N掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,尿素为氮源,室温下采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂的纳米TiO2粉末。采用XRD、TEM、UV-Vis DRS对样品进行了表征。结果表明：N掺杂使纳米TiO2的光谱响应范围拓展到可见光区。较佳制备条件是：n(钛酸四丁酯)∶n(尿素)为1∶3,400 ℃下煅烧3.5 h,所得样品为锐钛矿晶型,平均粒径为13 nm。光降解甲基橙实验中,溶液pH值为4.0时,降解率最大,反应3 h降解率可达70.5%。     

纳米TiO2光催化剂的制备及其活性研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO₂光催化剂，通过XRD表征产物的晶相结构。在单因素试验的基础上，用正交试验法对影响催化剂活性的条件进行了优化研究，结果表明，在焙烧温度600 ℃ 、焙烧时间2.5 h和V(醋酸)∶V(水)＝1∶1.67条件下，催化剂活性最大，对次甲基蓝的降解率可以达到85.4%。     

TiO2光催化剂掺杂改性的研究进展

TiO₂在利用光能和环保等领域具有重要应用前景。由于TiO₂具有较大禁带宽度，限制其对太阳光等可见光能的利用。通过对TiO₂掺杂改性，合成出具有较窄禁带宽度和稳定性好的光催化剂，促进光催化剂的实际应用。介绍了TiO₂光催化作用机理，从金属掺杂、非金属掺杂和共掺杂等方面总结TiO₂催化剂掺杂改性的研究现状。     

硫掺杂纳米TiO2可见光催化剂的制备及光催化活性

用钛酸丙酯和硫脲为原料在煅烧条件下制备了硫掺杂纳米TiO2光催化剂,用XRD、XPS、TEM和UV-vis吸收光谱对催化剂进行了表征;分别以紫外光与太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性。结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO2在紫外光区和可见光区的吸光度比纯TiO2提高了约0.23~0.46;经40~50 min降解,其在紫外光和太阳光下对甲基橙的降解率比纯TiO2分别提高了32%和69%。TEM结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO2的粒径约为15~16 nm;XRD分析结果表明,硫掺杂能够促进TiO2从锐钛矿相向金红石相的转变,减小催化剂的晶粒粒径;XPS分析结果指出,硫原子的氧化态为+6,S6+部分取代了TiO2晶格中的Ti4+,形成了硫掺杂的TiO2光催化剂。     

锰掺杂纳米二氧化钛的制备及其可见光催化性能

分别以MnSO4.H2O和MnC2O4.4H2O为锰源,采用水热法制备了锰掺杂的Mn-TiO2光催化剂,并采用X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱等技术对样品进行了表征。以罗丹明B的光催化降解为模型反应,考察了不同锰源、锰掺杂量对催化剂光催化性能的影响。结果表明,所有制备的Mn-TiO2均表现为锐钛矿相,Mn的掺杂抑制了TiO2晶粒生长,且以MnSO4.H2O为锰源制备的Mn-TiO2粒径略小于以MnC2O4.4H2O为锰源制备的样品,所有Mn-TiO2催化剂的光响应范围拓宽至可见光区域,对罗丹明B具有明显的可见光降解效果,并且以MnSO4.H2O为锰源的催化剂具有较高的光催化活性。     

铈和锰掺杂纳米TiO2的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂、Mn⁴⁺/TiO₂、Ce⁴⁺/TiO₂和Mn⁴⁺-Ce⁴⁺/TiO₂光催化剂。通过考察掺杂离子的种类和用量对所得催化剂用于紫外光催化降解甲基橙性能的影响，表明Ce⁴⁺/TiO₂中Ce⁴⁺的适宜掺杂量为1.0%，Ce⁴⁺-Mn⁴⁺/TiO₂中，当Mn4+的掺杂量为25.0%时，Ce⁴⁺的适宜掺杂量为0.50%，相应的脱色效率为92.39%和99.41%。当掺杂量适当时，四种催化剂用于紫外光催化降解甲基橙的活性次序为：Mn⁴⁺-Ce⁴⁺/TiO₂ > TiO₂>Ce⁴⁺/TiO₂> Mn⁴⁺/TiO₂。XRD分析结果表明，所得光催化剂均为锐钛矿型纳米粒子。     

C/Fe3+掺杂纳米TiO2的制备及其及光催化性能的研究

本实验通过溶胶-凝胶法制备了椰壳纤维活性碳掺杂的纳米TiO2、Fe3+掺杂及Fe3+,C共掺杂的纳米TiO2。并采用TEM、XRD、DSC-TGA、UV-Vis等检测手段对样品进行表征,结果表明经过掺杂的TiO2的吸收带边发生一定的红移。Fe3+掺杂及Fe3+,C共掺杂的TiO2的最佳掺杂量为4%,经过掺杂的TiO2在自然光下的催化效率比未经掺杂的TiO2有明显提升,经过在自然光下120 min的甲基橙模拟降解污水实验,经过掺杂的TiO2最大降解率可达42%。     

