稀土Sm掺杂棒花状ZnO的制备及其光催化性能研究

由硝酸锌、硝酸钐、十二烷基硫酸钠制备Sm掺杂棒花状纳米氧化锌,考察制备温度、分散剂浓度、Sm掺杂等因素对氧化锌形貌和光催化性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散X射线谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)进行表征。结果表明,制备温度、分散剂浓度、Sm掺杂量等对棒花状纳米氧化锌的形貌和光催化性能有显著的影响。在60℃下,分散剂浓度为28 mmol/L、Sm掺杂量为5%时,所制备的棒花状纳米氧化锌的形貌规整且光催化性能最好。     

稀土Sm掺杂棒花状ZnO的制备及其光催化性能研究

由硝酸锌、硝酸钐、十二烷基硫酸钠制备Sm掺杂棒花状纳米氧化锌,考察制备温度、分散剂浓度、Sm掺杂等因素对氧化锌形貌和光催化性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散X射线谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)进行表征。结果表明,制备温度、分散剂浓度、Sm掺杂量等对棒花状纳米氧化锌的形貌和光催化性能有显著的影响。在60℃下,分散剂浓度为28 mmol/L、Sm掺杂量为5%时,所制备的棒花状纳米氧化锌的形貌规整且光催化性能最好。     

稀土钕掺杂氧化锌纳米材料的制备及对罗丹明B的降解研究

采用直接沉淀法对纳米氧化锌做稀土掺杂改性,制备了钕掺杂纳米氧化锌,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、固体荧光光谱等测试手段对产品做了分析与表征,考察掺杂对氧化锌的物相、晶体结构、荧光性质的影响,将其应用于废水中罗丹明B的光催化降解。结果表明：钕掺杂可大幅度提高纳米氧化锌在汞灯照射下的光催化性能。随着掺杂量增加,掺杂氧化锌纳米材料的光催化降解性能逐渐升高,掺加7%（物质的量分数）钕的纳米氧化锌对罗丹明B的去除率可达89.62%。     

稀土Ce掺杂ZnO光催化剂的制备及研究

以硝酸锌、柠檬酸、尿素为原料,通过水热法,制得了掺杂了不同含量的稀土Ce的纳米氧化锌的前驱体。通过在不同温度下煅烧纳米氧化锌前驱体,得到目标产物。进而以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,对纳米氧化锌的光催化活性进行研究,考察了铈的不同掺杂量和不同的煅烧温度对于ZnO的光催化活性的影响。同时对样品进行了热重、透射电子显微、傅里叶红外的表征。实验结果表明,稀土掺杂量为2%,焙烧温度为400℃的ZnO的光催化活性较好,颗粒接近球形。     

铁掺杂氧化锌制备及对有机染料的光催化降解

采用沉淀法制备铁掺杂的纳米氧化锌。通过粉末X射线衍射（PXRD）和红外光谱（IR）对样品及其前驱体进行表征;采用分光光度计测定样品光催化降解有机染料的效果;用扫描电子显微镜（SEM）观测样品的表面形貌。实验结果表明,铁掺杂的氧化锌比纯氧化锌具有更高的催化活性和催化效率。这归因于铁均匀分布在氧化锌中,避免了氧化锌纳米粒子间的团聚,改善了氧化锌表面的性质,在降解有机染料过程中与有机染料大面积接触,对甲基橙和亚甲基蓝具有良好的降解效果,是一种有潜力的光催化降解材料。     

可见光活性负载型Fe2O3/TiO2光催化剂的制备

以FeCl3·6H2O和TiOSO4为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀共沉淀法制备了Fe3 掺杂的纳米TiO2粉体,并通过X射线衍射、透射电镜分析及观察粉体的相结构、形貌和粒径.以甲基橙溶液为降解对象,考察了掺杂后的粉体在紫外和可见光作用下的光催化性能并对其机理进行了探讨.结果表明:Fe3 部分固溶于TiO2的晶格;当Fe3 掺杂量＜0.8%(摩尔分数,下同)时,随铁离子掺入量的增加,TiO2的光催化性能提高;当Fe3 掺杂量为0.8%时,复合粉体的光催化性能提高15%以上;当Fe3 掺杂量＞0.8%时,随铁离子掺入量的增加,TiO2的光催化性能降低,而当Fe3 掺杂量＞1.2%时,粉体的光催化性能受到抑制,低于纯TiO2粉体.     

