掺杂铁TiO_2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性,结果表明:选用Fe3+掺杂量为0.05%,煅烧温度在500℃下得到的Fe3+-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1 g/L时,其光催化活性达到最佳效果。     

La掺杂纳米TiO2的制备及其节能灯光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了La掺杂的纳米TiO2光催化剂并对其进行了XRD物相分析。以节能灯为光源,考察了催化剂组成、催化剂加入量、反应温度等对其光催化降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明:La的掺杂能明显提高纳米TiO2在节能灯照射下的光催化活性。其中,La0.5/TiO2的催化效果最佳,当反应温度40℃,催化剂加入量0.625g/L,反应液pH值5.33时,4h的降解率可达97.71%。XRD分析结果显示,La的掺杂抑制了锐钛矿向金红石晶型的转变,细化了晶粒。     

La-Co共掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了La-Co共掺杂的纳米TiO2光催化剂并对其进行了DTA和XRD分析。以9W紫外灯为光源,考察了催化剂组成、光照时间及催化剂加入量等因素对纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明：与不掺杂及La单掺杂相比,La-Co共掺杂能明显提高纳米TiO2的光催化活性。其中,La0.125Co0.04/TiO2的催化效果最佳。当反应温度40℃,反应液pH值5.33,催化剂加入量0.60g/L时,50min的降解率可达100%。     

溶胶凝胶水热法制备TiO_2及其光催化性能

以8 mL钛酸四丁酯为前驱体,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用溶胶-凝胶水热法制备二氧化钛,亚甲基蓝溶液为降解对象进行光催化研究,考察了水量、乙醇量、冰醋酸量、凝胶温度和pH值对光催化性能的影响。结果表明,水2.5 mL、乙醇28 mL、冰醋酸2 mL、凝胶温度40℃、pH值为2条件下制得的0.5 g二氧化钛对100 mL10 mg/L亚甲基蓝溶液降解率可以达到98.7%。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

镧和铁掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了TiO2、Fe3+/TiO2、La3+/TiO2、Fe3+-La3+/TiO2光催化剂。考察了焙烧温度、焙烧时间和掺杂离子的种类和用量对催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝性能的影响。制备纯TiO2、Fe3+/TiO2和La3+/TiO2的适宜焙烧温度分别为673,673和773 K,适宜焙烧时间为120min(TiO2)、180min(La3+/TiO2)。La3+/TiO2中La3+的适宜掺杂量为1.0%,Fe3+/TiO2中Fe3+的适宜掺杂量为0.04%,Fe3+-La3+/TiO2中,当La3+的掺杂量为1.0%时,Fe3+的适宜掺杂量为0.02%,相应的脱色率为99.83%,99.51%,98.73%。当掺杂量适当时,4种催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝的活性次序为:La3+/TiO2>Fe3+/TiO2>Fe3+-La3+/TiO2>TiO2。根据XRD结果,由谢乐公式估算出所得光催化剂为纳米粒子。     

N、Mn共掺杂TiO_2的制备、表征及光催化性能研究

应用溶胶凝胶法,以尿素、氯化锰和钛酸丁酯为原料制备了纯Ti O2、N掺杂、Mn掺杂及N、Mn共掺杂的Ti O2纳米粉体。采用XRD、SEM、EDS、UV-VIS等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行了表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行了光催化实验。结果表明,样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛;样品呈颗粒状,有一定程度的团聚;N掺杂、Mn掺杂及N、Mn共掺杂样品的吸收光谱分别红移至470、440、490 nm;光催化实验表明,在可见光照射下的光催化能力由强到弱依次为N、Mn共掺杂N掺杂Mn掺杂纯Ti O2。     

锰掺杂TiO_2的制备、表征及光催化性能研究

应用溶胶凝胶法,以氯化锰和钛酸丁酯为原料制备了前躯体,前躯体在500℃、焙烧3小时条件下制备了不同浓度掺杂锰的TiO2纳米粉体。采用XRD、SEM、EDS、UV-VIS等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行了表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行了光催化实验。结果表明,样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛;样品呈颗粒状,有一定程度的团聚;锰掺杂样品的吸收光谱红移至440nm;光催化实验表明锰掺杂可以改善TiO在可见光波段的光催化性能。     

掺杂铁TiO2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性．结果表明：选用Fe^3＋掺杂量为0．05％,煅烧温度在500℃下得到的Fe^3＋-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1g／L时,其光催化活性达到最佳效果。     

硅掺杂和硅钒共掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了一定厚度(约120 nm)的掺硅TiO2薄膜,在配制原始溶液时,所用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙醇、水和硝酸的摩尔比为1∶y∶25∶1∶0.2.用扫描电子显微镜观察其表面形貌,用X射线衍射表征其结构.以甲基橙溶液为体系,考察掺杂后TiO2薄膜的光催化性能.结果表明当y≤0.3时,随硅掺入量的增加,TiO2薄膜的光催化性能提高;当y>0.3时,硅的掺入使TiO2薄膜的光催化性能降低.另外,用相同方法制备了钒硅共掺杂的TiO2薄膜,发现钒硅共掺杂可以进一步提高TiO2的光催化性能.     