提高二氧化钛可见光催化活性掺杂方法的研究进展

综述了近几年来国内外利用非金属掺杂、有机染料的表面敏化、金属离子的掺杂、金属氧化物掺杂复合以及贵金属表面沉积等方法来改善二氧化钛可见光活性方面所取得的进展。最后，在总结的基础上提出了自己的建议。     

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。     

La掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO₂和不同La掺杂量的TiO₂纳米粒子，对样品进行了TG-DTA、XRD和UV-Vis 吸收光谱分析，并以染料废水甲基橙为目标降解物，考察了样品的光催化性能。结果发现，La的掺杂抑制了TiO₂粒径的长大，细化了晶粒；La掺入到TiO₂的晶格中，引起了晶格的畸变和膨胀；La的掺杂使TiO₂的吸收带边发生了红移；适量La的掺杂可提高TiO₂的光催化性能。试验条件下，最佳掺杂摩尔分数为0.1％。     

镧、碳共掺杂TiO2的制备及其可见光催化性能

为了更有效地利用太阳能,以钛酸丁酯为前驱体,硝酸镧和四丁基氢氧化铵为掺杂离子给体,通过改进的溶胶-凝胶法,成功制备了纯TiO₂和不同掺杂浓度的镧、碳掺杂和共掺杂TiO₂光催化剂.表征结果显示,共掺杂催化剂为锐钛矿型,具有较高的比表面积,感光范围拓展到可见光区.分别以甲基橙、罗丹明B和4-氯酚为降解物,氙灯、太阳光和自然光为光源,进行催化剂的光催化降解实验,结果表明,共掺杂催化剂活性高于未掺杂和单掺杂催化剂.降解结果显示,当共掺杂催化剂含0.5% La³⁺(摩尔比)、焙烧温度在500℃时具有最高的光催化降解效率.共掺杂TiO₂具备较高的可见光催化活性原因可能是碳掺杂降低了TiO₂禁带宽度,而镧掺杂同时维持了体系的电荷平衡.     

纳米N掺杂TiO2的制备及可见光催化活性研究

N-doped TiO2 nanoparticle photocatalysts were prepared through a sol-gel procedure using NH4Cl as the nitrogen source and followed by calcination at certain temperature. Systematic studies for the preparation parameters and their impact on the structure and photocatalytic activity under ultraviolet (UV) and visible light irradiation were carried out. Multiple techniques (XRD,TEM,DRIF,DSC,and XPS) were commanded to characterize the crystal structures and chemical binding of N-doped TiO2. Its photocatalytic activity was examined by the degradation of organic compounds. The catalytic activity of the prepared N-doped TiO2 nanoparticles under visible light (λ＞400nm) irradiation is evidenced by the decomposition of 4-chlorophenol,showing that nitrogen atoms in the N-doped TiO2 nanoparticle catalyst are responsible for the visible light catalytic activity. The N-doped TiO2 nanoparticle catalyst prepared with this modified route exhibits higher catalytic activity under UV irradiation in contrast to TiO2 without N-doping. It is suggested that the doped nitrogen here is located at the interstitial site of TiO2 lattice.     

水热法制备CdS/TiO2及其光活性

研究了CdS/TiO₂光催化的耦合效应.以TiO₂、CdCl₂和Na₂S为原料在200 ℃、6 h水热反应条件下一次合成CdS含量不同的CdS/TiO₂,通过XRD、SEM、EDS和IR对样品进行表征,并通过谢乐公式（Scherrer equation）估算出样品晶粒的粒径.XRD图表明CdS/TiO₂为锐钛矿型TiO₂、立方相和六方相CdS的混合相.SEM表明CdS粒径为20～50 nm,TiO₂粒径为50～100 nm.通过罗丹明B(rhodamine B)光降解脱色,表征了样品的光活性,结果表明当CdS∶TiO₂为1.0时,CdS/TiO₂开始出现耦合效应,当CdS∶TiO₂为1.5时,CdS/TiO₂的光活性最强,在30 min内紫外光降解4 mg•L^-1罗丹明B溶液的降解率达74.3%.     

