掺杂铁纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

分别采用水热法和溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO₂和不同掺铁量的TiO₂纳米粒子。通过纯TiO₂和掺铁TiO₂分别作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，溶胶-凝胶法掺杂铁离子可以有效地提高TiO₂光催化活性，而水热法掺杂铁使TiO₂的光催化活性明显降低。Fe/TiO₂摩尔比为0.01％～0.1％，随掺杂量的增大,TiO₂光催化活性逐渐降低。     

TiO2薄膜的制备、改性及光催化性能的研究

以铝片为基底,采用阳极氧化法制备氧化铝薄膜作为TiO₂的固定载体。用溶胶-凝胶法制备TiO₂溶胶,通过在氧化铝薄膜载体上浸渍提拉得到TiO₂膜。通过交流电沉积的方法对其掺杂贵金属改性,得到M/TiO₂复合膜。利用紫外-可见光谱法对复合膜进行表征。实验结果表明,利用Al₂O₃可以很好的负载TiO₂溶胶,500 ℃焙烧有利于形成催化能力较好的锐钛矿型TiO₂,掺杂贵金属Ag和Au的TiO₂试样对甲基橙的光催化效果明显优于未掺杂金属的TiO₂试样。     

镍掺杂对二氧化钛光催化性能影响的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛以及不同掺镍量的TiO₂纳米粒子(原料中Ni∶TiO₂的摩尔分数为1%、3%、5%、7%、9%)。用紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验研究了掺镍对二氧化钛光催化剂催化效率的影响，试验结果表明,当用n（Ni）∶n（TiO₂）＝5%的Ni(NO₃)₂溶液进行镍掺杂时，制得的TiO₂催化剂光催化效率最高，但与纯TiO₂相比，镍掺杂会减弱TiO₂的光催化效率。X射线衍射分析表明，未掺杂的TiO₂以锐钛矿和金红石两种晶型混合存在，镍掺杂后TiO₂的晶型几乎全为锐钛矿。镍掺杂后会减小TiO₂粒子的尺寸，增大其比表面积。     

离子液体中微波辅助制备硫掺杂纳米TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为前驱物,在离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐）、水和无水乙醇所组成的混合溶剂中采用溶胶-凝胶法及微波干燥,制备了硫掺杂纳米TiO₂光催化剂。采用XRD对催化剂的结构进行了表征,以甲基橙为模拟污染物,高压汞灯和卤钨灯为光源,考察了掺杂量、微波干燥等因素对硫掺杂TiO₂光催化剂活性的影响。结果表明,硫掺杂TiO2催化剂活性高于未掺杂TiO₂催化剂;且当硫脲与钛酸丁酯物质的量比为5.0,在家用微波炉于功率210 W干燥25 min,再在马弗炉600 ℃焙烧处理2 h制备的催化剂,具有最佳的光催化降解效果。     

La掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO₂和不同La掺杂量的TiO₂纳米粒子，对样品进行了TG-DTA、XRD和UV-Vis 吸收光谱分析，并以染料废水甲基橙为目标降解物，考察了样品的光催化性能。结果发现，La的掺杂抑制了TiO₂粒径的长大，细化了晶粒；La掺入到TiO₂的晶格中，引起了晶格的畸变和膨胀；La的掺杂使TiO₂的吸收带边发生了红移；适量La的掺杂可提高TiO₂的光催化性能。试验条件下，最佳掺杂摩尔分数为0.1％。     

TiO2光催化剂掺杂改性的研究进展

TiO₂在利用光能和环保等领域具有重要应用前景。由于TiO₂具有较大禁带宽度，限制其对太阳光等可见光能的利用。通过对TiO₂掺杂改性，合成出具有较窄禁带宽度和稳定性好的光催化剂，促进光催化剂的实际应用。介绍了TiO₂光催化作用机理，从金属掺杂、非金属掺杂和共掺杂等方面总结TiO₂催化剂掺杂改性的研究现状。     

乙醇在SnO2掺杂的TiO2-Pt复合纳米催化剂上的电催化氧化

通过溶胶凝胶和电沉积法制备了SnO₂掺杂的钛基纳米TiO₂-Pt（nano-TiO₂-Pt）复合纳米催化剂。XRD和SEM的研究结果表明,SnO₂的掺杂改变了TiO₂的结构。通过对它们的电化学性质的比较发现,SnO₂的掺杂使nano-TiO₂-Pt复合纳米催化剂的电化学活性表面积增加,常温常压下对乙醇的电化学氧化电位负移,氧化能力明显提高。     

过渡金属离子掺杂纳米TiO2的相变与光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Mo⁶⁺、Cr³⁺、Fe³⁺的改性纳米TiO₂光催化剂，并分别在550℃和580℃下对其进行了热处理，考察了热处理温度对掺杂纳米TiO₂相变和光催化活性的影响.通过光催化降解染料罗丹明B实验，对在不同热处理温度下Mo⁶⁺、Cr³⁺、Fe³⁺改性以及不同Mo⁶⁺掺杂量的TiO₂光催化活性进行了评价，发现掺杂离子对TiO₂光催化活性的影响与其对TiO₂相转变的作用是一致的，即抑制相转变的同时也提高了光催化活性.实验结果也进一步表明，Mo⁶⁺掺杂量为0.05％（摩尔分数）时的TiO₂具有最佳光催化活性.     

