W-C-N掺杂纳米二氧化钛的制备和光催化性能

采用溶液燃烧法制备了W-C-N掺杂的纳米二氧化钛。通过X-射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱等对样品进行表征;XPS的结果表明成功的实现了W、C、N的共掺杂。XRD结果表明所制备的掺杂二氧化钛主要为锐钛矿型,晶粒尺寸在9~15 nm。TEM的结果表明所制备的二氧化钛粒径分布在30~180 nm。对水溶液中甲基蓝在直接阳光下的降解实验表明所制备的掺杂纳米二氧化钛比Degssa P-25表现出更好的光催化活性。     

掺铁二氧化钛纳米晶的制备及其光催化性能

通过溶胶-凝胶法室温制备了掺杂铁二氧化钛纳米晶光催化剂。采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、能谱元素分析仪、紫外-可见分光光度计等对所得产物进行表征。以甲基橙为目标降解物,对未掺杂的二氧化钛纳米晶及掺杂铁的二氧化钛纳米晶进行了光催化降解性能研究,并对其降解机理进行了分析。结果表明:适量的铁掺杂有利于提高二氧化钛纳米晶的光催化性能和对甲基橙的降解率。铁的最佳掺杂量为25%[Fe占(Ti+Fe)的摩尔分数]。掺杂铁的二氧化钛纳米晶光催化性能优于纯二氧化钛纳米晶,在光照150min后,甲基橙的降解率达75%以上。     

Fe3+掺杂TiO2溶胶的低温制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在低温下制备出Fe3+掺杂TiO2(Fe3+/TiO2)溶胶,研究Fe3+掺杂对TiO2催化性能的影响,用TG/DTA技术分析TiO2粉末的热分解过程,用XRD、TEM等表征Fe3+掺杂对TiO2晶型、晶粒尺寸、晶粒形貌的影响,结果表明:Fe3+掺杂会对纳米TiO2晶粒的粒径及晶体形貌产生影响,抑制TiO2晶型由锐钛矿向金红石的转变。将亚甲基蓝作为目标污染物进行光催化降解试验,紫外-可见漫反射吸收光谱分析表明:经适量Fe3+掺杂后的TiO2溶胶光催化活性提高,当硝酸铁与钛酸丁酯的物质的量比为0.20%时,光催化活性最佳。     

掺杂锡的纳米二氧化钛光催化降解苯酚的研究

以钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶(So l-gel)法制备了掺杂锡离子的纳米T iO 2粉末。采用透射电子显微镜和X光衍射仪对粉体的粒径、物相、形貌和热稳定性进行了表征。通过粉体对苯酚的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明5%Sn4 -T iO 2具有良好的光催化氧化性能。     

纳米三氧化二镧-二氧化钛光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米三氧化二镧-二氧化钛粉体,以X-射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安(I-V)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-VIS)等对纳米三氧化二镧-二氧化钛粉体的表征来研究纳米三氧化二镧-二氧化钛粉体的表面结构与光催化活性。光降解亚甲基蓝实验结果表明了在二氧化钛中加入质量分数1%的三氧化二镧后,比单一的二氧化钛具有更高的光降解活性。     

微乳液法制备掺杂铁的纳米二氧化钛及其光催化降解苯酚的研究

以TiCl4为原料,在CTAB/正丁醇/环己烷/水组成的微乳液体系中制备了掺杂铁的纳米TiO2粉末。采用透射电子显微镜和X光衍射仪等对粉体的粒径、物相、形貌和热稳定性等进行了表征。通过粉体对苯酚的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明0.04?3 -TiO2具有良好的光催化氧化性能。     

Co~(2+)-TiO_2纳米粒子的制备及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备Co2+-TiO2纳米粒子,利用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)对样品进行表征。以对-硝基苯酚为目标降解物,考察了Co2+掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响。结果表明,适量Co2+掺杂抑制了纳米TiO2晶粒的成长,使TiO2的光谱响应范围向可见光拓展,有利于提高TiO2的光催化活性,提高TiO2对太阳光的利用率;Co2+-TiO2能有效提高对-硝基苯酚的光催化降解,掺Co量(以摩尔计)不同的TiO2光催化活性依次为:0.5%>0.25%>0%>5%>10%。     

银掺杂介孔二氧化钛的制备及可见光催化性能

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板、钛酸四丁酯为钛源、硝酸银为掺杂离子前驱体,通过液晶模板辅助溶胶-凝胶法制备银掺杂介孔二氧化钛(Ag/MT),借助于X射线衍射、N2吸附-脱附、差热分析仪、X射线光电子能谱、紫外可见分光光度计、透射电子显微镜等对样品的结构进行了表征,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,探讨了合成产物的可见光催化性能。结果表明:银掺杂降低了介孔二氧化钛(MT)粒径和光生电子-空穴复合率,提高了比表面积和Ti 3+和羟基浓度,使得Ag/MT的光催化活性高于纯MT和P25,银掺杂减小TiO2带隙能,使其具有很高的可见光催化活性。最佳光催化条件为Ag/MT和MB的浓度分别为0.6g/L和1mg/L。     

