Ce掺杂TiO2薄膜结构与光电流研究

采用溶胶凝胶-浸渍提拉法在ITO玻璃上制备了纯TiO2、Ce掺杂TiO2薄膜以及纯TiO2、Ce掺杂TiO2粉体.利用XRD、SEM、EDS、XPS等对样品进行晶体结构、表面形貌、化学成分等表征,利用电化学工作站测试了薄膜电极光电流.结果表明:纯TiO2与Ce掺杂TiO2结构均为锐钛矿结构,薄膜掺杂后晶粒粒径减小,掺杂的Ce元素以Ce3+、Ce4共存形式存在,有效地促进了电子-空穴分离,提高了TiO2薄膜电极光电流.     

水热法制备稀土元素掺杂二氧化锡及其对乙醇气敏性能

利用水热法制备了SnO2粉末及掺杂不同稀土离子的SnO2粉末. 通过XRD和气敏测试仪对其结构和性能进行了表征和测试. 结果表明,所制备的SnO2粉末呈四方金红石结构,稀土离子的掺入并没有改变SnO2的晶体结构,也无新晶相的出现. 掺杂镧的SnO2样品(SnO2:La)对乙醇有较高的气敏性. 分析了气敏机理. SnO2:La的灵敏度随着乙醇浓度的增加而增加,随温度的升高呈现波动状,且当温度在250℃时,SnO2:La对1.00′10-4乙醇的灵敏度最大,可达到101.1. 在此条件下其响应时间和恢复时间约为5 s.     

正交法研究纳米Ce/TiO2的制备

纳米TiO2是一种重要的半导体光催化剂,在众多领域具有广阔的研究及应用前景。以稀土Ce为掺杂元素,采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂纳米TiO2(纳米Ce/TiO2),通过XRD、BET、SEM等技术对其进行表征。设计L9(34)正交实验研究了不同条件对纳米Ce/TiO2的结构及表面特征的影响,优化了纳米Ce/TiO2的制备条件。初步研究了Ce/TiO2的光催化抗菌性能,表明Ce掺杂能够改善纳米TiO2的光催化抗菌性能。     

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%。     

掺杂Ag对TiO2粉末晶型结构的影响

采用溶胶-凝胶方法制备掺杂Ag的TiO2粉末,掺杂Ag的物质的量浓度为:1%、2%、5%,利用DSC-TGA、XRD对掺杂Ag的TiO2粉末的晶型结构进行了表征,结果表明:掺杂Ag降低了TiO2从锐钛矿相向金红石相转变的温度,促进了TiO2晶型结构的转变。     

钴掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

采用阳极氧化法在钛箔上制备了钴掺杂TiO2纳米管阵列,利用场发射扫描电子显微镜(FSEM)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米管的形貌和结构进行表征,并对其光催化活性进行了测试.研究结果表明:钴被成功地掺杂到纳米管阵列中;电解液中钻的掺入对纳米管阵列的形貌没什么影响;掺杂溶液离子浓度对催化剂活性有一定影响,但影响不大,掺杂离子浓度为0.016mol/L所得样品活性最好;煅烧温度对纳米管的晶型结构和光催化活性有显著影响.     

稀土Nd掺杂纳米TiO2的制备及光催化活性探讨

采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Nd掺杂的纳米TiO2光催化剂(Nd-TiO2).通过XRD、SEM、XPS等对Nd-TiO2样品进行了表征和分析,结果表明:稀土Nd掺杂抑制了纳米TiO2晶粒的生长,,提高纳米TiO2的热稳定性并阻碍其由锐钛矿相向金红石相的转变,在界面处形成的Ti-O-Nd键对纳米TiO2粉体的表面化学态和光催化性能产生影响.以甲基橙作为目标降解物,考察了掺杂量、煅烧温度、煅烧时间对催化剂光催化性能的影响,结果表明:当Nd掺杂量为3wt％,在550℃下煅烧4h时,TiO2的催化活性最佳,远远高于P-25的光催化效果.     

溶胶-凝胶法制备掺杂钐的二氧化钛及其发光性能研究

通过考察加水方式、加水量、反应温度和抑制剂对溶胶的胶凝速率的影响,选用加水方式为滴加方式、钛酸四丁酯和水的体积比为5∶1、反应温度为30～35℃、硝酸作抑制剂的溶胶-凝胶法制备了TiO2粉末和掺杂不同含量Sm3+的TiO2粉末,并对其结构、发光性能和形貌进行了表征.结果表明,所制TiO2粉末为锐钛矿结构,颗粒粒径为5～...     