镧、碳共掺杂TiO2的制备及其可见光催化性能

为了更有效地利用太阳能，以钛酸丁酯为前驱体，硝酸镧和四丁基氢氧化铵为掺杂离子给体，通过改进的溶胶-凝胶法，成功制备了纯TiO₂和不同掺杂浓度的镧、碳掺杂和共掺杂TiO₂光催化剂.表征结果显示，共掺杂催化剂为锐钛矿型，具有较高的比表面积，感光范围拓展到可见光区.分别以甲基橙、罗丹明B和4-氯酚为降解物，氙灯、太阳光和自然光为光源，进行催化剂的光催化降解实验，结果表明，共掺杂催化剂活性高于未掺杂和单掺杂催化剂.降解结果显示，当共掺杂催化剂含0.5% La³⁺(摩尔比)、焙烧温度在500℃时具有最高的光催化降解效率.共掺杂TiO₂具备较高的可见光催化活性原因可能是碳掺杂降低了TiO₂禁带宽度，而镧掺杂同时维持了体系的电荷平衡.     

水处理光催化剂TiO2掺杂改性研究进展

TiO₂ 光催化是一种可以利用太阳光的高级氧化技术,在水处理方面具有广阔的应用前景,但该技术目前大都吸收紫外光,对可见光利用效率很低,急需研究可提高TiO₂ 光催化性能的改性方案。本文综述了近年来 TiO₂ 金属掺杂、非金属掺杂以及共掺杂改性的理论与技术研究进展,对各种改性后的TiO₂ 光催化效率及其对可见光的响应进行了综合分析与比较,并提出了展望。     

TiO2复合氧化物的制备及其在加氢脱硫中的应用

对TiO₂、TiO₂-Al₂O₃、TiO₂-SiO₂和TiO₂-ZrO₂载体的制备技术及其在加氢脱硫中的应用进行了综述。研究表明，以TiO₂调变的Al₂O₃、SiO₂和ZrO₂载体能影响MoO₃与Al₂O₃、MoO₃与SiO₂及MoO₃与ZrO₂之间的相互作用，改善MoO₃在载体表面的分散，促进其还原，有利于提高催化剂表面活性组分的数量，提高催化剂的加氢脱硫活性。     

Synthesis and characterization of carbon-doped titania as a visible-light-sensitive photocatalyst

The synthesis and use of carbon-doped TiO₂ particles in photocatalysis under visible light are demonstrated. The carbon-doped titania with its mesoporous structure was prepared by chemical modification and characterized by several techniques including X-ray diffraction, transmission electron spectroscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electron paramagnetic resonance spectra (EPR), and diffuse reflectance UV-Vis. absorption spectra, with emphasis on the effect of carbon as a doping compound to the titania. Based on EPR data, the photocatalytic activity by visible light can be ascribed to the trapping of electrons at interior sites of the carbon-doped titania between the valence and conduction bands in the titania band structure, and is able to activated by visible light of a wavelength of up to 550 nm. The photocatalytic activity of the carbon-doped TiO₂ nanoparticles was evaluated by examining the decomposition of phenol by irradiation with artificial solar light (>420 nm) and the results were compared with those using Degussa P25, a commercially available titania nanomaterial.     

不同金属离子掺杂TiO2薄膜的制备及光催化活性的研究

以溶胶-凝胶法制备了分别用Ag^+、Cu²⁺、Fe³⁺、La³⁺、Ce³⁺和Eu³⁺等离子掺杂的纳米TiO₂薄膜，经XRD和UV-Vis对薄膜样品进行表征并研究了其光催化活性。XRD结果证明，掺镧TiO₂薄膜与未掺杂薄膜的X射线衍射图基本一致，实验条件下主要为锐钛矿型，且掺入La^3+离子使得TiO₂薄膜的晶粒变小。UV-Vis吸收光谱说明当λ＞380 nm时，其吸光度低于0.15。薄膜光催化降解亚甲基蓝的实验表明,La³⁺或Fe^3+掺杂薄膜的光催化降解率远高于未掺杂TiO₂薄膜，而Ce^3+或Cu^2+离子掺杂薄膜与未掺杂薄膜的光催化活性相似，掺Ag⁺或Eu³⁺离子则降低了活性。当最佳掺杂量La³⁺为0.6%或Fe³⁺为1.5%时，光催化降解率分别高达92%和82%。     

