Gd3+掺杂纳米TiO2的制备及光解水制氢性能研究

采用溶胶-凝胶法和溶胶-凝胶浸渍法制备了纯的和Gd3 掺杂的纳米TiO2,并利用XRD,电化学, PL光谱和UV-vis漫反射光谱等手段对样品进行了表征.考察了焙烧温度和Gd3 掺杂量对TiO2在紫外光照射下光催化分解水制氢活性的影响.结果发现Gd3 的掺入提高了TiO2光解水制氢活性,并且用溶胶-凝胶浸渍法制备的Gd3 掺杂TiO2光催化剂的活性优于用溶胶-凝胶法制备的光催化剂活性,Gd3 的最佳掺杂量为0.5%(质量分数),催化剂的最佳煅烧温度为500℃.Gd3 的掺入阻止了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,抑制了晶粒的生长,在紫外区的光吸收能力增强,电子-空穴对的分离效率提高,从而提高了TiO2光催化分解水制氢活性.     

Fe3+/Al3+-TiO2复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为先驱物,采用溶胶-凝胶法制备铁铝共掺杂的TiO2(Fe3+/Al3+-TiO2)复合光催化剂,并用XRD、UV-Vis等进行表征,系统研究煅烧温度、光催化体系中的盐对Fe3+/Al3+-TiO2复合光催化剂在自然光条件下光催化降解甲基橙性能的影响。结果表明,Fe3+/Al3+-TiO2光催化降解甲基橙的性能随着煅烧温度的升高而增强,催化体系中的HCO3-和NO2-使Fe3+/Al3+-TiO2复合光催化剂的催化活性有所降低。     

复合催化剂TiO2/Fe2O3的制备及其光催化性能

以Fe2O3和TiCl4为原料,通过水解法制备Fe2O3/TiO2包覆型复合光催化剂,并用XRD、SEM进行表征。以甲基橙为模型污染物,比较了Fe2O3、TiO2和TiO2/Fe2O3的光催化活性,确定了Fe2O3和TiO2的最佳配比,同时探讨了反应机理。     

Mg2 掺杂Zn0.5Cd0.5S固溶体光催化剂的制备及光解水制氢

采用水热法制备了Cd0.5Zn0.5S和掺杂0.4%(摩尔百分数)Mg2+的0.4%Mg/Cd0.5Zn0.5S固溶体光催化剂。采用UV-Vis、XRD以及电化学等手段对催化剂进行表征,并考查催化剂可见光下分解水制氢的活性。结果表明:Mg2+掺杂提高了Cd0.5Zn0.5S固溶体中光生电子和空穴的分离效率,大大提高了Cd0.5Zn0.5S固溶体光催化制氢的活性。     

可见光活性CdS-SiO2的制备及性能

用沉淀法制得CdS纳米粒子,用氨水催化分解正硅酸乙酯制得复合光催化剂CdS-SiO2。光还原沉积法对CdS表面载Pt。借助X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)对催化剂进行表征,用电化学法测定CdS的光腐蚀度,以甲酸水溶液的可见光催化制氢反应为探针,评价催化剂活性。结果表明,SiO2的复合提高了CdS的分散性,抑制了CdS光腐蚀,从而使CdS的可见光制氢活性大大提高。     

Zr和S共掺杂TiO_2光催化剂的制备及性能

用固相浸渍法制备了Zr和S共掺杂TiO2(Zr-S-TiO2)光催化剂,用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光漫反射等手段对Zr-S-TiO2光催化剂进行了表征。以可见光光解水制氢为探针反应,考察了Zr-S-TiO2光催化剂的活性。实验结果表明,Zr和S共掺杂提高了TiO2对可见光(波长大于420nm)的吸收,减小了TiO2的平均粒径,使TiO2晶格畸变应力增大,促进了光生电子-空穴对的分离,从而提高了TiO2催化可见光光解水制氢反应的活性。当n(S)∶n(Ti)=6∶1、煅烧温度500℃、Zr掺杂量(质量分数)为0.75%时,Zr-S-TiO2光催化剂制氢的活性最高。     

利用含葡萄糖废水光催化制氢

研究了葡萄糖为电子给体在Pt/TiO2上光催化生成氢的反应.葡萄糖明显提高了制氢反应效率,反应5 h内,反应生成氢的量与反应时间成线性关系;葡萄糖初始浓度对生成氢反应速率的影响符合Langmu ir关系式;考察了无机离子对光催化反应的影响;用循环伏安法对光催化反应进行监测,发现降解过程中生成了葡萄糖酸.讨论了可能的反应机理.     

Fe3+偶联吨染料敏化TiO2可见光催化制氢活性

通过Fe3+分别把3种吨染料(xanthene)曙红Y(Eosin Y)、藻红B(Erythrosin B)、虎红(Rose-bengal)固定在TiO2表面制备xanthene-Fe3+-TiO2敏化催化剂.在可见光(λ≥420nm)下,以三乙醇胺为电子给体,3种xanthene-Fe3+-TiO2放氢活性明显高于Fe3+偶联前xanthene-TiO2.UV-vis吸收表征表明3种xanthene-Fe3+-TiO2在可见光的吸收比xanthene-TiO2更强.吸附实验和FTIR表征显示Fe3+均增加3种吨染料在TiO2的吸附量和吸附强度.因而,Fe3+偶联的光催化剂活性大大提高.讨论了吨染料结构对敏化TiO2催化荆活性的影响.     

复合光催化剂CdS-Pt/TiO_2低温制备及可见光制氢性能

用不同方法制备了CdS-Pt/TiO2复合光催化剂。催化剂通过X射线衍射、比表面和紫外-可见漫反射吸收进行了表征。以可见光光解水制氢为探针反应,考察了CdS-Pt/TiO2复合光催化剂的可见光活性。结果表明制备方法极大地影响CdS-Pt/TiO2复合光催化剂的活性。低结晶度的CdS与Pt/TiO2复合形成的CdS-Pt/TiO2复合光催化剂具有最高的可见光活性,其光解水的量子效率为6.95%。     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及其可见光降解甲醛

采用水解沉淀法制备了纯的和N掺杂的TiO2纳米光催化剂,并用二次离子质谱、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、比表面积、透射电镜等技术进行了表征。以GaN基兰色发光二极管为光源,研究了催化剂光催化降解甲醛的活性。实验表明,在最佳反应条件下,N掺杂的TiO2纳米光催化剂在可见光下对甲醛有良好的光催化活性。