氮掺杂对二氧化钛光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以硝酸铵为氮源,制备了氮掺杂二氧化钛薄膜,通过紫外可见吸收光谱(UV-VIS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对氮掺杂二氧化钛进行表征,并以亚甲基蓝为降解模型,探讨了氮掺杂对二氧化钛光催化性能的影响。结果表明:当氮掺杂量为11%、煅烧温度为450℃时,其吸收光谱明显发生红移,样品的光催化活性最好。随着氮掺杂量的增加,薄膜的催化性能先增后减,主要原因是氮掺杂会影响晶相颗粒的生长和产生缺陷,薄膜表面更加粗糙,比表面积增大。煅烧温度对薄膜的催化性能的影响也呈现先增后减,因为煅烧温度会影响二氧化钛晶型的转变和结晶度的变化。     

钆掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备不同Gd3+掺杂量的纳米TiO2光催化剂,用500 W长弧氙灯模拟太阳光,并以甲基橙模拟水研究样品的光催化性能。结果表明,钆掺杂并没有改变纳米二氧化钛的晶型结构,微观形貌为球状颗粒,粒径约为30 nm;当掺杂摩尔分数为1.26%时,光催化性能最好,用量为1 g/L,反应2 h时,降解率达51%。     

钆掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备不同Gd3+掺杂量的纳米TiO2光催化剂,用500 W长弧氙灯模拟太阳光,并以甲基橙模拟水研究样品的光催化性能。结果表明,钆掺杂并没有改变纳米二氧化钛的晶型结构,微观形貌为球状颗粒,粒径约为30 nm;当掺杂摩尔分数为1.26%时,光催化性能最好,用量为1 g/L,反应2 h时,降解率达51%。     

N掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,尿素为氮源,室温下采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂的纳米TiO2粉末。采用XRD、TEM、UV-Vis DRS对样品进行了表征。结果表明：N掺杂使纳米TiO2的光谱响应范围拓展到可见光区。较佳制备条件是：n(钛酸四丁酯)∶n(尿素)为1∶3,400 ℃下煅烧3.5 h,所得样品为锐钛矿晶型,平均粒径为13 nm。光降解甲基橙实验中,溶液pH值为4.0时,降解率最大,反应3 h降解率可达70.5%。     

纳米二氧化钛掺杂改性后的光催化性能的评价

考察了掺杂改性后纳米TiO2的光催化性能,在产品光催化活性的测定中,选择甲基橙作为降解的模型化合物,提高了光催化降解效率,降解和脱色效果都比较好。     

过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能研究进展

随着环境污染的日益加剧,光催化技术可利用自然光降解大气或水体中的污染物,是解决环境污染问题最有效的手段之一。二氧化钛(TiO_2)因具有光催化活性高、稳定性好及无毒等优点,应用前景较好;但TiO_2的带隙过宽且光生电子与空穴易复合,在光催化领域的应用受到限制。对TiO_2进行掺杂改性并开发具有特殊结构的材料是目前光催化研究的热点。综述了近年来国内外在过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能方面的研究进展,分析和比较了不同类型过渡族金属离子掺杂对TiO_2晶体结构及光催化性能的影响,并对其作用机理进行了讨论,评价了影响掺杂纳米TiO_2光催化性能的关键因素,同时针对过渡族金属离子掺杂改性存在的问题提出了建议,为纳米TiO_2光催化技术的发展提供参考。     

铁掺杂二氧化钛光催化剂的性能探讨

在制备铁掺杂二氧化钛粉体时运用溶胶-凝胶法,并合理使用XRD、UV-Vis等方法对铁掺杂二氧化钛粉体进行具体分析.根据对光催化降解亚甲基蓝的实验分析情况可知,铁掺杂二氧化钛粉体在普通日光灯的照射下分解亚甲基蓝,降解率能够达到90％以上,降解具有高效性.     

制备不同稀土掺杂的纳米氧化钛光催化剂及其光催化活性

以钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法合成了Dy2O3-TiO2,CeO2-TiO2和Gd2O3-TiO2光催化剂。以甲基橙和亚甲基蓝为目标降解物,研究了3种复合光催化剂的光催化活性。通过紫外可见光光谱分析发现：3种光催化剂对不同降解物均表现出一定的光催化活性。掺杂质量分数(下同)为1．25％Gd2O3的光催化剂对甲基橙的降解效率较高,掺杂1．25％CeO2的光催化剂对亚甲基蓝具有较好的降解活性。因此,掺杂不同稀土氧化物的纳米TiO2光催化剂对不同有机物具有选择性降解活性。     

氮掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展

纯纳米二氧化钛禁带较宽,只能在紫外光下激发。拓宽二氧化钛的光谱响应范围,实现可见光激发,是二氧化钛基光催化材料面临的主要问题。氮掺杂二氧化钛具有良好的可见光催化活性,是具有可见光响应的二氧化钛基光催化材料的典型代表,近十年来受到了广泛关注。本文综述氮掺杂二氧化钛可见光响应机理和提高光催化活性方面的研究进展,提出今后值得关注与研究的方向。     

