Sol-Gel法制备纳米Fe-TiO_2光催化剂及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和无水乙醇为主要原料,掺杂一定比例的Fe3+,采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备TiO2-Fe2O3复合催化剂,并用XRD和SEM等手段进行表征。以4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)光催化降解为模型反应,在可见光条件下对所制备的催化剂催化性能进行表征和评价。结果表明:掺铁TiO2比不掺杂TiO2有更高的催化活性,同时也验证掺铁量在0.5%时,光催化活性最高。焙烧温度在400℃时,催化活性大。     

S与金属共掺杂TiO2催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备S、Mo、Pt、Fe掺杂以及S/Mo、S/Fe、S/Ag共掺杂的TiO2粉末,利用XRD、XPS和UV-Vis等技术对样品进行表征;以1-萘酚-5-硫酸(L-酸)为目标物,考查紫外和可见光源下各催化剂的光催化活性.结果表明:除S/Ag-TiO2外,其余掺杂TiO2均为单一的锐钛矿相,掺杂后催化剂的吸收带边发生明显红移;对10 mg/L的L-酸进行降解,在可见光下,S-TiO2光催化活性较好,而在紫外光下,S/Ag-TiO2的光催化活性较好;经XPS分析发现,掺杂元素掺入到TiO2晶体内,使Ti2p结合能减小.S的掺杂不仅使S-TiO2样品的光催化活性增大,同时也提高了金属与S共掺杂样品的光催化活性.     

溶胶-凝胶法制备Pt2+掺杂Bi2O3及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了Pt2+掺杂的Bi2O3光催化剂(Pt/Bi原子比分别为1/100、2/100、3/100和4/100),以甲基橙为模拟有机污染对催化剂的光催化性能进行了考察。光催化剂用BET、XRD、XPS和紫外-可见漫反射进行了表征,结果表明Pt/Bi原子比为3/100时催化剂的比表面最高;经500℃焙烧后光催化剂晶型为α-Bi2O3;掺杂Pt2+后Bi2O3在可见光区的吸收增强;掺杂Pt2+后Bi 4f7/2和O 1s结合能均向低能端偏移,催化性能测试结果表明Pt/Bi原子比为3/100时的催化剂活性最高。增加的比表面、对可见光响应增强和结合能向低能端偏移均有利于提高Bi2O3光催化活性。     

低温燃烧合成掺杂纳米TiO2的光吸收和光催化性能

以TiCl4为前驱体,采用低温燃烧合成工艺制备了同时掺杂Zn2+、Fe3+、Ce4+的纳米TiO2粉体,用紫外-可见光漫反射光谱表征粉体的光吸收特性,以亚甲基蓝为目标污染物研究了粉体在可见光辐射下的光催化活性;详细研究了Fe/Ce(mol)、(Fe+Ce)/Ti(mol)、柠檬酸/Ti(mol)、煅烧温度、煅烧时间等对产物光吸收带隙的影响.结果表明,通过改变合成条件可实现对掺杂二氧化钛粉体光吸收带隙的有效调制,最大红移使光吸收波长拓展至494 nm;光吸收带隙与光催化活性并没有直接的对应关系,只有适当的带隙宽度和带隙结构才具有较好的光催化活性.     

低温燃烧合成掺杂纳米TiO2的光吸收和光催化性能

以TiCl4为前驱体,采用低温燃烧合成工艺制备了同时掺杂Zn2+、Fe3+、Ce4+的纳米TiO2粉体,用紫外-可见光漫反射光谱表征粉体的光吸收特性,以亚甲基蓝为目标污染物研究了粉体在可见光辐射下的光催化活性;详细研究了Fe/Ce(mol)、(Fe+Ce)/Ti(mol)、柠檬酸/Ti(mol)、煅烧温度、煅烧时间等对产物光吸收带隙的影响.结果表明,通过改变合成条件可实现对掺杂二氧化钛粉体光吸收带隙的有效调制,最大红移使光吸收波长拓展至494 nm;光吸收带隙与光催化活性并没有直接的对应关系,只有适当的带隙宽度和带隙结构才具有较好的光催化活性.     

