N掺杂TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法,以Ti(OC4H9)4和氨水等为原料制备纯二氧化钛、N掺杂以及N,Zn2+共掺杂的二氧化钛光催化薄膜.用X射线衍射和X光电子能谱等对薄膜进行了表征,紫外光和可见光下催化剂降解甲基橙溶液的实验结果表明,掺杂TiO2薄膜比无掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显提高,并且可见光下对甲基橙溶液有一定的光催化活性,但Zn2+的存在对掺杂薄膜的光催化效率没有显著改善.分析原因可能是N掺杂在价带和导带之间形成了缺陷能级,减小了TiO2的禁带能隙,从而使TiO2的吸收带发生红移,实现可见光响应.     

N掺杂TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法，以Ti（OC4H9）4和氨水等为原料制备纯二氧化钛、N掺杂以及N，Zn^2＋共掺杂的二氧化钛光催化薄膜。用X射线衍射和X光电子能谱等对薄膜进行了表征，紫外光和可见光下催化剂降解甲基橙溶液的实验结果表明，掺杂TiO2薄膜比无掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显提高，并且可见光下对甲基橙溶液有一定的光催化活性，但Zn^2＋的存在对掺杂薄膜的光催化效率没有显著改善。分析原因可能是N掺杂在价带和导带之间形成了缺陷能级，减小了TiO2的禁带能隙，从而使TiO2的吸收带发生红移，实现可见光响应。     

镨和氮共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备与性能

采用溶胶-凝胶法结合微波化学法制备高活性可见光响应型镨(Pr)和氮(N)共掺杂纳米TiO2光催化剂(Pr-N-TiO2).通过XRD、FT-IR、UV-Vis和TEM等手段对Pr-N-TiO2光催化剂样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察Pr-N-TiO2光催化剂对MB的光催化降解效果.结果表明Pr和N共掺杂TiO2能有效地抑制TiO2的晶粒生长,共掺杂离子之间的协同作用使得Pr-N-TiO2光催化剂的光谱吸收阈值波长发生红移,荧光光谱强度明显降低,光催化活性显著提高;在日光灯下,6h内,Pr-N-TiO2光催化剂对MB的光催化降解率达92.81%,明显优于DegussaP25的(45.01%).     

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.     

硅胶负载掺钕TiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法将掺钕二氧化钛负载在二氧化硅上制备复合光催化剂（Nd/TiO2-SiO2）,利用XRD、SEM、FT-IR和DRS对Nd/TiO2-SiO2进行表征,并通过甲基橙溶液的光催化降解评价其光催化性能。结果表明：Nd/TiO2-SiO2在可见光区388-619nm范围内的光吸收性能随着钕掺杂量的增大而增强,钕掺杂有利于降低电子-空穴的复合率,钕和二氧化硅提高TiO2的光催化活性。在600℃煅烧的0.1%Nd/TiO2-SiO2的光催化活性最高,1h后甲基橙降解率为82.9%。     

掺Ag量对绢云母负载纳米二氧化钛性能的影响

以绢云母为载体,采用水解-沉淀法制备出了绢云母负载纳米TiO2粉体（TiO2/M）,在粉体表面沉积不同量的Ag2CO3,经400℃焙烧,制得不同掺Ag量的绢云母负载TiO2光催化剂,采用TG、XRD、SEM、EDS、UV等手段对样品进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,甲基橙为模拟污染物检测其光催化活性,研究了Ag的掺杂量对粉体中TiO2晶相结构、粒度和光催化性能的影响。结果表明：纳米TiO2均匀负载在绢云母上形成包覆层,Ag的掺杂抑制了TiO2晶粒的长大,减缓锐钛矿向金红石相的转变,同时Ag的掺杂形成新的能级结构,随Ag＋/Ti4＋摩尔比的增加,样品对光的吸收边逐渐红移至440～520 nm,具有明显的可见光响应,当Ag＋/Ti4＋=0.05时,制得样品对甲基橙的光催化降解率是没有掺Ag的样品的1.5倍,相同条件下重复利用4次,该样品60 min对甲基橙的降解率仍然可达34%。     

