金属元素掺杂TiO_2纳米管的研究进展

从制备方法角度介绍了金属元素掺杂TiO_2纳米管的研究现状,对影响纳米管光催化性能的关键因素进行了探讨,最后指出了现存在的问题。     

TiO_2光催化剂磁性掺杂与改性研究进展

TiO2光催化剂磁性掺杂与改性对于其实际推广具有十分重要的意义。简单回顾了光催化的反应机理与光催化剂及其掺杂改性的研究进展,重点阐述了TiO_2光催化剂磁性掺杂与改性研究现状,并对其发展趋势做了展望,指出了TiO_2光催化剂磁性改性的研究热点和方向。     

稀土元素掺杂TiO_2/海泡石复合材料的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,海泡石为载体,制备稀土元素掺杂TiO_2/海泡石复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等手段对样品进行表征,分析了复合材料的形貌、结构、组成及其光催化降解甲醛的性能。结果表明:稀土元素掺杂可以提高TiO_2/海泡石复合材料的光吸收能力,提高其对甲醛的光催化降解能力,共掺杂0.05%Eu~(3+)和0.05%Gd~(3+)复合材料的光催化效果最好,可以达到93.9%。     

TiO_2光催化剂的掺杂改性及应用研究进展

国内外关于纳米TiO_2光催化剂有着广泛的研究和应用。离子掺杂能拓宽TiO_2光谱吸收范围,有效改善其光催化活性。综述了离子掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的研究进展,分析了金属离子掺杂、非金属离子掺杂、多种不同离子共掺杂的掺杂机理及对TiO_2光催化性能的影响,介绍了纳米TiO_2光催化剂在污水处理中的应用现状。最后指出离子掺杂TiO_2和纳米TiO_2光催化剂在污水降解中存在的问题,并对今后的研究方向做了展望。     

La掺杂TiO_2纳米材料的制备及光催化性能研究进展

稀土掺杂对TiO_2改性可以拓宽光谱响应范围、提高量子效率及太阳能利用率,是提高TiO_2纳米材料光催化活性及可见光吸收能力的重要方法。综述了近年国内外有关La掺杂TiO_2纳米材料的制备及光催化性能研究进展,主要分析了La掺杂材料的制备方法、物相特征以及La与其他元素共掺杂等方面的研究现状,并进一步指出La掺杂TiO_2目前存在的问题以及未来的研究方向。     

硫掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了硫掺杂二氧化钛粉体(S-TiO2),采用XRD、Nano-series Sizer、FT-IR、UV-Vis、PL等方法对其进行表征和分析。结果表明,S掺杂抑制了TiO2从锐钛矿相向金红石相的转变,减小了粒子间的团聚,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,n(S)∶n(Ti)=0.14,450℃烧结的S-TiO2粉体具有最佳光催化性能,在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率3h达74.12%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率31.89%。     

Co掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co掺杂TiO2粉体(Co-TiO2),采用XRD、FT-Raman、UV-Vis、PL等方法对其进行表征和分析。结果表明,Co掺杂降低了TiO2的相转变温度,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,n(Co)∶n(Ti)=0.002,400℃烧结的Co-TiO2粉体具有最佳光催化性能,在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率达90.56%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率44.95%。     

锌掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂TiO2粉体(Zn-TiO2),采用XRD、TEM、UV-Vis、PL等方法对其进行表征和分析。结果表明,Zn掺杂降低了TiO2的相转变温度,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,n(Zn)∶n(Ti)=0.045,400℃烧结的Zn-TiO2粉体具有最佳光催化性能,在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率达95.77%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率44.95%。     

Sm掺杂TiO_2涂层制备与表征

采用溶胶凝胶-浸溃提拉法在304不锈钢上制备了纯TiO_2涂层与Sm掺杂TiO_2涂层,通过XRD、EDS、SEM对涂层进行物相组成以及表面形貌表征。结果表明:纯TiO_2与Sm掺杂TiO_2均为锐钛矿结构,Sm掺杂后TiO_2粒径减小,晶型完整性降低。Sm掺杂TiO_2涂层的包覆效果优于纯TiO_2涂层,涂层中单颗粒子小于纯TiO_2涂层,且分散性得到改善。     

