烧制备的催化剂具有最佳的光催化活性,可见光下表观反应速率常数可达0.0197min-1。     

掺铜二氧化钛纳米颗粒的制备及其催化性能（英文）

采用溶胶-凝胶法制备掺铜量为0~2.0%(摩尔分数)的二氧化钛纳米颗粒。应用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和场发射电子显微镜(FE-SEM)技术对二氧化钛纳米颗粒的晶体结构、化学价态和形貌进行表征。样品的光学吸收性能用紫外-可见吸收光谱进行表征;其光催化性能通过在紫外-可见光照射下分解20 mg/L甲基橙溶液进行表征。结果表明,掺铜二氧化钛纳米颗粒具有比纯二氧化钛更优的光催化性能,尤其是铜掺杂量为1.0%的二氧化钛TiO2纳米颗粒具有最好的光催化性能。铜掺杂能提高二氧化钛在紫外-可见光区对光的吸收、减小电子-空穴对的复合,因此,铜掺杂使二氧化钛的光催化性能得到提高。     

Characterization and photocatalytic activity for methylene blue degradation of iron-deposited TiO2 photocatalyst

Iron-deposited TiO2 was prepared by photo-reducing ferric ions. The photocatalytic activity of methylene blue degradation was enhanced after TiO2 was deposited with iron, and the optimum n(Fe)/n(Ti) is 0. 25%. TiO2 and iron-deposited TiO2 are anatase and rutile, and anatase is the dominant crystalline phase. In all samples, theXRD patterns indicate that there are no characteristic peaks of iron to be detected. XPS confirms that Fe^3 and Fe^2 are present on the surface of 0.5% iron-deposited TiO2, however they are not susceptible to XRD detection. The thermodynamics analysis shows that the alternative possibility of reduction from the Fe^3 /Fe^2 couple seems plausible, but Fe^2 can not be reduced to Fe. The fluorescence intensity weakens after iron is deposited on TiO2, because iron deposited traps photo-generated electrons and holes. The fluorescence intensity order of TiO2 and iron-deposited TiO2, from strong to weak, is in good agreement with that of photocatalytic reactiveness TiO2 and iron-deposited TiO2, from low to high.     

Photocatalytic degradation of MO by complex nanometer particles WO3/TiO2

Complex nanometer particles WO3/TiO2 were prepared using a sol-gel process and characterized using XRD spectra. The photocatalytic activity of TiO2 can be increased by doping W^6＋ with TiO2 because the doped W^6＋ that entered into the crystal lattices of TiO2 led to the formation of defects in the crystal lattices of TiO2 and thereby improved the photocatalytic activity of TiO2.When WO3 doped in TiO2 exceeded 3%, the excess W^6＋ did not enter into the crystal lattices of TiO2 but were uniformly dispersed in TiO2 or they covered the surface of TiO2, which reduced the effective illumination area of TiO2 and thereby lowered the photocatalytic activity of TiOE.The relationship among the composition of the catalyst, the amount of photocatalyst, the illumination time, and the decolorizing rate of methyl orange （MO） were discussed. The results show that the decolorizing rate of MO can reach 82.3% using WO3/TiO2 as the photocatalyst, with the composition of WO3/TiO2 -3：97, the mass of catalyst = 0.400 g, the initial concentration of MO = 20 mg/L, pH = 6.5, and the illumina- tion time = 7 h.     

磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能

以Fe3O4为载体,制备了易于固液分离回收的磁性复合纳米光催化剂,采用SEM,元素分析,XRD等方法表征催化剂的表面形貌,晶体结构,结果表明,二氧化钛包裹在Fe3O4的表面,其包裹量越大,粒径越大,锐钛矿峰越强,利用光催化降解甲基橙的效果来考察磁性复合光催化剂的活性,直接包裹在Fe2O4表面的TiO2活性低于纯TiO2的,而在Fe3O4与TiO2之间包裹SiO2,可以有效地提高其光催化活性,其活性与纯TiO2接近。     

Ag/TiO_2光催化剂研究:Ⅱ.可见光的催化作用及其应用

研究了用胶体Ag纳米粒子负载法合成的Ag/TiO2光催化剂对可见光催化降解目标污染物亚甲基蓝和苯酚的催化活性。根据Ag/TiO2催化剂样品的UV-Vis吸收光谱和XPS表征的Ag粒子结合能,探讨了可见光激发Ag/TiO2的催化机理。同时,实验了催化剂在太阳光照射下对城市污水水样的催化净化作用。结果表明,以8 nm银胶粒子负载形成的0.5%Ag/TiO2光催化剂具有较高的可见光光催化活性;当用这一催化剂催化净化城市污水水样时,催化后水质依照COD值进行评价能够达到国家城市污水处理厂排放一级A标准。     