Ce改性TiO2纳米粒子的制备及光催化活性

采用浸渍法制备了Ce/纳米TiO2复合粉体,用XRD对复合粉体的晶体结构进行了表征.以紫外光照下降解甲基橙为目标,研究了Ce掺杂量和焙烧温度对Ce/纳米TiO2复合粉体的光催化能力的影响规律,并分析其机理.结果表明:Ce掺杂能有效地提高纳米TiO2光催化降解甲基橙的能力,在400℃～700℃的焙烧温度下,纳米TiO2为锐钛型晶型结构,0.4%Ce(质量分数,下同)掺杂的复合粉体具有最好的光催化降解甲基橙的能力,其原因在于Ce4+掺杂有利于在TiO2纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离,因此存在一个最佳掺杂浓度使得光催化活性最高;焙烧温度对Ce/TiO2纳米复合粉体的影响依赖于Ce的掺杂量,低掺杂量时,较高的焙烧温度降解效果较好;高掺杂量时,较低的焙烧温度降解效果较好.     

Ce改性TiO2纳米粒子的制备及光催化活性

采用浸渍法制备了Ce/纳米TiO2复合粉体,用XRD对复合粉体的晶体结构进行了表征.以紫外光照下降解甲基橙为目标,研究了Ce掺杂量和焙烧温度对Ce/纳米TiO2复合粉体的光催化能力的影响规律,并分析其机理.结果表明Ce掺杂能有效地提高纳米TiO2光催化降解甲基橙的能力,在400℃～700℃的焙烧温度下,纳米TiO2为锐钛型晶型结构,0.4%Ce(质量分数,下同)掺杂的复合粉体具有最好的光催化降解甲基橙的能力,其原因在于Ce4+掺杂有利于在TiO2纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离,因此存在一个最佳掺杂浓度使得光催化活性最高;焙烧温度对Ce/TiO2纳米复合粉体的影响依赖于Ce的掺杂量,低掺杂量时,较高的焙烧温度降解效果较好;高掺杂量时,较低的焙烧温度降解效果较好.     

氮和硫共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及可见光活性研究

以钛酸四丁酯、三乙醇胺和硫脲为前驱物,采用溶胶-凝胶法合成了氮硫共掺杂纳米TiO2光催化剂,以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM、XPS等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.不同温度煅烧的催化剂在波长低于550nm的可见光区域内都有高的吸光度.可见光光催化结果表明,500℃煅烧制得的掺杂氧化钛光催化剂表现出最佳的光催化活性,180min内对甲基橙溶液的降解率达到76.7%.     

无模板剂的溶胶-水热法合成具有可见光响应的氮掺杂混晶 TiO2(锐钛矿/金红石/板钛矿)纳米棒束

采用无模板剂的溶胶-水热法制备了具有可见光响应的N掺杂锐钛矿/金红石/板钛矿型TiO_2(N-TiO_2)纳米棒束,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对获得的样品进行了表征。以甲基橙为模型反应物,评价了N-TiO_2纳米棒束的光催化活性。表征结果结合光催化活性评价结果显示,与P25-TiO_2相比,N掺杂、混晶及纳米棒束之间的协同作用是所制备的混晶N-TiO_2纳米棒束具有良好光催化活性的主要原因,并对混晶N-TiO_2纳米棒束光催化降解甲基橙的机理进行了探讨。     

Photocatalytic activity of porous TiO2 films prepared by anodic oxidation

Anatase titanium dioxide is an active photocatalyst, however, it is difficult to be immobilized on the substrate. The crystalline TiO2 porous film was prepared directly on the surface of pure titanium by anodic oxidation. The film was then used for photocatalysis via the methyl orange degradation method. The effects of anodization voltage, pH value, TiO2 film area and degradation time on the photocatalyst were investigated respectively by UV-visible spectrum. It was indicated that the TiO2 film prepared by anodic oxidation at 140 V had the best photocatalysis capability and the degradation of methyl orange was accelerated with acid addition.     

Ag-TiO2复合纳米颗粒的自组装法制备及其光催化性

采用空气-水界面自组装法制备TiO2纳米粒子,将其放入AgNO3溶液中浸泡,后在较低温度下进行热处理(400℃),获得Ag-TiO2复合纳米颗粒.利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-vis)等分析测试手段进行表征.结果表明:复合粒子可以显著提高TiO2颗粒光催化活性.以甲基橙为模拟污染物,经过光催化试验,证实复合纳米粒子具有较好的光催化活性,降解率达到96.25％.     

