氮和硫共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及可见光活性研究

以钛酸四丁酯、三乙醇胺和硫脲为前驱物,采用溶胶-凝胶法合成了氮硫共掺杂纳米TiO2光催化剂,以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM、XPS等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.不同温度煅烧的催化剂在波长低于550nm的可见光区域内都有高的吸光度.可见光光催化结果表明,500℃煅烧制得的掺杂氧化钛光催化剂表现出最佳的光催化活性,180min内对甲基橙溶液的降解率达到76.7%.     

镨和氮共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备与性能

采用溶胶-凝胶法结合微波化学法制备高活性可见光响应型镨(Pr)和氮(N)共掺杂纳米TiO2光催化剂(Pr-N-TiO2).通过XRD、FT-IR、UV-Vis和TEM等手段对Pr-N-TiO2光催化剂样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察Pr-N-TiO2光催化剂对MB的光催化降解效果.结果表明Pr和N共掺杂TiO2能有效地抑制TiO2的晶粒生长,共掺杂离子之间的协同作用使得Pr-N-TiO2光催化剂的光谱吸收阈值波长发生红移,荧光光谱强度明显降低,光催化活性显著提高;在日光灯下,6h内,Pr-N-TiO2光催化剂对MB的光催化降解率达92.81%,明显优于DegussaP25的(45.01%).     

B/Fe2O3共掺杂纳米TiO2可见光下的催化性能

采用溶胶凝胶法制备B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行表征。结果表明:催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,直观地显示了物质的形貌,掺杂B能极大提高催化剂的可见光响应。以二氯苯酚(DCP)为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区,而进一步掺杂Fe2O3大大提高了催化剂的活性。     

合成氟锌共掺杂纳米TiO2及其光催化活性

以CF3COOH和Zn(NO3)2为掺杂剂,采用溶胶凝胶法合成了纳米F/Zn2 /TiO2粉体,以次甲基蓝的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,并利用XRD、FT-IR、EDS、BET、TEM等手段对样品进行测试和表征.测试表明F和Zn2 已经掺杂在纳米Ti02中,设计掺n(F)/n(Ti)-2%、n(Zn)/n(Ti)-3%的样品催化活性最高,可以将未掺杂TiO2光催化次甲基蓝1 h的降解率由73.2%提高到86.2%.     

钴氮共掺杂TiO2薄膜的制备及其光电化学性质

采用溶胶-凝胶法分别制备未掺杂和钴掺杂TiO2溶胶，室温下将其分别与三乙胺反应制得氮掺杂和（Co，N）共掺杂的TiO2溶胶，然后通过浸渍-提拉法在钛片上成膜，经烧结获得掺杂光电极。采用XRD、SEM、XPS和紫外-可见光谱和光电流作用谱等对电极进行表征，并探讨其光电响应机理。结果表明：TiO2共掺杂后并未引起TiO2能带边缘位置发生明显改变，N主要以NOx形式掺杂；（Co，N）共掺杂TiO2薄膜电极的可见光电响应比单掺杂的高，这主要归因于共掺杂TiO2薄膜电极的比表面积增大、光吸收性能改善、界面电荷转移速率提高以及共掺杂元素的协同作用等。     

氮掺杂TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用水热法结合固相反应法制备了氮掺杂TiO2光催化剂。以苯酚为降解底物，考察了不同煅烧温度下制备的光催化剂在可见光照射下的光催化性能。采用了XRD、UV-Vis／DRS、XPS等手段对制备的掺氮TiO2光催化剂进行了表征。结果表明：当固相反应温度为300℃时所制备的样品为锐钛矿相，当反应温度达800℃时开始由锐钛矿相转变为金红石相：紫外一可见漫反射光谱结果表明所制备掺氮TiO2在可见光区和紫外光区都有较强的吸收，而纯TiO2只对紫外光有较强的吸收：当反应温度为500℃时，可见光活性最大，对苯酚的降解率最大，在4h内对苯酚的降解率达到52．57％。     

氮掺杂TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用水热法结合固相反应法制备了氮掺杂TiO2光催化剂.以苯酚为降解底物,考察了不同煅烧温度下制备的光催化剂在可见光照射下的光催化性能.采用了XRD、UV-Vis/DRS、XPS等手段对制备的掺氮TiO2光催化剂进行了表征.结果表明:当固相反应温度为300℃时所制备的样品为锐钛矿相,当反应温度达800℃时开始由锐钛矿相转变为金红石相;紫外-可见漫反射光谱结果表明所制备掺氮TiO2在可见光区和紫外光区都有较强的吸收,而纯TiO2只对紫外光有较强的吸收;当反应温度为500℃时,可见光活性最大,对苯酚的降解率最大,在4h内对苯酚的降解率达到52.57%.     

