稀土离子(La3+,Eu3+)掺杂纳米TiO2的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Eu^3＋,La^3＋掺杂纳米TiO2粉体,并采用亚甲基蓝为目标降解物考察了稀土掺杂对TiO2光催化活性的影响。实验表明：适量的La^3＋掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为0.3 mol%;La^3＋掺杂后降解反应符合一级反应动力学,H2O2的加入会使其反应速率大大提高;0.25 mol%Eu^3＋掺杂在日光灯下较紫外灯下显示出更好的光催化活性,这可能由于Eu^3＋掺杂导致了TiO2吸收光谱范围的整体红移;通过XRD图谱分析可以看出La^3＋、Eu^3＋掺杂均可以抑制TiO2的晶型转变,减小光催化剂的平均粒径,掺杂后其平均粒径均约为10 nm,TEM结果与XRD大致吻合。     

纳米TiO2的光催化机理及其应用

综述了TiO2半导体光催化的反应机理及光催化反应在环保、卫生保健和防结雾等方面的应用.     

水热法制备稀土掺杂纳米TiO_2薄膜及光催化降解性能研究

以Ti(SO4)2水溶液为前驱物,尿素为沉淀剂,采用水热法在玻璃基片上制备了稀土离子掺杂的TiO2薄膜。以薄膜对紫外光吸收值为指标,考察了水热反应时间、镀膜次数、掺杂稀土离子的种类、掺杂量对紫外光吸收性能的影响,确定了掺杂薄膜最佳制备条件:在1.0mol/L尿素溶液中,温度为160℃,反应10h,镀膜两次,稀土最佳掺杂量为n(La)=0.9%或n(Eu)=1.1%(n为摩尔比),掺镧元素的效果好于掺铕元素。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备的TiO2薄膜的相结构及形貌进行了分析和表征,结果表明,所制备的薄膜均匀、致密、无可视缺陷。以甲基橙为光催化降解的探针化合物,探讨了TiO2薄膜光催化降解性能,结果表明,掺杂稀土离子的TiO2薄膜对光催化降解性能远优于未掺杂的TiO2薄膜。     

可见光下掺N附Ag纳米TiO_2的光催化降解甲基橙

采用溶胶–凝胶法制备纯TiO_2和掺氮TiO_2纳米颗粒(N-TiO_2),然后通过光催化还原在其表面附Ag,得到表面附Ag的纳米TiO_2(即Ag/TiO_2)和掺N附Ag纳米TiO_2(即Ag/N-TiO_2),利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、光致发光光谱仪(photoluminescence spectroscopy,PL)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外可见漫反射光谱分析(UV-VIS DRS)对TiO_2及其掺杂改性后的组成和结构、光吸收性能以及可见光下对甲基橙溶液的光催化活性等进行表征。结果表明,所有样品均为锐钛矿型,Ag/TiO_2的平均晶粒度为20.4 nm;N以替代型N-Ti-O、间隙型Ti-O-N(或氧化态Ti-O-N-O)的形式存在于晶格中,银以Ag0形式附着在TiO_2表面;N掺杂抑制TiO_2晶粒的生长,并抑制光生电子与空穴的复合,从而促进TiO_2对可见光的吸收;表面附Ag对TiO_2晶格没有明显影响,但在450~580 nm可见光区产生强烈的表面等离子吸收带并延长至近红外区。TiO_2及其掺杂改性后对甲基橙的光催化效果为Ag/N-TiO_2Ag/TiO_2N-TiO_2TiO_2(或Degussa P25),Ag/N-TiO_2在可见光下对甲基橙(p H=3)进行光催化降解,150 min时降解率达到95%。     

光催化处理低浓度氨氮废水

采用溶胶-凝胶法制备了比表面积为73.69 m²·g^-1和中位粒径(D₅₀)为1.134μm的TiO₂光催化剂,通过添加La、Ce、Pr、Nd、Gd等稀土元素对TiO₂光催化剂进行改性。运用XRD、BET、粒度和氨氮分析等表征手段,考察了稀土离子掺杂、催化剂加入量、H₂O₂加入量和紫外光照时间等因素对TiO₂光催化处理稀土冶炼氨氮废水的影响。结果表明,稀土离子掺杂可有效提高TiO₂光催化处理氨氮废水的能力。在最佳光催化工艺条件下,添加La、Ce元素样品的氨氮去除率均达到80%以上,氯化铵废水中的氨氮浓度可显著降至14 mg/L,达到了稀土工业污染物排放标准中新建企业氨氮限值要求(15 mg/L)。     