柠檬酸络合法制备BiVO4的光催化性能研究

以柠檬酸为络合剂,五水钒酸铋Bi(NO3)3.5H2O和偏钒酸铵NH4VO3为原料,采用柠檬酸络合法制备新型可见光响应型光催化剂BiVO4。借助X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和透射电子显微镜等手段对粉体进行了表征;探索比较了掺杂Cu2+和Ni2+对光催化活性的影响。结果表明:Cu2+的最佳掺入量为0.3%,Ni2+的最佳掺入量为1%;掺杂Ni2+所制得的复合光催化剂具有更高的光催化活性。     

掺杂铁的纳米二氧化钛光催化降解苯酚的研究

以铁酸丁酯为原料,用溶胶——凝胶（Sol-gel）法制备了掺杂铁离子的纳米TiO2粉末。采用透射电子显微镜和X光衍射仪对粉体的粒径、物相、形貌和热稳定性等进行了表征。通过粉体对苯酚的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明0．02％（摩尔分数）Fe^3＋-TiO2具有良好的光催化氧化性能。     

二氧化钛可见光催化降解甲基紫的影响因素

对自制锐钛矿型掺铁二氧化钛粉末进行SEM表征,研究了用光催化降解甲基紫的影响因素。结果表明,所制备的粉末由二氧化钛晶体自组装而成,晶体呈八面体结构,每个面为三角形。可见光照射下,用产物二氧化钛催化降解甲基紫溶液的优化条件是:4 mg/L的甲基紫溶液中加入0.180 0 g掺铁2%(摩尔分数)二氧化钛粉末,室温下恒温反应2 h,降解率为59.36%。     

掺Fe~(3+) A-TiO_2粉末的制备及其光催化活性研究

在3种晶型的TiO2纳米材料中锐钛矿型的TiO2拥有最好的光催化活性。在一定条件下用水热法制备了掺Fe3+纳米锐钛矿型TiO2(A-TiO2)粉末。研究了以Fe3+A-TiO2为光催化剂对罗丹明B溶液进行可见光降解,最佳条件:在6 mg/L的酸性(pH=2)罗丹明B溶液中,加入0.153 3 g掺5%Fe3+的A-TiO2粉末,可见光照射下,室温下磁力快速搅拌反应4 h,降解率达到81.69%。     

Effects of hydrothermal temperature and time on the photocatalytic activity and microstructures of bimodal mesoporous TiO2 powders

Bimodal nanocrystalline mesoporous TiO₂ powders with high photocatalytic activity were prepared by a hydrothermal method using tetrabutylorthotitanate (TiO(C₄H₉)₄, TBOT) as precursor. The as-prepared TiO₂ powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and N₂ adsorption–desorption measurements. The photocatalytic activity of the as-prepared TiO₂ powders was evaluated by the photocatalytic degradation of acetone (CH₃COCH₃) under UV-light irradiation at room temperature in air. The effects of hydrothermal temperature and time on the microstructures and photocatalytic activity of the TiO₂ powders were investigated and discussed. It was found that hydrothermal treatment enhanced the phase transformation of the TiO₂ powders from amorphous to anatase and crystallization of anatase. All TiO₂ powders after hydrothermal treatment showed bimodal pore-size distributions in the mesoporous region: one was intra-aggregated pores with maximum pore diameters of ca. 4–8 nm and the other with inter-aggregated pores with maximum pore diameters of ca. 45–50 nm. With increasing hydrothermal temperature and time, the average crystallite size and average pore size increased, in contrast, the Brunauer-Emmett-Teller (BET) specific surface areas, pore volumes and porosity steadily decreased. An optimal hydrothermal condition (180 °C for 10 h) was determined. The photocatalytic activity of the prepared TiO₂ powders under optimal hydrothermal conditions was more than three times higher than that of Degussa P25.     

Fe3+和Ce3+掺杂对TiO2光催化剂性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维上涂层TiO₂光催化剂,并掺杂Fe³⁺和Ce³⁺修饰TiO₂光催化剂,进行了间歇式光催化降解气相苯实验,结果表明掺杂Fe³⁺和Ce³⁺均可以提高TiO₂光催化剂的活性,其中0.2% Fe³⁺/TiO₂光催化剂活性最好.借助XRD、SEM和XPS等表征手段来分析修饰前后的催化剂表面的物理化学性质变化,研究表面性质的变化对于光催化性能的影响.表征结果显示载体玻璃纤维表面均匀分布了粒径为40～60 nm的锐钛型TiO₂微粒,0.2%Fe³⁺和Ce³⁺掺杂后催化剂表面Ti³⁺浓度增大,表面羟基浓度减小.催化剂表面的Ti³⁺会与被吸附氧气反应形成Ti⁴⁺并同时产生活性组分O^-₂,氧化剂O^-₂在光催化降解苯反应过程中起着重要作用.     

