金属掺杂二氧化钛的研究进展

二氧化钛(TiO2)是一种比较理想的光催化剂,具有无毒、生产成本低、耐光照等特点。但是较宽的禁带使其应用受到一定的限制,通过掺杂可以改变禁带的宽度提高TiO2的光催化和光电性能。掺杂可分为非金属掺杂和金属掺杂,非金属掺杂一般是拓展其光吸收范围,提高对可见光的响应能力。金属掺杂为了抑制电子—空穴的复合,提高光催化性能,此外TiO2掺杂金属后表现出光、电、磁性能。     

TiO2制备改性及光催化应用研究进展

TiO2纳米粒子是一种N型半导体材料,因其具有高活性、稳定性、生物相容性而成为最受重视的一种光催化纳米材料,得到了广泛应用。但由于其存在禁带宽度较大,电子受激发跃迁时产生的电子和空穴十分容易复合等问题,影响光了催化效率,制约着其进一步发展。目前,如何提高TiO2纳米粒子的光催化效率成为材料研究中的热点,是研究的核心课题之一。本文介绍了TiO2纳米粒子的光催化原理,系统综述了TiO2纳米粒子的制备方法;同时总结了提高TiO2纳米粒子光催化效率的方法,并介绍其在生产生活中的应用。     

纳米复合结构二氧化钛薄膜的制备及其光降解水中若丹明B的能力

用双氧水低温氧化金属钛片的方法制备了TiO2纳米棒阵列,并以该阵列为基体,用浸渍渗透溶胶-凝胶技术制备了TiO2纳米颗粒嵌入TiO2纳米棒阵列基体的复合结构薄膜.用X射线衍射、场发射扫描电镜及光致发光光谱研究制得薄膜的结构和发光性能.结果表明:纳米棒阵列为金红石与锐钛矿的混晶结构,而溶胶-凝胶获得的TiO2为纯锐钛矿结构.在复合构造薄膜中TiO2纳米颗粒嵌入到纳米棒阵列间隙中,其光生电子-空穴对的空间分离效果得到明显改善.用制得的薄膜进行光催化降解水中若丹明B的实验结果显示:复合结构薄膜的光催化效率高于相应的纳米棒阵列,其表观反应常数是相同质量的溶胶-凝胶法制备薄膜的3倍,这是因为第二相TiO2纳米颗粒嵌入TiO2纳米棒阵列中促进了光生电子-空穴对的空间分离,从而提高了复合结构薄膜的光催化活性.     

水处理光催化剂TiO2掺杂改性研究进展

TiO2光催化是一种可以利用太阳光的高级氧化技术,在水处理方面具有广阔的应用前景,但该技术目前大都吸收紫外光,对可见光利用效率很低,急需研究可提高TiO2光催化性能的改性方案。本文综述了近年来TiO2金属掺杂、非金属掺杂以及共掺杂改性的理论与技术研究进展,对各种改性后的TiO2光催化效率及其对可见光的响应进行了综合分析与比较,并提出了展望。     

掺杂改性TiO2可见光光催化剂研究的最新进展

纳米TiO2在紫外光照射下具有良好的光催化活性,在环境污染物治理方面具有重要的应用前景。为提高TiO2对可见光的吸收,常常需要对TiO2进行掺杂改性以缩小其禁带宽度。本文综述了近些年来国内外在金属掺杂、非金属掺杂、金属-金属共掺杂、金属-非金属共掺杂、非金属-非金属共掺杂以及杂多酸盐掺杂改性TiO2光催化剂方面的最新进展,并对TiO2可见光光催化剂的研究进行了展望。     

V掺杂TiO2纳米粒子的制备及其光催化研究

溶胶-凝胶法制备5at.％V掺杂的TiO2和纯TiO2,然后在500℃煅烧6 h。 XRD谱图显示,样品均是锐钛矿型TiO2,还有一些无定型成分,平均晶粒大小分别为6.8 nm和9.7 nm。 TEM照片显示的纳米粒子大小分别在8.0-18.7 nm和21.6-30.2 nm范围内,比XRD计算结果大,这是因为样品未能充分分散所造成。 EDS谱图显示V的掺杂量是6.5at.％,红外光谱也证实V元素的存在。拉曼光谱表明, V元素均匀地分散在TiO2中。 Rh. B的光催化降解实验表明, V掺杂TiO2的光催化效率比纯TiO2低,这是由于较高的掺杂浓度导致电子-空穴复合中心增加,从而降低光催化效率。     

