超细Co/TiO_2和Ce/TiO_2的制备及光催化性能

以四氯化钛为原料、硝酸钴或硝酸铈为掺杂剂,以共沉淀或机械混合的掺杂方法制备了掺杂的Co/TiO2和Ce/TiO2超细粉体,并进行了X射线衍射表征和光催化活性评价。掺杂抑制了样品晶粒的长大,在500℃焙烧温度下,掺钴样品的平均粒径由未掺杂纯样品的47 7nm减小到了12 1nm(机械混合)和9 6nm(共沉淀),掺铈样品的平均粒径则分别减小到33 1nm和16nm;钴掺杂导致了样品在焙烧温度500℃时便有金红石相出现,而铈掺杂的样品和纯样品在相同温度下没有金红石相;通过甲苯在样品上的光催化氧化过程,证实了掺杂对样品的光催化性能有影响。在纯样品和掺钴、掺铈的样品上,140min后甲苯的质量浓度由初始的100mg/m3分别下降到17、2 3和7 3mg/m3;甲苯在实验条件下的光催化氧化符合一级动力学规律。     

纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶 凝胶法制备了纳米级TiO2颗粒,通过甲苯在样品上的光催化氧化过程评价了样品的光催化活性。考察了制备过程中的焙烧温度对样品颗粒的晶型、粒径和光催化性能的影响。X射线衍射结果表明,焙烧温度低于500℃时得到的样品都是锐钛矿型TiO2,700℃下得到的已基本是金红石型;随着焙烧温度的升高样品的粒径增大,光催化活性下降;甲苯在TiO2上的气相光催化氧化符合一级反应规律。     

钼掺杂Ti02纳米薄膜的制备及其光催化活性研究

采用Sol—Gel法制备掺钼纳米Ti02溶胶,再采用浸渍提拉法制备MoTi02纳米薄膜,通过XRD、XPS、SEM等测试手段对制备的Mo—Ti（）2。纳米薄膜进行表征;以罗丹明B为反应体系,考察了钼掺杂量、烧结温度、保温时间对TiO2晶格畸变、晶粒尺寸、晶型及光催化活性的影响。结果表明,部分Mo＾6＋取代晶格中Ti＾4＋的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO2由锐钛矿相向金红石相转变;掺杂适量的钼有利于提高TiO2光催化效果,在500℃烧结、钼掺杂量1．5％（以钛物质的量计）、保温1h时制备的Mo—TiO2纳米薄膜具有最佳光催化效果。     

纳米TiO2-WO3的制备及对甲醛的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备TiO2 WO3纳米复合催化剂,对浓度为3 3×10-3mol/L的甲醛溶液进行光催化,考察了不同条件对其光催化降解的影响。结果表明,相同的焙烧温度下,WO3掺杂能抑制粒径的长大;焙烧温度升高,TiO2金红石相质量分数增加,粒径变大;WO3掺杂量为w(WO3)=3%、600℃焙烧时,金红石相质量分数为13 5%,光催化活性最高,甲醛光催化1 5h后降解率达到64%,比纯TiO2光催化活性高出79 4%。     

纳米TiO2负载多晶硅复合催化剂的制备及性能初步研究

采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）在多晶硅表面镀上一层纳米TiO2薄膜,用FTIR、XRD、SEM等对其进行表征,并研究了催化剂对水中甲苯的光催化氧化性能。结果表明,焙烧温度、焙烧时间、负载次数对催化剂的晶相结构、粒径大小以及光催化活性均产生显著的影响。焙烧温度为550℃,焙烧时间为2h,TiO2负载2次时,催化剂中纳米TiO2的粒径为25nm左右,锐钛矿相与金红石相的比例为7∶3。采用改性催化剂对水中甲苯的光催化氧化处理的结果表明,甲苯的去除率达到90%以上,纳米TiO2负载多晶硅复合催化剂具有较好的光催化活性。     

Ti02纳米薄片的制备和光催化性能研究

据报道，洛阳师范学院化学系研究了水热化学处理法制备Ti02纳米薄片的条件，以光催化降解苯酚为模型反应，考察了Ti02纳米薄片及其焙烧产物的光催化反应性能。对影响Ti02纳米薄片及其焙烧产物的光催化反应性能的原因进行了分析。     

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。     

Gd3+掺杂TiO2纳米粉体的晶粒尺寸、表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Gd³⁺掺杂量的TiO₂纳米粉体，并用XRD、BET、XPS、SPS等技术对样品进行了表征.研究了Gd³⁺掺杂量和焙烧温度对样品光催化降解亚甲基蓝的活性、相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响，并结合表面光电特性和表面组成等探讨了Gd³⁺掺杂对纳米TiO₂的光催化活性的影响机制.结果表明：与纯TiO₂相比，适量掺杂Gd³⁺可以显著提高其光催化活性.当Gd³⁺掺杂量为0.5%（质量），焙烧温度为500 ℃时，TiO₂复合纳米粉体的光催化活性最佳，其锐钛矿含量为100%，平均晶粒粒径为15.55 nm，比表面积为12.81 m²·g^-1.Gd³⁺掺杂强烈地抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变，减小晶粒尺寸，提高光响应阈值，这三方面均有利于提高光催化活性.XPS分析表明，Gd³⁺掺杂导致TiO₂纳米粉体的表面羟基含量降低.     

