Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜材料的制备与光催化性能研究

以载玻片为基材,通过溶胶-凝胶技术制备Fe3+离子掺杂的TiO2薄膜。采用甲基橙作为目标降解物,研究Fe3+掺杂薄膜的光催化活性,采用X-射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光吸收谱等技术对薄膜相关特征进行了表征。研究表明,当Fe/Ti物质量比为0.25%时,光催化活性最高。经500℃焙烧2h制备TiO2薄膜具有锐钛矿结构,TiO2粒子大小均匀,有孔隙结构。掺杂Fe3+使薄膜TiO2粒子减小,孔隙率增加,而粒子粒径分布不均匀增加,且吸收强度增加吸收边有一定的红移。     

Gd,B共掺杂改性TiO_2纳米颗粒的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了Gd和B共掺杂的TiO2纳米颗粒,研究了TiO2纳米颗粒在可见光下的光催化活性。应用XRD、TEM和UV-Vis等手段对TiO2纳米颗粒的物相、粒径、形貌及光学性能进行了表征。结果表明,掺杂可以抑制TiO2晶粒增长,阻碍TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。紫外-可见吸收光谱显示,共掺杂纳米颗粒在可见光区吸收有较强提高,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应,使吸收带产生红移,提高光生载流子的分离效率。光催化降解实验表明,共掺杂TiO2纳米颗粒有很高的可见光光催化活性,以500℃热处理的共掺杂摩尔比为0.005 Gd和0.04 B的TiO2纳米颗粒光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为98.9%。     

La3+掺杂CdS/TiO2复合膜的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶和旋涂工艺在普通玻璃表面制备La3+掺杂CdS/TiO2薄膜,采用XRD和UV-VIS等测试手段研究了CdS复合量、La3+掺杂量、焙烧温度和镀膜层数对La3+掺杂CdS/TiO2薄膜的结构、光学性能及光催化性能的影响.结果表明,经过合理掺杂和复合技术制备的TiO2纳米复合膜具有比单独掺杂或复合薄膜更好的光催化能力.当CdS的复合量40%(CdS/TiO2摩尔比0.4)、La3+掺杂量0.5%(La3+/Ti4+摩尔比0.005)、焙烧温度600℃、膜层数为6时,薄膜在可见光区域具有良好的透过率,在太阳光下4 h对0.4 mg·L-1甲基蓝溶液的降解率可达到60%以上.     

Gd,B共掺杂改性TiO2纳米颗粒的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了Gd和B共掺杂的TiO2纳米颗粒,研究了TiO2纳米颗粒在可见光下的光催化活性。应用XRD、TEM和UV-Vis等手段对TiO2纳米颗粒的物相、粒径、形貌及光学性能进行了表征。结果表明,掺杂可以抑制TiO2晶粒增长,阻碍TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。紫外-可见吸收光谱显示,共掺杂纳米颗粒在可见光区吸收有较强提高,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应,使吸收带产生红移,提高光生载流子的分离效率。光催化降解实验表明,共掺杂TiO2纳米颗粒有很高的可见光光催化活性,以500℃热处理的共掺杂摩尔比为0.005 Gd和0.04 B的TiO2纳米颗粒光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为98.9%。     

Fe~(3+)掺杂提高二氧化钛的光催化活性

采用沉淀-水热的方法制备了Fe3+掺杂的TiO2光催化剂,通过XRD、Raman、XPS、UV-DRS等对催化剂的结构、光学吸收性质等进行了表征,并以罗丹明B为目标污染物对可见光催化活性进行了测试。实验结果表明:所制备的TiO2光催化剂为锐钛矿相结构;Fe3+的掺杂使得TiO2的初始吸收边明显向可见光区域拓宽,并且增强了TiO2在可见光区域的吸收;Fe3+掺杂后TiO2的可见光催化活性显著提高,以掺杂浓度为0.5%的TiO2光催化效果最好,在可见光下6h内可将罗丹明B溶液完全降解,降解率是未掺杂TiO2的4倍。     