V掺杂TiO2纳米粒子的制备及其光催化研究

溶胶-凝胶法制备5at.%V掺杂的TiO2和纯TiO2,然后在500℃煅烧6h。XRD谱图显示,样品均是锐钛矿型TiO2,还有一些无定型成分,平均晶粒大小分别为6.8nm和9.7nm。TEM照片显示的纳米粒子大小分别在8.0~18.7nm和21.6~30.2nm范围内,比XRD计算结果大,这是因为样品未能充分分散所造成。EDS谱图显示V的掺杂量是6.5at.%,红外光谱也证实V元素的存在。拉曼光谱表明,V元素均匀地分散在TiO2中。Rh.B的光催化降解实验表明,V掺杂TiO2的光催化效率比纯TiO2低,这是由于较高的掺杂浓度导致电子-空穴复合中心增加,从而降低光催化效率。     

Ti基CO2光催化还原及其影响因素研究进展

综述了Ti基CO2光催化还原的研究进展,简要介绍了近年来用于光催化还原CO2的Ti基催化剂,包括纯TiO2催化剂、金属掺杂TiO2催化剂、非金属掺杂TiO2催化剂、共掺杂TiO2催化剂、Ti基纳米复合催化剂、有机光敏化剂修饰TiO2催化剂及其它TiO2催化剂等,比较了各类TiO2基催化剂光催化活性,介绍了其相应的反应机理及优缺点,讨论了光照时间、反应温度、CO2分压力、H2O和CO2摩尔比、光反应器等因素对光催化活性的影响。通过综合运用多种改性措施,开发高效Ti基催化剂并优化反应系统以提高光催化反应活性及光利用率将会成为CO2光催化还原领域重点研究内容与发展趋势,最后展望了利用该技术光催化还原工业烟气,尤其是富氧燃烧烟气的潜在应用前景与挑战。     

新型复合溴化氧铋光催化材料在废水处理中的研究进展

针对溴氧化铋可吸收利用可见光,具有良好的光学以及催化性能但单独的Bi OBr光催化效率不高的现状,结合近几年国内外研究进展,介绍了新型复合Bi OBr光催化材料的制备方法(非金属掺杂、金属掺杂、半导体复合和多种成分复合)。同时介绍了新型复合Bi OBr光催化材料在印染废水以及抗生素废水处理方面的研究进展。分析认为,进一步加强新型复合Bi OBr光催化材料稳定性及回收能力,与多种系统相结合,更广泛地用于废水处理中是今后的研究方向。     

C-N掺杂TiO_2/海泡石复合材料光催化性能研究

二氧化钛(TiO_2)由于具有化学性质稳定、抗光腐蚀、无毒和成本低等优点,在光电转化和光催化领域具有广阔的应用前景。然而,TiO_2的禁带宽度较大(3.0～3.2 eV),只能被波长小于387 nm的紫外光激发,且光生电子和空穴易复合,因此限制了其在光催化领域的广泛应用。海泡石作为一种多孔型无机高分子物质,具有较大的比表面能,可以吸附或覆盖多种催化剂单质或化合物。为了增强TiO_2可见光吸收和提高TiO_2光催化效率,笔者采用溶胶-凝胶法制备了一系列C-N掺杂TiO_2/海泡石复合材料。通过XRD、SEM、XPS和紫外光谱等手段来考察非金属掺杂TiO_2/海泡石复合材料的组成和结构,并研究了其光催化特性。实验结果表明:二氧化钛小颗粒负载到了海泡石表面;N原子取代了TiO_2晶格中的氧原子而形成了少量Ti-N键,制备出了C、N共掺杂的TiO_2/海泡石复合材料;随着N掺杂量的增加,复合材料的可见光吸收能力提高;随着N掺杂量的增加可见光光催化效率略微增加。另外,对海泡石进行了酸化提纯处理后,纯度得到提高,分散度变得更好。     

非金属掺杂改性二氧化钛光催化剂研究进展

采用掺杂金属离子或非金属离子可增强TiO2光催化材料可见光响应能力.金属离子掺杂往往牺牲其紫外光区催化能力,而采用非金属掺杂不仅能够增强其可见光响应能力,且保持紫外区光催化活性,非金属离子掺杂将是TiO2光催化改性的重要方法.综述了近年来采用非金属离子掺杂改性TiO2光催化剂的最新研究.     

