钇掺杂WO3的制备及光催化分解水析氧活性

采用固相烧结法制备低量Y3 (0.05%)掺杂的WO3催化材料,采用XRD、XPS和DRS对样品进行表征和分析,考察催化剂在电子接受体Fe3 溶液体系下的光催化分解水析氧活性.结果表明,0.05% Y3 掺杂可以使WO3样品的光谱响应范围向可见光区拓展.XPS分析表明,Y3 掺杂可以导致催化剂样品表面氧空位增加.在可见光辐射下光催化分解水析氧的实验中,0.05% Y3 掺杂WO3样品的光催化析氧速率达161.3 μmol/(L·h),是未掺杂WO3的1.7倍.     

O2/Ar气氛中仲钨酸铵热分解制备的WO3光催化分解水析氧活性

在不同组成O2/Ar混合气体条件下,于700℃将仲钨酸铵加热分解制备WO3催化剂。采用XRD、XPS、DRS等技术对催化剂进行表征,考察催化剂在电子接受体Fe3 溶液体系下的光催化分解水析氧活性。结果表明:Ar含量增大,WO3催化剂表面氧空位增加,光催化析氧活性增大,纯Ar条件下所得的WO3催化剂光催化析氧活性最高。研究了Fe2 对光催化分解水析氧活性的影响,在Fe3 离子作为电子接受体的光催化分解水析氧反应中,一定浓度的Fe2 离子能明显抑制WO3的析氧活性,当Fe2 离子和Fe3 离子的浓度相当时,WO3催化剂完全失去光催化析氧活性。     

钽掺杂金红石型二氧化钛光催化分解水的析氧活性

以钛酸丁酯为原料,用低温超声水解方法合成不同Ta掺杂浓度的金红石型TiO2光催化剂,采用XRD、PL、DRS、BET等技术进行了催化剂表征.在光源为高压汞灯和氙灯、Fe3+为电子受体、悬浮液pH值为2.0的条件下,考察Ta掺杂对金红石型TiO2的光催化分解水析氧活性的影响.结果表明:Ta掺杂量(质量分数)在1.0%～5.0%范围时,Ta掺杂没有改变金红石型TiO2的晶型,表面形成氧空位,在导带底附近形成施主能级,有利于光生电子和空穴的分离,掺杂催化剂光致发光强度与其光催化析氧活性的变化趋势一致;当Ta掺杂量在1.0%时,掺杂催化剂的光催化分解水析氧活性最高,紫外光和可见光下光催化分解水的析氧速率分别为130.4和69.6 μmol/(L-h),比金红石型TiO2掺杂改性前的析氧速率分别提高14.6%和12.1%.     

Nb5+掺杂r-TiO2的光催化分解水析氧活性

用钛酸丁酯低温水解方法合成不同掺杂Nb5 浓度的金红石型TiO2(r-TiO2)光催化剂,采用XRD、PL、DRS和BET等技术进行了催化剂表征.在光源为高压汞灯和氙灯、Fe3 为电子受体、悬浮液的pH值为2.0的条件下,考察Nb5 的掺杂量对r-TiO2粒子的光催化分解水析氧活性的影响,并探讨了掺杂催化剂的DRS,PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Nb5 的掺杂量在0.5%～3.0%范围时,Nb5 掺杂没有引起r-TiO2的晶型改变,表面形成氧空位,在导带底附近形成施主能级,有利于光生电子和空穴的分离,掺杂催化剂光催化活性增强;掺杂催化剂光致发光强度与其光催化析氧活性的变化趋势一致,Nb5 掺杂量在1.0%(摩尔分数)时,PL光谱强度最大,光催化析氧活性最高,紫外光源和可见光源析氧速率分别达480 μmol/(L-h)和78 μmol/(L-h);Fe3 的初始浓度为8.0 mmol/L时,催化剂析氧活性最高.     

钨掺杂金红石型二氧化钛的光催化分解水析氧活性

以钛酸丁酯为原料,用低温超声水解方法合成不同掺杂W浓度的金红石型TiO2光催化剂,采用XRD、PL、DRS和BET等技术进行催化剂性能的表征。在光源为高压汞灯和氙灯、Fe3+为电子受体、悬浮液pH值为2.0的条件下,考察W掺杂对金红石型TiO2的光催化分解水析氧活性的影响。结果表明:当W掺杂量为1.0%～4.0%(摩尔分数)时,W掺杂没有引起金红石型TiO2晶型的改变,表面形成氧空位,在导带底附近形成施主能级,有利于光生电子和空穴的分离,掺杂催化剂光致发光强度与其光催化析氧活性的变化趋势一致;当W掺杂量为2.0%时,掺杂催化剂的光催化分解水析氧活性最高,在紫外光和可见光下光催化分解水的析氧速率分别为148.8μmol/(L·h)和102.9μmol/(L·h),分别比金红石型TiO2掺杂改性前的析氧速率提高了30.6%和65.7%.     