双氧水改性二氧化钛的光催化性能研究

研究了用微乳法制备纳米二氧化钛粉末的工艺，以及在紫外光照射下，TiO2和H2O2分别以及两者结合对于甲基橙溶液的降解作用。结果表明用微乳法可以制备粒度为23．2nm的纳米TiO2粉末；在紫外光照射下，H2O2可以有效地降解甲基橙溶液；当H2O2浓度从1mmol／L增加到10mmol／L，甲基橙的吸光度直线下降；当H2O2浓度达到10mmol／L时，降解率可以达到99％；TiO2也可以有效地降解甲崔橙溶液，当TiO2的浓度为0．50～0．75g／L时，降解率最大；用H2O2对TiO2进行改性后，可以有效地降解甲基橙溶液，固定TiO2的量为0．5g／L时，当H202浓度为4mmol／L时，甲基橙溶液的吸光度达到最低；当H2O2浓度处于10mmol／L以上时，甲基橙溶液的吸光度却出现无规则的变化。     

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.     

Ag_2CO_3修饰TiO_2增强其光催化降解甲基橙研究

在TiO_2表面沉积Ag_2CO_3制备了Ag_2CO_3/TiO_2异质结光催化剂。用X射线衍射、比表面(BET)、能量散射X射线谱(EDS)表征催化剂的结构和组成,用表面光电压谱(SPV)研究了光催化剂的光生电荷分离特性,并考察了异质结光催化剂对甲基橙的光催化降解活性。结果表明,Ag2CO3沉积在TiO_2表面有效增加了异质结光生电子-空穴分离速率,从而增强了光催化剂对甲基橙的光催化降解性能。     

Facile one-pot hydrothermal method to prepare Sn(Ⅱ) and N co-doped TiO2 photocatalyst for water splitting under visible light irradiation

In this paper,a visible light-responsive Sn²⁺and N co-doped TiO₂photocatalyst was prepared by facile one-pot hydrothermal method.All as-prepared samples were characterized in detail by a series of characterization approaches.The results showed that the Sn²⁺and N elements were co-doped into TiO₂,while the catalyst still maintains anatase crystal structure and gets irregular little nanocluster in diameter of 9–10 nm with higher specific surface area.The absorption edge of Sn²⁺and N co-doped TiO₂extends to the visible light region.Compared with Sn²⁺-doped TiO₂and N-TiO₂,the absorption edges have obvious red-shift of about 50 and 70 nm,respectively.The synergistic effect of O 2p-N 2p and O 2p-Sn 5s hybridization to form impurity levels is the main reason for the red-shift.The hydrogen production performance of the Sn²⁺and N co-doping TiO₂(n(N)/n(Ti)=1)catalyst reached the maximum value of 0.37 mmol·h^-1·g^-1under visible light,which is higher than that of N-doped TiO₂and SnTiO₂-doped TiO₂singly.This result is due to the wider visible light region-responsive ability of Sn²⁺and N codoped into TiO₂.Furthermore,mild hydrothermal methods will not make the Sn²⁺oxidized to Sn⁴⁺,which make the catalysts still maintain high photocatalytic performance.This work provides a simple and mild method for the preparation of dual-element co-doped TiO₂with high crystallinity,excellent performance and broad application prospects.     

Visible Light Photocatalysis of Ni-Deposited TiO_2 Nanotubes for Methyl Orange Degradation in Alkaline Medium

The photocatalysis of Ti O2nanotubes(Ti/TNT) and Ni-deposited Ti O2nanotubes(Ti/TNT–Ni) for methyl orange degradation was investigated.Methyl orange was selected as the model pollutant,and its photocatalytic degradation was determined in 1 mol/L KOH solution.Ti/TNT was produced by anodizing method,and the electrodeposition of nickel on TNT was performed galvanostatically.The characterization of electrodes was performed by scanning electron microscopy,energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction analysis.The electrochemical behavior of the electrodes was determined by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy.The irradiation was applied by visible light source(k = 635 nm) for 48 h.UV/vis spectroscopy was used for determination of the concentration of methyl orange.Furthermore,after 48-h irradiation,the solutions were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy.Results showed that the concentration of methyl orange decreased from 100 ppm(10-6) to 16 ppm,after48-h irradiation with the photocatalysis of Ti/TNT–Ni.