Ce掺杂TiO_2纳米粒子的制备及其光催化活性研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯的和掺杂铈的TiO2纳米粒子,并利用XRD和UV-VIS对其进行表征,且在紫外光下,以甲基橙的光催化降解为模型反应,考察了TiO2纳米粒子的光催化活性和不同Ce掺杂量对光催化活性的影响。结果表明,Ce的掺杂抑制了锐钛矿晶粒的生长,并使TiO2纳米粒子的光谱响应范围拓展到可见光区,掺杂Ce的摩尔分数为0.05%时,TiO2纳米粒子具有最佳的光催化活性。     

可见光下钴掺杂氧化锌光催化活性的调控

为了提高可见光的光催化效率,以ZnCl_2、Co(NO_3)_2·6H_2O、Na OH为原料,利用共沉淀法合成高结晶性的钴掺杂摩尔分数为1%～5%的氧化锌粉末。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱等手段对钴掺杂的氧化锌粉末样品的形貌、结构和光学性质进行表征。结果表明,合成的氧化锌粉末在整个可见光区都有吸收。当钴掺杂摩尔分数为3%时纳米氧化锌光催化活性最优,光催化反应速率常数为1.739 6×10~(-3)min~(-1)。基于第一性原理计算了掺钴氧化锌晶体的能带结构,结果表明,位于650 nm的吸收峰来源于氧化锌中价带到杂质能级或杂质能级到导带的电子跃迁。掺钴氧化锌可增加可见光的光催化效率。     

Ce~(3+)掺杂介孔TiO_2纳米粉末的水热制备及其光催化性能

我们采用碱液水热法制备了介孔Ti O2纳米粉末,并通过掺杂稀土元素Ce对其进行了改性。采用X射线衍射(XRD)﹑EDS能谱分析﹑扫描电镜(SEM)﹑透射电镜(TEM)﹑UV紫外可见光光谱分析表征了所制备样品的晶型﹑元素含量﹑形貌及光催化性能。结果发现,水热法制备的介孔纳米粉末颗粒均一,介孔分布较均匀,掺铈后可以提高介孔Ti O2纳米粉末的降解率;实验中,在一定的掺铈浓度范围内,最佳掺铈浓度为0.01 mol/L。     

水热法制备花簇形氧化锌纳米棒结构及其光催化性能

采用简单的水热法,以氯化锌(AR)和氢氧化钠(AR)为原料制备了花簇形氧化锌纳米棒.通过改变溶液的pH值、水热温度、水热时间等因素研究对样品结构和成貌的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱仪(UV)对氧化锌纳米棒的结构、形貌及光催化性能进行研究,结果表明在温度为80℃,反应时间为18h、锌碱比为1∶7.5时,氧化锌成貌最佳,且光催化性能较好.     

掺铈纳米TiO2的制备及其对光催化性能的影响

为改进和提高纳米二氧化钛光催化剂的催化性能,利用硝酸铈及钛酸丁酯为主要原料,通过溶胶-凝胶法制备纳米掺铈二氧化钛光催化剂,并用TGA、XRD、BET等方法对粒子进行表征,并通过其催化降解亚甲基兰来研究其催化活性影响.结果表明：铈掺杂法制备的纳米级二氧化钛,降低了粒子半径,提高了比表面积和催化活性;在较低的浓度范围内,随着掺杂量增加,光催化活性增加,2.3%TiO2光催化活性最高.     