复合掺杂的纳米二氧化锡粒子的制备与表征

分别采用微乳液法（辛基酚聚氧乙烯醚＋正己醇／环己烷／水组成的微乳液体系）和柠檬酸溶胶-凝胶法制备了镁与铈、锌、锆复合掺杂的纳米二氧化锡颗粒，通过热分析（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）、比表面积测定（BET）、红外吸收光谱（FT-IR）和紫外-可见光谱（Uv-Vis）对其结构进行表征。结果表明，两种方法制备的产物均为金红石结构，微乳液法制备的颗粒较后者具有较小的晶粒粒径、较大的比表面积和紫外吸收边；复合掺杂后，样品的粒径减小，比表面积增大，样品的紫外-可见吸收发生红移；其中，镁-铈复合掺杂的样品具有最小的晶粒粒径和最大的比表面积，分别为4．53nm和78．50m^2／g；复合掺杂能够抑制二氧化锡颗粒生长，增大其比表面积。     

稀土掺杂混晶TiO2薄膜的制备和性能

利用溶胶-凝胶法在瓷片表面制备了纯的和少量Eu3 掺杂的TiO2薄膜,并用X-射线衍射技术对样品进行了表征。研究了少量Eu3 掺杂对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝活性的影响。利用相结构与TiO2薄膜光催化活性关系,探讨了少量Eu3 掺杂对TiO2薄膜的光催化活性的影响。结果表明,与纯TiO2薄膜相比,适量掺杂Eu3 可以显著提高其光催化活性。当Eu3 的质量分数为0.02%,TiO2薄膜的光催化活性最佳,降解率为62%,金红石相质量分数为17.2%,平均晶粒粒径为20 nm;Eu3 掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变并减小了晶粒尺寸,有利于提高光催化活性。     

Pr^3＋掺杂的TiO2纳米粉体的表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Pr^3＋掺杂量的TiO2纳米粉体．以亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解为探针反应，评价了它们的光催化活性．利用XRD和BET技术研究了Pr^3＋掺杂量和焙烧温度对TiO2纳米粉体的相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响，并用XPS和SPS技术研究了Pr^3＋掺杂的TiO2纳米粉体的表面组成和表面光伏特性，探讨了Pr^3＋掺杂提高纳米TiO2的光催化活性的机制．结果表明：适量Pr^3＋掺杂能显著提高纳米TiO2的光催化活性．当Pr^3＋掺杂量为1．25％（以Pr^3＋／TiO2质量比计），焙烧温度为600℃时，制得粉体的光催化活性最佳．Pr^3＋掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变，减小晶粒尺寸，增大比表面积，增加表面羟基和吸附氧的含量，提高光生电子和空穴的分离效率，改善粉体表面的光吸收性能，上述因素均有利于光催化活性的提高．     

N、Mn共掺杂TiO_2的制备、表征及光催化性能研究

应用溶胶凝胶法,以尿素、氯化锰和钛酸丁酯为原料制备了纯Ti O2、N掺杂、Mn掺杂及N、Mn共掺杂的Ti O2纳米粉体。采用XRD、SEM、EDS、UV-VIS等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行了表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行了光催化实验。结果表明,样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛;样品呈颗粒状,有一定程度的团聚;N掺杂、Mn掺杂及N、Mn共掺杂样品的吸收光谱分别红移至470、440、490 nm;光催化实验表明,在可见光照射下的光催化能力由强到弱依次为N、Mn共掺杂N掺杂Mn掺杂纯Ti O2。     

不同离子掺杂TiO_2薄膜及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂Fe^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Ce^3＋和La^3＋5种不同离子的纳米级TiO2薄膜,使用TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液进行光催化试验。研究表明,在5种掺杂离子中,其La^3＋的掺杂效果最好,当La^3＋的适宜含量为1.8%（质量分数）时,掺杂与未掺杂的XRD图谱基本一致;掺入La^3＋离子使得TiO2的晶粒变小,可抑制晶相向金红石相转变;随着焙烧温度的升高TiO2晶粒逐渐变大,温度为700℃时,其粒径为27.6nm,TiO2为混合晶型（锐钛矿型和金红石型）,其活性最高。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2-GO光催化剂的研究

