Eu3+和Sm3+共掺杂TiO2光催化剂的协同效应

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和Eu3+/Sm3+共掺杂TiO2复合粉体,采用XRD,DRS和SEM等技术进行表征,以亚甲基蓝(methylene blue,MB)的光催化降解为目标反应,评价了其光催化活性,探讨了Eu3+/Sm3+共掺杂对TiO2粉体光催化的影响机制.结果表明,Eu3+/Sm3+共掺杂可以显著提高TiO2粉体光催化活性,Eu3+/Sm3+共掺杂在TiO2粉体中产生协同作用,可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,使TiO2的粒径减小.Eu3+/Sm3+共掺杂增大了TiO2粉体的晶格畸变,使TiO2粉体吸收带边蓝移.当Eu3+/Sm3+的掺杂量分别为0.05%和0.1%,TiO2光催化活性最高,光催化降解率达到84.8%.     

太阳光下Cr~(3+)掺杂TiO_2复合微粒光催化性能研究

利用酸催化的溶胶一凝胶法成功地合成了一系列不同CP3+掺杂量(x=0.01%～10%)的TiO2复合光催化剂(Cd3+/TiO2).在太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液的光催化降解对复合材料的光催化性能进行了表征,并考察了催化剂投加量、Cr3+掺杂量和溶液pH值等因素对光催化降解反应的影响.结果表明,亚甲基蓝溶液在复合微粒上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,在催化剂投加量为lg/L、Cr3+掺入量为0.3%和pH=7时,Cr3+/TiO2复合微粒光催化活性达最佳,测得表观反应速率常数 K为7.27×10-3 rag(L·min)-1,t1/2为95min,反应4h后亚甲基蓝的降解率可达79%,与纯的TiO2相比较,反应速率提高了2倍,降解率提高了20%.中性或碱性条件下有利于亚甲基蓝溶液的光催化降解.     

静电纺丝法制备Fe3+/TiO2纳米纤维及表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纤维模板,钛酸四丁酯(Ti[O(CH2)3CH3]4)和Fe3+为前驱体,乙醇为溶剂,醋酸为催化剂,采用静电纺丝法制备不同含铁量的复合纳米纤维Fe3+/TiO2,经500℃煅烧得到以锐钛矿为主的Fe3+/TiO2纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别表征了Fe3+/TiO2纳米纤维的形貌与晶态,计算了样品的晶粒尺寸和锐钛矿所占的比例,并比较了5%Fe3+/TiO2纳米纤维、5%Fe3+/TiO2粉体以及纯TiO2纳米纤维三者光催化降解亚甲基蓝(MB)的效果。研究表明:由静电纺丝法制备的5%Fe3+/TiO2纳米纤维的光催化降解效果比相同含铁量的粉体的降解效果好,TiO2纳米纤维比5%Fe3+/TiO2纳米纤维的光催化活性高。     

水热法合成TiO2/Fe3+光催化剂及其氧化降解亚甲基蓝

以硫酸钛为钛源,采用水热法合成了TiO2/Fe3+光催化剂,利用XRD对产物晶体结构进行表征,研究在紫外光(365nm)照射下用合成的TiO2/Fe3+粉末催化降解亚甲基蓝的效果,分析了亚甲基蓝初始浓度、TiO2/Fe3+用量、掺Fe3+量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响;考察了溶液初始pH值对TiO2/Fe3+粉末的吸附性能和光催化活性的影响。结果表明:合成的TiO2/Fe3+晶体为锐钛矿型(A-TiO2)。在4mg/L的亚甲基蓝溶液(pH=8)中,加入掺Fe3+量0.8%(摩尔分数)合成的TiO2/Fe3+粉末使其用量为0.6g/L,室温下紫外光照反应6h,亚甲基蓝的降解率达到98.2%。在上述优化条件下,当溶液的pH<6时,催化剂对亚甲基蓝的吸附量和光催化效率均较低,且二者随pH升高而显著增加;当pH≥6时,对亚甲基蓝的吸附作用较大,因此较明显地提高了光催化活性。     