掺杂对纳米氧化锌光催化性能的影响

以纳米氧化锌为载体,采用离子掺杂的方法制得了银掺杂纳米氧化锌(Ag/ZnO)及稀土铈掺杂纳米氧化锌(Ce/ZnO)光催化剂。实验结果表明:制备的Ag/ZnO粒径在18nm左右,Ce/ZnO粒径在20nm左右,离子掺杂有效提高了纳米氧化锌的光催化性能,并且Ag/ZnO试样的效果要好于Ce/ZnO试样。     

掺钇纳米二氧化钛光催化降解甲基橙的研究

采用金属钇掺杂改性,以钛酸四丁酯为主要原料,在室温下,利用溶胶-凝胶法制备了Y3+掺杂纳米TiO2光催化剂,通过X射线衍射分析(XRD)方法分析其改性机制;掺钇纳米TiO2光催化剂经太阳光照射后,用分光光度计测量光催化降解反应后甲基橙溶液浓度的变化,考察其光催化活性;研究了掺杂量和焙烧温度对光催化活性的影响。结果表明,Y3+掺杂能有效地抑制锐钛矿型TiO2向金红石型TiO2的转化,可使纳米TiO2的衍射峰宽化,粒径从80.5 nm降低到42.15 nm,掺杂量为1.2%,焙烧温度在400℃左右时,能够有效地提高TiO2光催化剂光催化活性。     

稀土元素铈钕共掺氧化锌对降解罗丹明B光催化性能的影响

采用水热合成法制备纳米级半导体光催化材料,镧系元素是理想的金属掺杂剂,因为其独特的光学性质和未被完全占据的4f轨道,所以掺杂镧系元素可以提高催化剂的活性。最近的研究表明,通过共掺杂两种稀土元素可以更有效地改良光催化剂,不仅可以通过协同效应有效提高催化剂的光吸收能力,同时也对光生载流子的复合产生了抑制。实验采用铈、钕两种镧系元素共掺杂制备改性半导体氧化锌光催化材料。通过XRD、SEM、XPS、EDS、BET、UV-vis和PL对制备的光催化材料进行分析与表征,得到了带隙更窄、比表面积更大、晶粒尺寸更小的高性能改性光催化材料。将其应用在降解废水中罗丹明B实验中,结果表明,2%Ce5.5%Nd掺杂配比的氧化锌在40 min时降解率达到92.2%,60 min时降解率达到98.3%,整体催化性能较单掺杂铈与单掺杂钕相比有了很大的提高。总结分析稀土金属铈、钕共掺杂提高氧化锌光催化性能的原因包括：氧化锌晶格的畸变、杂质能级的产生及稀土离子价态的影响、形貌及比表面积的影响、禁带宽度及稀土离子氧化还原对的产生等。     

低量La~(3+)掺杂S-TiO_2光催化剂的制备、表征及其光催化活性

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了La3+/S-TiO2纳米光催化剂,通过XRD、BET、XPS、UV-Vis等手段进行了表征.以甲基橙溶液为光催化降解反应的模型化合物,考察了光催化剂的活性,探讨了低量La3+掺杂对TiO2纳米粒子光催化活性的影响机制.实验结果表明:S改性TiO2后明显提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,而La3+掺杂S-TiO2后,进一步提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,La3+的最佳掺杂量(相对于TiO2的质量分数)为0.369%;La3+/S-TiO2(ω(La3+)=0.369%)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到92.4%(光照120min);XRD和BET分析表明,低量La3+掺杂抑制了TiO2由锐钛矿向金红石的转变,阻碍了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2的比表面积;XPS分析表明,S、La3+掺杂可以导致粉体的表面羟基含量增加,掺杂S以S6+形式置换TiO2晶格中的Ti4+;UV-Vis分析表明,光催化剂La3+/S-TiO2比纯TiO2具有较强的紫外光吸收性能.与纯TiO2相比,La3+掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归因于La3+掺杂增加了表面羟基含量,增大了比表...     