日光灯光响应混晶纳米TiO2的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了Ce、Fe和Co共掺杂的混晶纳米TiO2粉末并进行了XRD表征。以普通日光灯为光源,考察了掺杂量、焙烧温度及焙烧时间、催化剂加入量对其光催化降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明:掺杂样品中金红石相的含量大幅提高,光催化活性也优于纯TiO2。其中,组成为Ce0.0625Fe0.025Co0.002/TiO2的样品在500℃焙烧2h效果最佳。该催化剂加入量为0.4 g/L时,亚甲基蓝2h的降解率可达95.6%。     

Fe、Cr共掺杂TiO_2纳米球的制备

以钛酸丁酯、九水硝酸铁、九水硝酸铬、为原料,采用改进新工艺溶胶-凝胶法制备Fe、Cr共掺杂的TiO_2纳米球光催化材料,且用超声波热处理调控其微结构,通过溶胶-凝胶法加超声波辅助热处理合成了铁铬共掺杂纳米球平均粒径大小约为17.836μm,比普通煅烧处理具有较高的结晶度且平均粒径小。采用X射线衍射仪、激光粒度仪、热重天平、扫描电子显微镜等对样品的形貌和晶型进行了表征。结果表明Fe-Cr-TiO_2纳米球均为高度结晶的锐钛矿晶型,Fe、Cr共掺杂对TiO_2显著的提高其自身的结晶程度,热重分析结果显示制备得到的TiO_2锐钛矿晶体转变为金红石相晶体的相转变温度明显降低。此次研究为改进TiO_2光催化光水解性能提供新的方法,促进太阳能光催化光水解材料的发展。     

Preparation of TiO2 Nanoparticles Coated Cotton Fibers at Low Temperature and Their Photocatalytic Activity

TiO_2 nanoparticles coated cotton fiber composite was successfully prepared by using a sol-gel method at low temperature(about 100℃) using tetrabutyl-titanate [Ti(OBu)_4] as raw material.The preparation of the TiO_2 colloid and the composite were described.The properties of resulting materials were characterized by SEM and XRD,the photocatalytic degradation performance was tested using methylene blue(MB) as the target pollutant in aqueous solution.The results showed that the amorphous TiO_2 nanoparticles were distributed evenly on the outer surfaces of cotton fibers,which shows efficient photocatalytic properties when exposed to UV light,the degradation rate of MB reached 95.35% under the conditions of catalyst dosage 2.5 g/L,MB concentration 50 mg/L,irradiation time 120 min,and pH 10,and the photocatalytic activity of TiO_2/cotton fibers remained above 90% of its activity as-prepared after being used four times,the degradation rate of MB could reach 88.78% when irradiation time was 120 min.The photocatalytic degradation of MB could be properly described by the first-order kinetic law.By comparison of the removal rates of MB with and without UV light,it could be affirmed that the disappearance of MB was due to photodegradation rather than adsorption on cotton fibers.     

Mo掺杂TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2与Mo掺杂TiO_2纳米粒子,并利用XRD、UV-VIS、XPS等测试手段对制备的TiO_2纳米粒子进行表征;以亚甲基蓝为光催化反应模型,考察了煅烧温度、钼掺杂量等对TiO_2晶格畸变,晶粒大小,晶型,光学性能及光催化活性的影响.结果表明:大部分Mo~(6+)取代晶格中Ti~(4+)的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO_2由锐钛矿相向金红石相转变;样品经450 ℃煅烧, 随Mo掺杂量增加,激发波长红移增加,当煅烧温度升至600 ℃,1.8%Mo-TiO_2样品中锐钛矿相含量增加,致光激发波长蓝移;适量的Mo掺杂有利于提高TiO_2光催化效果,Mo掺杂物质的量分数为1.8%, 经600 ℃煅烧后样品的光催化性能最佳.     

