锰掺杂TiO_2的制备、表征及光催化性能研究

应用溶胶凝胶法,以氯化锰和钛酸丁酯为原料制备了前躯体,前躯体在500℃、焙烧3小时条件下制备了不同浓度掺杂锰的TiO2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;锰掺杂样品的吸收光谱红移至440nm;光催化实验表明锰掺杂可以改善TiO在可见光波段的光催化性能。     

Yb-La/TiO_2光催化剂的制备工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备镱镧共掺杂二氧化钛光催化剂Yb-La/TiO_2,在紫外光照射下,以罗丹明B作为目标降解染料,考察催化剂的光催化性能。结果表明,制备Yb-La/TiO_2光催化剂的最佳条件为:n(La)∶n(Yb)∶n(Ti)=1.2∶1.0∶100,钛酸丁酯用量10 m L,无水乙醇用量50 m L,聚乙二醇用量0.4 g,冰醋酸用量2 m L,pH=2.3,陈化4天,150℃干燥24 h,550℃焙烧2 h。此条件下制备的Yb-La/TiO_2光催化剂对罗丹明B的降解率达93.37%,重复使用3次后,降解率仍高于80%。     

钆掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备不同Gd3+掺杂量的纳米TiO2光催化剂,用500 W长弧氙灯模拟太阳光,并以甲基橙模拟水研究样品的光催化性能。结果表明,钆掺杂并没有改变纳米二氧化钛的晶型结构,微观形貌为球状颗粒,粒径约为30 nm;当掺杂摩尔分数为1.26%时,光催化性能最好,用量为1 g/L,反应2 h时,降解率达51%。     

Eu~(3+)掺杂TiO_2光催化剂的制备及废水处理性能研究

以钛酸四正丁酯、氯化铕为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Eu3+掺杂纳米TiO2光催化剂,借助X-射线粉末衍射(XRD)及UV-Vis测试手段对样品进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察了Eu3+掺杂量对样品光催化活性的影响规律。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且Eu3+掺杂后随着掺杂量的增加,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV-Vis光谱分析表明,适量铕掺杂使得催化剂在400~600 nm的可见光区对光的吸收显著增强,对光具有更高的利用率;以罗丹明B为降解物的光催化实验表明,当Eu3+掺杂量为0.5%时其光催化活性最好,并将该光催化剂用于炼油厂废水的处理,对其实际应用进行了探索。     

钆掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备不同Gd3+掺杂量的纳米TiO2光催化剂,用500 W长弧氙灯模拟太阳光,并以甲基橙模拟水研究样品的光催化性能。结果表明,钆掺杂并没有改变纳米二氧化钛的晶型结构,微观形貌为球状颗粒,粒径约为30 nm;当掺杂摩尔分数为1.26%时,光催化性能最好,用量为1 g/L,反应2 h时,降解率达51%。     

掺杂铁TiO_2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性,结果表明:选用Fe3+掺杂量为0.05%,煅烧温度在500℃下得到的Fe3+-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1 g/L时,其光催化活性达到最佳效果。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2粉体及掺杂锰对光催化性影响

提出了以钛酸四丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉体。以MnSO4.H2O为锰源,制备锰掺杂的Mn-TiO2光催化剂,在600℃、焙烧2h条件下制备了不同浓度掺杂锰的TiO2纳米粉体。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、粒度分析仪和分光光度计等表征方法系统分析二氧化钛的结构,并在此基础上深入探讨了二氧化钛的晶体结构、比表面积及掺杂等因素对其光催化活性的影响。     

