过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能研究进展

随着环境污染的日益加剧,光催化技术可利用自然光降解大气或水体中的污染物,是解决环境污染问题最有效的手段之一。二氧化钛(TiO_2)因具有光催化活性高、稳定性好及无毒等优点,应用前景较好;但TiO_2的带隙过宽且光生电子与空穴易复合,在光催化领域的应用受到限制。对TiO_2进行掺杂改性并开发具有特殊结构的材料是目前光催化研究的热点。综述了近年来国内外在过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能方面的研究进展,分析和比较了不同类型过渡族金属离子掺杂对TiO_2晶体结构及光催化性能的影响,并对其作用机理进行了讨论,评价了影响掺杂纳米TiO_2光催化性能的关键因素,同时针对过渡族金属离子掺杂改性存在的问题提出了建议,为纳米TiO_2光催化技术的发展提供参考。     

纳米二氧化钛复合材料降解水中污染物的研究

对金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料降低水中污染物的研究进展进行了论述;金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料相较于纳米二氧化钛,其禁带宽度变窄,提高了在可见光区的吸收性能,提高了光催化活性,提高了污染物降解率。     

纳米二氧化钛光催化材料研究新进展

纳米级TiO2作为一种光催化材料，在环境保护、光能转换、纺织建筑、工业催化等领域有着极为广泛的用途，其制备方法也得到了深入系统的研究。文章简要介绍了近年来纳米二氧化钛的制备方法、掺杂改性途径以及在卫生保健、废水处理、有机气体降解、新型材料制备等应用中的最新进展，并展望纳米二氧化钛今后的研究方向。     

石墨烯-二氧化钛复合材料光催化性能的研究进展

综述了石墨烯-二氧化钛复合光催化材料的发展进程、合成方法、优点和缺点.通过纳米石墨烯掺杂,添加EDTA和甲醇使纳米木质纤维素基磁性中空材料光催化活性提高,但也有可见光利用率低和定量回收和再利用难的问题.因此,在对磁性中空光催化材料未来发展方向进行展望时,提出应对磁性中空光催化材料进行优化,以提高中空材料对可见光利用率和...     

双元素掺杂对纳米二氧化钛光催化降解甲基橙的影响

应用冷冻干燥技术,采用溶胶——凝胶法制备了同时掺铁镧、铁锡的双元素掺杂纳米Tiq粉体材料,通过XRD、激光粒度分析仪、扫描电镜分析仪的检测,粒径为60～70nm,比表面积约为36～45m^2／g,粒度均匀,全为锐钛矿型。通过甲基橙溶液光催化降解实验,比较了不同掺杂纳米TiO2粉体的催化性能,实验发现在这些改性的TiO2粉体材料中,以同时掺0.05％铁和掺0.02％镧的效果最好。在光催化降解实验中,掺0．05％铁的基础上掺0．02％镧的粉体光催化效率约为在掺0.05％铁基础上掺0.02％锡的粉体的光催化效率的1．5倍。     

石墨烯-二氧化钛复合材料光催化性能的研究进展

综述了石墨烯-二氧化钛复合光催化材料的发展进程、合成方法、优点和缺点。通过纳米石墨烯掺杂,添加EDTA和甲醇使纳米木质纤维素基磁性中空材料光催化活性提高,但也有可见光利用率低和定量回收和再利用难的问题。因此,在对磁性中空光催化材料未来发展方向进行展望时,提出应对磁性中空光催化材料进行优化,以提高中空材料对可见光利用率和定量回收和再利用的能力。     

金属离子掺杂提高纳米TiO2光催化性能的进展研究

纳米TiO_2能够在大范围的表面物上产生强氧化反应(即杀伤作用),除紫外光外不需要其它的外界能量,因此,在抗肿瘤研究方面具有广阔的应用前景。影响纳米二氧化钛光催化性能的因素很多,其中金属离子掺杂在光催化改性研究中备受关注,本文主要阐述掺杂离子的种类、掺杂离子半径、价态和掺杂离子浓度等因素对提高纳米TiO_2光催化性能的影响,为实现其在医学上的应用奠定一定的理论依据。     

氮掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能

以三乙醇胺为氮源采用水热法制备了氮掺杂纳米TiO2光催化剂,采用XRD、TEM和UV—vis／DRS分析、表征氮掺杂对TiO2微晶尺寸、晶体结构、表面组成与光学性能的影响,并通过降解甲基橙溶液研究其光催化活性。结果表明：制得的氮掺杂二氧化钛均为锐钛矿型,粒径约为10nm,a掺杂引起光催化剂的吸收波长向可见光区红移。当pH=11．0,300℃焙烧3h时制得的氮掺杂TiO2光催化活性最强,甲基橙50min的降解率达98％。     