采用改进Hummer法制备氧化石墨烯(GO),以钛酸丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备Ti O2-GO光催化剂,利用光催化降解偏二甲肼(UDMH)来检验其光催化活性,探讨GO的添加对Ti O2晶型、粒径以及光催化活性的影响。结果表明,GO的添加不会改变Ti O2的晶型,但会提高锐钛矿向金红石的相变温度,相变速度减缓,随着GO添加量增多,颗粒粒径减小,吸附性增强;Ti O2-GO的光催化活性高于相同条件下制备的纯Ti O2。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2-GO光催化剂的研究

采用改进Hummer法制备氧化石墨烯(GO),以钛酸丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备Ti O2-GO光催化剂,利用光催化降解偏二甲肼(UDMH)来检验其光催化活性,探讨GO的添加对Ti O2晶型、粒径以及光催化活性的影响。结果表明,GO的添加不会改变Ti O2的晶型,但会提高锐钛矿向金红石的相变温度,相变速度减缓,随着GO添加量增多,颗粒粒径减小,吸附性增强;Ti O2-GO的光催化活性高于相同条件下制备的纯Ti O2。     

掺Fe3+纳米TiO2晶体结构及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和Fe3+掺杂的TiO2纳米粒子,对样品进行了XRD分析,并以甲基橙的光催化降解研究了样品的光催化性能.结果发现Fe3+的掺杂抑制了TiO2粒径的长大,细化了晶粒;Fe3+掺入到TiO2的晶格中,引起了晶格的畸变和膨胀;Fe3+的掺杂促进了TiO2由锐钛矿向金红石的转变;Fe3+的掺杂量和煅烧温度对其光催化性能影响较大,在本实验的条件下,Fe3+的最佳掺杂量为0.05%,最佳煅烧温度为600℃.     

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。     

La／B共掺杂Ti02光催化降解苋菜红的研究

采用溶胶-凝胶法制备La/B共掺杂Ti O2催化剂和纯TiO2催化剂。以苋菜红溶液为降解目标物,研究了La/B共掺杂TiO2为催化剂的紫外光催化反应。重点考察了La/B共掺TiO2催化剂的掺杂比、催化剂的煅烧温度、光照时间、催化剂的添加量、溶液初始浓度、溶液p H值对降解率的影响。实验结果表明：单纯只靠紫外光光照或催化剂并不能快速、有效地降解苋菜红溶液。在La和B掺杂比为1：2、催化剂的煅烧温度为600℃、催化剂用量为3.0g/L、溶液p H值为5.5、溶液初始浓度为10mg/L的苋菜红溶液200m L,紫外光光照60min的条件下,La/B共掺杂的TiO2催化剂和纯TiO2催化剂光催化脱色率分别可达99.60%、86.45%,TOC的去除率为60.06%。     

Sm~(3+)掺杂方式对TiO_2晶相及光催化性能影响的研究

采用共沉淀法和浸渍法分别制备了Sm~(3+)掺杂(Sm-TiO_2)和负载(Sm/TiO_2)的TiO_2光催化剂。通过XRD、TEM等对经过800℃高温焙烧的Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的晶相、形貌和粒子大小进行了考察。结果表明,与共沉淀法相比,采用浸渍法时,Sm~(3+)的负载可以更有效地抑制TiO_2从锐钛矿到金红石的相变及TiO_2粒子的长大。这可能主要是因为采用浸渍法时Sm~(3+)更容易分散在TiO_2的表面上,阻挡了锐钛矿粒子之间的接触以及金红石在锐钛矿界面上的生成,从而抑制了TiO_2的相变及粒子长大。以光催化降解罗丹明B为模型反应,考察了Sm~(3+)掺杂和负载的TiO_2光催化材料的性能。结果表明,经过高温焙烧之后,Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的光催化活性均远远高于TiO_2的光催化活性。而且Sm/TiO_2具有更高的光催化性能。     

Fe3+/Zn2+复合掺杂纳米TiO2的结构及光催化性能

采用溶胶-凝胶工艺,以钛酸丁酯(Ti(C4H9O)4)为前驱体,冰醋酸为螯合剂,制备了Fe3 /Zn2 复合掺杂的改性纳米TiO2粉体材料.运用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱、Fourier变换红外光谱和光吸收研究了铁锌元素掺杂对纳米TiO2相变和光催化活性的影响.结果表明:铁及锌的掺杂会降低TiO2由锐铁矿相向金红石相的转变温度;掺铁和锌能提高纳米TiO2的光催化活性;当Fe3 /Ti4 摩尔比为0.2,Fe3 /Zn2 摩尔比为0.5时,经300℃焙烧1 h制备的Fe3 /Zn2 复合掺杂纳米TiO2样品的光催化活性最好;在太阳光照4h时,Fe3 /Zn2 摩尔比为0.5复合掺杂纳米TiO2样品对甲基橙的降解率可达71.43%.