多种光源下氮掺杂TiO_2光催化降解染料废水的研究

以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO2粉末,以甲基橙溶液为模拟染料废水,分别在可见光、模拟太阳光和紫外光条件下,研究了氮掺杂纳米TiO2光催化降解染料废水的性能。结果表明:氮掺杂可以提高TiO2的可见光催化活性;氮含量和煅烧温度对氮掺杂TiO2光催化活性影响较大,n(N)∶n(Ti)为10%且经500℃煅烧的氮掺杂TiO2在可见光和模拟太阳光下均具有最佳的光催化活性;然而在紫外光下,氮掺杂TiO2的光催化活性低于未掺杂的TiO2样品。     

自燃烧法合成氮、铁共掺杂TiO2及其可见光光催化活性

以硫酸钛、硝酸铁、尿素为原料,采用自燃烧法制备了氮、铁共掺杂的纳米TiO2粉体.XRD结果显示氮、铁共掺杂的纳米TiO2主要为锐钛矿相.当氮、铁共掺杂时,二氧化钛光谱吸收红移至可见区.XPS结果表明:铁进入TiO2的晶格中形成浅势,氮则取代氧原子形成了N-Ti键,它们的形成降低了二氧化钛的带隙,从而提高了可见光区的光催化能力.当氮、铁对钛的物质的量比分别为0.5%和0.6%时,其在可见光下降解亚甲基蓝的降解率分别是单掺杂和纯TiO2的1.4和3倍.     

尿素为氮源制备氮掺杂二氧化钛光催化剂

以Ti(SO4)2为前驱物,尿素为沉淀剂和掺杂剂,采用水热法结合固相反应法制得了锐钛矿相掺氮纳米TiO2纳米粉体。采用XRD对制备的掺氮氧化钛结构进行了表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,考察了不同煅烧温度制备的光催化剂在可见光照射下的光催化性能。结果表明,煅烧温度高于160℃时氮可掺进TiO2晶体中,且温度越高,掺氮量越高;煅烧温度为200℃时,氮掺杂TiO2粉体可见光催化活性最强,在波长不低于400nm的可见光作用下,对亚甲基蓝的4h降解率达62.5%。     

锌掺杂TiO2超微粉的溶胶-凝胶法制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂纳米TiO2光催化剂,探讨了锌掺杂对TiO2光催化活性的影响.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了产品的微观结构和晶相组成,用综合热分析仪对前驱体凝胶进行了差热分析;以亚甲基蓝为降解对象,考察了锌掺杂、掺杂浓度对TiO2光催化活性的影响.结果表明:锌掺杂对TiO2晶由锐钛矿型向金红石型的相转变有抑制作用,并能够提高纳米TiO2的光催化活性;锌掺杂量具有一个相对最佳比例,当掺杂量3%、热处理温度550℃时,用溶胶-凝胶法可得到粒径分布均匀、锐钛矿晶型含量高、具有较高光催化活性的锌掺杂纳米TiO2.     

氮掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解酸性红B的研究

以钛酸丁酯和氨水为原料,无水乙醇为溶剂,硝酸为抑制剂,采用湿法水解制备氮掺杂TiO2纳米微粒,并用XRD、TEM对其进行了表征。在紫外光照射下,考察了氮掺杂催化剂光催化降解酸性红B的催化性能。以高压汞灯为光源对有机染料酸性红B进行了光催化降解实验,并研究了催化剂的类型、催化剂的用量、溶液初始浓度对酸性红B降解的影响。研究结果表明：氮掺杂纳米TiO2的光催化性能明显优于纯纳米TiO2的光催化性能。     

不同酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛光催化剂的研究

通过水蒸汽-水解法制备了纳米级TiO2粉体,并通过原位聚合法制备了不同酸掺杂的聚苯胺(PANI)/TiO2复合材料。利用单因素实验验证了盐酸、硫酸、对甲苯磺酸和对氨基苯磺酸四种掺杂酸对TiO2光催化活性的影响。以KBF染料模拟废水为研究对象,考察了PANI/TiO2复合材料在紫外光及可见光照射下降解水中有机物的效果。结果表明,其他单因素相同时,盐酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛粉体效果较好。聚合反应中苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1∶2,反应温度为5℃,反应时间4h。不同酸掺杂的聚苯胺对纳米TiO2光催化剂的改性,显著改善了纳米TiO2光催化剂在可见光条件下的光催化性能,可有效降解KBF染料。     