稀土掺杂纳米二氧化钛光催化剂的研究进展

纳米二氧化钛(TiO_2)催化剂由于其高效、价廉、无毒、稳定等优点,被认为是一种极具应用前景的环境友好型光催化材料,它在空气净化、环境治理、光解水制氢、废水处理等环保领域得到了广泛的研究和应用。在对TiO_2改性研究中发现,稀土金属掺杂是较为有效和经济的手段,稀土离子的掺入不仅可以提高对有机污染物吸附量,还可以延迟锐钛矿相向金红石相的转变,增强TiO_2的光催化性能。目前,有关稀土掺杂TiO_2的综合性报道较少。本文简单介绍了稀土掺杂纳米TiO_2提高其光催化性能的机理,从单一稀土元素掺杂、稀土元素与其他元素共掺杂、稀土元素与稀土元素共掺杂纳米TiO_2光催化剂3个方面阐述了稀土掺杂纳米TiO_2光催化剂的研究进展,并在最后指出了稀土掺杂纳米TiO_2中存在的问题和未来的研究方向。     

掺杂过渡金属离子的纳米TiO_2光催化降解制革废水

以石英砂为载体,液相沉积水解法制备的纳米TiO2膜为光催化剂,通过掺杂过渡金属离子对膜进行改性。在高压紫外灯光、低压紫外灯光和自然光照射条件下,分别对制革废水进行处理。以CODCr为评价指标,分析了不同光照条件对TiO2膜光催化性能的影响。结果表明,在高压紫外灯光照15 min后,Hg/TiO2膜光降解率最高,CODCr去除率为50.23%。通过探讨各种掺杂离子对膜的改性规律发现,改性效果与过渡金属离子电荷和半径的比值有关。对于同周期的元素,第二过渡周期的掺杂效果好于第一、第三过渡周期,但掺杂规律不像第一、第三过渡周期那样明显,随原子半径的减小而增大。对于同一族的元素,离子的掺杂作用基本上随着原子半径的增大而增大。     

金属离子掺杂二氧化钛及水体光催化脱氮研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Ce^3＋、La^3＋、Ag^＋、Fe^3＋的TiO2光催化剂，以考察其薄膜和粉体形式对水中无机氮的光催化去除效果和活性．用所制备的催化剂对含氨氮-亚硝酸氮的混合液进行了光催化脱氮研究．本文利用UV—Vis吸收光谱、XRD和TEM对催化剂进行了表征．同时，对影响TiO2光催化效率的因素：如掺杂金属离子的种类、浓度、涂膜层数、反应液中有无Fe^2＋、不锈钢和玻璃载体、反应器的构型等进行了探讨，并对今后的研究进行展望．经过2h紫外光照射反应，实验最佳脱氮效果：金属离子掺杂TiO2薄膜型催化剂总氮去除率在30％左右，金属离子掺杂粉末型催化剂光催化最高总氮去除率可达41．7％．     

二氧化钛基纳米复合光催化材料的制备方法及应用研究进展

TiO₂光催化剂在环境污染控制领域有着良好的应用前景,一直是光催化材料研究的热点。由于TiO₂的禁带宽度大、光生电子和空穴迁移能力低等缺点限制了在可见光照射下的光催化效率;为了克服TiO₂的局限性,人们对TiO₂进行了改性研究,以提高TiO₂在可见光下的光催化活性。本文综述了近年来二氧化钛基纳米复合光催化材料的制备方法,介绍其在污水处理、生物医药、农业生产等领域的应用。     

纳米二氧化钛的光催化性能及其在有机污染物降解中的应用

纳米TiO2 具有光催化性能 ,利用太阳光能将有机污染物矿化为CO2 和H2 O。从TiO2 的光催化降解机理入手 ,讨论了影响纳米TiO2 光催化性能的因素及提高光催化性能的方法 ,列举了纳米TiO2 光催化降解处理染料废水、农药废水、含有表面活性剂的废水以及含油废水的应用。最后提出目前存在的一些问题及其解决途径     