TiO2光催化脱H2S的应用

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及掺杂改性TiO2,其中掺杂了过渡金属（Fe、Ni、Cu、Zn）,稀土金属（La、Ce）,贵金属（Ag）及非金属（N）,应用提拉法在载玻片上镀膜,进行光催化脱H2S实验。考察TiO2光催化脱H2S率。实验从不同离子、掺杂浓度、光照时间等因素考察TiO2光催化脱H2S性能的影响。结果表明：掺杂Fe,Ni,Cu,Zn,La,Ce,Ag及N的TiO2光催化脱H2S最佳掺杂量分别为0.7%,5.0%,4.0%,1.0%,3.0%,2.0%,1.0%和300%（均为TiO2摩尔分数）,其中0.7%Fe-TiO2,脱H2S率达97%。     

过渡金属离子掺杂改性TiO2研究进展

综述了近年来国内外利用过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能和光响应范围、掺杂机理及掺杂模型；分析了制备方法、掺杂金属离子种类、浓度对TiO2光催化性能的影响；归纳总结了针对光催化研究目前的现状和存在的问题讨论了今后的研究方向。     

掺杂改性TiO2光催化剂研究及在建材领域应用

TiO2具有稳定性好、光效率高和不产生二次污染等特点,被认为是最有应用前景的光催化剂。通过金属或非金属掺杂改性的方法可以将只能紫外光激发的TiO2光催化反应红移到可见光区域进行。本文介绍了国内外在可见光激发下掺杂改性TiO2光催化剂的研究进展。并对其在建材领域的应用进行了评述。     

自洁玻璃表面膜中掺杂醋酸锌对抑菌率的影响

以玻璃为基片,采用溶胶-凝胶法,制备了掺杂锌的自洁玻璃表面膜,利用紫外吸收光谱及接触角测定仪等测试手段,研究了锌的不同掺杂量对自洁玻璃表面膜的光催化性能及对不同的菌群的抑菌作用的影响,发现掺杂锌能提高光催化性能和抑菌性能且二者之间有相似的变化趋势.另外还测定了样品具有较好的亲水性能以及掺杂锌后禁带宽度变窄.     

TiO2单晶面负载贵金属Ag的形貌及其催化活性

90%以上高暴露单晶面TiO2(001),(101)和(010)以水热法合成,并通过光沉积方法负载贵金属Ag;在相同的负载条件下,由于不同晶面具有不同的原子排布和电子结构,其负载的Ag的粒径不同,TiO2(101)晶面上Ag的平均粒径最小,TiO2(001)晶面上Ag的平均粒径最大,Ag的粒径大小顺序：Ag/TiO2-101相似文献   

Zn2+/ZnO掺杂TiO2光催化膜的制备及超亲水改性

为了提高TiO2光催化薄膜的利用效率,实验分别采用金属离子Zn2+和其氧化物ZnO掺杂TiO2的方法,制备以TiO2为基体的复合光催化薄膜。利用简单易行的溶胶凝胶法,一种是将Zn2+、ZnO掺杂于TiO2溶胶中,分别制备金属、半导体氧化物掺杂的混合溶胶,采用浸渍提拉的方法以玻璃片为载体涂膜,然后用马弗炉进行热处理制得样品。另一种是利用S iO2对2种掺杂的复合TiO2薄膜进行表面处理改性后,热处理得样品。将所得样品进行接触角、紫外-可见分光光度计、红外、AFM测试,对其性能进行表征。结果表明:Zn2+的掺杂量为0.1 g时,测试结果比较理想;经过S iO2表面处理过的Zn2+/TiO2复合光催化膜的超亲水性最好,水滴刚滴上,静态接触角几乎为0;°ZnO/TiO2复合光催化膜的吸光性能最高,但透过率较低,透明性比较差。     

二氧化钛光催化氧化技术的研究进展

在阐明光催化氧化反应机理的基础上分析了国内外TiO2光催化氧化反应的研究现状。提出目前国内外主要是从TiO2负载基材、TiO2光催化剂的修饰、改性以及TiO2光催化反应的影响参数几个方面进行研究,指出某些掺杂金属或非金属的TiO2光催化剂可使TiO2薄膜的吸光范围拓宽至可见光区,具有良好的应用前景。