TiO2纳米粉体改性与相结构和光催化性能研究

采用溶胶-凝胶方法,以钛酸丁酯为先驱体,冰醋酸为螯合剂,通过水解缩聚作用制备了纳米TiO2粉体,掺杂了钨元素对纳米TiO2进行改性.运用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)和光吸收等手段,研究了不同W掺杂量对TiO2相变和光催化活性的影响,确定了最佳的掺杂量和热处理温度.     

TiO2纳米管的制备及表征

以锐钛矿型TiO2纳米晶和NaOH为原料,利用水热法制备了TiO2纳米管。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、微孔分析仪等手段对所得样品的结构、形貌、组成进行了研究。并且研究了温度和NaOH的浓度对TiO2纳米管比表面积的影响。实验表明,所得产物为锐钛矿型TiO2纳米管,选择适当的水热处理温度及合适的NaOH浓度可以得到比表面积比较大的TiO2纳米管。     

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%。     

铜离子掺杂对二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了Cu2 掺杂TiO2复合纳米薄膜.掺杂Cu2 的数量和方式及前驱体对TiO2光催化降解甲基橙有不同程度的影响.当合成TiO2前驱体的原料为Ti(OC4H9)4时,预涂一层质量分数(下同)为1.0%的Cu(CH3COO)2水溶液,可使TiO2光催化氧化活性提高53%,最外层掺入Cu2 会减弱TiO2光催化氧化活性.当TiO2的前驱体为工业偏钛酸时,预涂一层1.0%Cu(CH3COO)2水溶液,仅使TiO2光催化氧化活性提高14%.用X射线衍射对纳米薄膜进行表征.Cu2 掺杂会诱导生成金红石相.     

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。     

Co掺杂改性纳米TiO2颗粒的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯为前驱体,冰醋酸为螯合剂,利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备出掺杂金属Co复合改性的纳米TiO2光催化剂. 采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附/解吸BET技术对其组织结构进行表征,并研究了不同掺杂量对TiO2相变和光催化性能的影响,确定了最佳的Co掺杂量和热处理温度. 结果表明,Co2+掺杂对锐钛矿型TiO2有稳定作用,阻碍TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变. 经过改性的纳米TiO2晶粒尺寸在10~20 nm之间,Co-TiO2光催化剂的最佳热处理温度是500℃,最佳Co掺杂浓度为Co/TiO2(mol)=0.1, 紫外光下照射3 h,最高光催化降解甲基橙效率达到85%.     

微乳液法制备Fe3+掺杂纳米TiO2

以四氯化钛和硝酸铁为原料,通过微乳液法制备纳米TiO2和Fe3 掺杂纳米TiO2;运用热重/差热(TG/DTA)、红外光谱分析(IR)、X-射线衍射(X-RD)等方法对产物的晶体结构、晶粒大小进行了表征;X-RD分析结果表明,所制备的TiO2主要为锐钛矿型,粒子平均粒径约为12 nm,在Fe3 掺杂下,TiO2的晶型转变温度发生了改变,平均粒径减小;红外光谱测试结果表明,随着微乳体系油水比的增大,Ti-O-Ti键的吸收频率产生蓝移,TiO2粒径减小。     

氮掺杂TiO_2纳米管/高岭土复合光催化剂的制备及光催化性能

以P25纳米TiO2为原料、尿素为氮源,通过水热法合成氮掺杂TiO2纳米管;同时以高岭土为载体,采用浸渍法制备氮掺杂TiO2纳米管/高岭土复合光催化剂。采用X射线粉末衍射、Fourier变换红外光谱、紫外-可见光谱和透射电子显微镜等表征样品的结构与形貌,并以甲基橙为模型化合物研究复合材料的光催化性能。结果表明：制备了锐...     