二氧化钛包裹碘单质(I_2/TiO_2)制备及其光催化降解苯酚

采用水热法,以Ti(SO4)2为钛源,KIO3为掺碘剂制备了具有高可见光活性,高稳定性的二氧化钛包裹碘单质(I2/TiO2)光催化剂.利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线晶体粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)等表征手段对样品进行表征.结果表明,I2/TiO2中除含有锐钛矿相二氧化钛外、还含有碘单质和碘酸;I2/TiO2粒径大小为45 nm左右;在波长384 nm至700 nm范围内,该催化剂有强烈的吸收.探讨了该催化剂的形成过程和可见光催化机理.以苯酚降解反应为探针,测定了I2/TiO2光催化活性.结果显示:在全谱光源照射下I2/TiO2活性略高于P25,在可见光范围内其活性是P25的3倍多.确定了降解苯酚的最佳条件:全谱光源照射,投加量为0.5 g/L,苯酚浓度大于10 mg/L,溶液pH为3.2.I2/TiO2重复使用4次后,催化活性没有明显下降.     

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。     

掺Fe~(3+)纳米二氧化钛对活性艳红X-3B的光降解性能的研究

采用溶胶——凝胶法制备不同掺铁量及不同pH值下的一系列纳米TiO2光催化剂,对模拟活性艳红X-3B染料废水进行降解,对其光催化活性进行研究。实验表明:Fe3+-TiO2比纯纳米TiO2具有更好的催化活性,且Fe3+最佳掺杂量为0.05%,最佳制备pH值为4,最佳用量为1.2g/L。     

Zr4+掺杂TiO2光催化剂的制备与表征

以ZrCl4及TiOSO4为前驱物,用尿素热分解共沉淀法制备了Zr4+掺杂TiO2光催化剂Zr/TiO2,并用XRD, TEM, BET, FT-IR等表征了其物相及光催化性能. 结果表明,Zr4+掺杂使TiO2纳米晶粒细化(粒径14~17 nm),比表面积增大,同时有效抑制了TiO2从锐钛矿到金红石的晶型转变;Zr4+掺杂使TiO2表面的羟基数量增加,改善了对苯酚的吸附性能;Zr4+掺杂提高了TiO2的光催化活性,以4%Zr/TiO2作光催化剂,反应100 min后对苯酚的降解率达100%,TOC去除率超过80%.     

Gd3+掺杂TiO2纳米粉体的晶粒尺寸、表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Gd³⁺掺杂量的TiO₂纳米粉体，并用XRD、BET、XPS、SPS等技术对样品进行了表征.研究了Gd³⁺掺杂量和焙烧温度对样品光催化降解亚甲基蓝的活性、相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响，并结合表面光电特性和表面组成等探讨了Gd³⁺掺杂对纳米TiO₂的光催化活性的影响机制.结果表明：与纯TiO₂相比，适量掺杂Gd³⁺可以显著提高其光催化活性.当Gd³⁺掺杂量为0.5%（质量），焙烧温度为500 ℃时，TiO₂复合纳米粉体的光催化活性最佳，其锐钛矿含量为100%，平均晶粒粒径为15.55 nm，比表面积为12.81 m²·g^-1.Gd³⁺掺杂强烈地抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变，减小晶粒尺寸，提高光响应阈值，这三方面均有利于提高光催化活性.XPS分析表明，Gd³⁺掺杂导致TiO₂纳米粉体的表面羟基含量降低.     

Fe3+掺杂Bi2MoO6光催化剂的合成及其活性研究

以钼酸铵、硝酸铋和硝酸铁为原料,采用水热/溶剂热法合成了铁掺杂的钼酸铋光催化剂,用X-射线粉末衍射、扫描电镜及紫外-可见吸收光谱等进行表征,并以罗丹明B为模型污染物,考察了纳米钼酸铋对罗丹明B溶液的光催化降解活性;以噻吩作为典型的含硫污染物,评价样品的光催化氧化脱硫活性。结果表明,Fe元素掺杂导致Bi2 MoO6的尺寸下降,比表面积增大;Fe掺杂,Bi2 MoO6吸收边发生红移;光催化活性与Fe元素的掺杂浓度有关,当掺杂量为0.5%时,活性最高;Fe掺杂Bi2MoO6对模拟汽油具有较好的脱硫活性,模拟可见光照射3 h,可使用模拟汽油的硫含量降低至70μg/g以下,脱硫率达到89%。