氮掺杂二氧化钛纳米粉体的制备及光催化性能的研究

以钛酸正四丁酯为钛源、盐酸胍为氮源,用溶胶-凝胶法制备出了氮掺杂的TiO2纳米粉体,采用XRD、TEM、BET和UV-Vis对所制备的粉体进行了物相、形貌和结构表征,并分别在紫外光和可见光下进行了样品对甲基橙的光催化降解实验。结果表明,用该方法制备的N掺杂二氧化钛纳米粉体具有较单一的晶粒尺寸分布,分散性好,团聚少;掺杂样品在紫外光下对甲基橙的降解率比不掺杂样品有大幅度提高,并且在可见光下也具有较高的活性。     

二氧化钛薄膜材料的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯[Ti(OC4O9)]4为原料,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,制备了二氧化钛薄膜,同时以硝酸镧和硝酸镍为掺杂物制备了单掺、共掺的二氧化钛薄膜,研究了其可见光吸收性能和光催化降解性能。实验表明,掺杂后的二氧化钛薄膜在可见光区仍有明显吸收,掺镧的二氧化钛薄膜对亚甲基蓝降解效果较好,光催化降解率达到76.54%。     

Ag掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ag掺杂纳米二氧化钛。采用SEM、XPS、XRD、UV-Vis对样品进行表征。结果表明,未掺杂的样品的粒径在80～100nm,Ag掺杂的样品的粒径在40～50nm;Ag元素成功进入晶格,含量为0.67%(原子分数);400℃热处理时,掺杂与未掺杂样品晶型基本相同,600℃热处理时,掺杂能够抑制样品晶型的转变;掺杂使二氧化钛的吸收带边发生了一定的红移。在此条件下Ag的最佳掺杂量为0.5%,最佳热处理温度为600℃。在最佳条件下,以甲基橙为模拟污染物,经过120min的光催化实验,降解率达到97.9%。     

掺杂元素对非晶态纳米二氧化钛光催化性能的彤响

采用溶胶-凝胶法将不同元素转入二氧化钛结构之中,分析元素掺杂对非晶态TiO2颗粒光催化性能的影响。以甲基橙溶液模拟目标污染物,用紫外-可见分光光度计测定甲基橙溶液光照前后吸光度的变化,结果表明,掺杂元素后的非晶态TiO2与未掺杂的纳米TiO2相比具有更好的光催化活性,其中,金属元素FeN最佳掺杂量为1．5％,降解率达到73．02％;稀土元素Ce的最佳掺杂量为1．5％,降解率达到73．33％;非金属元素SN最佳掺杂量为2．5％,降解率达到94．13％。     

Ce掺杂TiO2/SiO2的制备及其光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和掺杂不同含量Ce的TiO2/SiO2复合纳米粒子.并用FT-IR,UV-Vis对样品结构进行了表征,并以罗丹明B(RB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化性能.结果表明,TiO2/SiO2催化剂中形成了新的Ti-O-Si键,Ce的掺杂使TiC2/SiO2光谱响应范围向可见光区拓展.与未掺杂的TiO2/SiO2相比较,掺杂的TiO2/SiO2具有更高的催化性能.Ce掺杂的最佳值为x(Ce)∶x(Ti)=0.0090,光催化剂最佳投放量为30mg.     

N掺杂TiO_2薄膜的光催化性能研究

开发具有可见光活性的光催化剂,在污染物处理和光能转换等方面,都有很大的应用价值。掺杂改性则是实现TiO_2可见光活性的重要手段之一。文献表明,在非金属元素掺杂中,N掺杂效果最为理想,已经成功地将光响应波长红移到可见光区,取得了很好的光催化活性。目前所制备的N掺杂TiO_2光催化剂主要有粉末和薄膜两种。粉末状催化剂较易制备,但存在难以回收的缺点;而采用简单方法制备高催化效率的薄膜仍存在一些困难。采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂改性的TiO_2薄膜以及SiO_2/TiO_2、FeCe/SiO_2/TiO_2等类型的复合薄膜,研究了镀膜的类型和层数、热处理温度和气氛,尿素、硫脲等不同氮源和掺杂量对薄膜光催化性能的影响;并且采用XRD、SEM、XPS、AES等分析了膜层的成分、相结构、表面形貌、膜厚、附着力,结合掺杂离子的类型、浓度、能级、电子构型、半径和化合价等因素,研究工艺条件对TiO_2的能带、异质结构的影响,研究了玻璃薄膜光催化活性变化的机理,特别是对TiO_2吸收边红移的作用机理。     

