共沉淀法制备Mo/N共掺杂TiO_2可见光光催化剂

采用共沉淀法制备了Mo/N共掺杂TiO2光催化剂(Mo-N-TiO2)。结果表明,所得光催化剂为锐钛矿晶型,Mo/N共掺杂使样品对可见光吸收增强,吸收带边明显红移。在Mo∶N∶Ti摩尔比为0.012 5∶0.02∶1,煅烧温度为500℃的最优制备条件下,样品在白炽灯下照射2 h对亚甲基蓝溶液脱色率达55.7%。Mo以+6价的形式存在,并取代Ti4+进入TiO2晶格中,导致TiO2表面的Lew is酸性增强,有利于其导带中光生电子向表面迁移,促进了光生电子-空穴对的分离,同时与共掺杂引起的带边红移和较完整的锐钛矿相的协同作用有效提高了TiO2的可见光催化活性。     

Ce-TiO2/SiO2模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝的研究

制备了Ce掺杂的TiO2复合SiO2光催化剂(Ce-TiO2/SiO2),使用该光催化剂在模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝水溶液,研究了催化剂用量、亚甲基蓝初始质量浓度、溶液pH、无机阴离子对光催化降解效果的影响。结果表明:n(Ce)∶n(Ti)∶n(Si)=0.002∶1∶1时所制催化剂的光催化活性最好;对于2.5 mg/L、pH为11的亚甲基蓝溶液,投加100 mg/L的光催化剂反应2 h可达到最高降解率(92.6%);NO3-、SO42-、Cl-的存在对光催化降解具有抑制作用。     

Fe~(3+)-CdS/TiO_2复合半导体光催化剂的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,用TEM、EDS、XRD、UV-vis等技术对其形貌、结构和光吸收特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了光源、煅烧温度、煅烧时间、掺杂Fe3+和CdS对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂和CdS半导体复合相结合的技术,可以使TiO2对光的响应拓展到整个紫外-可见光区;当n(Fe3+)∶n(CdS)∶n(TiO2)=0.005∶1∶1、煅烧温度为300℃、煅烧时间为1 h、光源为太阳光时,Fe3+-CdS/TiO2的光催化活性最高,在1 h内可以使亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达98.62%。     

Fe、N、La共掺杂TiO2光催化剂的制备及可见光下降解甲基橙的研究

通过溶胶凝胶法制备Fe、N、La共掺杂TiO2光催化剂,在可见光条件下降解甲基橙模拟染料废水,研究共掺杂光催化剂的制备条件和工艺条件对其催化活性的影响。结果表明,共掺体系的优化掺杂量为n(TiO2):n(Fe):n(N):n(La)=1:0.2%:10%:0.2%,温度550℃下焙烧3 h;此掺杂量下催化剂活性最佳,投加量1 g/L的TiO2在可见光下对质量浓度70 mg/L的甲基橙溶液有良好的降解效果,反应3 h降解率达到73.07%。     

硅藻土负载La~(3+)/TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/硅藻土负载型光催化剂。以硝酸镧为镧源,采用等体积浸渍-焙烧法制备La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂。通过XRD和SEM对制备的催化剂进行表征,以亚甲基蓝溶液模拟有机废水,考察n(Ti)∶n(Si)及La3+掺杂量对催化剂光催化性能的影响,结果表明,硅藻土可提高TiO_2分散性,降低TiO_2晶粒尺寸,并抑制其由锐钛矿相向金红石相的转变。在n(Ti)∶n(Si)=1∶1、焙烧温度550℃和La3+掺杂质量分数1%条件下,La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂的光催化活性较好,紫外光连续照射180 min,亚甲基蓝降解率可达99.9%。     