磁控溅射Nb掺杂TiO_2薄膜的研究

用射频/直流溅射法研制了铌掺杂TiO_2透明导电薄膜。实验结果表明:Nb以正五价态掺入TiO_2晶格中,随着Nb掺杂量的逐渐增加,薄膜的电阻率出现先降后升的变化,在掺杂溅射功率为40 W时,薄膜电阻率降至7.3×10-4Ω·cm,可见光透过率高达86%以上。并且,Nb掺杂使TiO_2薄膜的吸收限产生了蓝移,随着Nb掺杂量的增加,薄膜蓝移程度逐渐增大,说明该TiO_2薄膜为n型掺杂。研究认为,控制Nb掺杂量达最佳时,使晶格中产生较多的载流子,以及良好晶体结构产生较大的载流子迁移率,能使Nb掺杂TiO_2透明导电薄膜的性能参数得到有效改善。     

掺杂型TiO_2光催化研究的最新进展

长期以来,二氧化钛(TiO_2)一直被认为是一种有前景处理污染物的半导体材料。但其在可见光下禁带宽度较大、催化效率较低等限制了其在可见光下的运用。目前该领域最具有价值的研究进展是在TiO_2结构中引入其他成分使该材料在可见光下具有光催化降解污染物的能力,其主要类型包括金属掺杂、非金属掺杂和共掺杂。笔者综述了这些制备方法提高TiO_2光催化效率的途径及机理的最新进展,旨在为今后进一步扩大高光催化效率TiO_2的开发以及实际应用提出新的方向。     

S掺杂改性TiO_2光催化剂的研究

TiO2具有无毒、化学性能稳定、价格便宜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,但TiO2较宽的禁带宽度和低的量子转换效率限制了其实际应用。对TiO2进行改性以提高其在可见光区的光催化活性是近几年研究的热点。综述了S单掺及与其它离子共掺杂改性TiO2光催化剂的工作机理以及掺杂后对TiO2光催化性能的影响,介绍了国内外在该方面研究的主要进展,并讨论了TiO2光催化剂掺杂改性中存在的问题。     

稀土元素与N共掺杂TiO2光催化剂的研究进展

TiO2作为一种重要的光催化剂,对其进行掺杂改性可有效扩展其光谱响应范围,提高其光催化活性。介绍了稀土元素与N对TiO2进行共掺杂改性的机理及研究现状,分析了共掺杂对TiO2晶体结构、电子结构以及光学性能、氧化还原性能的影响,总结了稀土元素与N共掺杂改性TiO2存在的问题以及今后的研究前景。     

水热合成氮掺杂纳米TiO_2光触媒项目

项目背景:利用掺氮纳米TiO2的抗菌、杀菌性能应用于医疗卫生等行业,可明显提高相关产品的各项性能,对预防各种传染病的流行,保证广大人民的身体健康,将产生巨大的社会效益,同时也带来巨大的经济效益,估计相关纳米功能产品的收入超过100亿元。     

双层Nb掺杂TiO_2薄膜的导电性研究

采用射频磁控溅射的方法通过改变氧分压和基体温度在非晶超白玻璃上沉积了一系列Nb掺杂Ti O_2薄膜,富氧状态下的薄膜为锐钛矿相且绝缘,少氧状态下的薄膜为金红石相但电阻率太大。采用双层膜的结构,首先将在非晶基体上沉积一系列在富氧状态下得到的的锐钛矿相Nb掺杂Ti O_2薄膜为种子层,然后在种子层上外延一层少氧状态下的Nb掺杂Ti O2薄膜为表层,得到的薄膜具有良好的导电性。     

钒钴共掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备V、Co共掺杂改性TiO_2光催化剂,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,研究了V、Co共掺杂对TiO_2光催化剂性能的影响,结果表明,V、Co共掺杂对催化剂的平均晶粒粒径、吸收光谱、光生电子—空穴对的复合率、光催化性能都具有显著影响。通过正交试验得到共掺杂体系的最佳掺杂量为n(V)∶n(Ti)=0.3%、n(Co)∶n(Ti)=0.1%,此掺杂量下所制备的样品对MB进行降解,在普通日光灯下反应6h的光催化降解效率达96.4%,明显优于同等条件下德国Degussa公司生产的P25纯TiO_2光催化剂的降解效率44.35%。     