制备不同稀土掺杂的纳米氧化钛光催化剂及其光催化活性

以钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法合成了Dy2O3-TiO2,CeO2-TiO2和Gd2O3-TiO2光催化剂。以甲基橙和亚甲基蓝为目标降解物,研究了3种复合光催化剂的光催化活性。通过紫外可见光光谱分析发现：3种光催化剂对不同降解物均表现出一定的光催化活性。掺杂质量分数(下同)为1．25％Gd2O3的光催化剂对甲基橙的降解效率较高,掺杂1．25％CeO2的光催化剂对亚甲基蓝具有较好的降解活性。因此,掺杂不同稀土氧化物的纳米TiO2光催化剂对不同有机物具有选择性降解活性。     

钒掺杂二氧化钛光催化活性研究

二氧化钛凭借优异的光催化性能,越来越受到人们的广泛关注和重视。以钛酸四丁酯为原料,利用水解-水热-干燥/煅烧工艺制备得到未掺杂TiO₂光催化剂和掺钒TiO₂光催化剂,利用其对甲基橙溶液的降解率做了比较分析。结果表明,以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备钒掺杂TiO₂光催化剂是可行的。制备V/TiO₂产品的最佳工艺条件：钒钛质量比为6∶100、水热温度为160 ℃、水热时间为12 h,120 ℃下干燥14 h。紫外光照射条件下,甲基橙光催化降解效率达到99.10%,降解时间小于45 min。     

纳米二氧化钛光催化涂料降解甲醛的研究进展

介绍了纳米二氧化钛光催化降解甲醛的机理,着重讨论了不同因素下二氧化钛对甲醛光催化降解的影响及提高TiO2光催化活性的途径,概述了纳米二氧化钛光催化降解甲醛的研究进展。     

纳米二氧化钛光催化降解苯酚水溶液

以P 25纳米TiO2 作为光催化剂,在环状光催化反应器中进行了苯酚水溶液的光催化降解性能研究。系统考察了溶液的pH、P 25用量、银掺杂量、苯酚的初始质量浓度等因子对苯酚溶液光催化降解过程的影响。结果表明,在pH=7时,苯酚水溶液降解率达97 4%,强酸和强碱条件均不利于苯酚的降解;质量浓度50mg/L的苯酚水溶液,P 25用量为50mg,UV辐照30min时降解率为95 6%;质量浓度100mg/L的苯酚水溶液,P 25用量为150mg,UV辐照60min时降解率为95 4%;银掺杂P 25增加了其光催化活性,用质量分数为10%的硝酸银水溶液掺杂制备的复合光催化剂,苯酚的降解率比未掺杂时增加16 5%。     

纳米二氧化钛光催化氧化在环境治理中的研究

介绍了6种纳米二氧化钛的制备方法,对其在大气环境治理以及污水处理中的研究进行了综述,目前的研究集中在紫外光激发催化氧化、以及影响催化氧化效率的因素分析上,而且发现薄膜化和负载型TiO2催化剂优于粉末状TiO2,并指出了进一步改性纳米二氧化钛的必要性,尤其是通过改性,提高可见光的利用率．以期在实践中推广应用。     

掺杂金属离子对纳米ZnO光催化活性的影响

采用沉淀法制备纳米ZnO催化剂,并通过掺杂金属离子的方法对其进行改性。以紫外光照下降解甲基橙溶液为探针反应评价其光催化活性。结果表明,掺杂5%的铝明显提高了ZnO光催化剂的活性,比商业生产的TiO2的光催化活性高很多。结合X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果,发现离子掺杂的ZnO光催化剂的催化性能与ZnO晶粒大小和掺杂离子的分散性有密切关系,即ZnO晶粒尺寸越小和掺杂离子的分散性越好,所制备的离子掺杂ZnO的光催化性能越高。     

非金属掺杂改性纳米TiO_2光催化性能研究进展

详细综述了近年来非金属掺杂TiO_2光催化的最新进展,总结梳理了N、C、P、S、B、F、Cl、Br、I及非金属共掺杂元素对TiO_2光催化降解有机污染物的影响,同时对不同掺杂纳米TiO_2晶体结构及光谱响应机制进行了比较和探讨。不同类型非金属元素的原子半径、晶体结构、掺入量都会对改性TiO_2的能级结构和带隙宽度产生差异,进而其对不同有毒有害污染物的光催化性能产生不同影响,需要综合考虑。通过非金属掺杂改变纳米TiO_2的能级结构,增大TiO_2表面的活性点位,提高其光催化性能,实现有毒有害污染物的彻底降解,从而达到净化环境的目的。