S、RE共掺杂TiO2的制备及其可见光分解水制氢性能

采用溶胶-凝胶法制备了系列稀土(La、Eu、Nd、Tb、Er)和硫共掺杂TiO2光催化剂RE/S/TiO2。通过紫外-可见(UV-Vis)漫反射、X射线衍射(XRD)对催化剂进行了表征。以EDTA为电子给体,考察了光催化剂在可见光照射下的制氢活性。研究结果表明,S/TiO2具有可见光活性,稀土掺杂进一步提高了S/TiO2可见光活性,其活性顺序依次为Eu/S/TiO2>La/S/TiO2>Nd/S/TiO2>Tb/S/TiO2>Er/S/TiO2。与纯TiO2和S/TiO2光催化剂相比,稀土掺杂使催化剂的粒径减小,晶格畸变应力增大,从而提高了催化剂可见光制氢活性。     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及其可见光降解甲醛

采用水解沉淀法制备了纯的和N掺杂的TiO2纳米光催化剂,并用二次离子质谱、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、比表面积、透射电镜等技术进行了表征。以GaN基兰色发光二极管为光源,研究了催化剂光催化降解甲醛的活性。实验表明,在最佳反应条件下,N掺杂的TiO2纳米光催化剂在可见光下对甲醛有良好的光催化活性。     

氮掺杂TiO2光催化剂研究进展

对TiO2光催化剂进行改性,实现可见光催化活性是第二代光催化剂走向实用化的关键.氮掺杂TiO2是一种理想的具有可见光活性的光催化剂,由于N 2p态与O 2p态杂化,实现带隙窄化和吸收带边红移,对于实现可见光催化活性具有重要意义.评述了氮掺杂改性TiO2光催化剂的国内外研究现状,分析了不同掺杂方法对于实现TiO2可见光催化活性的掺杂机理和改性机理,提出研究合适的催化剂载体对TiO2进行氮等非金属负载是今后努力的方向,并且应该建立统一的催化剂性能评价标准.     

纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

以硝酸铁为铁源,NaOH为沉淀剂合成单分散性良好的纳米α-Fe2O3粒子,然后与纳米TiO2胶体复合制备了纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂。利用动态光散射粒径分析仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪对光催化剂的物相、形貌进行了表征。在室温条件下,以甲醛作为有机污染物,在可见光照射下探讨了纳米α-Fe2O3粒径、α-Fe2O3摩尔分数等对甲醛光催化降解的影响。结果表明,在一定范围内,随着粒径的减小,纳米α-Fe2O3光催化活性增强,在120min内粒径40nm的纳米α-Fe2O3对甲醛的降解效果最好,降解率约为93.05%。与纯TiO2相比,纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的可见光催化活性明显增强,纳米α-Fe2O3最佳含量为0.20%(摩尔分数)。纳米α-Fe2O3含量过大,纳米α-Fe2O3/TiO2光催化剂的催化活性将降低。     

锐钛矿SO42-/TiO2纳米光催化剂的制备及其性能

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了锐钛矿型SO42-/TiO2纳米光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、BET比表面积测量和透射电镜(TEM)对其进行了表征。以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化剂表面羟基自由基的生成;在紫外和可见光的照射下,以甲基橙为光催化反应的模型化合物,研究了锐钛矿型SO42-/TiO2纳米光催化剂的光催化活性。结果表明:SO42-负载使锐钛矿TiO2的比表面积增加,吸附量增加,光催化活性提高;SO42-/TiO2纳米光催化剂的羟基自由基的生成速率越大,催化剂的催化活性越高;浸渍液H2SO4的浓度对SO42-/TiO2纳米光催化剂的吸附量、羟基自由基的生成速率和催化活性有一定的影响,H2SO4的最佳浓度为0.2mol/L。     

流化床化学气相沉积法制备CNT/Fe-Ni/TiO2及其光催化性能研究

以Fe-Ni/TiO2为催化剂,采用流化床化学气相沉积法(FBCVD)在TiO2表面原位生长碳纳米管(CNT),得到CNT/Fe-Ni/TiO2复合光催化剂.通过SEM、XRD、UV-Vis等方法表征其结构和性能,以亚甲基蓝溶液降解为模型考察其光催化性能.结果表明:Fe-Ni/TiO2催化剂在FBCVD过程中,镍主要起到了CNT生长催化活性位的作用;在生长CNT后的复合光催化剂中,比例较低的Fe3+主要作为电子俘获剂,抑制TiO2光生电子空穴的复合;Ni和CNT共同起到将电子迅速地从TiO2中导出,从而降低光生电子空穴复合几率的作用.三者的协同作用显著改善了TiO2的光催化性能.其中Fe和Ni掺杂量分别为0.25mol%和4.75mol%样品的光催化活性较高,生长CNT后得到的复合光催化剂对亚甲基蓝的降解效率较纯TiO2提高约70%.     

