铁掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3 的纳米TiO2微粒,采用X光衍射仪对粉体进行了表征.以甲基橙为目标降解物,研究了Fe3 掺杂纳米TiO2光催化性能.结果表明,掺杂适量Fe3 能够提高TiO2的光催化活性,当Fe3 的掺入量为摩尔比0.41%时催化活性最高.以紫外灯为光源,降解初始浓度为20mg·L-1的250mL甲基橙溶液,催化剂0.41%(摩尔分数)Fe3 -TiO2投加量为0.5g时,甲基橙的光催化降解效果最好.     

金属Nd增强TiO_2薄膜光催化性能的机理研究

用浸渍-提拉法在高硅氧玻璃纤维网格布上制备了掺杂金属Nd的TiO2薄膜,通过甲基橙的光催化降解实验来评价了催化剂薄膜的光催化性能,并用XRD、SEM和UV-Vis漫反射等分析方法对其结构进行了表征。结果表明:未掺杂和Nd掺杂均能得到锐钛矿型TiO2薄膜;适量掺杂金属Nd能够细化TiO2薄膜晶粒,使TiO2薄膜的拉曼和紫外可见漫反射峰位红移,拓宽了TiO2薄膜的光响应范围;与纯TiO2薄膜相比,掺杂金属Nd能够明显增强TiO2薄膜的光催化活性,当金属Nd的掺杂量为3wt%时,薄膜对甲基橙的降解最好。     

湿法碳氮硫共掺杂TiO2的制备及其光催化活性

以全硫碳酸铵为掺杂剂,采用湿法由硫酸钛出发制得碳氮硫共掺杂TiO2,通过XRD和XPS对掺杂TiO2进行了表征,并对掺杂TiO2的光催化活性进行了考察。结果表明,微波辅助加热制备的掺杂TiO2中,C元素部分替位取代了TiO2晶格中的Ti 4+;N元素以两种掺杂形式存在,即进入TiO2晶格替位取代O2-产生掺杂和通过化学吸附进入晶格间隙产生掺杂;S元素主要提供S 2p形成S6+取代Ti 4+进入晶格进行掺杂;以甲基橙溶液为对象进行光催化降解,当掺杂量α为1.6、500℃焙烧2h时,掺杂TiO2表现出较高的可见光催化活性,光照70min使浓度为20mg/L的甲基橙溶液的降解率达到99.64%,明显提高了纳米TiO2的光催化活性。     

掺杂二氧化钛薄膜的光催化降解性能的研究

试验采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜。在掺杂铁元素后,研究其在紫外光光照下对甲基橙及亚甲基兰的光催化降解效果,研究结果表明掺杂一定量的铁元素的二氧化钛薄膜对甲基橙及亚甲基兰有较好的光催化降解效果,在pH=2时效果最好。     

Ce掺杂TiO2薄膜电极光电催化降解甲基橙

用溶胶-凝胶法制备了泡沫镍负载TiO2及Ce离子掺杂TiO2薄膜电极,并以其为工作电极,建立了三电极光电催化体系。通过对水溶液中甲基橙的降解实验,考察了催化剂热处理温度、涂敷层数、外加电压、铈掺杂等因素对薄膜催化剂光催化性能的影响,结果表明,泡沫镍是光催化剂的优良载体;经500℃处理所得催化剂主要为锐钛矿相,催化活性最好;外加适当电压,有助于光催化降解;Ce的掺杂有易于TiO2催化活性的改善;外加适当电压有助于甲基橙的光催化降解。研究证明,500℃为铈掺杂TiO2薄膜的最佳热处理温度,外加一定电压、涂敷3层、掺杂n(Ce)/n(Ti)=2%的铈时催化剂的活性最高。     

载体形式和掺杂元素对纳米TiO_2光催化降解甲基橙的影响

通过对比不同形式玻璃载体负载TiO2紫外光催化降解甲基橙的能力以及不同元素掺杂对光催化降解的影响,探讨了提高TiO2光催化降解有机污水能力的方法。结果表明,毛细玻璃管负载的TiO2由于限域微米空间效应的作用,其光催化能力明显好于玻璃片和玻璃珠载体;同时,比较了TiO2掺杂元素Pb、N和Fe在可见光下的催化能力,得出掺杂Pb为最佳,降解率达到94.8%,以期为负载以及掺杂元素提升TiO2光催化降解污水的处理能力提供借鉴。     

Gd掺杂TiO2纳米晶的酸催化Sol—gel法制备与表征

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了未掺杂和掺杂1.0%(摩尔分数)Gd的纳米TiO2光催化剂,以甲基橙的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性.运用XRD,TEM,FT-IR,UV-Vis DRS以及PL光谱表征技术考察了Gd掺杂对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构、表面组成与光学性能的影响,并对改性机制作了探讨.结果表明,Gd掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒增长,使TiO2的光吸收带边发生蓝移,增加表面羟基含量,促进光生载流子分离,从而使Gd掺杂TiO2样品光催化降解甲基橙的能力显著增强.     

掺银二氧化钛纳米带的制备及其光催化性能研究

TiO2纳米带作为一种纳米光催化剂用于污水处理中时,能克服TiO2纳米颗粒不易分离同收等困难,对其进行贵金属掺杂,可提高其光催化活性.本研究以价格低廉的钛白粉为原料,采用水热法制备了掺银的TiO2纳米带,并运用XRD,SEM和EDS等对所制备的样品进行表征,进行了光催化降解甲基橙反应,考察了纳米带中的掺银量,煅烧温度等条件对降解甲基橙反应的影响.结果表明,当TiO2纳米带掺银量为0.1%(质量分数,下同),焙烧温度为700℃,催化剂用量为0.05g,室温下用15W紫外灯光照180min时,掺银的TiO2纳米带对甲基橙的降解率可达98.51%,较掺杂前提高了22%左右.     

一步水热法制备N,S（F）共掺杂TiO2纳米管及其可见光催化性能

以尿素、硫脲和氟化铵为掺杂物,采用一步水热法制备可见光响应的不同非金属共掺杂TiO2纳米管(TiO2NT)。通过SEM、TEM、XRD、BET、FT-IR、UV-Vis DRS等对样品进行了表征,考察其吸附性能及在模拟太阳光下对甲基橙的降解活性。结果表明,在碱性条件下一步水热法制备的不同非金属共掺杂TiO2NT具有较大的比表面积(193.93 m2/g)和较小的带隙能(2.76eV),非金属共掺杂明显提高了可见光利用率。在可见光辐照下,硫脲掺杂TiO2纳米管(N,S-TiO2NT)复合材料的光催化性能最好,反应100min后甲基橙降解率可达87.4%,降解过程符合一级动力学方程。     

石墨烯/Ni/TiO_2/CNTs复合物的制备及其光催化性能

首先通过溶剂热法,在石墨烯表面负载掺杂镍的纳米二氧化钛膜,制备石墨烯/Ni/TiO2复合材料;然后以掺杂的镍为催化剂,采用化学气相沉积法,原位生长碳纳米管(CNTs),得到石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合材料。通过XRD、SEM、TEM、拉曼等方法对制备样品的晶型、微观形貌等进行了表征,考察了样品在紫外光及可见光下对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:石墨烯和CNTs的加入使得Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物的光催化活性依次提高,并且石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物中石墨烯含量越多时,所得复合物的光催化降解性能越好。石墨烯含量最大的石墨烯/Ni/TiO2/CNTs样品,在紫外光下对甲基橙的降解率达到98%,在可见光下的光催化降解效率比掺镍TiO2提高了3.5倍。