太阳光照射下CdS/TiO_2复合纳米粉体的光催化性能

分别采用溶胶-凝胶法和化学沉积法两种方法将CdS修饰在Degussa P25TiO2上,制备得到CdS/TiO2复合纳米粉体,借助XRD、UV-vis漫反射、EDS等手段对其进行表征分析,选择亚甲基蓝(MB)为模型反应物,考察了太阳光照射条件下CdS/TiO2的光催化性能。结果表明,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为20mg/L,光催化剂投加量为2g/L时,持续光照60min后,CdS/TiO2对MB的降解率较P25TiO2提高11%～15%;光照120min后,MB降解率最高,达90%以上。阳光照射下CdS/TiO2对MB的光降解反应遵从Langmuir-Hinshelwood模型,动力学结果符合假一级动力学方程,对应的表观反应速率常数是P25TiO2的1.1～1.4倍。用化学沉积法制备的CdS/TiO复合体的光催化活性优于溶胶-凝胶法,与XRD、UV-vis漫反射、EDS等表征结果一致。     

TiO_2薄膜反应器制备及染料亚甲基兰降解研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉体并制作TiO2薄膜光催化反应器,考察溶液阴离子、pH值、染料的初始浓度、光强度、照射时间、外加氧化剂等因素的影响。实验结果表明:SO42-的存在可以提高降解率,在pH=1,100W紫外灯间距10 cm照射120min,并外加适量H2O2的条件下,对初始浓度10mg/L的染料亚甲基蓝溶液的降解率可达到98.6%。     

掺铁纳米TiO2光催化降解乐果的实验研究

以钛酸四丁酯[CH3(CH2)3O]4Ti]为钛源,硝酸铁[Fe(NO3)3×9H2O]为改性剂,采用溶胶-凝胶法合成了掺铁纳米TiO2催化剂. 纳米TiO2的最佳掺铁量为0.05%,最佳煅烧温度为500℃. 采用X射线衍射、热重-差热、紫外-可见光谱对其结构进行了表征. 结果表明,500℃时煅烧的掺铁0.05%的TiO2为锐钛矿型,晶粒粒径为17.5 nm,其光谱吸收边带发生了红移,吸收强度增大. 对50 mg/L氧化乐果溶液的光催化降解实验表明,当光催化剂的最佳用量为0.2 g/L、溶液pH为8.6时,250 W高压汞灯照射2.5 h,乐果的降解率达到了85.23%,降解反应符合一级动力学方程.     

利用Sol-Gel法与水热合成法制备纳米TiO2及其光催化活性研究

以Sol-Gel法及水热合成方法制备了纳米TiO2,利用XRD进行了表征,以太阳光为光源,通过对亚甲基蓝溶液的降解反应,考察了两种方法所得样品的光催化活性。结果表明,利用水热合成法制备的锐钛矿型TiO2具有更小的粒径,而通过溶胶-凝胶制得的样品为混晶型TiO2,对亚甲基蓝降解具有较高的光催化活性。     

不同制备方法对TiO_2/HZSM-5光催化剂的结构及性能影响

分别以钛氧草酸铵、钛酸丁酯和P25型TiO_2为钛源,相应采用浸渍法、溶胶-凝胶法和固相扩散法制备了三种HZSM-5分子筛负载型纳米TiO_2光催化剂,并在紫外光下对甲基橙(MO)进行了光催化降解性能考察.结果表明,采用方法简单易控制且无需有机溶剂的浸渍法制备的催化剂对MO的去除效果比用溶胶-凝胶法和固相扩散法制备的样品更好.用XRD、UV-Vis DRS和BET等技术对催化剂结构进行表征的结果表明,浸渍法制备的光催化剂具有较大的比表面积,并且TiO_2在分子筛外表面有更好的分散性,导致其具有高的光催化活性.     

聚噻吩敏化TiO_2复合材料的制备和光催化性能

以无水FeCl3为氧化剂,在CHCl3中采用原位氧化聚合法制备了一系列不同噻吩与TiO2摩尔比〔n(Th)/n(TiO2)〕的聚噻吩敏化TiO2(PTh/TiO2)复合材料。用TEM、FTIR、XRD、DRS和PL对复合材料进行了表征。用苯酚的光催化降解反应研究了复合材料在紫外光和太阳光下的光催化活性。结果表明,PTh的修饰减轻了复合纳米粒子之间的团聚,但对TiO2的晶体结构无影响,复合材料粒径25～30nm。PTh的敏化作用可使复合材料吸收200～800nm的光。两种光源下,复合材料的光催化活性均优于纯TiO2,当n(Th)/n(TiO2)=0.04时达最佳。紫外光下,200min时苯酚降解率达76.39%,太阳光下,120min时苯酚降解率达88.27%,较纯TiO2光催化活性分别提高了19.7%和31.53%。