离子液体中微波辅助制备氮掺杂纳米TiO_2及光催化活性

在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF6)离子液体中,用溶胶-凝胶法以及微波干燥的方法制备了N掺杂的纳米TiO2光催化剂,以甲基橙为模拟污染物,高压汞灯为光源,考察了离子液体加入量、N掺杂量和微波干燥等因素对TiO2光催化活性的影响。结果表明,N掺杂TiO2催化剂的活性高于未掺杂TiO2催化剂,在离子液体加入量为5.6 mL,掺杂量n(氯化铵)∶n(钛酸丁酯)=4∶1,在家用微波炉210 W功率干燥20 min,马弗炉625℃焙烧处理1.5 h,所制得的氮掺杂纳米TiO2光催化剂,具有较高的光催化活性。     

锆掺杂二氧化钛基可见光催化剂的制备及其催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zr掺杂量的Zr-TiO_2催化剂,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对其进行表征,探究Zr元素的掺杂比例、催化剂制备的焙烧温度及反应物初始浓度等条件对催化剂在可见光下降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明,制备的Zr-TiO_2催化剂粒径为纳米级,Zr-TiO_2催化剂对亚甲基蓝有明显光催化降解作用,且不同Zr与Ti掺杂比例对亚甲基蓝溶液降解效率影响显著,当Zr元素掺杂量为20%,焙烧温度为550℃时,制备的550℃-20%Zr-TiO_2催化剂对20 mg·L~(-1)的亚甲基蓝溶液降解效果最优,降解5 h时降解率为91.8%。并且550℃-20%Zr-TiO_2催化剂在可见光下催化降解亚甲基蓝符合一级动力学模型,R~20.95,拟合直线有较好的拟合度,表明催化剂具有较强的降解能力。     

Ce3+掺杂TiO2光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ce3 /TiO2光催化剂,研究了该催化剂对亚甲基蓝的光催化降解效果.结果表明掺杂量w(Ce3 )3.7%,催化剂用量0.12 g·L-1,体系pH值为10,12 mg·L-1亚甲基蓝溶液经2 h光催化降解,其降解率可达98.87%,与纯TiO2相比,Ce3 /TiO2光催化剂显示出良好的光催化活性.     

尿素改性TiO_2光催化剂性能研究

选择尿素对TiO2进行掺杂,再用蒙脱土进行负载,制备高催化活性的改性TiO2/蒙脱土(MMT)复合光催化剂。通过光降解亚甲基蓝试验,研究不同制备条件对光催化剂活性的影响。结果表明,当尿素与国产TiO2的掺杂比为1∶0.1时亚甲基蓝的降解效果最好,其光降解速率常数最高达0.251 13 h-1,降解率为56%;用蒙脱土对尿素改性后的P25(Degussa)进行负载,发现对亚甲基蓝的降解率比未进行负载的高十几个百分点,且蒙脱土与改性P25混合比为15∶1时降解速率最高,达0.226 13 h-1。     

尿素改性TiO_2光催化剂性能研究

选择尿素对TiO2进行掺杂,再用蒙脱土进行负载,制备高催化活性的改性TiO2/蒙脱土(MMT)复合光催化剂。通过光降解亚甲基蓝试验,研究不同制备条件对光催化剂活性的影响。结果表明,当尿素与国产TiO2的掺杂比为1∶0.1时亚甲基蓝的降解效果最好,其光降解速率常数最高达0.251 13 h-1,降解率为56%;用蒙脱土对尿素改性后的P25(Degussa)进行负载,发现对亚甲基蓝的降解率比未进行负载的高十几个百分点,且蒙脱土与改性P25混合比为15∶1时降解速率最高,达0.226 13 h-1。     

微波辅助制备B-N共掺杂TiO_2催化剂及其光催化活性

以钛酸丁酯为钛源,采用微波辅助溶胶-凝胶法制备Ti O2微粒,用于亚甲基蓝染料紫外光照降解实验。对比研究了未掺杂、B掺杂、N掺杂和B-N共掺杂Ti O2的光催化活性,采用扫描电子显微镜表征催化剂微观结构,用Langmuir-Hinshelwood模型进行动力学拟合,并从电化学角度分析。结果表明,采用微波辅助溶胶-凝胶法制备的B-N共掺杂Ti O2具有最佳催化活性,其表面形貌比未掺杂Ti O2更均匀,具有更高的比表面积,同时B-N共掺杂使Ti O2催化剂产生了微观的p-n结效应,表现出很好的催化活性。在B-N共掺杂Ti O2催化剂用量为2 g·L-1和亚甲基蓝初始浓度为10 mg·L-1条件下,室温紫外光照4 h,亚甲基蓝降解率达91.6%。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

