Ce-TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Ce离子掺杂的纳米TiO2光催化剂(Ce-TiO2),通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Ce-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度及经不同温度热处理后的Ce-TiO2样品对MB的光催化降解效果,结果表明所制备样品的晶型均为锐钛矿相和金红石相的混晶相,Ce离子的掺杂拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,提高了TiO2光催化活性。当pH值为1.5,Ce的掺杂量为n(Ce)∶n(TiO2)=1∶300,热处理温度为600℃条件下制备的样品其催化活性显著高于Degussa P25。     

铁氮共掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法与微波合成法相结合制备铁氮共掺杂的TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等对Fe-N-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝（MB）作为目标降解物,考察经不同温度热处理及不同掺铁量的样品对MB的降解效果。结果表明所制备的样品在700℃热处理5h后为锐钛矿相与金红石相混晶,样品的吸收阈值波长向可见光红移约45nm。铁氮共掺杂抑制了样品从锐钛矿相向金红石相的转变,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,热处理温度为600℃、掺铁量与TiO2摩尔比为1︰200条件下制备的样品,其光催化活性明显高于Degussa P25。     

镧掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土La离子掺杂的纳米TiO2光催化剂(La-TiO2),通过XRD、PL、UV-Vis对La-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了不同热处理温度及不同La掺杂浓度的(La-TiO2)样品对MB的光催化降解效果。结果表明,所制备样品的晶型均为锐钛矿相和金红石相的混晶相,La离子的掺入拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,提高了TiO2的光催化性能。La的掺杂量为n(La)∶n(TiO2)=1∶200,热处理温度为600℃条件下制备的样品对亚甲基蓝的降解率为96.6%,显著高于Degussa P25(58.62%)。     

铁掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备铁掺杂纳米TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等对Fe-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝（MB）作为目标降解物,考察经不同热处理温度及不同掺铁量Fe-TiO2样品对MB的降解效果。结果表明所制备的Fe-TiO2样品的晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶相,铁掺杂抑制了晶粒的生长和晶型的转变,样品的吸收阈值波长向可见光红移约68nm,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,经500℃热处理、掺铁量与TiO2摩尔比为1∶200条件下制备的催化剂其光催化活性明显高于Degussa P25。     

不同晶型纳米TiO2的水热合成及光催化性能

采用水热法制备了TiO2 纳米粉 ,并通过XRD、TEM、激光粒度分析对产物进行表征。结果发现 ,采用不同的钛源 ,不同的加料方式 ,可得到不同晶型的TiO2 纳米粒子。通过系列样品对甲基橙溶液的光催化性能的研究 ,发现混晶相纳米TiO2 的光催化性能最好 ,其次是锐钛矿相 ,金红石相的光催化性能最差。     

镍掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备镍掺杂纳米TiO2光催化剂。通过XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis、PL等对Ni-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察经不同热处理温度及不同掺镍量Ni-TiO2样品对MB的降解效果。结果表明所制备的Ni-TiO2样品的晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶相,镍掺杂抑制了晶粒的生长和晶型的转变,样品的吸收阈值波长向可见光红移约55nm,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,经500℃热处理、掺镍量与TiO2摩尔比为1∶100条件下制备的催化剂其光催化活性明显高于Degussa P25。     

氢气热处理对纳米TiO2可见光吸收性能的影响

在H2还原气氛中对纳米TiO2粉末进行热处理改性研究发现,氢气热处理改性后的样品中存在氧空位缺陷,使纳米TiO2的光吸收阈值红移.在试验条件下,最佳的处理温度在700℃左右,该温度下,锐钛矿型、金红石型和混晶型纳米TiO2的光吸收阈值分别为450、490和500nm.以甲基橙溶液为降解模型实验结果表明,改性处理后的样品在可见光下具有光催化活性.     

低温水解法优化制备光催化剂TiO_2

采用低温水解法制备纳米TiO2材料,并用所制备的材料光催化降解甲基橙溶液,以甲基橙的降解率作为评价指标,考察了水浴温度、水钛摩尔比和pH对TiO2光催化性能的影响,通过正交试验优化了制备条件。运用X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对制备的样品进行了表征。结果表明:pH对TiO2光催化性能的影响最大,水钛摩尔比次之,水浴温度影响最小;而且pH=2,r(H2O/TTIP)=80,T=60℃时,样品的光催化活性最高,8mg/L的甲基橙在紫外光下降解率达85%以上,在模拟自然光下降解率可达60%以上。     

Yb-TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Yb掺杂纳米TiO2光催化剂(Yb-TiO2),采用XRD、UV-Vis、FT-IR等方法对其进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了热处理温度以及Yb掺杂量对样品性能的影响。实验结果表明,Yb掺杂样品均为金红石相和锐钛矿相的混晶相,Yb的掺入拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,提高了TiO2的光催化活性。当pH值=2.5、n(Yb)∶n(Ti)=0.005、热处理温度为650℃时,制备的样品其光催化活性明显优于Degussa P25。     

爆轰法合成纳米TiO_2及其光催化性能

采用黑索金为可爆药剂,用爆轰法制备出了类球形混晶纳米TiO2粉体,并对合成的纳米TiO2粉末进行了表征。以甲基橙为研究对象,紫外灯为光源,研究了甲基橙初始浓度、纳米TiO2用量、甲基橙溶液初始pH值、超声分散和光照时间对甲基橙降解率的影响。研究表明,所制备的纳米TiO2为锐钛矿、板钛矿和金红石组成的混晶体,平均粒度约为18nm。在氧化钛浓度固定的条件下,甲基橙溶液初始浓度越高降解率越低。随着氧化钛加入量的增加,甲基橙溶液的降解率先增大后减小,而氧化钛的加入量超过40.0mg/L后,甲基橙溶液的降解率又呈升高的趋势。超声波分散的纳米氧化钛的表观反应速率明显高于未经超声波分散的氧化钛的表观反应速率。随着光催化时间的延长,光转化率逐渐升高。