水基纳米TiO_2路径制备有序介孔TiO_2-SiO_2及其可见光催化性能

在多巴胺修饰的水基TiO_2纳米微粒(TiO_2NPs)悬浮液中,以正硅酸乙酯为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,分别采用碱性水热方法或酸性溶胶-凝胶方法,制备了有序介孔TiO_2-SiO_2(TiO_2NPs/MCM-41或TiO_2NPs/SBA-3)。采用XRD、TEM、ICP和N2吸附-脱附实验对样品进行表征。结果表明,制备的介孔TiO_2-SiO_2在TiO_2高负载质量分数(23.98%TiO_2NPs/MCM-41、17.27%TiO_2NPs/SBA-3)时,仍能保持长程有序的介孔氧化硅结构。TiO_2NPs随机地嵌入在有序介孔氧化硅孔道所组成的网络结构中。在可见光下催化甲基橙降解反应中,反应时间120 min时,在P25上甲基橙相对浓度降为57%,在TiO_2NPs/MCM-41上降为33%,而在TiO_2NPs/SBA-3上降为5.7%。     

掺氮TiO_2的制备与光谱分析

用硫酸钛与氨水反应得到TiO2前体,煅烧后制得掺氮TiO2粉体,研究了不同温度和加热时间下掺氮TiO2的XPS、FTIR和紫外可见光谱,结果表明,掺氮TiO2在400℃下加热1 h,所得粉体是锐钛矿相结构,与未掺杂TiO2相比,吸收边红移22 nm,对400~510 nm的可见光有一定的吸收率。氮的掺杂不仅使TiO2带隙变小,而且有助于氧空位的形成。     

Photocatalytic behavior of TiO2 and ZnO prepared with different methods

In recent years photocatalytic oxidation has received considerable attention as an alternative remediation technology since the method offers a number of advantages over conventionaltechnologies. Elimination of organic pollutants in water by oxidation with molecular oxygen and sunlight is the most environmentally friendly pollution-treatment method. Of the materials being developed for photocatalytic applications,titanium dioxide (TiO2） remains the most promising because of its high efficiency, low cost,chemical inertness, and photostability. However,     

硅胶载体上制备纳米TiO2

引　言通过控制反应空间的尺度而限制晶核的生长 ,为制备纳米粒子提供了一种相对简易的方法 ,微乳液和反相微乳液就是典型的纳米反应器[1～ 3] ,而利用硅藻土、高岭土等材料的层状结构和孔隙限制粒子生长、制备纳米复合材料的发展也很快[4 ] .近年来 ,Dekany等在这一思想基础上     

Efficient photodegradation of phenol assisted by persulfate under visible light irradiation via a nitrogen-doped titanium-carbon composite

To realize the utilization of visible light and improve the photocatalytic efficiency of organic pollutant degradation in wastewater, a nitrogen-doped titanium-carbon composite (N-TiO₂/AC) prepared by sol-gel methods was applied in the photodegradation of phenol assisted by persulfate under visible light irradiation (named N-TiO₂/AC/PS/VIS). The results show that a synergistic effect exists between visible-light photocatalysis and persulfate activation. Compared with TiO₂/PS/VIS, the phenol degradation rate was found to be observably improved by 65% in the N-TiO₂/AC/PS/VIS system. This significant increase in degradation rate was mainly attributed to the following two factors: 1) The N and C doping can change the crystal structure of TiO₂, which extends the TiO₂ absorption wavelength range to the visible light region. 2) As an electron acceptor, PS can not only prevent electrons and holes from recombining with each other but can also generate strong oxidizing radicals such as ∙SO₄^– and ∙OH to accelerate the reaction dynamics. The process of phenol degradation was found to be consistent with the Langmuir pseudo-first-order kinetic model with an apparent rate constant k of 1.73 min^–1. The N-TiO₂/AC/PS/VIS process was proven to be a facile method for pollutant degradation with high pH adaptability, excellent visible-light utilization and good application prospects.     

LED可见光下Au/TiO2光催化氧化甲醛表观动力学

甲醛是室内空气中典型的挥发性有机化合物（VOCs）之一。等离子激元型光催化剂可吸收可见光,可在室温常压下利用太阳光驱动光催化氧化脱除室内空气中甲醛的反应,其表观反应动力学研究对设计等离子激元型光催化剂及应用于脱除VOCs等污染物具有重要意义。研究了LED可见光下等离子激元型Au/TiO₂光催化脱除气相中甲醛的表观反应动力学,考察不同波长的可见光源、光强及反应气相对湿度对表观反应动力学的影响,根据对实验数据的分析求得LED可见光催化氧化甲醛表观反应速率常数k（I,H）。结果表明,在13%相对湿度、蓝光光强为38.5 mW·cm^-2的条件下,光反应的甲醛转化率达77%,是暗反应的近5倍。在LED红、绿、蓝、白光照射下,随着光强增加,甲醛转化率快速增加后缓慢增至基本不变。相同光强（低于42 mW·cm^-2）和湿度条件下,红、绿、蓝光源的甲醛转化率相近,白光略低于其他光源。干气氛下,光反应和暗反应的甲醛转化率几乎为0。湿气氛下,光反应和暗反应均有甲醛转化率,光反应的甲醛转化率更高。不同光源条件下甲醛转化率随相对湿度变化规律相似。相对湿度为21.9%时甲醛转化率最高,而后保持不变,基本在80%左右。通过对红、绿、蓝、白光的数据拟合计算,得到表观动力学参数k（I）_H、k（H）_I、k（I,H）以及速率方程。