金属离子掺杂TiO2的制备及光催化降解水溶性甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂有Cu2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+、Fe3+的TiO2光催化剂,考察了其对水中甲醛的光催化降解效果,并用XRD对催化剂进行表征。对影响TiO2光催化效率的因素:掺杂金属离子的种类、掺杂浓度、反应体系中添加微量游离Fe2+等进行探讨,实验结果表明,Pb2+离子掺杂对TiO2光催化降解甲醛有明显的促进作用,在紫外灯照射下,当TiO2光催化剂用量为5 g/L,掺Pb2+离子物质的量分数为0.5%,向反应体系添加低浓度Fe2+(1.5 mg/L)时,反应20 h后,对甲醛的降解率可提高至99.23%。     

镧铁共掺杂二氧化钛纳米线阵列的可见光催化性能

采用溶胶-电泳沉积技术,在多孔氧化铝模板中合成了二氧化钛(TiO2)纳米线阵列结构.研究了La3 /Fe3 共掺杂对TiO2纳米线可见光催化性能的影响,并分别与La3 ,Fe3 单掺杂TiO2纳米线可见光催化性能进行了比较.结果表明:与La3 ,Fe3 单掺杂TiO2纳米线相比,La3 /Fe3 共掺杂TiO2纳米线具有更高的可见光催化活性,光照4 h对甲基橙的降解率就达到了90%以上,大幅度提高了Ti02的可见光催化活性,这是因为2种不同体系离子的协同作用,不仅有效抑制了光生电子和空穴的复合,而且明显降低了TiO2的禁带宽度,由3.24降低到2.38.研究还表明:TiO2纳米线阵列极大的比表面积以及表面特有的性质和结构是掺杂改性TiO2纳米线具有较高可见光催化活性的重要因素.     

掺杂Fe2O3纳米TiO2膜光催化降解有机染料废水中甲基橙

采用溶胶-凝胶技术,以普通载玻片为基底材料,制备了掺杂Fe2O3的TiO2薄膜,用TEM、TG-DTA、XRD对TiO2薄膜进行结构表征.用掺杂Fe2O3的TiO2薄膜降解有机染料废水中的甲基橙.结果表明,焙烧温度500℃时,制备的TiO2薄膜牢固,有较好的光催化活性.在pH为4,投加一定量的H2O2,太阳光照射30 min条件下,甲基橙的降解率达到93.02%.和纯纳米TiO2膜相比提高了3%以上.     

N,Al共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其可见光降解葛根素

采用固相反应法合成了Al掺杂TiO2(Al-TiO2)及N与Al共掺杂TiO2(N-Al-TiO2)纳米材料,采用XRD、SEM、UV-Vis DRS、XPS、Raman以及N2吸附-脱附等手段对材料进行了物相结构表征。同时考察了可见光辐照下催化剂对葛根素降解性能。N-Al-TiO2纳米材料的微观形貌为短棒形;氮以阴离子(N3-)形式取代氧进入TiO2晶格,形成N—Ti键,Al3+以同晶取代方式占据TiO2晶格中Ti的位置;其表面N、Al、Ti及O的原子百分比组成(%)分别为7.8、3.6、32.7和55.9;并对葛根素显示出很高的可见光降解活性,2 h对葛根素的降解率达92.7%。3种材料对葛根素的吸附容量与其对葛根素的可见光降解能力一致,依次为N-Al-TiO2>纯TiO2>Al-TiO。     

稀土上转光剂掺杂纳米TiO2催化可见光降解甲基紫

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,此上转光剂在488nm可见光的激发下,可产生5个波长均小于387nm的上转换紫外发射峰。采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂的纳米TiO2,可见光光催化剂。实验结果表明,作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用, 紫外光谱和离子色谱分析表明,在可见光照射16小时后甲基紫分解产物为Cl-和NO3-等,其降解率达92．2%, 大大高于未掺杂纳米TiO2的降解率71．2％。     

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。     

掺杂铁TiO2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性．结果表明：选用Fe^3＋掺杂量为0．05％,煅烧温度在500℃下得到的Fe^3＋-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1g／L时,其光催化活性达到最佳效果。     