Eu~(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体,采用X射线衍射(XRD)和荧光光谱分析(PL)等手段对TiO2的相结构和TiO2中电子-空穴对的复合性能进行了表征,探讨了掺杂组分对光催化活性的影响机制。以紫外光下降解亚甲基蓝为探针反应,考察铕的掺杂对催化剂催化性能的影响。结果表明Eu3+的掺杂能够通过抑制催化剂晶粒长大从而减少团聚,并且通过降低光生电子-空穴的复合几率,提高催化剂的光催化活性。光催化实验表明,催化剂加入量为3g/L,亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L时,掺杂1%Eu3+的催化剂催化性能最佳,反应3.5h降解率达到85.5%。     

Fe_3O_4/Ce~(3+)-TiO_2复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯、硝酸铈为主要原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,浓硝酸为催化剂制得稳定的Ce3+掺杂TiO2溶胶,其凝胶经不同温度煅烧3 h后制得Ce3+掺杂量不同的TiO2粉体。用XRD对TiO2进行了测试对比分析,以紫外光为光源,亚甲基蓝溶液为模拟有机染料废水,研究了TiO2的光催化性能。用化学共沉淀法制备了具有强磁性的纳米Fe3O4水基磁流体,再与Ce3+掺杂TiO2进行复合,制备了Fe3O4负载量不同的磁性Ce3+掺杂TiO2,研究了其对亚甲基蓝的光催化降解效果、磁分离回收率的影响。结果表明,TiO2凝胶热处理温度、Ce3+掺量、TiO2晶型及Fe3O4负载量对亚甲基蓝的光催化活性均有影响。掺Ce3+量为1%,热处理温度650℃的Ce3+掺杂TiO2粉体光催化活性最高。Fe3O4负载量为10%的Fe3O4/Ce3+-TiO2对亚甲基蓝的降解率8 h时达到90.3%,磁分离回收率达96.8%。     

钒-氮共掺杂TiO_2/凹凸棒复合光催化材料表征及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了钒-氮共掺杂TiO2/凹凸棒复合光催化材料,采用TEM、XRD、BET及UV-Vis漫反射吸收光谱对其性能进行了表征。在模拟太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液为目标降解物,对复合光催化材料光催化性能进行评价,复合光催化材料投入到亚甲基蓝溶液中饱和吸附,在40mg/L的亚甲基蓝溶液中,复合光催化材料投加量为1g/L,在800W氙灯下反应6h后,对亚甲基蓝的降解率为84%;重复反应4次,光催化降解变化不大;静置40min后,完成沉降,实现回收。     

TiO2负载硅胶催化剂的制备和光催化活性

用溶胶-凝胶法制备Fe3+、Gd3+共掺杂的纳米TiO2,并以硅胶(SiO2)为载体制备出负载型催化剂(Fe3+/Gd3+/TiO2-SiO2)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外漫反射(DRS)等手段对其进行了表征。研究了溶胶煅烧温度、煅烧时间以及陈化时间对硅胶负载效果及对亚硝酸盐的光催化活性的影响,并测定了催化剂的用量及其循环使用对亚硝酸盐的光催化活性的影响。结果表明,与Fe3+/Gd3+/TiO2相比,负载型催化剂可显著提高催化剂的光催化活性;在500℃煅烧2 h、陈化时间1 h、催化剂投入量为1.0 g/L时亚硝酸盐降解效果最佳,降解率约为90.46%。     