纳米TiO2的掺杂改性及应用进展研究

纳米级TiO2作为一种光催化材料，在环境保护、光能转换、医药行业、工业催化等领域有着极为广泛的用途。较低的光量子效率以及短波长高能量的激发源是限制TiO2使用范围的主要原因，其中掺杂改性是提高TiO2光量子效率的重要手段。本文综述了近几年来利用贵金属沉积与离子掺杂来改善二氧化钛光催化性方面所取得的进展及在相关领域的应用。     

Zr和N共掺杂TiO2的制备、表征及其光催化性能

利用水解沉淀法制备TiO2、N-TiO2、Zr-TiO2以及Zr和N共掺杂的纳米TiO2,用TEM、XRD、XPS和UV-Vis-DRs等方法对光催化剂的结构、元素组成和对可见光的响应等性能进行表征,并以甲基橙为目标降解物,测试其光催化降解效果。结果表明,Zr掺杂能够降低TiO2光催化剂的粒径;Zr和N共掺杂可以起到协同作用,提高样品的光催化活性,同时增强样品在可见光区的响应。Zr和N共掺杂TiO2在高压汞灯光照下比TiO2具有更好的光催化效果,2%Zr和N共掺杂TiO2光照3h后对甲基橙的降解率比纯TiO2提高32%。     

掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

提高二氧化钛可见光吸收的研究进展

随着社会工业化的发展,环境污染问题日益严重,控制与治理环境污染已经成为人类社会亟待解决的重大科学问题。在众多治理方法中,半导体光催化材料以其独特的性能成为一种理想的环境污染治理清洁材料,主要应用于降解有毒物质、光催化分解水和光电转化等方面。二氧化钛(TiO_2)作为一种应用广泛的宽带隙半导体光催化材料,因其催化活性高、化学稳定性好、对人体无毒害、成本低廉等优点,被认为是最重要的光催化剂之一。然而,TiO_2的禁带宽度较宽(3.2 e V),对光的利用率较低,只能吸收波长较短的紫外光,直接制约着TiO_2的应用。围绕如何拓宽TiO_2的光谱吸收范围,从化学和物理两个方面对近年来实现TiO_2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结。化学方面主要对表面光敏化、元素掺杂进行总结,物理方面主要对慢光效应、米氏散射效应及表面等离子体共振进行综述。此外,还在深入理解现有TiO_2可见光体系的光催化机理,发现更高效的体相掺杂剂和表面敏化剂,设计和控制掺杂剂和表面敏化剂存在形态,进一步提高TiO_2光催化效率等方面做了展望。     

TiO2可见光光催化的研究进展

综述近年来有关以TiO2在可见光照射下对污染物进行光催化降解作用的研究进展，讨论了TiO2制备方法、制备过程和结构表征，阐述了TiO2在紫外光和可见光下的光催化机制，指出了TiO2研究进程中存在的主要问题、发展前景及今后的研究方向。     

可见光下TiO2薄膜电极的光电性能研究

通过溶胶-凝胶、阳极氧化以及热氧化方法分别制各TiO2薄膜电极,对电极在白光和可见光照射下的光电流及光电位的变化进行表征.结果表明,3种方法制备的未经修饰的TiO2薄膜电极都表现出一定的可见光光电响应,这可能是由于热处理过程中引起了较大的晶格畸变,从而导致TiO2薄膜表面形成了很多能吸收可见光的表面态.不同条件下制备的TiO2电极在可见光下的光电响应的变化规律与白光下的光电响应一致.     

纳米复合材料Ag/TiO2微波辅助合成与光催化性能

采用EO20PO70EO20(P123)作为模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法并经不同时间微波辐射处理,制备了一系列纳米复合材料Ag/TiO2。采用XRD、XPS、TEM、N2吸附-脱附测定和SEM-EDS等测试手段对其组成、结构及形貌等进行表征。结果显示,微波辐射5min制备的Ag/TiO2晶型结构最佳,该产物中Ag以单质形式存在,其比表面积可达100.64m2·g-1,平均孔径约为6.9nm。与未经微波辐射样品相比,其颗粒细小、结构规则、分布均匀、无明显团聚现象。以甲基橙为模型分子,考察经不同时间微波辐射处理的纳米复合材料Ag/TiO2的紫外光催化活性。结果表明,在微波功率为200W,微波时间为5min时获得的Ag/TiO2的催化活性最高,循环使用3次后降解率仍能达到80%以上。     

