Ag掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ag掺杂纳米二氧化钛。采用SEM、XPS、XRD、UV-Vis对样品进行表征。结果表明,未掺杂的样品的粒径在80～100nm,Ag掺杂的样品的粒径在40～50nm;Ag元素成功进入晶格,含量为0.67%(原子分数);400℃热处理时,掺杂与未掺杂样品晶型基本相同,600℃热处理时,掺杂能够抑制样品晶型的转变;掺杂使二氧化钛的吸收带边发生了一定的红移。在此条件下Ag的最佳掺杂量为0.5%,最佳热处理温度为600℃。在最佳条件下,以甲基橙为模拟污染物,经过120min的光催化实验,降解率达到97.9%。     

TiO_2纳米管在不同条件光催化降解的活性研究

本文利用阳极氧化法在纯钛片表面制备了TiO2纳米管阵列膜,解决TiO2光催化剂的涂敷固定问题。采用场发射扫描电镜(FESEM)和XRD对制备TiO2纳米管阵列膜的形貌和晶体结构进行表征。结果发现,所制得的纳米管管径70～80nm,壁厚5～10nm,XRD显示经420℃热处理的TiO2纳米管为锐钛矿晶型,经500℃热处理的TiO2纳米管出现金红石晶型。以10mg·L-1的甲基橙溶液为降解物进行光催化试验,分别研究了溶液的初始pH值、TiO2纳米管阵列膜的晶型、TiO2膜的使用次数对降解率的影响。试验结果表明,当溶液初始pH值为1时,TiO2纳米管阵列的光催化性能最好,同时随着TiO2膜使用次数的增加,其光催化效果有所下降。     

氨水挥发法制备氮掺杂TiO_2纳米管及表征

采用阳极氧化法在纯钛片表面制备了TiO_2纳米管,在随后的热处理过程中通过浓氨水受热挥发提供的氨气氛下进行掺氮,采用SEM、XRD、XPS对氮掺杂的TiO_2纳米管进行了表征,采用自制光催化污水处理装置研究了氮掺杂对TiO_2纳米管光催化性能的影响。结果表明:制得的TiO_2纳米管管径为80～90nm,壁厚为5～10nm;经400℃热处理后,未掺杂、氮掺杂TiO_2纳米管的晶型相同;氮掺杂使TiO_2纳米管的光催化性能提高了4.7%。     

N掺杂二氧化钛纳米管的制备及光催化性能研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管,并在热处理的过程中提供氨气氛进行掺N。场发射扫描电镜(FESEM)观察结果表明,制得的纳米管管径为70～80 nm,壁厚为5～10 nm;XRD分析结果表明,400℃热处理的未掺杂二氧化钛为纯锐钛矿相,400℃热处理掺杂后的二氧化钛为锐钛矿和金红石混相。以甲基橙为参考污染物,采用分光光度计研究了未掺杂和N掺杂二氧化钛纳米管对污染物的光催化性能。结果显示N掺杂的二氧化钛纳米管的光催化性能比未掺杂的提高了11.1%,光催化效果差异是N掺杂引起的。     

氮掺杂二氧化钛纳米管的制备及表征

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管阵列薄膜,在热处理的过程中利用浓氨水的挥发提供氨气氛进行掺N.采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射物相分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对样品进行了表征.结果表明,制得的二氧化钛纳米管管径为70～80nm,壁厚为5～10 nm,管长为400～500nm;N元素成功进入晶格,含量为0.68%;400℃热处理的未掺杂、N掺杂二氧化钛分别为纯锐钛矿相、锐钛矿和金红石混相.相比未掺杂的二氧化钛纳米管,N掺杂的二氧化钛纳米管在可见光区表现出更强的吸收.以甲基橙为模拟污染物,采用分光光度计研究了N掺杂、甲基橙初始浓度、pH值对光催化性能的影响.结果显示,甲基橙的光降解过程符合一级动力学过程,经过150 min的光催化实验,N的掺杂使二氧化钛纳米管的光催化性能提高了11.1%,甲基橙的最佳初始浓度为20 mg·L(-1),最佳pH值为1.     

掺杂纳米二氧化钛研究进展

TiO_2作为一种重要的光催化剂,在太阳能光解水,污水处理等方面有着重要的应用前景。但由于TiO_2禁带宽度为3.2eV,只在紫外线光照射时表现出高的催化活性,而紫外光只占太阳光的5%左右,另外光生电子和空穴容易复合,降低量子产率,从而限制了TiO_2光催化剂的广泛应用。大量研究实验证明,通过掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,拓宽其光响应范围。