铁掺杂透辉石的光催化活性(英文)

以亚甲基蓝为光催化降解标的物,考察了在紫外可见光下掺杂Fe3+的透辉石的光催化活性。应用XRD、SEM、FT-IR和UV-visDRS等方法表征了掺杂Fe3+的透辉石的结构、组成、形貌和紫外可见光吸收能力。实验结果表明:Fe3+的掺入在透辉石内产生了一些含Fe3+的新物种,提高了透辉石的紫外可见光吸收能力;透辉石的光催化活性明显依赖于Fe3+掺入量;当Fe3+掺杂量为1.848%时,透辉石具有最高的光催化活性,光反应3h后,亚甲基蓝降解率达到95%;动力学模拟可知亚甲基蓝在透辉石上的反应遵循一级反应动力学。     

Photocatalytic Activity of Pt2 +-doped Bi2O2 Prepared by Sol-gel Method

用溶胶-凝胶法制备了Pt2+掺杂的Bi2O3光催化剂(Pt/Bi原子比分别为1/100、2/100、3/100和4/100),以甲基橙为模拟有机污染对催化剂的光催化性能进行了考察.光催化剂用BET、XRD、XPS和紫外-可见漫反射进行了表征,结果表明Pt/Bi原子比为3/100时催化剂的比表面最高;经500℃焙烧后光催化剂晶型为α- Bi2O3;掺杂Pt2+后Bi2O3在可见光区的吸收增强;掺杂Pt2后Bi4f7/2和O1s结合能均向低能端偏移,催化性能测试结果表明Pt/Bi原子比为3/100时的催化剂活性最高.增加的比表面、对可见光响应增强和结合能向低能端偏移均有利于提高Bi2O3光催化活性.     

微波协助溶胶-凝胶法制备Ca_2Fe_2O_5及其光催化性能

钙钛矿型复合氧化物Ca_2Fe_2O_5是一种新型的窄带隙半导体光催化材料。以Fe(NO_3)_3×9H_2O、Ca(NO_3)_2×4H_2O、聚乙烯醇和尿素为主要原料,采用微波协助溶胶-凝胶法成功制备了Ca_2Fe_2O_5。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和漫反射谱(DRS)对Ca_2Fe_2O_5进行了表征,并研究了煅烧温度对Ca2Fe_2O_5光催化性能的影响。结果表明:700~1000℃煅烧都能得到Ca2Fe2O5;其中,800℃煅烧得到的Ca_2Fe_2O_5光催化性能最佳,其粒径为80~100nm,带隙吸收边波长为548nm,对应带隙宽度为2.3eV;在可见光条件下,800℃煅烧得到的纳米Ca2Fe2O5对模拟污水甲基橙表现出了优良的光催化降解性能。微波协助溶胶-凝胶法制备的Ca_2Fe_2O_5光催化活性明显优于单一溶胶-凝胶法制备的Ca2Fe2O5,是一种在污水处理方面具有应用前景的可见光催化剂。     

Nb5+掺杂r-TiO2的光催化分解水析氧活性

用钛酸丁酯低温水解方法合成不同掺杂Nb5 浓度的金红石型TiO2(r-TiO2)光催化剂,采用XRD、PL、DRS和BET等技术进行了催化剂表征.在光源为高压汞灯和氙灯、Fe3 为电子受体、悬浮液的pH值为2.0的条件下,考察Nb5 的掺杂量对r-TiO2粒子的光催化分解水析氧活性的影响,并探讨了掺杂催化剂的DRS,PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Nb5 的掺杂量在0.5%～3.0%范围时,Nb5 掺杂没有引起r-TiO2的晶型改变,表面形成氧空位,在导带底附近形成施主能级,有利于光生电子和空穴的分离,掺杂催化剂光催化活性增强;掺杂催化剂光致发光强度与其光催化析氧活性的变化趋势一致,Nb5 掺杂量在1.0%(摩尔分数)时,PL光谱强度最大,光催化析氧活性最高,紫外光源和可见光源析氧速率分别达480 μmol/(L-h)和78 μmol/(L-h);Fe3 的初始浓度为8.0 mmol/L时,催化剂析氧活性最高.     

Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜的制备及其性能

为了降解环境污染物,通过磁控溅射的方法在玻璃基底上溅射沉积Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光谱仪(UV-vis)和光致发光光谱仪(PL)对复合薄膜的表面形貌和光学性能进行分析。通过可见光下对甲基橙溶液的光催化降解试验研究了薄膜的光催化活性。结果表明:Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜共有3层,从下到上依次为Pt层、锐钛矿型TiO2层和Cu2O层。薄膜表面平整致密,由形状规则的球形颗粒组成。Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜的光催化活性高于Cu2O/TiO2复合薄膜的和纯TiO2薄膜的光催化活性。光催化活性的提高是由于Pt层的存在进一步抑制了光生电子与空穴的复合,延长了光生载流子的寿命,提高了量子产率,进而有效地改善了薄膜的光催化活性。     

Preparation, Characterization and Photocatalytic Activity of Pt-SiO2/TiO2 with Core-Shell Structure

以直径300 nm左右的SiO2微球为核,采用溶胶-凝胶法制备了SiO2/TiO2核壳结构光催化剂,并以化学还原法对其进行Pt沉积。采用XRD、XPS、TEM、DRS、PL对制备样品进行表征。结果表明,Pt主要以Pt(0)形式存在,不均匀地分布在SiO2/TiO2表面。Pt的沉积使得光催化剂在可见光区域的光吸收增强,电子与空穴分离效率明显提高。测定了罗丹明B在不同光催化剂上的吸附常数。结果表明,核壳结构有利于罗丹明B在光催化剂表面的吸附,沉积Pt可显著提高光催化降解反应的动力学常数。Pt的最优沉积量为0.5%     

TiO2双掺Cr,Sb的光催化性能研究

采用共沉淀法制备了金属离子双掺杂的TiO2光催化剂,通过XRD,TEM,BET(表面积测定)和DRS(紫外-可见漫反射)测试手段对样品进行分析,以甲基橙为目标污染物对其进行光催化降解.研究结果表明:光催化活性是多种因素协同作用的结果,煅烧温度、掺杂以及样品的光吸收对光催化性能都产生影响.金属离子双掺杂可使光催化剂在可见光区具有光响应,在荧光汞灯激发下,其催化活性优于未掺杂的样品.     

Surface Microstructure Characterization of Sol-gel Derived Porous TiO_2 Thin Films

Several techniques, such as sol-gel [l], spraypyro1ysis [2], chemical vaPor deposition [3], canbe used to prepare titania thin films. Among the-se preparation techniques, the relatively simplesol-gel method is most widely used. The filmproperties are highly dependent uPon the prep-aration process and surface microsttucttoe, suchas panicle size, pore sttucfore, surface rough-ness, phase comPosition and so on. Therefore,the characterization of the surface microsttuc-tufe of thin films is vital …     

Ag/TiO_2纳米复合材料的制备及结构研究

首先采用化学氧化在块体Ti表面制备出多孔纳米TiO2,随后通过高能离子束轰击实现Ag纳米粒子在TiO2表面的有效固定,最终在Ti表面制备出Ag/TiO2纳米复合材料。采用XRD、SEM及TEM手段对其进行了结构表征。结果表明,化学氧化法可制备出多孔纳米TiO2,其晶粒尺寸为10 nm左右;通过调节高能Ar离子束轰击的时间,可对TiO2晶粒尺寸进行小范围有效控制。     

粒径可控金红石型纳米二氧化钛的制备及表征

以成本低廉的偏钛酸为起始反应物,含羧基或羟基的有机化合物为修饰剂,采用水热合成法进行了纳米金红石型二氧化钛的合成研究,利用XRD和TEM等对制得的纳米二氧化钛进行表征。结果表明:含羧基或羟基的有机化合物在修饰剂条件下都制得了纳米金红石型二氧化钛,且修饰剂的加入抑制了棒状纳米二氧化钛的颗粒大小,其中修饰剂的空间位阻效应在控制合成小尺寸二氧化钛纳米棒中起主要作用,且修饰剂的羟基和羧基的络合作用对颗粒的生长也起到抑制作用。     