La掺杂对TiO_2薄膜性能的影响

用溶胶-凝胶法制备TiO2以及La掺杂TiO2的前驱体凝胶,将其均匀旋涂不同层数制备出不同厚度的薄膜,研究了La掺杂对TiO2薄膜结晶性能,表面形貌,光学特性和亲水性能的影响.结果表明:在500℃可以获得结晶性良好的锐钛矿相TiO2薄膜;随着La掺杂量的增加,薄膜中TiO2晶粒会变大,同时引起紫外可见光谱中吸收边的蓝移.掺La的TiO2薄膜经紫外照射后其接触角明显高于未掺杂样品,主要原因是到达表面的活性载流子相对减少.一方面,大的TiO2晶粒使得光生载流子到达光催化表面的路程变长,电子一空穴对的复合几率也随之变大;另一方面,未完全替代Ti的La可能成为光生电子一空穴对的复合中,因此,通过La的掺杂可以有效调节TiO2晶粒尺寸和光致接触角. 能,表面形貌,光学特性和亲水性能的影响.结果表明:在500℃可以获得结晶性良好的锐钛矿相TiO2薄膜;随着La掺杂量的增加,薄膜中TiO2晶粒会变大,同时引起紫外可见光谱中吸收边的蓝移.掺La的TiO2薄膜经紫外照射后其接触角明显高于未掺杂样品,主要原因是到达表面的活性载流子相对减少.一方面,大的TiO2晶粒使得光生载流子到达光催化表面的路程变长,电子一空穴对的复合几率也随 变大;另一方面,未完全替代Ti的La可能成为光生电子一空穴对的复合中,因此,通过La的掺杂可以有效调节TiO2晶粒尺寸和光致接触角     

水热合成氮掺杂纳米TiO_2光触媒项目

自从1972年日本学者Fujishima发现TiO2具有光催化特性的现象以来,一直倍受世界各国的关注。日本和欧美发达国家投入了大量的研究力量进行TiO2光触媒的开发和应用研究,上个世纪90年代中期光触媒开始商品化,2000年以后光触媒市场初具规模,具有了越来越广泛的应用领域。日本作为最早发现和研究光触媒技术的国家,其在光触媒实际应用领域的开发方面也先人一步,并已在防污、抗菌、除臭、空气净化、亲水材料、水处理、可降解塑料及环保等许多方面达到实用化水平,并形成了相当规模的产业。据三菱综合研究所和日本经济新闻社等机构预测,到2005年,日…     

N掺杂介孔TiO_2纳米粉体的制备

以聚乙二醇400为表面活性剂、二乙醇胺为抑制剂,采用蒸发诱导自组装法(EISA)制备了介孔TiO2纳米粉体,并利用尿素为掺杂剂通过固相反应制备出高活性N掺杂介孔TiO2纳米粉体.利用XRD、FE-SEM、TG-DSC等方法对粉体的物相和形貌进行分析表征.结果表明,合成的粉体尺寸分布均匀、纯度高、具有均匀分布的介孔网状结构;N掺杂使介孔TiO2纳米粉体的UV-Vis光吸收曲线产生红移.     

N掺杂TiO_2薄膜的光催化性能研究

开发具有可见光活性的光催化剂,在污染物处理和光能转换等方面,都有很大的应用价值。掺杂改性则是实现TiO_2可见光活性的重要手段之一。文献表明,在非金属元素掺杂中,N掺杂效果最为理想,已经成功地将光响应波长红移到可见光区,取得了很好的光催化活性。目前所制备的N掺杂TiO_2光催化剂主要有粉末和薄膜两种。粉末状催化剂较易制备,但存在难以回收的缺点;而采用简单方法制备高催化效率的薄膜仍存在一些困难。采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂改性的TiO_2薄膜以及SiO_2/TiO_2、FeCe/SiO_2/TiO_2等类型的复合薄膜,研究了镀膜的类型和层数、热处理温度和气氛,尿素、硫脲等不同氮源和掺杂量对薄膜光催化性能的影响;并且采用XRD、SEM、XPS、AES等分析了膜层的成分、相结构、表面形貌、膜厚、附着力,结合掺杂离子的类型、浓度、能级、电子构型、半径和化合价等因素,研究工艺条件对TiO_2的能带、异质结构的影响,研究了玻璃薄膜光催化活性变化的机理,特别是对TiO_2吸收边红移的作用机理。