微波快速合成N/Ce-TiO2复合光催化材料

以四氯化钛为原料,采用微波技术探索N掺杂和N/Ce共掺杂TiO2粒子的快速合成工艺条件,以甲基橙为光降解模型污染物,在可见光下考察了相关工艺条件对TiO2复合光催化材料活性的影响。结果表明,微波功率为700 W条件下反应15min得到的催化材料活性最好。N/Ce共掺杂均匀实验结果表明,当n（N）∶n（Ti）=0.08,n（Ce）∶n（Ti）=0.1,在700W功率下反应15min得到的复合光催化材料活性要好于P25粉体。     

N/F/TiO2的制备及光催化氧化性能

以钛酸四丁酯为钛源,以尿素和氟化铵为N、F源,制备N/F/TiO2光催化材料,用于亚甲基蓝降解效率研究.结果表明,摩尔比为N∶F∶Ti=1∶4∶5的光催化剂在锻烧温度为600℃、pH =7的条件下,100 mg N/F/TiO2光催化剂对100 mL浓度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液光催化降解4h时效率最高.     

N-Al/TiO2催化剂的制备及可见光降解染料

采用溶胶-凝胶法分别制备了N、Al单掺杂与N、Al共掺杂的TiO_2复合材料,考察了4种催化剂在可见光下对染料甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的光降解效率。采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis DRS、N2吸附-脱附手段对催化剂进行表征和评价。结果表明:N、Al共掺杂后的Ti O2骨架晶型仍保持为锐钛矿型,比表面积增加,团聚现象略有减少,且N、Al共掺杂TiO_2催化剂在可见光下对甲基橙的降解效果最佳,脱色率可达70%左右。     

N、Bi共掺杂TiO_2光催化剂的制备及对靛红降解性能研究

以硫脲为氮源,硝酸铋为铋源,钛酸四正丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和不同比例N、Bi共掺杂的TiO2光催化剂样品。用紫外-可见分光光度仪对制备的催化剂样品进行了表征。结果表明,制备的N、Bi共掺杂TiO2纳米粉体在可见光区吸收红移,表现出优异的光催化性能;当N与Bi的物质的量比为8∶1、反应温度为25℃,底物的质量浓度为20 mg/L、pH值为5.0时,该光催化体系对靛红溶液的脱色效果最好,脱色率最高为23%。     

节能灯光响应Ce-Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Ce、Fe共掺杂的纳米TiO_2光催化剂.以节能灯为光源,考察了催化剂组成、催化剂加入量、反应温度等对其光催化降解亚甲基蓝性能的影响.结果表明:与不掺杂及Ce、Fe单掺杂相比,Ce-Fe共掺杂能明显提高纳米TiO_2在节能灯照射下的光催化活性.其中,Ce_(0.062)5Fe_(0.004)/TiO_2的催化效果最佳,当反应温度50 ℃,反应液pH值5.33,催化剂加入量0.313 g/L 时,4 h的降解率可达96.00%.XRD分析结果显示,催化活性较好的催化剂均为锐钛矿和金红石的混晶,晶粒尺寸在20～30 nm之间.     

N掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,尿素为氮源,室温下采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂的纳米TiO2粉末。采用XRD、TEM、UV-Vis DRS对样品进行了表征。结果表明：N掺杂使纳米TiO2的光谱响应范围拓展到可见光区。较佳制备条件是：n(钛酸四丁酯)∶n(尿素)为1∶3,400 ℃下煅烧3.5 h,所得样品为锐钛矿晶型,平均粒径为13 nm。光降解甲基橙实验中,溶液pH值为4.0时,降解率最大,反应3 h降解率可达70.5%。