Synthesis and Optical Absorpition Properies of Anatase TiO2 Nanoparticles via a Hydrothermal Hydrolysis Method

以硫酸钛为钛源,浓氨水为沉淀剂,通过水热水解法在240 ℃,48 h,pH=9时合成了粒径约为20 nm的锐钛矿TiO2纳米颗粒。利用X射线衍射仪（XRD）、热场发射扫描电子显微镜（SEM）、热场发射透射电子显微镜（TEM）和紫外可见分光光度计（UV-VIS）对试样进行分析。结果表明：硫酸钛溶液水热水解法不加入浓氨水时,随着水解时间的延长,虽然获得的锐钛矿型TiO2颗粒的粒径已达到了纳米级,但是其粒径的变化不明显;硫酸钛溶液水热水解法时加入浓氨水,合成锐钛矿型TiO2颗粒的粒径明显变小,但是,随着pH值的增加,合成锐钛矿型TiO2颗粒的粒径变化不明显。对不同条件下水热水解法合成的TiO2进行UV-VIS分析可得,TiO2颗粒粒径的变小有利于TiO2吸收峰的蓝移。     

Zn、Si共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用水热法,以Ti（SO4）2作为前驱体制备出锌、硅单掺杂和共掺杂的二氧化钛纳米晶。分析结果显示锌、硅共掺杂二氧化钛纳米晶的光催化活性高于纯二氧化钛纳米晶和单掺杂的二氧化钛纳米晶;在锌的掺杂量为0.8%、硅的掺杂量为6%时,所获得的二氧化钛纳米晶的光催化活性最佳;锌硅共掺杂二氧化钛纳米晶相对于纯二氧化钛纳米晶和单掺杂的二氧化钛纳米晶,其粒径减小,表面积增加。     

不同微观形貌VO2的微波水热可控合成

采用一种新颖的微波水热法制备VO2粉体,利用扫描电镜(SEM)表征所合成粉体的微观形貌,调节H2O2的浓度、微波功率、微波时间、pH值、水热反应时间及钨掺杂剂等合成工艺参数,实现了对VO2粉体形貌的调控。结果表明:控制不同的工艺参数可合成具有不同形貌如球形、空心椭球形,花簇状、棒状等VO2粉体。     

Fabrication and photocatalytical properties of flower-like TiO2 nanostructures

Three-dimensional(3D)flower-like anatase TiO2 nanostructures and flower-like titanate nanostructures were successfully synthesized via hydrothermal synthesis followed by post-treatment from titanium powder.The flower-like anatase TiO2 nanostructures were characterized in detail with scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffraction(XRD),UV-vis spectrum and nitrogen adsorption-desorption measurement,respectively.It is found that the flower-like TiO2 nanostructures have a high specific surface area and a large light-harvesting efficiency.The photocatalytical activity of the flower-like anatase TiO2 nanostructures was determined by degradation of methylene blue in aqueous solution,and was compared with commercial P25 titania.It is revealed that the photocatalytical activity of the flower-like anatase TiO2 nanostructures is enhanced a lot.The apparent rate constant of the flower-like anatase TiO2 nanostructures is almost 2 times that of P25 titania.     

水热法制备新型TiO_2薄膜及其机理

用酞酸丁酯和盐酸通过两步水热法制备了一种新型双层Ti O2薄膜。其水热过程包括生长过程和刻蚀过程。在生长过程制备了一种上层为纳米棒团簇,下层为纳米棒阵列的双层结构。在随后的刻蚀过程中,上层的纳米棒团簇转变为纳米管团簇,下层的纳米棒阵列转变为直径在20~25 nm的纳米线阵列。刻蚀过程上下两层出现不同形貌的主要原因为金红石相Ti O2的各向异性以及纳米棒外壁和内部的不同界面能。新型薄膜作为染料敏化太阳能电池的光阳极时能量转换效率高。     

Synthesis of iron(Ⅲ)-doped nanostructure TiO2/SiO2 and their photocatalytic activity

Iron(Ⅲ)-doped nanostructure TiO2-coated SiO2 (TiO2/SiO2) particles were prepared using the layer-by-layer assembly technique and their photocatalytic property was studied. TiO2 colloids were synthesized employing the sol-gel method with TiCl4 as a precursor. The samples were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), SEM, EDS, XPS, and XRD. The experimental results show that TiO2 nanopowders on the surface of SiO2 particles are well distributed, the amount of TiO2 is increased with the adding of coating layers, the pure anatase-TiO2 coating layers are synthesized at 500℃, and the photocatalytic activity of Fe3+-doped TiO/SiO2 is higher than tnat of undoped TiO2/SiO2.