活性炭负载N掺杂可见光型TiO2-xNy/AC光催化剂的制备及性能研究

将活性炭负载与N掺杂有效结合,采用酸催化水解法在粉状活性炭(AC)表面合成TiO2前驱体,在NH3/N2气氛中程序升温处理制得N掺杂TiC2-xNy/AC(TON/AC)光催化剂.以苯酚为模型物,考查了TON/AC紫外光区、可见光区及太阳光下催化活性以及分离性能、使用寿命.采用XPS、XRD、DRS、FTIR,SEM、低温氮物理吸附对光催化剂的表面特征,吸光特性、晶相结构等进行表征.结果表明,N以阴离子形式进入TiO2体相并置换晶格中的O,适量N掺杂的TON/AC在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性.N掺杂在TiO2表面生成Ti-O-N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450～550nm,诱发TiO2可见光催化活性. AC负载可降低TiO2团聚体的尺寸,增加催化剂比表面积,为光催化降解提供高浓度环境,从而提高光催化效率同时还可改善催化剂分离性能,提高催化剂使用寿命.     

Ni2O3/TiO2-xNx可见光催化剂的制备及表征

用溶胶-凝胶法制备了一种新型可见光催化剂Ni2O3/TiO2-xNx,用热分析、X射线光电子能谱及X射线衍射等进行了分析表征,并以偶氮染料阳离子红为目标污染物,分析了催化剂可见光下的催化活性.结果表明,Ni2O3/TiO2-xNx催化剂样品450℃处理后呈锐钛矿型.N元素进入TiO2晶格,Ni元素以Ni2O3的形式游离于TiO2晶格之外.相对于无掺杂TiO2,Ni2O3/TiO2-xNx催化体系由于N元素的掺杂使其在可见光区域的吸收大大增强, Ni2O3掺入加快了光生电子-空穴的分离和转移,因此可见光下的催化活性和光电化学活性大大提高.     

N、S共掺杂纳米TiO2的制备、表征及光催化性能研究

以TiCl4、硫脲为原料，采用微波催化水解沉淀法合成了S掺杂的TiO2前驱体，在NH3／N2气氛中经高温煅烧处理制得N、S共掺杂纳米TiO2光催化剂，用XRD、UV-Vis／DRS、FT-IR、TG-DTA、SEM等对其进行了表征。并考察了该催化剂在可见光及紫外光区的催化活性。结果表明，N掺杂在TiO2表面形成了Ti-O-N键；S掺杂可以导致TiO2晶粒尺寸细化。而N、S共掺杂导致了TiO2晶格畸变，产生了新的能级结构，使催化剂的吸收边带红移。晶粒基本呈球形和类球形，粒径在15-20nm之间。N、S共掺杂对提高光催化活性具有协同作用，在可见光和紫外光区均表现出较佳的光催化活性。     

Ag/TiO_2复合纳米催化剂的制备和表征及其光催化性能研究

以TiCl4,AgNO3为原料,采用水热法制备了Ag/TiO2复合纳米催化剂。采用X-射线衍射仪、透射电镜等对其进行结构表征,得到金红石型均匀掺杂的Ag/TiO2复合纳米颗粒。为了评估Ag/TiO2光催化材料的催化活性,在中性条件下以Ag/TiO2作为光催化剂,进行了在自然光下催化降解甲基橙的实验,实验结果表明:Ag/TiO2复合纳米催化剂对甲基橙的光催化降解具有较好的催化作用。     

Preparation and characterization of visible-light-driven TiO2 photocatalyst Co-doped with nitrogen and erbium

A series of nitrogen and erbium co-doped TiO2 photocatalyst was prepared by sol-hydrothermal method. The structure and properties of the photocatalyst were characterized by X-ray diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and UV-vis diffuse reflectance spectra (DRS). The XRD and BET results showed that co-doping inhibited the increase of crystallite size and enlarged specific surface areas. XPS spectroscopy indicated nitrogen atoms were incorporated into TiO2 lattice, and erbium atoms mostly existed in the forms of Er2O3. A shift of the absorption edge to the lower energy and four absorption bands located at 654, 544, 524 and 489 nm attributed to the 4f transitions of 4I15/2 --> 4F2/9, 4I15/2 --> 4S3/2, 4I15/2 --> 2H11/2, 4I15/2 --> 4F7/2 of Er3+ were observed using DRS spectroscopy. The catalytic efficency was evaluated by the photocatalytic degradation of methyl orange (MO) under visible light irradiation. The results showed that the photocatalytic performance of the co-doped TiO2 was related with the hydrothermal temperature and the molar ratio of N/Ti, and they showed higher acitivites than pure TiO2. Results determined by fluorescence technique revealed that irradiation (lambda > 400 nm) of TiO2 photocatalyst dispersed in MO solution induces the generation of the highly active hydroxyl radicals (OH). It indicated the photocatalytic activities of TiO2 photocatalyst were correlation with the formation rate of hydroxyl radicals (OH) and other active oxygen species.     