溶胶-凝胶法制备TiO2及其光催化性能的研究

以钛酸丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、硝酸为抑制剂,运用正交试验法确定了溶胶-凝胶法制备TiO2的初步最优条件,运用X-射线衍射技术对所制备的TiO2粉体样品进行了表征,并以大红染料作为目标降解物,研究了制备TiO2粉体活化温度、活化时间、紫外灯照射高度、催化剂投加量以及废水pH值对光催化性能的影响.结果表明,该方法制备的TiO2为纳米级锐钛矿.制备TiO2的最佳配比条件为:无水乙醇20.0 ml,蒸馏水1.5 ml,pHl.7.当活化温度为450℃、活化时间为180 min、紫外灯照射高度为10 cm、催化剂投加量为2g/L、目标废水pH为4.0时,达到最佳降解效果.     

影响TiO2光催化活性的因素及提高其活性的措施

文章详细分析了影响TiO2光催化活性的一些因素，如TiO2自身的性质、纳米TiO2的表面修饰、光催化反应系统的工艺条件、光催化反应器、辅助能量场的引入等等。讨论了提高TiO2光催化活性的措施。指出了存在的问题和研究方向。     

掺杂钕离子纳米TiO2的制备及光催化降解水中苯酚的研究

以钛酸四丁醇为原料，采用溶胶．凝胶法制备了掺杂Nd^3＋的纳米TiO2光催化剂，探讨了掺杂对二氧化钛光催化活性的影响。通过X射线衍射（XRD），透射电镜（XRD）对制备的Md^3＋掺杂TiO2样品的相组成和晶粒大小进行了分析，并以苯酚为降解对象，考察了不同掺杂浓度，不同热处理温度下掺杂TiO2对苯酚的光催化降解效果。结果表明：掺杂Nd^3＋的TiO2为锐钛矿和金红石的混合晶相，Nd^3＋掺杂可阻碍TiO2的晶相转变，减小催化剂的晶粒尺寸，提高TiO2粒子的光催化活性。在本实验范围内，当Nd^3＋质量分数为0．8％（以TiO2质量计），处理温度为500℃时，TiO2光催化活性较高。与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约70％。     

掺杂Co的纳米TiO2光催化降解水中五氯苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备的掺杂Co纳米TiO2粉体(Co/TiO2),在紫外光照射下光催化降解水中五氯苯酚(PCP).研究了光照反应时间、催化剂加入量、PCP溶液初始浓度等因素对纳米Co/TiO2光催化降解五氯苯酚的影响.在溶液中五氯苯酚初始浓度为0.01 mg/mL,pH=9～10,纳米Co/TiO2加入量达到0.25 ...     

混晶纳米TiO2光催化性能及混晶相间的机理研究

采用溶胶-凝胶法制备混晶纳米TiO2和珍珠岩负载纳米TiO2混晶催化剂,以XRD、SEM、UV-vis DRS和电化学方法对样品进行表征.结果表明,晶型调节剂的含量对混晶中金红石和锐钛矿相TiO2的比率有较大的影响;对于负载型纳米TiO2催化剂,混晶比影响催化剂的光催化降解效率.并讨论了混晶的光催化机理.     