包覆型催化剂WO3-TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,采用水解法制备金红石型TiO2粉体,用浸渍法将制备的TiO2粉体包覆不同浓度的WO3（记为WO3-TiO2）,并采用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（LRS）、透射电镜（TEM）和紫外-可见漫反射光谱（DRS）等手段对所得的光催化剂进行了表征。以紫外光为光源,Fe^3＋为电子牺牲剂,包覆型WO3-TiO2粉体为光催化剂,通过光催化分解水析氧实验,研究催化剂的光催化活性。结果表明：WO3包覆能显著提高TiO2的光催化活性,在12h内,包覆2％WO3的TiO2光催化分解水产氧速率最高,达到约420 μmol／（L-h）。     

分子自组装制备的掺杂WO3的TiO2光催化薄膜的表征

利用分子自组装技术在载波片上制备了锐钛相TiO2及WO3掺杂的TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计对薄膜进行了表征。利用对罗丹明B的降解评价了所制备薄膜的光催化活性。结果表明：当W／Ti=2at％时，TiO2薄膜的光催化活性得到提高。     

Mg2+掺杂TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯和Mg(NO3)2为原料,采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备了Mg2+掺杂的TiO2薄膜,并研究了TiO2薄膜光催化降解甲基橙的情况.采用DTA、XRD、SEM等研究测试手段,发现通过溶胶-凝胶法在TiO2溶胶中加入Mg(NO3)2的方法,可以降低TiO2从无定型到锐钛矿相和锐钛矿相到金红石相的晶型转变温度,并在600C热处理条件下,获得了具有锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2薄膜,通过甲基橙水溶液光催化实验表明:其光催化活性高于未掺杂TiO2薄膜的光催化活性.     

电场热处理工艺制备Li+,Sb3+掺杂TiO2光催化薄膜

以钛酸四丁酯和LiNO3,SbCl3为原料,利用电场热处理工艺在石英玻璃表面制备出一层Li ,Sb3 掺杂的TiO2光催化薄膜,采用XRD和AFM等测试手段分析了Li ,Sb3 掺杂的TiO2薄膜在电场热处理过程中的晶化行为.然后在理论上分析了外电场对TiO2薄膜热处理过程的影响,提出了通过引入外电场促进Li ,Sb3 掺杂的TiO2薄膜从锐钛矿到金红石相转变的方法.通过甲基橙水溶液的光催化降解实验表明在400℃电场热处理条件下的TiO2薄膜的光催化效率高于未引入电场热处理的TiO2薄膜.     

掺杂Pr3+的尖晶石LiPrxMn2-xO4的合成及电化学性能

采用溶胶凝胶法合成掺杂稀土镨离子的锂锰尖晶石LiPrxMn2-xO4,并对其结构和电化学性能进行初步研究.结果表明,当掺入的Pr3+含量较低(x≤0.02)时,得到的产物能保持完整的尖晶石结构,并表现出极佳的电化学性能.Pr3+的掺入使材料的循环稳定性能大幅度提高,而这种提高是源于Pr3+对尖晶石结构的稳定作用.电极材料LiPr0.02Mn1.98O4显示了最优的电化学性能,在0.2 C放电速率下,其初始放电容量为118 mAh·g-1,100次循环后仍能保持初始容量的98%.     

KzLa2Ti3O10的制备和光催化产氢性能

通过聚合-配合方法和溶胶-凝胶方法，制备了具有层状钙钛矿结构复合氧化物K2La2Ti3O10光催化剂，采用X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱（DRS）、扫描电镜（SEM）等手段进行表征：以I-为电子给体，比较了制备方法对K2L。2Ti3O10分解水产氢活性的影响。研究结果表明，溶-凝胶法制备的KELaETi3O10比聚合-配合法制备的K2LaETi3O10光催化产氢活性要高出1倍左右，且制备条件友好，所得K2La2Ti3O10具有较好的单相性：获得了以I-为电子给体，溶胶-凝胶法制备的K2La2Ti3O10分解水的最佳实验条件：产氢的最佳pH值为11,5，RuO2的负载量为0.2％～0.3％。     

高温下Gd2（WO4）3陶瓷电学行为的研究

采用通常的固相反应工艺制备了Gd2（WO4）3陶瓷，在低场（脉150V／mm）下测试了样品的电学行为和介电常数随温度的变化。结果表明：随温度的升高，样品首先呈现出线性的Ohm特征，在250℃以后开始呈现出半导体特征下的非线性电学行为，并且这种非线性随温度的升高而增大；样品的介电常数和损耗因子在320℃350℃有明显的变化。XRD分析表明：样品中存在Gd2（WO4）3主晶相和W20O58次晶相。用WO3的相变可以简单解释上述实验结果。     

