金属离子掺杂对TiO2光催化活性的影响综述

光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术.在参考近年来国内外光催化领域文献资料的基础上, 综述了金属离子修饰TiO2技术研究新进展.从离子修饰机理角度解释了离子修饰提高TiO2光催化活性的原因,进一步阐述光催化技术面临问题及发展前景.     

镍掺杂TiO2纳米管的制备及光催化性能研究

通过前驱体水热法成功制备出不同镍掺杂比例的二氧化钛纳米管粉体,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等对其进行检测表征.制备出的镍掺杂二氧化钛纳米管具备相对分离和独立的管状形貌,管径约10 nm,其对应的EDS谱图中出现了镍的特征峰.经50...     

稀土元素掺杂改性纳米TiO2光催化性能

详细评述了稀土元素掺杂改性TiO2的制备方法（溶胶．凝胶法、沉淀法、浸渍法等）、表征技术（XRD，XPS，TEM，UV-VIS，BET等）及其光催化性能。同时，从稀土离子的价态、半径及其吸收谱带的波长和范围以及稀土元素掺杂量四个方面分析了稀土元素掺杂改性TiO2的机制。最后，提出了稀土与非金属复合掺杂改性TiO2是今后的一个重要研究方向，并存在巨大的研究空间。     

纳米TiO2光催化研究进展

从纳米TiO2晶体结构人手,讨论了纳米TiO2光催化机理、制备技术、修饰活化及分析检测方法,重点比较了锐钛矿型和金红石型纳米TiO2的光催化性能的差异,认为锐钛矿型纳米TiO2由于具有更高的传质空位因而具有好的光催化性能;光催化活化修饰改性应以降低O对Ti的电场束缚为突破点。同时,结合实例介绍了光催化技术在不同领域的最新研究成果。     

纳米Ce/TiO2光催化剂的制备及光催化性能

以TiCl4为原料,Ce(NO3)2·6H2O为掺杂剂,制备了铈掺杂TiO2纳米粒子并进行了X射线衍射表征和气相光催化性能评价。实验结果表明,铈掺杂对样品的光催化活性有影响,随着掺铈量的增加样品的光催化活性提高。掺铈量大于4%以后活性变化不再明显。样品的焙烧温度和时间也对样品的光催化活性有影响。此外,样品的粒径随制备中的pH值降低而减小。     

Gd3+掺杂纳米TiO2的制备及性能

采用溶胶-凝胶浸渍法制备了纯的和Gd3+掺杂的纳米TiO2,并利用XRD、UV-Vis漫反射光谱对样品进行了表征。考察了Gd3+掺杂对TiO2催化活性的影响。结果发现Gd3+的掺入阻止了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,抑制了晶粒的生长。与纯TiO2相比,Gd3+掺杂的TiO2在紫外区的光吸收能力增强,TiO2催化剂光催化分解水制氢活性提高了56%。     

稀土掺杂TiO2-活性白土复合光催化剂的合成与性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,活性白土为载体,采用溶胶法合成了稀土(Sm3+、Tm3+、Ho3+、Nd3+)掺杂TiO2-活性白土复合光催化剂,借助XRD和UV-Vis技术对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了稀土元素种类及掺杂量对复合光催化剂光催化性能的影响规律.物相结构分析表明,稀土元素掺杂使得复合光催化剂中纳米TiO2晶粒细化;UV-Vis吸收光谱表明,稀土元素掺杂后复合光催化剂吸收边发生明显红移,且在紫外光和可见光区对光的吸收增强;光催化实验表明,四种稀土元素掺杂均能显著提高复合光催化剂的光催化性能,其中Tm3+和Sm3+掺杂改性效果较好,当Tm3+掺杂量为0.1%(物质的量百分比)时复合光催化剂光催化活性较高,将其用于卷烟厂蒸叶废水的脱色去味处理,效果较好,废水COD去除率达到79.1%,且催化剂易沉降分离、重复使用性能稳定.     

N掺杂二氧化钛纳米管的制备及光催化性能研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管,并在热处理的过程中提供氨气氛进行掺N。场发射扫描电镜(FESEM)观察结果表明,制得的纳米管管径为70～80 nm,壁厚为5～10 nm;XRD分析结果表明,400℃热处理的未掺杂二氧化钛为纯锐钛矿相,400℃热处理掺杂后的二氧化钛为锐钛矿和金红石混相。以甲基橙为参考污染物,采用分光光度计研究了未掺杂和N掺杂二氧化钛纳米管对污染物的光催化性能。结果显示N掺杂的二氧化钛纳米管的光催化性能比未掺杂的提高了11.1%,光催化效果差异是N掺杂引起的。     

磁性TiO2空心球的制备及其光催化性能

分别制备Fe3O4和ZnFe2O4粉体并以它们作为磁芯,葡萄糖为模板剂,氟钛酸铵为钛源,通过水热法制备出Fe3O4/C/TiO2和ZnFe2O4/C/TiO2前驱体,煅烧后获得磁性Fe3O4/TiO2和ZnFe2O4/TiO2空心球。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分析了产物的形貌、结构和化学组成,用振动样品磁强计测试了样品的磁化强度。结果表明,以Fe3O4为磁芯得到的Fe3O4/TiO2空心球的比饱和磁化强度是ZnFe2O4为磁芯得到的ZnFe2O4/TiO2空心球的20倍。以亚甲基蓝溶液为降解模型,考察了磁芯Fe3O4添加量对Fe3O4/TiO2空心球在紫外光下的催化降解能力。结果显示,Fe3O4的添加量对Fe3O4/TiO2空心球的光降解性能影响较小,且Fe3O4/TiO2空心球的紫外光降解能力均比纯TiO2空心球略低,但Fe3O4/TiO2空心球具有在外加磁场下易于回收的优势,具有潜在的应用前景。     