La~(3+)掺杂TiO_2光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶-浸渍法对二氧化钛进行La3+掺杂,并以甲基橙溶液为降解模型反应物,研究了La3+改性TiO2的光催化活性。结果表明:La3+改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当La3+掺杂量为0.5%(质量百分比),煅烧温度为500℃,催化活性最好;当催化剂的投加量为4.0 g/L,通气量为800 mL/min,pH值为3.12时,对甲基橙废水溶液紫外灯光催化60 min的降解率可达到97.5%。     

二氧化硫脲为硫源制备硫掺杂二氧化钛及其光催化活性

以钛酸四丁酯为TiO2的前驱物,二氧化硫脲为掺杂硫的源物质,采用溶胶-凝胶法制备了掺硫改性的TiO2光催化剂。采用XRD对制备的掺硫二氧化钛结构进行了表征,探讨了溶胶-凝胶制备工艺、硫掺杂量及催化剂煅烧温度对该催化剂光催化活性的影响。结果表明,掺硫改性的TiO2经600℃煅烧后光催化活性有了明显提高,且硫的掺杂有一个最佳值,即二氧化硫脲的掺杂质量百分数为4%。经掺硫改性后的TiO2在可见光区具备更强的光催化活性,在波长不低于400nm的可见光作用下,对亚甲基蓝的4 h降解率最高可达89.5%。     

在可见光照射下金属离子改性二氧化钛水溶胶对甲基橙的降解

以钛酸四丁酯为前驱物,采用沉淀胶化法制备了TiO2水溶胶,比较了制备方法对TiO2水溶胶性能的影响,并用TiO2水溶胶制备薄膜.采用金属离子Fe3+[1]、Co2+和Ni2+对TiO2水溶胶进行改性,分析离子改性TiO2水溶胶的光吸收性能,发现金属离子与TiO2水溶胶形成了配位化合物.研究了金属离子改性对TiO2水溶胶...     

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%。     

钕和镨共掺杂TiO2光催化性能的研究

采用溶胶—凝胶法制备纯纳米TiO2、钕和镨掺杂的纳米TiO2光催化剂,以甲基橙为目标降解物,研究了催化剂加入量、染料初始质量浓度、溶液pH值对甲基橙降解率的影响.实验结果表明,钕掺杂的纳米TiO2光催化活性高于纯纳米TiO2的光催化活性,而适量钕镨共掺杂纳米TiO2光催化活性可进一步提高,最佳掺杂浓度为0.5％的钕和0.2％的镨.当钕和镨共掺杂纳米TiO2催化剂加入量为2.0g/L,甲基橙溶液的初始质量浓度为30 mg/L,pH值为10.5时,在40 W紫外灯光照射35 min后降解率最好,可达到93％.     

可见光响应的Fe^3＋修饰纳米TiO2光催化降解氮氧化物研究

为了在光催化转化氮氧化物的反应中利用可见光,以Fe（NO3）·9H2O作为Fe^3＋源,采用浸渍的方法,制备了Fe^3＋修饰的纳米TiO2。经XRD分析表明,搀杂和煅烧过程没有改变TiO2的晶型。由XRD和XPS图谱可知,Fe^3＋在TiO2表面形成Ti—O—Fe键。催化剂的UV-Vis漫反射光谱显示,Fe^3＋修饰TiO2催化剂的吸收光谱发生了一定程度的红移,在可见光区有一定的吸收。Fe^3＋修饰TiO2催化在蓝光照射下对NOx有一定的转化而且在模拟自然光下NOx的转化效率也有所提高。合适的Fe^3＋修饰量对修饰过程非常重要,Fe^3＋/Ti^4＋摩尔比为0.2%并在600℃下煅烧1.0 h的催化剂在可见光下转化NOx的活性最高。     

Nd~(3+)离子掺杂纳米TiO_2光催化性能的研究

本文采用溶胶-凝胶法制备Nd3+离子掺杂纳米TiO2光催化剂,利用XRD对制备的样品进行表征,以孔雀石绿为降解对象,探讨最佳工艺条件。实验结果表明:Nd3+掺杂改性的催化剂为锐钛矿型的TiO2,Nd3+掺杂量为0.2%,煅烧温度为400℃,煅烧时间为3 h,催化剂用量为100 mg/L,孔雀石绿浓度为6 mg/L时的催化活性最高。