基于光催化降解甲醛溶液性能的Cu-Ce/TiO2制备方案的响应面法优化

采用溶胶-凝胶法,以过渡金属Cu离子和稀土金属Ce离子改性TiO2制备Cu-Ce/TiO2,基于响应面和数值模拟方法研究Cu-Ce负载量(Cu-Ce含量)、Cu/Ce摩尔比及烧结温度对Cu-Ce/TiO2光催化降解甲醛溶液性能的影响,对Cu-Ce/TiO2制备方案进行优化,并对最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2进行表征. 结果表明,三个因素均对Cu-Ce/TiO2的光催化性能有影响,其影响显著性为：烧结温度>Cu-Ce负载量>Cu/Ce摩尔比. 优化的制备条件为：Cu-Ce负载量2.88%(mol), Cu/Ce摩尔比1.6364,烧结温度544℃. Cu-Ce共同改性TiO2能有效避免掺杂TiO2晶格内部表层和近表层产生较多的位错,抑制晶格畸变增大,诱导TiO2中锐钛矿型晶体向金红石型晶体转变的能力增强,提高粒径均匀性和分散性能.     

Cu和Ce共掺杂TiO_2的制备及光催化降解甲醛溶液

采用溶胶-凝胶法合成Cu-Ce/TiO2,以制备的Cu-Ce/TiO2对甲醛溶液的光催化降解率为评价指标,通过L16(45)正交实验对制备条件进行了优化,并对产物的结构进行了表征。结果表明:各因素对Cu-Ce/TiO2光催化降解效果的影响大小依次为Cu-Ce掺杂负载量n(Cu)∶n(Ce)烧结温度;最佳制备条件:Cu-Ce掺杂负载量为3%,n(Cu)∶n(Ce)为1∶1,烧结温度为550℃;以最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2于可见光条件下光催化降解甲醛溶液,经过240 min后,甲醛降解率达到56.35%。     

Nd~(3+)离子掺杂纳米TiO_2光催化性能的研究

本文采用溶胶-凝胶法制备Nd3+离子掺杂纳米TiO2光催化剂,利用XRD对制备的样品进行表征,以孔雀石绿为降解对象,探讨最佳工艺条件。实验结果表明:Nd3+掺杂改性的催化剂为锐钛矿型的TiO2,Nd3+掺杂量为0.2%,煅烧温度为400℃,煅烧时间为3 h,催化剂用量为100 mg/L,孔雀石绿浓度为6 mg/L时的催化活性最高。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2粉体及掺杂锰对光催化性能的影响

综述了TiO2粉体的制备和其在光催化降解中的应用。提出了以钛酸四丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉体。并且以MnSO4.H2O为锰源,制备锰掺杂的Mn-TiO2光催化剂,在600℃、焙烧2h条件下制备了不同浓度掺杂锰的TiO2纳米粉体。通过X射线粉末衍射仪(XRD)分析了二氧化钛的结构,并在此基础上深入探讨了二氧化钛的制备工艺、掺杂等因素对其光催化活性的影响。     

TiO2光催化脱H2S的应用

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及掺杂改性TiO2,其中掺杂了过渡金属（Fe、Ni、Cu、Zn）,稀土金属（La、Ce）,贵金属（Ag）及非金属（N）,应用提拉法在载玻片上镀膜,进行光催化脱H2S实验。考察TiO2光催化脱H2S率。实验从不同离子、掺杂浓度、光照时间等因素考察TiO2光催化脱H2S性能的影响。结果表明：掺杂Fe,Ni,Cu,Zn,La,Ce,Ag及N的TiO2光催化脱H2S最佳掺杂量分别为0.7%,5.0%,4.0%,1.0%,3.0%,2.0%,1.0%和300%（均为TiO2摩尔分数）,其中0.7%Fe-TiO2,脱H2S率达97%。     

稀土掺杂对TiO2-SiO2薄膜晶相转变及性能的影响

采用溶胶-凝胶法在釉面砖上制备了均匀的稀土离子La3+掺杂和ce4+掺杂的TiO2-SiO2,光催化薄膜.应用X射线衍射(XRD)和紫外可见分光光度计研究了La3+掺杂和ce4+掺杂对TiO2-SiO2,薄膜晶相转变、光催化性能及亲水性能的影响,用紫外光照射亚甲基蓝的光催化降解实验比较了不同薄膜的光催化性能.结果表明:La3+掺杂后,抑制了TiO2-SiO2薄膜中的TiO2,从锐钛矿向金红石相的晶型转变,显著提高了TiO2-SiO2,薄膜的光催化性能,也提高了其亲水性能;ce4+掺杂后,则促进了TiO2-SiO2,薄膜中TiO2从锐钛矿向金红石相的晶型转变,同时降低了薄膜的光催化性能.     