An Energy-Efficient Electrochemical Method for CuO-TiO2 Nanotube Array Preparation with Visible-Light Responses

A rapid and energy-efficient method was presented for preparing CuO-TiO₂ nanotube arrays.TiO₂ nanotube arrays were first prepared by anodic oxidation using titanium anode and platinum cathode.Then,the formed TiO₂ nanotube arrays and Pt were used as cathode and anode,respectively,for subsequent formation of CuO-TiO₂ nanotube arrays,through an electrochemical process in a solution of 0.1 mol/L CuSO₄.The morphology and composition of the CuO-TiO₂ nanotube arrays were characterized using field-emission scanning electron microscopy,X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）,X-ray diffraction（XRD）,and UV-Vis diffusion reflection spectroscopy（UV-Vis DRS）.XPS and XRD analyses suggested that the Cu element in the nanotubes existed in CuO form,and its content changed along with the voltage during the second electrochemical process.The photocatalytic activities of the CuO-TiO₂ nanotube arrays were evaluated by the degradation of a model dye,rhodamine B.The results showed that Cu incorporation aroused wide visible-light adsorption and improved the photocatalytic efficiency of TiO₂nanotube arrays significantly under visible-light irradiation.The stability of the CuO-TiO₂ nanotube arrays was also detected.     

Morphology and photocatalytic performance of nano-sized TiO_2 prepared by simple hydrothermal method with different pH values

pH value is a key factor in the preparation of nano-sized TiO_2 with hydrothermal method. Using Ti(SO_4)_2 as the titanium source, H_2O_2 as the complexing agent, NaOH and HCl as the pH value regulator, nanosized TiO_2 powder with various morphologies and sizes was synthesized. Changes in morphology, size and phase type with pH values of samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) measurements. Results show that under the present preparation conditions, TiO_2 powder is an anatase phase with pH value less than 11, but is more likely to be a brookite phase with pH value more than 11. With the increase in pH value from 1 to 11 in hydrothermal environment, nano-sized anatase TiO_2 gradually grows up in all directions.{001},{101}and{100}groups of crystal plane are the exposed crystal planes of nano-sized anatase TiO_2for the (004),(101) and (200) facets found in high-resolution TEM image. The photocatalytic performance of nano-sized TiO_2 with different morphologies was compared by measuring their photocatalytic degradation rates for methylene blue under ultraviolet light. Results show that anatase TiO_2 prepared under the alkalescenthydrothermal environment (pH=9, 11) has a better photocatalytic degrading performance. Different sizes and phases of nanoscaled TiO_2 powders with different photocatalytic performances can be prepared by the control of pH value of hydrothermal solutions.     

TiO_2 sensitized by red-, green-, blue-emissive carbon dots for enhanced H_2 production

Carbon dots(Cdots) with a broad light absorption range could be a potential stable sensitizer for TiO_2,which is an excellent ultraviolet(UV) response photocatalyst. Herein, we systematically investigated the different color emissive Cdots-sensitized TiO_2 for H_2 production.Firstly, all kinds of Cdots enhanced the photocatalytic properties of TiO_2. All the Cdots-sensitized TiO_2 exhibits visible light H_2 production due to their absorption in the visible light region. The photocurrent and H_2 production amount display strong dependence on the light absorption range of Cdots. The blue-emissive Cdots endow the weak H_2 production rate due to its weak absorption in the visible light. The enhanced photocatalytic activities are mainly contributed to the strong light absorbance and high-efficient charge separation. The light absorption of green-and red-emissive Cdots is another main factor for the high catalytic activities besides charge separation.     

掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

等离子喷涂HA/(HA+TiO2)复合生物涂层的研究

用X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)等检测手段，以大气等离子喷涂法在纯钛表面制备的羟基磷灰石HA／(HA TiO2)复合涂层及其热处理为研究对象，探讨了TiO2在羟基磷灰石复合涂层中的作用。结果表明，喷涂后的(HA TiO2)过渡层中交替分布的HA和TiO2结合致密；HA／(HA TiO2)涂层表面裂纹比对应纯HA涂层的细小，涂层内部结合致密，证实TiO2的加入具有缓和应力的作用。