La掺杂SiO_2/TiO_2纳米粉体的制备及其光催化性能

采用并流中和法制备了La掺杂的SiO2包覆TiO2纳米粒子,利用X射线衍射(XRD),傅立叶交换红外光谱(FT-IR),透射电镜(TEM)及紫外可见光吸收(UV-Vis)光谱对掺杂改性前后样品进行表征。以紫外光照降解甲基橙为测试体系,研究了La掺杂量及煅烧温度对SiO2/TiO2光催化性能的影响,并对其作用机制做了初步的探讨。FT-IR表明在包覆层和纳米TiO2颗粒之间的界面上形成了Ti-O-Si和Ti-OLa键,从而抑制了金红石相的形成,提高了热稳定性,和XRD分析结果一致,掺杂了La的SiO2/TiO2在800℃时金红石相的含量仍然比较低,和120℃时的含量相当;TEM照片显示改性后的TiO2团聚减小,粒度均匀。UV-Vis光谱分析显示La掺杂SiO2/TiO2的光响应范围拓宽至可见光区,其中光吸收红移最大的样品为3.0%La掺杂量的SiO2/TiO2,带隙能(Eg)由原来的2.98 eV降为为2.41 eV。光催化性能实验结果显示当La的摩尔掺杂量为3.0%时,其光催化活性最好,光照20 min,与未掺杂改性的TiO2相比甲基橙的光降解率提高了55.1%;另外,未掺杂TiO2煅烧温度对光催化影响显著,当温度由120℃增加为800℃时,光照25 min的降解率就由69%降为10.7%,而掺La的SiO2/TiO2煅烧温度对其光催化性能影响不大。     

TiO2柱撑石墨烯复合材料的制备及光催化性能

通过水热反应合成了TiO₂柱撑石墨烯复合材料, 研究了TiO₂纳米颗粒及TiO₂柱撑石墨烯复合材料的制备以及光催化降解亚甲基蓝性能, 探讨了制备过程中水热反应时间、水热反应步骤对TiO₂纳米颗粒的影响, 并在紫外光下考察了上述两种材料对光催化性能的影响。结果表明, 利用两步水热法且反应时间为10 h时为制备复合材料的最佳条件, 在紫外光的照射下, TiO₂柱撑石墨烯复合材料在降解亚甲基蓝过程中显示出更高的光催化效率, 这项工作开辟了一条新的制备石墨烯–半导体复合材料的途径。     

SnO2/TiO2纳米复合物的制备及光催化性质

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和二氯化锡为原料,加入CTAB作软模板,制备SnO2/TiO2纳米复合物.分别用SEM、XRD、IR、UV-Vis等手段对产物进行表征,所得产物晶粒由锐钛矿相的TiO2和金红石相的SnO2组成.以亚甲基蓝和茜素红为模拟污染物,研究其催化活性,结果表明SnO2/TiO2纳米复合物具有较好的光催化活性.     

稀土催化新材料在性能方面获得重大突破

四川中自尾气净化有限公司在完成科研成果产业化的同时，也在积极从事高性能稀土储氧材料和耐高温高比表面材料性能方面的完善和深度开发，通过广大工程技术人员及专家的共同努力，于2007年3月份已完成稀土新材料研发任务。     

稀土材料的重要应用

介绍了近年来涌现出来的重要稀土材料，光学玻璃、稀土发光材料、稀土陶瓷材料、稀土磁性材料，稀土贮氢材料，稀土硼化物，稀土发热材料，稀土无机颜料和涂料，稀土塑料等。     

反萃沉淀法制备纳米二氧化钛及其光催化氧化特性研究

以D2EHPA作为萃取剂,CCl4为溶剂萃取TiO(NO3)2水溶液后,以氨的水溶液和乙醇溶液反萃含钛的萃取有机相,通过优化控制相间传质动态微乳液过程,可以获得纳米TiO2的前驱体.采用SEM、XRD、Zeta电位仪等手段对TiO2进行表征.研究表明,降低氨水浓度和制备温度、提高乙醇助剂浓度、改变煅烧温度均对催化剂性能产生显著影响.氨水和氨水-乙醇反萃制备的纳米TiO2的最佳煅烧温度分别为350 ℃和450 ℃,氨水浓度以体积比为1∶5,制备温度为17.5 ℃,助剂浓度越高有利于生成更小的催化剂颗粒.以亚甲基蓝为特征模拟物,探讨了催化剂晶粒粒径和颗粒粒度及不同TiO2制备方式与光催化活性相互关系,表明采用氨水-乙醇反萃制备的TiO2光催化活性最高,60 min污染物去除率在85%以上.     

纳米TiO2光催化技术与室内空气净化

纳米二氧化钛光催化剂在紫外光照射下,能将绝大多数污染物彻底氧化分解,且不产生二次污染.结合国内外纳米TiO2光催化技术的研究动态,分析了该技术在室内空气净化的广阔发展前景.