氮掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究

应用溶胶-凝胶法,以尿素和钛酸丁酯为原料制备前躯体,前躯体在500℃、焙烧3 h条件下制备不同浓度掺杂氮的TiO2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行光催化实验。结果表明:样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛,颗粒粒径小于300 nm,有一定程度的团聚,样品中含有质量分数分别为0、2.99%、6.23%、11.38%的氮元素,氮掺杂样品的光谱吸收边缘红移至400~470 nm。光催化实验表明:氮掺杂可以大大改善TiO2在可见光波段的光催化性能。     

纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在玻璃衬底上制备了纳米TiO2薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见一光谱(UV/vis)和原子力显微镜(AFM)对纳米TiO2进行表征.结果表明,经300～700℃退火得到的TiO2粉体呈锐钛矿相,经800℃退火得到了锐钛矿相与金红石相的混合晶相,经900℃退火完全转化为金红石相.薄膜表面粒子分布均匀,表面平均粗糙度为1.54nm,该薄膜具有较高的光催化活性,可直接用于光催化降解有机物等领域,具有广阔的应用前景.     

溶胶-凝胶法原位制备还原氧化石墨烯/二氧化钛复合材料及光催化性能

采用溶胶-凝胶法和改进的Hummers法制备了还原氧化石墨烯/二氧化钛(RGO/TiO_2)复合光催化剂。对该光催化剂的形貌、结构进行了表征与分析,并以亚甲基蓝(MB)模拟有机废水,研究了该复合材料的光催化性能。结果表明,大量TiO_2粒子负载在RGO片层表面形成膜层,分散均匀;在RGO/TiO_2中,TiO_2为锐钛矿型,RGO仍保留部分含氧官能团;RGO的引入使得RGO/TiO_2吸收带发生红移,能带宽度由3.2 eV降低至3.0 eV;RGO/TiO_2复合光催化剂具有良好的光催化降解性及循环稳定性,在持续光照MB溶液30 min后,最高降解率可达96.9%,5次循环光催化降解后,RGO/TiO_2仍有近90%的降解效率。     

N掺杂TiO2陶瓷膜的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备N掺杂TiO2溶胶,用浸渍-提拉方法将溶胶涂敷在陶瓷膜表面,制备具有抗污染性能的光催化陶瓷膜。光催化与膜分离技术相结合,处理含盐直接耐酸大红4BS染料废水,考察了料液pH值、初始浓度、跨膜压差、膜面流速等因素对含盐染料废水处理效果的影响。结果表明,该复合陶瓷膜对4BS染料的截留率在99%以上,对无机盐的截留率低于1%,光催化膜分离耦合的膜通量较单一膜分离的通量提高90%。     

纳米TiO2光催化降解双酚A的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2.以纳米TiO2为光催化剂,研究了在氧气存在条件下对典型内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应.分别讨论了分子氧、不同晶型、不同晶粒尺寸的纳米TiO2以及光照时间对双酚A降解反应的影响.结果表明,以0.2L/min的通氧速度进行光化学反应5h,锐钛矿型TiO2晶粒尺寸在10～20nm时对双酚A的光催化降解效率最好.     

TiO2薄膜溅射工艺参数对其光催化性能的影响

利用中频交流反应磁控溅射方法制备TiO2薄膜光催化剂,研究了溅射工艺参数对薄膜光催化能力的影响.采用动态反应系统,紫外光源为TUV,降解对象为0.02 mmol/L亚甲基蓝溶液.结果发现:Ar/O2混合反应溅射在O2分压大于9%之后亦可制备出光催化能力与纯O2溅射相近的TiO2薄膜.TiO2薄膜厚度是影响其光催化降解能力的最敏感因素,800 nm以下TiO2薄膜降解能力基本与厚度成正比.TiO2薄膜在黑暗环境下长期放置,光催化性能会出现一定下降,但紫外光预照射可以使其有效恢复.     

Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板,采用水热法制备了Fe3+-SiPO2掺杂纳米TiO2,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段考察了Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的结构与光学特性.实验结果表明:Fe3+、SiO2掺杂进入TiO2的晶格,可获得高纯度锐钛矿相纳米TiO2.Fe3+和SiO2的加入有助于抑制金红石相的形成和晶粒长大,提高了TiO2的热稳定性.Fe3+-SiO2掺杂将TiO2的光响应范围拓宽至可见光区,提高了纳米TiO2的光催化性能.与纯纳米TiO2相比,Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙的性能显著提高.     

光催化技术修复污染土壤的研究进展

光催化修复污染土壤是一种操作简便、费用低廉、无二次污染和具有广阔发展前景的新兴技术.详细阐述了有机农药污染土壤修复的必要性、光催化修复污染土壤的基本原理和土壤污染的光催化修复技术,并提出了今后的发展方向.     

煅烧温度对TiO_2中空微球光催化性能的影响

以分散聚合法制得的单分散阳离子聚苯乙烯（PS）微球为模板,钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法在模板表面包覆TiO2壳层,并在不同煅烧温度下制备了晶相结构不同的微米级中空TiO2微球。采用TEM、SEM、FT-IR、XRD、UV-Vis DRS对样品的微观结构、相态组成及光催化性能进行了表征。结果表明TiO2中空微球平均粒径达到1.23μm,壳层厚度约为30nm;随着煅烧温度增加,锐钛矿晶粒尺寸会增加,并在700℃时出现混晶结构;在500℃煅烧得到的TiO2中空微球对甲基橙（MO）降解表现出比P25更好的光催化性能及光催化稳定性。     

TiO_2纳米粉体的溶胶-凝胶工艺制备和光催化活性表征

通过溶胶 -凝胶工艺制备了锐钛矿型TiO2 纳米粉体 ,TiO2 粉体由 40～ 80nm的球形颗粒组成。XPS研究表明 :TiO2 纳米粉体中主要含有Ti和O元素 ,未发现其它杂质元素 ,O/Ti的原子比为 2 .14,其中含有一定量的羟基 (-OH)。甲基橙水溶液的光催化降解实验表明 :溶胶 -凝胶工艺制备的锐钛矿型TiO2 纳米粉体的光催化活性明显高于普通TiO2 粉体。     

TiO_2纳米粉体的溶胶-凝胶工艺制备和光催化活性表征

通过溶胶 -凝胶工艺制备了锐钛矿型TiO2 纳米粉体 ,TiO2 粉体由 40～ 80nm的球形颗粒组成。XPS研究表明 :TiO2 纳米粉体中主要含有Ti和O元素 ,未发现其它杂质元素 ,O/Ti的原子比为 2 .14,其中含有一定量的羟基 (-OH)。甲基橙水溶液的光催化降解实验表明 :溶胶 -凝胶工艺制备的锐钛矿型TiO2 纳米粉体的光催化活性明显高于普通TiO2 粉体。     

煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对TiO2光催化性能的影响

以钛酸四正了酯为先驱物,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和Fe3+掺杂的纳米TiO2(Fe3+/TiO2)光催化剂,并用XRD、UV-Vis等进行了表征,系统研究了煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对催化剂在自然光条件下光催化降解甲基橙性能的影响.结果表明,相同煅烧温度下,Fe3+/TiO2的粒径比纯TiO2的粒径小.制备纯TiO2和Fe3+/TiO2的最佳煅烧时间分别为4h和3h,最佳煅烧温度均为773K.适量掺入Fe3+可以显著提高纳米TiO2在自然光条件下的光催化降解活性,Fe3+/TiO2中Fe3+的最佳掺杂量为10.00%,相应的脱色效率为28.37%.     

稀土掺杂TiO_2薄膜的制备及其应用研究

采用溶胶-凝胶的方法制备得到了Y、Ho、Sm和Ce掺杂的TiO2薄膜,XRD分析表明薄膜结晶性能良好,具有锐钛矿晶型。同时研究了稀土元素掺杂浓度和光照条件对薄膜性能的影响,得到了Y、Ho、Sm和Ce的最佳掺杂浓度。研究表明,稀土掺杂同未掺杂相比能提高TiO2薄膜的光催化活性,其中在最佳掺杂浓度时的光催化降解率最高,薄膜的降解率达到了90%。以Sm掺杂的TiO2薄膜降解乐果,结果表明,在太阳光照条件下比在紫外光照条件下具有更高的降解率。