疏水性可见光响应型纳米CuO/TiO2催化降解高浓度硝基苯

采用十二烷基硫酸钠（SDS）对纳米CuO/TiO₂光催化剂进行疏水改性,并在可见光的照射下,研究了疏水性CuO/TiO₂对硝基苯降解的影响因素。实验表明：SDS-CuO/TiO₂催化剂具备完整的锐钛矿和CuO晶体衍射峰;SDS负载量变化对催化剂的紫外可见吸收性能没有影响;催化剂表面的疏水位主要是长链烷基。各影响因素的最佳水平分别是：SDS负载量2.3 g•（2.5 g TiO₂）^-1,初始浓度400～500 mg•L^-1,催化剂用量0.2 g•L^-1,pH 9,H₂O₂添加量6 ml•L^-1。最佳条件下硝基苯2 h降解率为80％,4 h降解率为93％。     

耐水固体超强酸制备研究

采用低温沉淀陈化法经过滤、干燥、浸渍、再过滤、再干燥和焙烧制备了以ZrO₂和TiO₂为主要组分的固体超强酸催化剂，并添加镧系过渡金属氧化物进行改性。将所制备的催化剂应用于难以分离水分的乙酸乙酯的合成反应过程，得到该类型催化剂最适宜的制备条件为：n(ZrO₂)∶n(TiO₂)= 1.5∶1，LaCl₃的添加量为催化剂中总质量的3%，硫酸浸渍液的浓度为1.0 mol·L^-1，焙烧温度和时间为500 ℃和5 h。低温沉淀陈化法制备的催化剂催化活性高于常温制备的催化剂；改性的催化剂酸强度函数H0＜-13.8；所制备的催化剂耐水性明显提高，乙酸乙酯的酯收率达到90%，选择性100%。     

柔性Ag@TiO2/碳纳米纤维膜的制备及光催化性能

首先通过静电纺丝、预氧化煅烧法制备出自支撑的柔性TiO₂/碳纳米纤维膜(TiO₂/CNFs),然后在AgNO3溶液中通过光沉积法制备出三元复合Ag@TiO₂/CNFs光催化剂。该纤维膜可以直接从废水中取出,减少了过滤、离心等工艺步骤。同时,TiO₂分散在碳纤维中,防止了纳米颗粒的团聚。相对于纯粉体TiO₂,三元复合Ag@TiO₂/CNFs膜对可见光的吸收明显提高,并表现出优异的光催化性能。当Ag占膜质量的理论百分比为1%时,Ag@TiO₂/CNFs对罗丹明B的降解效果最好,光照150 min后降解率可达到95.30%。     

活性炭负载TiO2光催化降解水中苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备活性炭负载型TiO₂光催化剂，用XRD分析了其晶型结构，以300 W中压汞灯为实验光源对苯酚进行了光降解研究。考察了催化剂热处理温度、TiO₂负载量、催化剂用量、降解温度、苯酚初始浓度和催化剂使用次数等因素对苯酚降解率的影响。结果表明，浓度为15 mg·L^-1的苯酚溶液，催化剂焙烧温度为500 ℃, 负载质量分数为33.3%的TiO₂,用量为1.8～3.0 ｇ·Ｌ^-1，30 ℃连续光照3 h时，苯酚溶液的降解率可达到98.3%。     

纳米N掺杂TiO2的制备及可见光催化活性研究

N-doped TiO2 nanoparticle photocatalysts were prepared through a sol-gel procedure using NH4C1 as the nitrogen source and followed by calcination at certain temperature. Systematic studies for the preparation parameters and their impact on the structure and photocatalytic activity under ultraviolet （UV） and visible light irra-diation were carried out. Multiple techniques （XRD, TEM, DRIF, DSC, and XPS） were commanded to characterize the crystal structures and chemical binding of N-doped TiO2. Its photocatalytic activity was examined by the deg- radation of organic compounds. The catalytic activity of the prepared N-doped TiO2 nanoparticles under visible light （λ〉400nm） irradiation is evidenced by the decomposition of 4-chlorophenol, showing that nitrogen atoms in the N-doped TiO2 nanoparticle catalyst are responsible for the visible light catalytic activity. The N-doped TiO2 nanoparticle catalyst prepared with this modified route exhibits higher catalytic activity under UV irradiation in contrast to TiO2 without N-doping. It is suggested that the doped nitrogen here is located at the interstitial site of TiO2 lattice.     

单分散Co/SiO2催化剂的制备及其F-T合成性能

以Co(NO₃)₂·6H₂O和Co(NO₃)₂·7C₆H₁₃OH为前驱体,采用热分解法制得Co/SiO₂催化剂,通过BET、TEM、HRTEM、XPS和TPR等手段进行表征,并对F-T合成反应性能进行了评价。结果表明,浸渍法制备的Co₃O₄颗粒团聚严重,而热分解法制备的Co₃O₄颗粒呈球形,单分散状态。与浸渍法制备的催化剂相比,热分解法制备的催化剂孔容较小,表面钴硅原子比较高,钴硅相互作用较强。评价结果表明,热分解法制备的催化剂反应活性低于浸渍法制备的催化剂,但汽油（C₅～C₁₁）选择性高,且选择性在前驱体去结晶水后有所增大.