Cd(Ⅱ)掺杂TiO_2多孔纳米晶膜电极的表征及其光电化学行为

利用Ｘ射线粉末衍射法和原子力显微镜对镉掺杂的ＴｉＯ２纳米晶膜电极作了表征,并用光电化学方法测定了该电极的光电化学行为．实验发现当镉的掺杂量低于１５％时,镉与 ＴｉＯ２形成固熔体,掺杂量高时出现 ＣｄＴｉＯ３的独立相;随着镉含量的增加,纳米晶颗粒逐渐变大（粒径从 １０ ｎｍ到 ２０ ｎｍ）．镉含量的多少直接影响光电流的大小和符号,当Ｃｄ含量（相对于 Ｔｉ的质量分数）为 ５％时光电流最大,外加电压为 ０．３ Ｖ时光电流比纯ＴｉＯ２多孔纳米晶膜电极高一倍以上;当Ｃｄ含量超过 ３０％时出现ｐ-ｎ转换现象。     

Ru(bpy)2(NCS)2染料敏化PbS/Zn2+--TiO2复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学

采用水热法合成了Zn2+离子掺杂的TiO2纳米粒子(掺杂量0.5%),并用光电化学方法研究了Ru(bpy)2(NCS)2(bpy=2,2'-bipydine-4,4'-dicarboxylicacid)分别敏化Zn2+掺杂的TiO2电极和PbS/Zn2+-TiO2复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学行为.实验证明Ru(bpy)2(NCS)2敏化PbS/Zn2+-TiO2复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化Zn2+-TiO2电极的光电效果好,且敏化电极的光电流产生的起始波长都比Zn2+-TiO2电极向长波方向移动;在360600nm范围内,Ru(bpy)2(NCS)2敏化PbS/Zn2+-TiO2复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化Zn2+掺杂TiO2电极的效果更好.     

气相火焰燃烧合成锌掺杂TiO2纳米晶的光催化性能

以四氯化钛和乙酰丙酮锌为原料,采用气相火焰燃烧合成锌掺杂TiO2纳米晶,利用XRD, XPS和ICP-AES研究了纳米晶结构,考察了锌掺杂TiO2纳米晶在紫外光辐照下催化降解罗丹明B(Rhodamine B)的活性,探讨了光催化机理. 研究结果表明,掺杂相锌主要分布在TiO2表相,并形成均匀分散的ZnO团簇;燃烧过程中锌掺杂对纳米TiO2的晶相组成及晶粒尺寸影响不大. 当掺杂量为0.21%(mol)时,样品具有最高的光催化活性. 光催化机理分析表明,TiO2与ZnO不同的能带位置使光生载流子能够有效分离,改善了纳米TiO2光催化活性.     

锌掺杂TiO2超微粉的溶胶-凝胶法制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂纳米TiO2光催化剂,探讨了锌掺杂对TiO2光催化活性的影响.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了产品的微观结构和晶相组成,用综合热分析仪对前驱体凝胶进行了差热分析;以亚甲基蓝为降解对象,考察了锌掺杂、掺杂浓度对TiO2光催化活性的影响.结果表明:锌掺杂对TiO2晶由锐钛矿型向金红石型的相转变有抑制作用,并能够提高纳米TiO2的光催化活性;锌掺杂量具有一个相对最佳比例,当掺杂量3%、热处理温度550℃时,用溶胶-凝胶法可得到粒径分布均匀、锐钛矿晶型含量高、具有较高光催化活性的锌掺杂纳米TiO2.     

柔性TiO2纳米管薄膜电极的制备及其光电性能

采用水热合成法制备出TiO2纳米管,通过XRD、TEM和氮气等温吸附-脱附仪等测试手段对TiO2纳米管进行了表征.用烧结的TiO2纳米管和P25粉末混合制成薄膜电极,并研究了薄膜电极的表面形貌、染料吸附量和光电性能.研究表明,加入TiO2纳米管可以制备出机械稳定的薄膜;掺杂TiO2纳米管的含量越多,薄膜电极的染料吸附量越大;掺杂5%烧结纳米管粉末的薄膜电极的光电性能最好,其短路电流可达3.25mA,光电转换效率达到1.67%.     