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。     

纳米TiO2（N）的制备及其可见光响应的研究

以纳米TiO2为原料,六亚甲基四胺(HMT)为掺杂N源,采用高能球磨法合成了纳米TiO2(N)粉末。利用XRD、FT-IR、UV-Vis光谱、纳米粒度仪和光催化降解实验对其进行结构及光催化性能表征。研究结果表明,经过氮掺杂的纳米TiO2主要为锐钛矿晶型,晶粒尺寸随球磨时间的增加呈变大趋势。对可见光具有良好的吸收性能,其吸收边红移至530 nm左右,禁带宽度减小至2.34 eV。当太阳光照射30 min时,亚甲基蓝溶液的降解率达88%以上,比未掺N的样品提高了7%,体现出良好的可见光催化特性。     

钒镧共掺杂TiO2纳米粉体的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化剂,用V、La进行共掺杂改性,以甲基橙为目标降解物,研究了不同掺杂量下催化剂的光催化活性,并利用XRD、UV-Vis等表征手段对催化剂进行了表征.结果表明,共掺体系的最佳掺杂量为n(V)n(TiO2)=0.05%,n(La)n(TiO2)=0.05%.此掺杂量下的TiO2粉体对甲基橙有良好的降解效果,反应12 min降解效率达到99.6%,优于同等条件下制得的纯TiO2粉体.     

钆、硫共掺杂TiO_2光催化处理染料废水的研究

以钛酸四正丁酯、硝酸钆、硫脲为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Gd、S掺杂TiO2光催化剂。实验结果表明:少量Gd的掺杂能提高TiO2的光催化效率,掺杂过多Gd对光催化剂有抑制作用。当煅烧温度为650℃,钆、硫的掺杂比分别为0.2%、1.0%时,TiO2光催化剂效果最好,而且其光响应范围也明显拓展。XRD表征表明,当TiO2锐钛矿晶型中掺杂少量金红石相时,Gd、S共掺杂TiO2光催化性能最好。     

La3+掺杂CdS/TiO2复合膜的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶和旋涂工艺在普通玻璃表面制备La3+掺杂CdS/TiO2薄膜,采用XRD和UV-VIS等测试手段研究了CdS复合量、La3+掺杂量、焙烧温度和镀膜层数对La3+掺杂CdS/TiO2薄膜的结构、光学性能及光催化性能的影响.结果表明,经过合理掺杂和复合技术制备的TiO2纳米复合膜具有比单独掺杂或复合薄膜更好的光催化能力.当CdS的复合量40%(CdS/TiO2摩尔比0.4)、La3+掺杂量0.5%(La3+/Ti4+摩尔比0.005)、焙烧温度600℃、膜层数为6时,薄膜在可见光区域具有良好的透过率,在太阳光下4 h对0.4 mg·L-1甲基蓝溶液的降解率可达到60%以上.     

铁铈共掺杂TiO2纳米复合体的制备及光催化性能

采用微乳法制备了纯TiO2纳米粉体、Fe掺杂TiO2(Fe-TiO2)、Ce掺杂TiO2(Ce-TiO2)和Ce、Fe共掺杂TiO2(Fe/Ce-TiO2)纳米复合体。通过X射线衍射、扫描电镜和紫外漫反射光谱等对样品的结构和形态进行表征。以甲基橙溶液为标准模拟降解物,对Fe/Ce-TiO2、Fe-TiO2、Ce-TiO2和纯TiO2光催化降解性能进行评价。结果表明:Fe、Ce掺杂后TiO2的光催化性能明显提高,原因是Fe、Ce掺杂不仅能抑制TiO2晶粒生长,提高TiO2的热稳定性和比表面积,而且能够拓展TiO2的吸收波长范围至可见光区,降低了光生载流子的复合几率。共掺杂对TiO2光催性能的提高具有双重效应,使Fe/Ce-TiO2光催化活性明显高于Fe-TiO2的和Ce-TiO2的。500℃制备的Fe/Ce-TiO2对甲基橙降解效果最佳,归功于热处理温度对晶型和晶粒尺寸的影响。