Zn2+/TiO2中空纤维纳米材料模板辅助的两步法制备及其光催化性能

利用一种模板辅助的两步法制备了一系列Zn2+掺杂的TiO2中空纤维纳米材料(Zn2+/TiO2);利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术进行表征;以亚甲基蓝(MB)的降解为模型反应,考察Zn2+量对TiO2中空纤维纳米材料光催化性能的影响。结果表明:制备的样品为复制了模板形貌的中空结构纳米纤维材料;在0.00～0.62%Zn2+量范围内,Zn2+/TiO2的光催化活性明显高于TiO2的,且随掺杂量呈先增后降的变化趋势,当Zn2+量在0.29%左右时,其光催化活性最高,在太阳光下3h,MB溶液在Zn2+/TiO2表面的脱色降解率达98%以上,而在TiO2表面仅为60%;Zn2+/TiO2在重复使用5次时仍能保持MB溶液脱色率在90%以上。样品Zn2+/TiO2所表现出的优良催化性能是众多因素-表面羟基、吸附氧、Zn2+活性位、特殊的纤维形貌等协同作用的结果。     

磁性La3+掺杂TiO2的制备及性能

利用溶胶-凝胶法,在室温条件下,以钛酸四丁酯、硝酸镧为主要原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,浓硝酸为催化剂制得稳定的掺La3+TiO2溶胶,陈化后的凝胶经不同温度煅烧3h后制得不同掺La3+量的TiO2。通过XRD对不同煅烧温度及不同掺La3+量的TiO2进行了表征;以紫外光为光源,研究了掺La3+-TiO2对甲基橙溶液的光降解效果。用化学共沉淀法制备了具有强磁性的Fe3O4水基磁流体,再与La3+掺杂TiO2进行复合,制备了Fe3O4负载量不同的磁性La3+掺杂TiO2,研究了Fe3O4负载量不同的La3+掺杂TiO2对甲基橙的光催化降解效果、磁分离回收率的影响。结果表明,掺La3+量及煅烧温度对TiO2的晶型、各晶型TiO2的相对含量及对甲基橙的光降解效果均有影响。La3+掺杂TiO2比纯TiO2显示出更强的光催化性能,掺La3+量2%,热处理温度450℃的La3+掺杂TiO2光催化活性最高。Fe3O4负载量为10%的Fe3O4/La3+-TiO2对甲基橙的降解率8h时为99.4%;磁分离回收率达97.39%。     

掺Er3+碲酸盐玻璃光谱性质和热稳定性的提高研究

用高温熔融法制备了摩尔组分百分比为70TeO2-20(ZnO、WO3,AlO1.5)-9NaO0.5-1ErO1.5的碲酸盐玻璃样品.测量了玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱,用差热分析方法(DTA)测试了玻璃的热稳定性.结合Judd-Ofelt理论和McCumber理论分别计算得到了三种玻璃样品的强度参数Ω1(t=2,4,...     

真空紫外光激发下Tb~(3+)激活的稀土正硼酸盐的发光

报导了Tb3+、Ce3+激活的稀土正硼酸盐的真空紫外光谱。分析了Ce3+的4f75d能级随基质结构、基质阳离子的变化,讨论了温度、Tb3＋离子的浓度对发光的影响以及Ce3＋－Tb3＋间的能量传递.     

硼酸使掺铁铝酸锂发光增强的现象

在硼酸存在下合成了掺铁铝酸锂荧光体,研究了在不同温度下硼酸加入量对荧光体发光强度的影响,并通过X射线粉末衍射和粒度分析,初步探讨了发光增加的原因。     

OH-对Er3+掺杂Ge-Ga-S-CsI玻璃中红外荧光特性的影响

采用蒸馏提纯工艺制备了五组不同Er3+离子掺杂浓度的Ge-Ga-S-CsI玻璃样品,测试了样品的折射率、红外透过光谱,以及800nm激光泵浦下样品在2.85μm处的中红外荧光光谱和荧光寿命,计算了样品中OH?在3μm处的红外吸收系数以及Er3+离子与OH?基团相互作用的强度参量KOH-Er,讨论了OH?根杂质对样品中红外荧光特性的影响.结果表明:蒸馏提纯工艺能有效降低玻璃样品中的OH?残留量,增强Er3+离子2.85μm中红外荧光强度和荧光寿命.计算得到KOH-Er值为1.08×10?16cm4/s,由于Er3+离子与OH?之间单声子能量转移的高效性,残存的少量OH?基团仍会影响2.85μm荧光的强度.     