纳米TiO_2-Pt修饰电极上甲醇的电催化氧化研究

用电化学法合成前驱体Ti(OEt)4,经直接水解法制备纳米TiO2膜,通过直接在纳米TiO2膜上电沉积Pt微粒得到纳米TiO2 Pt复合催化电极。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,纳米TiO2的晶形为锐钛矿型,粒径约30nm,电沉积纳米Pt粒子(平均粒径约60nm)均匀地分散在纳米TiO2膜表面。循环伏安和计时电位测试表明,纳米TiO2 Pt修饰电极对甲醇的电氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0 68mg/cm2时,室温下甲醇氧化电流达到190mA/cm2,是纯Pt电极上的7 6倍。     

燃烧合成Ag、La掺杂纳米TiO2及光催化性能研究

采用燃烧合成法制备了Ag、La掺杂纳米TiO2.XRD实验表明,La掺杂TiO2为单一相锐钛矿结构,Ag掺杂TiO2中出现了少量金红石相,与未掺杂纳米TiO2比较,Ag、La掺杂使TiO2晶体粒度更小,约8 nm.TEM实验表明,产物粒度分布均匀.用掺杂纳米TiO2降解罗丹明B,研究了元素掺杂量对TiO2催化性能的影响.结果表明,当Ag和TiO2摩尔比为1∶150、La和TiO2摩尔比为1∶75时,两种材料的催化能力最好,均优于未掺杂TiO2.比较Ag、La掺杂TiO2的催化性能,La掺杂TiO2的催化能力更强,在实验条件下,紫外光照射1.5 h,罗丹明B的降解率为99.0%.     

锌掺杂TO2超微粉的溶胶-凝胶法制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂纳米TiO2光催化剂,探讨了锌掺杂对TiO2光催化活性的影响。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）表征了产品的微观结构和晶相组成,用综合热分析仪对前驱体凝胶进行了差热分析;以亚甲基蓝为降解对象,考察了锌掺杂、掺杂浓度对TiO2光催化活性的影响。结果表明：锌掺杂对TiO2晶由锐钛矿型向金红石型的相转变有抑制作用,并能够提高纳米TiO2的光催化活性;锌掺杂量具有一个相对最佳比例,当掺杂量3％、热处理温度550℃时,用溶胶一凝胶法可得到粒径分布均匀、锐钛矿晶型含量高、具有较高光催化活性的锌掺杂纳米TiO2。     

V、La共掺杂纳米TiO2光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备了不掺、单掺和共掺杂的TiO2纳米粒子,对样品进行了XRD、TEM和BET分析,并以甲基橙的光催化降解研究了样品的光催化性能.结果发现V的掺杂对TiO2晶型的转变和晶粒尺寸的长大具有促进作用;而La的掺杂对TiO2晶型的转变和晶粒尺寸的长大具有抑制作用;当两者共掺杂时,促进作用和抑制作用相互中和,且La的抑制作用占优势.V、La的单掺杂提高了TiO2的光催化活性,共掺杂又进一步提高了TiO2的光催化活性;最佳掺杂量为0.05%的V和0.05%的La,最佳煅烧温度为600 ℃.     

不同离子掺杂TiO_2薄膜及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂Fe^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Ce^3＋和La^3＋5种不同离子的纳米级TiO2薄膜,使用TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液进行光催化试验。研究表明,在5种掺杂离子中,其La^3＋的掺杂效果最好,当La^3＋的适宜含量为1.8%（质量分数）时,掺杂与未掺杂的XRD图谱基本一致;掺入La^3＋离子使得TiO2的晶粒变小,可抑制晶相向金红石相转变;随着焙烧温度的升高TiO2晶粒逐渐变大,温度为700℃时,其粒径为27.6nm,TiO2为混合晶型（锐钛矿型和金红石型）,其活性最高。