铜、锌共掺杂二氧化钛薄膜的制备及光催化活性

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了Cu2+、Zn2+共掺杂TiO2薄膜,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)对其进行表征.结果表明,Cu2+、Zn2+掺杂促进了TiO2晶相的转变,引入铜锌离子之后TiO2的禁带宽度由3.37 eV减少至3.28 eV.SEM表明Cu2+、Zn2+共掺杂TiO2薄膜晶粒比纯TiO2更加细小.XPS分析证实了制备的铜锌共掺杂TiO2,锌以二价氧化价态存在.以亚甲基蓝为模拟污染物,对其进行光催化降解实验,结果表明:Cu2+、Zn2+共掺杂的协同作用使TiO2薄膜的光催化活性显著提高.     

Nd掺杂介孔TiO2光催化剂的制备及其性能研究

本文以十二烷基磺酸钠为模板剂,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了介孔TiO2光催化剂和不同摩尔比的Nd掺杂介孔TiO2光催化剂,通过X-射线衍射(XRD)分析、N2吸附-脱附和孔径分布(BET和BJ H)等对其进行表征,并且以甲基橙溶液为目标污染物,考察了所制备样品光催化性能.研究表明,所制备样品均为锐钛矿型结构TiO...     

Ce0.6Zr0.4O2/TiO2的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备出了Ce0.6Zr0.4O2/TiO2复合氧化物.通过XRD和DRS表征了样品的晶相和光吸收性质,通过N2吸附和O2-TPD实验表征了样品的BET比表面积和氧吸附性能,在60℃、100℃和150℃下分别考察245 nm紫外光照射下样品对丙酮的光催化氧化活性.结果表明,掺入Ce0.6Zr0.4O2可抑制TiO2晶相转变和粒径降低,并使样品比表面积增大和紫外光吸收能力增强;Ce0.6Zr0.4O2的掺入不会明显地改变TiO2的室温光催化性能;但在100℃和150℃时,复合样品Ce0.6Zr0.4O2/TiO2对丙酮的光催化转化率明显高于TiO2;掺入Ce0.6Zr0.4O2的质量分数为4%时,复合催化剂的活性最高;推测掺入Ce0.6Zr0.4O2提高TiO2光催化活性的主要原因可能与其氧的吸附性能有关.     

改性TiO_2纳米薄膜及其可见光降解甲醛研究

以无机盐TiOSO4为主要原料,采用低温回流技术,于130℃下在玻璃基底上制备了TiO2纳米薄膜,研究了单离子掺杂和双离子掺杂对材料结构特性和可见光催化降解甲醛特性的影响。结果表明,选取La3+和Fe3+分别掺杂以及以2种离子共同掺杂,在可见光下对甲醛气体的降解试验中,TiO2基薄膜均表现出较高的光催化活性,尤其是在2种离子双掺杂的情况,在6 h可见光照射下,对甲醛的降解率达到90%。纳米尺度的锐钛矿结构以及离子掺杂改变TiO2材料带隙结构是该薄膜材料具有可见光催化活性的根本原因。     

微量Sn4 掺杂TiO2纳米纤维结构材料的两步法制备及光催化性能

本文以脱脂棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有中空结构的微量Sn4 离子(<0.050(at.)%)掺杂TiO2纳米纤维结构光催化材料(Sn4 /TiO2);通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis技术以及样品在300 W Hg灯和500 W Xe灯(模拟太阳光)下对MB溶液的光催化降解脱色对样品进行了表征。结果表明：利用两步法成功制备了中空结构的Sn4 /TiO2纳米纤维结构材料;掺入的微量Sn4 离子均匀分布于TiO2晶格中;TiO2中微量的Sn4 离子掺杂使TiO2的吸收边发生明显红移,对整个紫外-可见光吸收增强;在紫外、模拟太阳光下显示出好的光催化活性。重要的是在模拟太阳光下,Sn4 /TiO2-0.030(at.)%的光催化活性是TiO2的近4.5倍,而在紫外光下,仅为2.7倍。 Sn4 /TiO2良好的光催化性能主要归于少量Sn4 掺入使TiO2的结构多级化、TiO2价-导带间掺杂能级(DE)的形成以及TiO2晶格中活性中心的形成等因素。此外,对MB溶液在Sn4 /TiO2上的光催化降解脱色动力学行为进行了研究,结果表明：比较好的服从一级动力学行为。     

稀土元素(Ce)在TiO2基体中的掺杂机理研究

采用沉淀法、胶溶法、浸泡沉淀法制备了TiO2纳米粉体和CeO2/TiO2复合纳米粉体,通过TEM、HREM对粉体的形貌进行了表征,结果表明通过简单的稀土离子掺杂可以得到粒径均匀、颗粒细小的纳米粉体,其平均粒径从25 nm减至8 nm,并运用分子杂化轨道理论和晶体生长理论对稀土元素细化晶粒的作用进行了解释。