溶胶凝胶法制备铁掺杂纳米TiO_2薄膜与其性能研究

以钛酸丁酯Ti(OC4H9)4、冰醋酸、去离子水和无水乙醇、含水硝酸铁等为原料,采用溶胶-凝胶法,制备得到掺铁纳米二氧化钛材料镀膜玻璃和二氧化钛粉体,研究了掺铁量、掺杂PEG量、镀膜层数、水浴处理等因素对TiO2纳米膜透光率和光催化活性的影响,并对其进行表征测试和探讨。研究发现,掺铁会优化TiO2纳米薄膜的很多性能。掺铁后薄膜的晶粒尺寸逐渐变小,晶格畸变比例变大。掺铁不改变二氧化钛的晶型结构。在透光率试验中,掺杂PEG的样品,水浴处理后测试效果较好,掺杂浓度与实验效果并不成正比。光催化实验中,掺杂浓度为0.075%时的效果最好。最终得出,在掺杂浓度为0.075%时,水浴处理并添加适量的PEG,镀4层膜时的综合效果最好。     

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.     

镧和铁掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了TiO2、Fe3+/TiO2、La3+/TiO2、Fe3+-La3+/TiO2光催化剂。考察了焙烧温度、焙烧时间和掺杂离子的种类和用量对催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝性能的影响。制备纯TiO2、Fe3+/TiO2和La3+/TiO2的适宜焙烧温度分别为673,673和773 K,适宜焙烧时间为120min(TiO2)、180min(La3+/TiO2)。La3+/TiO2中La3+的适宜掺杂量为1.0%,Fe3+/TiO2中Fe3+的适宜掺杂量为0.04%,Fe3+-La3+/TiO2中,当La3+的掺杂量为1.0%时,Fe3+的适宜掺杂量为0.02%,相应的脱色率为99.83%,99.51%,98.73%。当掺杂量适当时,4种催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝的活性次序为:La3+/TiO2>Fe3+/TiO2>Fe3+-La3+/TiO2>TiO2。根据XRD结果,由谢乐公式估算出所得光催化剂为纳米粒子。     

负载型光催化剂Al/TiO_2的制备及性能研究

以钛酸正丁酯为前驱物,盐酸为水解抑制剂、无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法进行了铝粉表面包覆二氧化钛薄膜的研究,制备了Al/TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为有机污染模拟物,其降解率作为评价手段,考察了不同条件下制备样品的光催化性能。研究表明,当水钛比n[H2O]∶n[Ti(OC4H9)4]为40∶1,水解温度为35℃,pH值为4.5,反应时间为5 h,煅烧温度为500℃时,制备的样品经紫外灯光照3 h,降解率能达到85%。采用粒度分析、XRD等方法对包覆后的样品进行了表征,证明了片状铝粉表面包覆了锐钛矿型二氧化钛。并对样品的光催化性能进行了研究,结果表明,紫外灯光照6 h,样品对亚甲基蓝溶液的降解率能达到97%,优于商用光催化剂P25。     

XPS研究共掺杂TiO2可见光光催化活性

利用X-射线光电子能谱(XPS)分析掺杂元素对二氧化钛中O1s和Ti2p的结合能峰的变化。从实验数据求出△(O-Ti)值,分析变化的原因。数据显示:共掺杂后△(O-Ti)的值的变化范围为71.2～71.5 eV之间,掺杂后△(O-Ti)值大于纯TiO2。可见光光催化氧化4-氯苯酚结果表明:随着△(O-Ti)值的增大,可见光光催化活性逐步提高。     

纳米TiO2的制备及其对乙烯废水的光催化性能

以TNB为原料,用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了纳米TiO2粉末.采用XRD和TEM对粉体的粒径和物相进行了表征.用其处理乙烯废水,考察了常温下pH、光照时间和催化剂的用量等因素对其光催化性能的影响,筛选出了最佳的光催化处理工艺条件.对乙烯工业废水的处理结果表明,COD和氨氮的降解率分别达到94.1%和84.5%.     