通电加热氧化金属钛制备TiO2薄膜及其光催化活性

应用在空气中电加热氧化的方法在金属钛表面制备了TiO2薄膜并通过XRD, SEM 以及UV方法分别研究了其晶相结构、表面形貌及光催化活性。控制流过金属钛的电流密度,可以在表面形成TiO2薄膜。SEM和XRD测试表明形成的TiO2为线条状的金红石晶型的均一薄膜。光催化测试表明,电氧化TiO2薄膜具有良好的光催化活性,分解亚甲基蓝的速率常数为(4.2~5.8)×10-3 min-1。     

水热法制备稀土掺杂纳米TiO_2薄膜及光催化降解性能研究

以Ti(SO4)2水溶液为前驱物,尿素为沉淀剂,采用水热法在玻璃基片上制备了稀土离子掺杂的TiO2薄膜。以薄膜对紫外光吸收值为指标,考察了水热反应时间、镀膜次数、掺杂稀土离子的种类、掺杂量对紫外光吸收性能的影响,确定了掺杂薄膜最佳制备条件:在1.0mol/L尿素溶液中,温度为160℃,反应10h,镀膜两次,稀土最佳掺杂量为n(La)=0.9%或n(Eu)=1.1%(n为摩尔比),掺镧元素的效果好于掺铕元素。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备的TiO2薄膜的相结构及形貌进行了分析和表征,结果表明,所制备的薄膜均匀、致密、无可视缺陷。以甲基橙为光催化降解的探针化合物,探讨了TiO2薄膜光催化降解性能,结果表明,掺杂稀土离子的TiO2薄膜对光催化降解性能远优于未掺杂的TiO2薄膜。     

纳米TiO2薄膜的研究

为了对纳米TiO2薄膜做进一步的研究和扩大它的应用范围，介绍了纳米TiO2薄膜特性、主要制备方法和应用现状，最后结合目前纳米TiO2薄膜的研究情况，提出了今后有待解决的问题。     

PZT薄膜的研究进展

综述了PZT薄膜的制备方法，从电极，微观结构和化学成分，生长方向，多层膜结构以及机械应力对性能的影响五个方面介绍了PZT薄膜的研究进展，提出了PZT薄膜存在的主要问题和发展方向。     

Effects of Mineral Tourmaline Particles on Photocatalytic Activities of RE/TiO2 Composite Thin Films

The composite TiO2 films containing the mineral tourmaline particles and rare earth elements (T/RE/TiO2 )were prepared by a sol-gel method using Ti( OC4H9 )4 as raw material. The microstructure and forming mechanism of T/RE/TiO2 films were studied by scanning electron microscope (SEM). Effects of tourmaline on the photocatalytic activities of RE/TiO2 were determined by photocatalytic degradation of formaldehyde. The results show that the photocatalytic degradation ratio of formaldehyde increases by 44.2% with the composite films of Ce/TiO2 containing 0.04%tourmaline, more than that with the thin films of Ce/TiO2 under UV irradiation.     

金属掺杂改性钙钛矿型氧化物的研究进展

钙钛矿型氧化物由于其结构的稳定性和特殊的物化性能,日益成为材料科学领域的研究热点.但是其催化活性偏低,尤其是带隙能较高,不能高效吸收太阳光谱中丰富的可见光,限制了该技术的推广.利用金属元素掺杂改性钙钛矿型氧化物是有效改善其光催化性能的方法之一.目前利用金属元素掺杂改性钙钛矿型氧化物光催化剂的制备方法主要有溶胶-凝胶法、...     

铁酸镧薄膜的研究进展

铁酸镧(LaFeO3)是一种典型的具有钙钛矿(ABO3)结构的稀土复合金属氧化物,由于具有稳定的晶体结构、独特的电磁、催化和气敏性等特点,因此它在电学、磁学和传感器等领域都有着广泛的应用前景而成为国内外研究的热点.此外,LaFeO3还是少数的同时具有反铁磁性和铁电性的单相多铁材料之一,在信息存储、磁传感器和自旋电子器件等方面都有潜在的应用前景.本文综述了LaFeO3薄膜的结构及性能、制备工艺的研究进展,并展望了LaFeO3薄膜研究趋势.     

NiMn薄膜的无序有序转变

研究了Si/Ta/NiMn/Al和Si/NiFe/NiMn/Al多层膜中NiMn薄膜经300℃ 5 h不同次数循环退火后的有序化情况,X射线衍射定量计算结果表明,高温循环退火能极大地促进NiMn薄膜的有序化、NiMn薄膜中有序相的含量随退火循环数的增加而持续增加,但含NiFe层的膜有序化过程要比无NiFe层时级慢．显然,NiFe对NiMn的有序化有阻碍作用．     

Grain Size and Wettability of TiO2/SiO2 Photocatalytic Composite Thin Films

The uniform transparent TiO2/SiO2 photocatalytic composite thin films are prepared by sol-gel method on the soda lime glass substrates, and characterized by UV-visible spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), BET surface area, FTIR spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was found that the addition of SiO2 to TiO2 thin films can suppress the grain growth of TiO2 crystal, increase the hydroxyl content on the surface of TiO2 films, lower the contact angle for water on TiO2 films and enhance the hydrophilic property of TiO2 films. The super-hydrophilic TiO2/SiO2 photocatalytic composite thin films with the contact angle of 0-° are obtained by the addition of 10%-20% SiO2 in mole fraction.