TiOSO_4热水解法制备超细TiO_2粉末光催化剂

采用TiOSO4 热水解法制备超细TiO2 粉末光催化剂 ,探讨了不同制备条件对光催化性能的影响 ,采用XRD、TEM、BET、TG -DTG -DTA对催化剂进行表征 ,初步说明TiO2 光催化活性与其晶型、粒径大小、比表面等微结构的关系。实验结果表明 ,在 16 0℃热处理下制备的TiO2 粉末是球形和多孔型结构 ,比表面积约为 170m2 / g ,只有锐钛型单一晶相和无定型组成 ,颗粒平均粒径为 2 0nm ,其光催化活性与商业化DegussaP2 5TiO2 超细粉末相近。     

硫掺杂TiO2/Ti光电极制备及其可见光光电催化性能

为了提高TiO2/Ti光电极在可见光下的光电催化活性,采用阳极氧化法制备了一种新型的硫掺杂TiO2/Ti光电极.采用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线荧光光谱等技术对光电极进行了表面形貌、结晶形态、晶粒尺寸、硫的掺杂量和价态以及吸光性能表征.研究表明:硫掺杂TiO2/Ti光电极的最佳制备条件为:成膜电压160V、电流密度100mA/cm2、Na2SO3质量浓度750mg/L;所制备的光电极具有良好的光电催化氧化降解邻苯二甲酸二甲酯活性,并能有效地矿化其中间产物;与TiO2/Ti电极相比,硫的掺杂可以显著提高其在可见光下的光电催化性能.     

ZnS/TiO2聚砜纤维复合材料的制备及其光催化水制氢性能的研究

利用高压静电纺丝制备了具有良好耐光降解性能的羧基聚砜电纺纤维毡,利用其为载体用水热反应法制备了ZnS/TiO2聚砜复合光催化材料,得到了分布均匀的ZnS/TiO2聚砜纤维复合材料。通过X射线衍射、光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、热失重、耐紫外光降解实验对复合材料进行了表征。光催化分解水制氢实验表明:ZnS/TiO2含羧基聚砜纤维复合材料的催化效率高于同等条件下粉体ZnS/TiO2,并且具有很好的重复稳定性。     

Synthesis and characterization of visible light driven mesoporous nano-photocatalyst MoO3/TiO2

A novel mesoporous-structured photocatalyst MoO3/TiO2 was synthesized through a modified sol-gel method by using P123 as the template, and the resulting nano-photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption measurements, transmission electron microscope (TEM), UV-vis spectroscopy, XPS and Raman techniques. Low-angle XRD and TEM images show the lack of long-range order in the as-prepared MoO3/TiO2, but the Mo species are homogenously dispersed on the anatase matrix. According to the results of N2 ads-desorption, the calcined products possess the high surface area and the pore size distribution centered between 4-7 nm. The calcined meso-MoO3/TiO2 materials exhibit the high photocatalytic activity for the degradation of MB (methylene blue) under visible light radiation.     

一步水热模板法制备Cu-TiO2异质结构纳米粒子（英文）

以聚乙二醇(PEG)为软模板剂,采用一步水热法合成了具有异质结构的铜–二氧化钛复合纳米粒子.利用X射线衍射谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分别对制备材料的相组成、微观结构进行了研究.结果表明,一步水热法制备的异质纳米粒子由单一立方相铜和锐钛矿相二氧化钛组成.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)在单一粒子中观测到清晰的铜(101)和二氧化钛(111)晶面构成的界面.该界面有助于二氧化钛光生电子–空穴对的分离.同时,所制备纳米粒子的颗粒尺寸和光吸收特性可以通过改变PEG分子链长进行微调.本研究还对水热过程的反应机理进行了讨论,结果表明:PEG与铜氨络合物通过氢键连接,其链长对于粒子尺寸的影响在于PEG对Cu颗粒的尺寸进行的调节,而此过程中二氧化钛的晶粒尺寸并无明显变化.紫外–可见吸收光谱表明该异质纳米粒子与普通二氧化钛纳米粉体相比,对可见光区光谱有较为强烈的吸收.该界面纳米材料是一种有潜在应用价值的光催化材料和太阳能电池材料.     

TiOSO4热水解法制备超细TiO2粉末光催化剂

采用TiOSO4热水解法制备超细TiO2粉末光催化剂,探讨了不同制备条件对光催化性能的影响,采用XRD、TEM、BET、TG－DTG－DTA对催化剂进行表征,初步说明TiO2光催化活性与其晶型、粒径大小、比表面等微结构的关系。实验结果表明,在160℃热处理下制备的TiO2粉末是球形和多孔型结构,比表面积约为170m^2/g,只有锐钛型单一晶相和无定型组成,颗粒平均粒径为20nm,其光催化活性与商业化Degussa P25 TiO2超细粉末相近。     

纳米TiO_2/粉煤灰复合材料的制备及光催化性质

为了提高TiO2的光催化效果,使催化剂易于回收再利用,利用粉煤灰为载体,采用低温超声水热法制备纳米TiO2/粉煤灰复合光催化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(TEM)、红外(IR)和紫外-可见(UV-Vis)光谱分析对产物进行了表征,研究了TiO2加入量、超声时间等对复合物形貌、晶型和性能的影响。光催化降解亚甲基蓝的实验结果表明,由于TiO2和粉煤灰的共同作用,所得复合光催化剂的性能优于纯TiO2的光催化性能。