晶相结构对二氧化钛氮掺杂类型及其光催化性能的影响

采用沉淀法制备不同晶型的TiO_2,采用微波法和氨气气氛焙烧法制备了氮掺杂纳米TiO_2,对其进行了XRD、XPS和UV-Vis表征,通过光催化性能的评价,考察晶型对氮掺杂TiO_2光催化活性的影响。结果表明,在TiO_2掺氮过程中,间隙氮与取代氮形式主要由制备方法决定,并不随晶型不同而变化。两种方法掺氮后对锐钛矿和金红石结构TiO_2的可见光光催化活性均有较大提高,但复合相结构的可见光光催化活性没有明显提高。     

钨离子掺杂对钛片表面TiO2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了负载在钛片上掺杂W⁶⁺的TiO₂薄膜光催化剂。研究结果表明,焙烧温度为520 ℃,TiO₂薄膜光催化剂活性最好;W⁶⁺的掺杂提高了TiO₂薄膜的光催化活性。当W⁶⁺掺杂浓度为6.04×10¹⁶个·cm^-3时,W⁶⁺-TiO₂薄膜光催化剂光催化活性最高,XRD结果表明,掺杂W⁶⁺前后TiO₂均为锐钛矿相,并未检测出任何钨的氧化物。     

铜掺杂锐钛矿型二氧化钛光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,在450 ℃煅烧下制备了纯TiO_2和不同浓度Cu掺杂TiO_2纳米粉末。通过XRD、PL、SEM等测试方法对样品的晶体结构、光生电子和空穴的复合率以及微观形貌进行表征,并选用罗丹明B作为目标污染物,研究其光催化性能的影响。结果表明450 ℃热处理后样品均为锐钛矿,Cu掺杂后能够细化晶粒,抑制光生电子与空穴的复合,但并未提高TiO_2光催化活性,这可能是Cu掺杂后引起了更严重的团聚减小了比表面积造成的。     

掺杂铁纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

分别采用水热法和溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO₂和不同掺铁量的TiO₂纳米粒子。通过纯TiO₂和掺铁TiO₂分别作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，溶胶-凝胶法掺杂铁离子可以有效地提高TiO₂光催化活性，而水热法掺杂铁使TiO₂的光催化活性明显降低。Fe/TiO₂摩尔比为0.01％～0.1％，随掺杂量的增大,TiO₂光催化活性逐渐降低。     

纳米TiO2光催化材料离子掺杂的正电子湮没研究

采用正电子湮没技术研究了13种金属离子掺杂对纳米TiO₂光催化材料缺陷的影响,并讨论了离子掺杂对TiO₂光催化材料平均电子密度和光催化活性的影响。结果表明,纳米TiO₂光催化材料的缺陷主要是氧空位、孪晶界、位错和金属空位等。正电子湮没谱的分析表明,Fe³⁺、W⁶⁺和La³⁺高价态离子的掺杂降低纳米TiO₂的平均电子密度,低价态的Zn²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Co²⁺和Ag⁺掺杂增大了纳米TiO₂的平均电子密度,Al³⁺、V⁵⁺、Ni²⁺和Cr³⁺的掺杂对纳米TiO₂平均电子密度没有影响。纳米TiO₂的离子掺杂寿命谱与光催化活性之间关系分析表明,Pb²⁺、La³⁺、Cr³⁺和Co²⁺掺杂时,材料中自由体积缺陷的形成不利于TiO₂光催化活性的提高,而Fe³⁺、W⁶⁺、La³⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Ag⁺、Al³⁺、V⁵⁺和Ni²⁺掺杂时,则有利于TiO₂光催化活性的提高。     

硅掺杂和硅钒共掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了一定厚度(约120 nm)的掺硅TiO2薄膜,在配制原始溶液时,所用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙醇、水和硝酸的摩尔比为1∶y∶25∶1∶0.2.用扫描电子显微镜观察其表面形貌,用X射线衍射表征其结构.以甲基橙溶液为体系,考察掺杂后TiO2薄膜的光催化性能.结果表明当y≤0.3时,随硅掺入量的增加,TiO2薄膜的光催化性能提高;当y>0.3时,硅的掺入使TiO2薄膜的光催化性能降低.另外,用相同方法制备了钒硅共掺杂的TiO2薄膜,发现钒硅共掺杂可以进一步提高TiO2的光催化性能.     

La掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO₂和不同La掺杂量的TiO₂纳米粒子，对样品进行了TG-DTA、XRD和UV-Vis 吸收光谱分析，并以染料废水甲基橙为目标降解物，考察了样品的光催化性能。结果发现，La的掺杂抑制了TiO₂粒径的长大，细化了晶粒；La掺入到TiO₂的晶格中，引起了晶格的畸变和膨胀；La的掺杂使TiO₂的吸收带边发生了红移；适量La的掺杂可提高TiO₂的光催化性能。试验条件下，最佳掺杂摩尔分数为0.1％。     

铯离子掺杂对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为主要原料,采用溶胶–凝胶法在载玻片上制备了透明的掺Cs+的TiO2薄膜。利用紫外–可见光吸收光谱和X射线衍射对薄膜进行表征,分析了Cs+掺杂对TiO2薄膜吸收光谱的影响。以光催化大肠杆菌为对象,考察了Cs+掺量和退火温度对TiO2薄膜光催化杀菌性能影响。结果表明:Cs+掺杂使得TiO2薄膜对紫外–可见光的吸收增大,TiO2薄膜吸收带边发生红移。当退火温度为550℃时,掺Cs+量为0.3%(摩尔分数)的TiO2薄膜的光催化活性最高,杀菌率达到了97.18%。     