氟化物玻璃Yb~(3+)敏化稀土离子的上转换发光

研究了氟化物玻璃中 Ｙｂ３ ＋ 敏化 Ｐｒ３ ＋ 、 Ｔｍ ３ ＋ 、 Ｅｒ３ ＋ 或 Ｈｏ３ ＋ 产生的上转换发光． 在波长为８８０ｎｍ光的激发下, Ｙｂ３ ＋ 敏化 Ｐｒ３ ＋ 产生波长为４８２ ,５２０ ,５２９ ,６０５ 和６３５ｎｍ 的荧光． 用波长为９７０ｎｍ 的光激发,在 Ｙｂ３ ＋ 敏化作用下, Ｔｍ３ ＋ 产生波长为４７８ , ６４９ 和７９３ｎｍ 的上转换发光; Ｅｒ３ ＋ 产生波长为５４７ 和５２５ｎｍ 的绿光; Ｈｏ３ ＋ 产生５４３ｎｍ 的绿光     

YAG:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米晶粉体的制备及其蓝色上转换发光

以稀土氧化物、硝酸铝为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Yb3+、Tm3+共掺的钇铝石榴石(Y3Al5O12,YAG)纳米晶粉体。采用X射线衍射(XRD)确定了1200℃煅烧后的晶体粉为纯YAG结构,无杂质相,晶体尺寸约为90nm;该粉体在波长为980nm的半导体激光器激发下发射出中心波长为487nm的蓝色上转换荧光,对应于Tm3+离子的1G4→3H6的跃迁。发光强度和激发功率关系的研究揭示了其为双光子过程,Tm3+的激发态吸收及Tm3+、Yb3+间的交叉驰豫型能量传递和是该上转换发光的主要机制。     

钇或钕掺杂TiO_2纳米纤维的制备及光催化性能研究

采用静电纺丝技术,以Ti(SO4)2、聚乙烯吡咯烷酮(PVP,Mr=1300000)、稀土氧化物和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料,成功地制备了TiO2、Y/TiO2和Nd/TiO2纳米纤维.用XRD、FESEM、TEM和TG-DTA等分析手段对样品进行了表征.XRD分析结果表明,当焙烧温度为550℃时得到纯锐钛矿相RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维,900℃时得到纯金红石型RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维,稀土离子显著降低了TiO2的晶格参数.FESEM分析结果表明,RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维直径约为50nm、长度300μm.以罗丹明B和苯酚为目标降解物,研究了三种催化剂的光催化性能.其中,1.5mol%Y/TiO2光催化剂对罗丹明B的降解效率较高,而1.0mol%Nd/TiO2对苯酚具有较好的降解活性.因此,掺杂不同稀土离子的TiO2纳米纤维对不同降解物的降解能力不同.     

铒单掺和铒/镱共掺氟氧玻璃的上转换发光性质研究

研究了室温下掺不同摩尔分数Er3+单掺和Er3+/Yb3+双掺的20GaF3-15InF3-17CdF2-15ZnF2-10SnF2-3P2O5-(20-x-y)PbF2-xErF3-yYbF3(x=0.1~0.4,y=1~4)氟氧玻璃的上转换发光性质。755nm激发下,在Er3+单掺系列玻璃中观察到紫色(410nm)、蓝色(465nm)和绿色(522nm、544nm)上转化发光,随着掺杂Er3+浓度的增大,各荧光强度增幅有变缓的趋势。980nm激发下,由于Yb3+的敏化作用,在Er3+/Yb3+双掺系列玻璃中观察到绿色(548nm、527nm)和红色(661nm)上转换发光,固定Er3+浓度,随着Yb3+浓度的增大,各荧光强度先增大后减小,当Yb3+、Er3+掺杂浓度比为15时发光强度最大。该氟氧玻璃具有比氟化物玻璃更好的抗析晶稳定性,掺稀土离子后在不同波长激发下可观察到明亮的红、绿色上转换荧光,是一种有潜质用于红、绿色上转换发光的材料。