Ag-TiO2复合纳米颗粒的自组装法制备及其光催化性

采用空气-水界面自组装法制备TiO2纳米粒子,将其放入AgNO3溶液中浸泡,后在较低温度下进行热处理(400℃),获得Ag-TiO2复合纳米颗粒.利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-vis)等分析测试手段进行表征.结果表明:复合粒子可以显著提高TiO2颗粒光催化活性.以甲基橙为模拟污染物,经过光催化试验,证实复合纳米粒子具有较好的光催化活性,降解率达到96.25％.     

g-C3N4/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究

目的 获得在可见光下光催化活性较好,且可回收、可重复利用的光催化材料。方法 在钛基底上采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列（TiO2 NTAs）,将TiO2 NTAs在10%尿素溶液中浸渍不同时间后,在氮气保护下高温热分解,制备g-C3N4/TiO2 NTAs复合薄膜。采用XRD、SEM、TEM对复合薄膜进行物相及形貌的表征,在可见光照射下,通过亚甲基蓝溶液的催化降解实验来评估复合薄膜的光催化活性。结果 在10%尿素溶液中浸渍不同时间后所获得的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,其可见光催化活性均较纯TiO2 NTAs有所提高,而且随浸渍时间的增加,其可见光催化活性依次增加。浸渍时间为6 h的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,在可见光下的光催化活性最高,在120 min内对亚甲基蓝的降解率可达73%。继续增加浸渍时间,所获得的TiO2 NTAs样品的可见光催化活性有所降低。结论 g-C3N4与TiO2 NTAs复合,可以有效提高TiO2 NTAs的光催化活性,其原因是g-C3N4的复合提高了载流子的传递效率,同时也提高了对可见光的吸收。     

TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂的制备及光催化性能

以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为原料,采用共沉淀法获得磁性的石墨烯-Fe_3O_4载体,进而采用水热法制备出TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及固体紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)对产物进行表征,并通过在紫外光和可见光下对亚甲基蓝的降解来评价复合光催化剂的催化性能及稳定性能。结果表明,Ti O_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解符合拟一级动力学模型。该复合催化剂在紫外光和可见光下均具有较好的光催化性能,且催化活性均高于纯Ti O_2。石墨烯由于担当了载体和电子受体,增强了Ti O_2在可见光区域的吸收,能有效提高对目标污染物的光催化降解活性,同时通过添加磁性Fe_3O_4,进一步提高了其回收再利用性。     

悬浮液等离子喷涂高效制备TiO2涂层及其光催化性能

目的 解决TiO2粉末催化剂在污水净化过程中易沉降和难回收问题,同时提高TiO2在可见光条件下降解有机污染物的速率。方法 采用悬浮液等离子喷涂(SPS)技术,以H2为辅助气体制备TiO2涂层,借助H2将高温等离子体焰流中熔融态TiO2中的Ti⁴⁺还原成Ti³⁺。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱光谱仪、紫外-可见光谱仪等对TiO2粉末以及所制备涂层的结构形貌、物相组成、元素价态、光学特性进行分析。以亚甲基蓝为目标污染物,使用光化学反应仪测试粉末和涂层的光催化性能。结果 TiO2涂层表面呈现由熔融和半熔融颗粒组成的“喀斯特”微观形貌,表面粗糙度为2.94 µm,孔隙率为10.2%。TiO2粉末物相为纯锐钛矿,涂层物相由锐钛矿、金红石相及TiO2－x相组成。TiO2涂层中Ti³⁺的存在使其带间隙减小0.6 eV。在紫外光条件下,TiO2粉末的催化速率为0.003 48,而涂层的催化速率为0.003 45。在可见光条件下,粉末的催化速率与亚甲基蓝的光解速率相近,涂层的催化速率是0.003 07。结论 通过SPS技术成功制备了TiO2光催化涂层,其在可见光条件下的催化性能较粉末有显著提升。     

Comparison of photocatalytic activity of TiO2 film doped nonuniformly by Mn and Zn

1INTRODUCTIONHeterogeneous photocatalysis attracts muchattention as a friendly environment technique valu-able for water and air purification.However,thereare some problems in application,and one of thekey problems is the low photon-quantum efficien-cy.From1990s,the modification of Ti O2by metalions has become a hot topic,andthe effect of metal(such as Cu,Fe,Ag,Au,Pt,W,V,Pb,Cr,Rh,Co and Ni)ions doping on photocatalytic ac-tivity of Ti O2has been studied widely[14].Howev-er,there wer…     

Photocatalytic performance of TiO_2 immobilized on polystyrene (PS) thin film for mineralization of pollutants

A new photocatalyst, TiO2 powder immobilized on polystyrene (PS) thin films, was prepared using a novel method and its photocatalytic activity on the photodegradation of acridine dye in aqueous solution was tested. By this method, the crystal form and grain size of the immobilized TiO2 were well maintained. Compared with TiO2 powder, the photocatalytic activity of TiO2/PS thin films was not significantly reduced. The catalyst is stable and can be reused several times without the loss of activity, which makes wastewater treatment using this photocatalytic degradation technique of this way possible in the practical application.