制备工艺对WO3/TiO2薄膜可见光催化活性的影响

采用磁控溅射技术在浸渍提拉法制得的TiO2 薄膜上溅射WO3 层 ,通过不同制备工艺控制W在TiO2晶体中的分布。UV VIS透射光谱表明 ,在可见光范围内溅射有WO3 层的薄膜有不同程度的吸收光谱红移现象。并理论计算出带隙能 ,溅射WO3 层使薄膜的带隙能变小。甲基橙光催化降解实验表明 ,以焙烧—溅射—热处理 5h工艺制备的WO3 /TiO2 薄膜可见光活性最佳 ,W从薄膜表面到内层的浓度递减分布。讨论了不同制备工艺引起的W在薄膜内部的不同分布对光催化活性的影响。     

WO3气敏材料的制备及H2敏感性能

采用简易水热法并通过控制原料Na2WO4·2H2O和盐酸的配比制备了六方相WO3纳米棒及斜方相WO3纳米颗粒气敏材料,并用丝网印刷法将WO3材料制备成气敏元件。测试了气敏元件在200~350 ℃对低浓度 (5~100) μL/L H2的气敏性能。结果表明：材料具有良好的响应-恢复特性、重复性和稳定性。当n(Na2WO4·2H2O):n(HCl) = 1: 2时,材料具有最高的灵敏度和稳定性;在该测试温度和H2浓度范围内,随温度和H2浓度的升高,材料的灵敏度呈上升趋势     

铁含量对CaTiO3-Fex光催化活性的影响

利用XRD、SEM-EDS、FT-IR光谱、UV-Vis光谱等多种方法对CaTiO3-Fex进行表征,通过测定亚甲基蓝的光催化降解率来考察铁含量对CaTiO3-Fex光催化活性的影响。结果表明,当铁含量从0增加到4.745%时,CaTiO3-Fex的化学组成几乎保持不变。但是,随着铁含量的增加,CaTiO3-Fex的光吸收能力显著增强。亚甲基蓝在CaTiO3-Fex上的光催化降解遵循一级反应动力学。基于亚甲基蓝浓度的变化及其反应动力学,CaTiO3-Fe0.474%显示出最佳的光催化活性。在紫外-可见光光照3.0 h时,亚甲基蓝在CaTiO3-Fe0.474%上的光催化降解达到100%。亚甲基蓝在CaTiO3-Fe0.474%上光催化降解的表观速率常数（kobs）为1.33 h-1,是其在CaTiO3-Fe0上光催化降解的kobs的7倍。     

K2La2Ti3O10的制备和光催化产氢性能

通过聚合-配合方法和溶胶-凝胶方法,制备了具有层状钙钛矿结构复合氧化物K2La2Ti3O10光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、扫描电镜(SEM)等手段进行表征;以I-为电子给体,比较了制备方法对K2La2Ti3O10分解水产氢活性的影响.研究结果表明,溶胶-凝胶法制备的K2La2Ti3O10比聚合-配合法制备的K2La2Ti3O10光催化产氢活性要高出1倍左右,且制备条件友好,所得K2La2Ti3O10具有较好的单相性;获得了以I-为电子给体,溶胶-凝胶法制备的K2La2Ti3O10分解水的最佳实验条件:产氢的最佳pH值为11.5,RuO2的负载量为0.2%～0.3%.     

Photocatalytic degradation of MO by complex nanometer particles WO3/TiO2

Complex nanometer particles WO3/TiO2 were prepared using a sol-gel process and characterized using XRD spectra. The photocatalytic activity of TiO2 can be increased by doping W^6＋ with TiO2 because the doped W^6＋ that entered into the crystal lattices of TiO2 led to the formation of defects in the crystal lattices of TiO2 and thereby improved the photocatalytic activity of TiO2.When WO3 doped in TiO2 exceeded 3%, the excess W^6＋ did not enter into the crystal lattices of TiO2 but were uniformly dispersed in TiO2 or they covered the surface of TiO2, which reduced the effective illumination area of TiO2 and thereby lowered the photocatalytic activity of TiOE.The relationship among the composition of the catalyst, the amount of photocatalyst, the illumination time, and the decolorizing rate of methyl orange （MO） were discussed. The results show that the decolorizing rate of MO can reach 82.3% using WO3/TiO2 as the photocatalyst, with the composition of WO3/TiO2 -3：97, the mass of catalyst = 0.400 g, the initial concentration of MO = 20 mg/L, pH = 6.5, and the illumina- tion time = 7 h.