微波掺氮改性纳米二氧化钛的研究

以水合肼为掺杂氮源,采用微波辐照对锐钛矿型纳米二氧化钛（TiO2）进行改性,考察了掺氮纳米二氧化钛的光催化性能,并用XPS、Uv-Vis、XRD．TEM等方法对其进行了表征。结果表明,在nc：nno2：n水合阱=0.5：1：11、微波辐照功率为500W、微波辐照时间为20min的条件下所得粉体的光催化性能最佳,在可见光下具有较高的反应活性,表明微波掺氮改性纳米二氧化钛大幅提高了其光催化性能;微波辐照后,氮原子取代了二氧化钛粉体表面少量氧原子,TiO：的粒径和晶型均保持不变,但吸收边明显向可见光方向偏移。     

离子液体中微波辅助制备硫掺杂纳米TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为前驱物,在离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐）、水和无水乙醇所组成的混合溶剂中采用溶胶-凝胶法及微波干燥,制备了硫掺杂纳米TiO₂光催化剂。采用XRD对催化剂的结构进行了表征,以甲基橙为模拟污染物,高压汞灯和卤钨灯为光源,考察了掺杂量、微波干燥等因素对硫掺杂TiO₂光催化剂活性的影响。结果表明,硫掺杂TiO2催化剂活性高于未掺杂TiO₂催化剂;且当硫脲与钛酸丁酯物质的量比为5.0,在家用微波炉于功率210 W干燥25 min,再在马弗炉600 ℃焙烧处理2 h制备的催化剂,具有最佳的光催化降解效果。     

二氧化钛粉体的制备、表征及其应用

为了获得活性更高的光催化剂，利用溶胶一凝胶法制备了TiO2并对其进行了表征，将自制样品应用于光催化氧化处理纸厂废水。实验结果表明此粉体为锐钛矿型纳米颗粒，其活性高于市售纳米粉体；应用此粉体光催化氧化处理造纸废水可使废水COD和浊度的去除率分别达94％和97％，使处理后废水达到排放标准，也使废水的色度得到很大程度的去除。可见提高光催化剂的活性使光催化氧化法处理造纸废水工业化是可行的。     

微乳法制备纳米二氧化钛及结构表征

以硫酸法钛白粉生产中间产物偏钛酸为原料,采用微乳法制备纳米二氧化钛粉体,研究表面活性剂加入量、沉淀剂加入量对颗粒粒径的影响,采用透射电镜（TEM）对颗粒的形貌进行表征,及X射线衍射仪（XRD）对制备颗粒的晶相成分进行分析。结果表明：制备的二氧化钛粉体晶型良好,粉体颗粒分布均匀,粒径为20-60nm。     

二氧化钛光催化降解苯酚废水溶液

以钛酸丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法制备了TiO2粉体材料,采用静态体系,以苯酚为降解对象,研究了TiO2光催化活性。结果表明,苯酚浓度为20 mg/L和弱酸性条件下,当光照时间为10 h,苯酚的光催化降解率为91.2%。另外,经过水或者0.2%NaOH处理过的TiO2可重复利用。     

活性炭负载TiO2的制备及其光催化性能的研究

以钛酸四丁酯（Ti（OC4H9）4）为原料,用溶胶-凝胶法制备活性炭（AC）负载（TiO2。XRD分析其晶型组成。实验研究了不同TiO2负载量、不同煅烧时间、不同煅烧温度以及不同使用次数等情况下TiO2/AC光催化剂的光催化活性。实验结果表明,当负载量为28.2%、煅烧时间为4h、煅烧温度为400℃时催化剂活性最高,甲基橙溶液的降解率到达了98.09%。同时研究表明了多次使用后的TiO2/AC光催化剂仍具有很好的光催化性能。     

可见光催化剂N/TiO2的制备及其光催化活性

对TiO2光催化剂进行改性,提高它的可见光活性。以钛酸四丁酯为前驱物,采用水解沉淀法制备了N/TiO2光催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)等方法对样品进行了表征,以活性红紫为模型污染物,考察了N掺杂量、焙烧温度等制备条件对N/TiO2粉体光催化活性的影响。结果表明:当氨水投加量为20 mL时,在500℃下焙烧1 h制得的催化剂具有最高的光催化活性;同样条件下,其催化活性约为市售普通的Degussa P25 TiO2的1.5倍,N/TiO2光催化剂在可见光范围内对活性红紫的降解具有很好的应用前景。