溶胶-凝胶制备TiO2空气净化特性研究

利用XRD等手段对以钛酸四丁酯为原料采用溶胶-凝胶法制备的TiO₂纳米粒子的表面特性及其对空气环境中乙醛的光催化降解性能进行了测定。结果表明，乙醇与钛酸四丁酯体积比、溶胶pH、加水量和焙烧温度等对催化剂降解乙醛的活性有显著影响。在实验条件范围内，较短胶凝时间制备出的纳米粉末晶粒尺寸较小，活性较高。焙烧温度不但影响TiO₂粉末的粒径，而且对晶型的组成也有影响。锐钛矿晶型的光催化活性明显高于金红石晶型，锐钛矿型向金红石型转变的临界温度在（500～600） ℃。实验得到TiO₂最佳制备条件为：V(乙醇)∶V(钛酸四丁酯)=4、溶胶pH=3.0、加水量4 mL和焙烧温度(400～500) ℃。     

掺杂铁的纳米二氧化钛光催化降解苯酚的研究

以铁酸丁酯为原料,用溶胶——凝胶（Sol-gel）法制备了掺杂铁离子的纳米TiO2粉末。采用透射电子显微镜和X光衍射仪对粉体的粒径、物相、形貌和热稳定性等进行了表征。通过粉体对苯酚的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明0．02％（摩尔分数）Fe^3＋-TiO2具有良好的光催化氧化性能。     

纳米二氧化钛光催化剂共掺杂的协同效应

综述了近年来共掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展。对二氧化钛进行共掺杂,掺杂的元素产生协同效应,可以进一步提高二氧化钛的光催化降解效率。从促进二氧化钛可见光响应、抑制光生电子与空穴的复合、提高催化剂表面羟基含量以及其它协同效应等方面,阐述了共掺杂二氧化钛的协同作用机制,介绍了共掺杂二氧化钛协同作用的失效现象,并对共掺杂二氧化钛光催化剂未来的研究方向提出了建议。     

TiO2光催化剂掺杂改性的研究进展

TiO₂在利用光能和环保等领域具有重要应用前景。由于TiO₂具有较大禁带宽度，限制其对太阳光等可见光能的利用。通过对TiO₂掺杂改性，合成出具有较窄禁带宽度和稳定性好的光催化剂，促进光催化剂的实际应用。介绍了TiO₂光催化作用机理，从金属掺杂、非金属掺杂和共掺杂等方面总结TiO₂催化剂掺杂改性的研究现状。     

Zn2+离子掺杂对负载TiO2薄膜光催化活性的影响

以钛酸丁酯和ZnSO₄·7H₂O为原料，采用溶胶-凝胶法在钛片、玻璃、釉面瓷砖、陶瓷、不锈钢和铝片六种载体上制备了Zn²⁺掺杂TiO₂薄膜，讨论了不同Zn²⁺掺杂浓度下不同载体表面上制备的TiO₂薄膜对甲基橙脱色率的影响。结果表明，Zn²⁺对TiO₂薄膜的掺杂效果与载体的类型密切相关，并且不同载体其Zn²⁺掺杂的最佳浓度也不同。Zn²⁺掺杂后，TiO₂薄膜光催化活性提高最大的是釉面瓷砖，其次是钛片、玻璃、陶瓷。不锈钢和铝片上TiO₂薄膜的光催化活性不但没有升高，反而降低了。     

TiO_2光催化剂掺杂改性的研究新进展

TiO2作为一种重要的光催化剂,对其进行掺杂改性可以有效的提高光催化活性。本文通过介绍金属与非金属的单掺、共掺对其光催化活性的影响,综述了近年来TiO2光催化剂在掺杂改性方面的研究进展。提出TiO2光催化剂在改性过程中亟待解决的问题及其在实际应用中的发展。     

铈和锰掺杂纳米TiO2的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂、Mn⁴⁺/TiO₂、Ce⁴⁺/TiO₂和Mn⁴⁺-Ce⁴⁺/TiO₂光催化剂。通过考察掺杂离子的种类和用量对所得催化剂用于紫外光催化降解甲基橙性能的影响，表明Ce⁴⁺/TiO₂中Ce⁴⁺的适宜掺杂量为1.0%，Ce⁴⁺-Mn⁴⁺/TiO₂中，当Mn4+的掺杂量为25.0%时，Ce⁴⁺的适宜掺杂量为0.50%，相应的脱色效率为92.39%和99.41%。当掺杂量适当时，四种催化剂用于紫外光催化降解甲基橙的活性次序为：Mn⁴⁺-Ce⁴⁺/TiO₂ > TiO₂>Ce⁴⁺/TiO₂> Mn⁴⁺/TiO₂。XRD分析结果表明，所得光催化剂均为锐钛矿型纳米粒子。     

微波加热法制备TiO2/膨润土复合光催化材料

提出了一种制备TiO₂/膨润土复合光催化材料的新方法-微波加热法，并通过改变微波加热功率、微波加热时间、焙烧温度和焙烧时间等得到最佳制备条件。在模拟染料废水中，对催化材料的光催化性能进行了研究，结果发现微波加热法制备的复合光催化材料具有同常规法相当的光催化降解性能。     

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%.     

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。