Fe,N共掺杂TiO_2/SiO_2复合材料的制备及光催化性能

采用溶胶—凝胶法制备了掺杂不同量Fe,N的TiO2/SiO2复合纳米粒子。通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等对制备的样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙水溶液的光催化降解为模拟反应,在紫外光照射下评价了样品的光催化活性。结果表明:Fe,N共掺杂TiO2/SiO2为核壳结构,SiO2核与TiO2壳间形成了Ti—O—Si键。由于金属Fe3+离子抑制光生载流子的复合,非金属N降低了TiO2/SiO2的带隙能,Fe,N共掺杂的协同作用使复合TiO2/SiO2具有更好的光催化性能。共掺杂0.05%Fe及0.05%N的TiO2/SiO2复合光催化粒子的催化活性最高,光照1h后对甲基橙的降解率提高到52%。     

两步水热制备S掺杂介孔TiO_2纳米粉末及其光催化性能表征

我们采用两步水热法制备了掺S的介孔TiO2纳米粉末。采用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、BET比表面分析、透射电镜(TEM)、UV紫外可见光光谱分析对所制备样品的晶型、元素含量、形貌及光催化性能进行了表征。结果发现,水热法制备的纳米粉末颗粒较均一,呈珊瑚状的介孔结构,掺杂S可以有效提高介孔TiO2纳米粉末的降解率;实验中,在一定的掺铈浓度范围内,掺杂硫酸的最佳浓度为0.6mol/l。     

微乳液法制备核壳型磁性Eu^3＋-Fe3O4/TiO2纳米复合粒子

用反相微乳液法制备了TiO2纳米粒子、Eu3 掺杂的TiO2纳米粒子及以Fe3o4为核以TiO2为包覆层的核壳型磁性复合纳米粒子,用电镜和X射线衍射研究了样品的形貌和晶体结构,并以甲基橙为目标降解物,研究了不同催化剂的光催化活性.结果表明,Eu3 的掺杂可以提高TiO2光催化剂的活性,核壳型磁性Eu3 -F3O4/TiO2纳米复合粒子能够回收重复利用,保持催化活性.     

Ag/TiO_2纳米纤维薄膜与光催化性能研究

采用新型种子诱导方法合成Ag/TiO2纳米纤维异质结构,通过在TiO2纳米纤维,水,乙醇溶液中加入银氨溶液实验方法制备了Ag/TiO2纳米纤维薄膜。用场发射电子显微镜(FESEM),能量色散X射线光谱(EDX),透射电子显微镜(TEM),X射线粉晶衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)来表征最终产物。结果表明这些TiO2纳米纤维的直径大约80 nm,长度在几百微米之间,而负载在其上面的Ag粒子大小可达300~700 nm。将上述制取的光催化薄膜进行过滤甲胺磷水溶液实验,甲胺磷溶液降解可达87.0%,表明了TiO2纳米薄膜的光催化活性得到了很大提高。该材料将有可能应用于光催化、消毒、杀菌、环境(水、空气)污染处理等方面。     

镍掺杂对二氧化钛光催化性能影响的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛以及不同掺镍量的TiO₂纳米粒子(原料中Ni∶TiO₂的摩尔分数为1%、3%、5%、7%、9%)。用紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验研究了掺镍对二氧化钛光催化剂催化效率的影响，试验结果表明,当用n（Ni）∶n（TiO₂）＝5%的Ni(NO₃)₂溶液进行镍掺杂时，制得的TiO₂催化剂光催化效率最高，但与纯TiO₂相比，镍掺杂会减弱TiO₂的光催化效率。X射线衍射分析表明，未掺杂的TiO₂以锐钛矿和金红石两种晶型混合存在，镍掺杂后TiO₂的晶型几乎全为锐钛矿。镍掺杂后会减小TiO₂粒子的尺寸，增大其比表面积。