La掺杂纳米TiO2的制备及其节能灯光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了La掺杂的纳米TiO2光催化剂并对其进行了XRD物相分析。以节能灯为光源,考察了催化剂组成、催化剂加入量、反应温度等对其光催化降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明:La的掺杂能明显提高纳米TiO2在节能灯照射下的光催化活性。其中,La0.5/TiO2的催化效果最佳,当反应温度40℃,催化剂加入量0.625g/L,反应液pH值5.33时,4h的降解率可达97.71%。XRD分析结果显示,La的掺杂抑制了锐钛矿向金红石晶型的转变,细化了晶粒。     

氮气低温等离子体辅助制备N-TiO2及其光催化活性

以钛酸丁酯为钛源、尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制得N-TiO2中间体。分别经过"N2氛围煅烧"、"N2等离子体处理+N2氛围煅烧"和"N2氛围煅烧+N2等离子体处理"3种处理方式制得N-TiO2光催化剂,分别记作N-TiO2(C)、N-TiO2(LTP+C)和N-TiO2(C+LTP)。借助XRD、TEM、EDS、UV-VisDRS和XPS表征手段,以甲基橙(MO)溶液为目标污染物,考察了N-TiO2的可见光催化性能。结果表明,经过N2等离子体处理的N-TiO2比单纯煅烧的N-TiO2晶粒尺寸更小,对可见光的响应性更强,且N的掺入量更高。可见光照射240min内,3种N-TiO2对MO的光降解性能由高到低依次为N-TiO2(LTP+C)N-TiO2(C+LTP)N-TiO2(C),其中MO的最大降解率为90%。3种N-TiO2对MO的光降解性能均符合假一级动力学方程,且N-TiO2(LTP+C)和N-TiO2(C+LTP)的表观速率常数分别是N-Ti O2(C)的4.5倍和1.9倍。研究得出,在N-TiO2的制备过程中引入N2等离子体处理工序,有利于改善N元素的表面分散性,增加N元素的掺入量,能提升N-TiO2可见光催化活性,且"N2等离子体处理+N2氛围煅烧"处理方式最佳。     

银锌共掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能

金属离子掺杂纳米TiO2能加强二氧化钛的光催化降解能力。用溶胶凝胶法制备了银锌共掺杂纳米TiO2,并以甲基橙光催化降解为例考察掺杂离子、掺杂量、催化剂加入量等对光催化性能的影响。     

微量Sn4 掺杂TiO2纳米纤维结构材料的两步法制备及光催化性能

本文以脱脂棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有中空结构的微量Sn4 离子(<0.050(at.)%)掺杂TiO2纳米纤维结构光催化材料(Sn4 /TiO2);通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis技术以及样品在300 W Hg灯和500 W Xe灯(模拟太阳光)下对MB溶液的光催化降解脱色对样品进行了表征。结果表明：利用两步法成功制备了中空结构的Sn4 /TiO2纳米纤维结构材料;掺入的微量Sn4 离子均匀分布于TiO2晶格中;TiO2中微量的Sn4 离子掺杂使TiO2的吸收边发生明显红移,对整个紫外-可见光吸收增强;在紫外、模拟太阳光下显示出好的光催化活性。重要的是在模拟太阳光下,Sn4 /TiO2-0.030(at.)%的光催化活性是TiO2的近4.5倍,而在紫外光下,仅为2.7倍。 Sn4 /TiO2良好的光催化性能主要归于少量Sn4 掺入使TiO2的结构多级化、TiO2价-导带间掺杂能级(DE)的形成以及TiO2晶格中活性中心的形成等因素。此外,对MB溶液在Sn4 /TiO2上的光催化降解脱色动力学行为进行了研究,结果表明：比较好的服从一级动力学行为。     

纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究

实验采用了熔融分相法制备纳米TiO2光催化材料，本文研究了该制备方法的实验原理，采用DTA，XRD，SEM，TEM等测试手段对实验结果进行分析，并对不同条件下热处理样品的TiO2晶体的析晶情况进行讨论，用甲基橙作为模拟降解物进行光催化性能的测试。实验结果表明：采用熔融分相法可以制备出晶体粒径在纳米尺寸的与多孔玻璃负载牢固的TiO2光催化材料。光催化性能结果显示了对于不同条件热处理的样品，只有在多孔玻璃载体孔径及TiO2晶粒尺寸大小适宜时，其光催化效果才能达到最佳。     

TiO2/海泡石负载型催化剂的制备及其光催化活性

采用混合焙烧方法,制得TiO2/海泡石负载型催化剂,研究了在该催化剂催化作用下,水溶液中邻苯二甲酸二乙酯（DEP）的光催化降解行为.结果表明：催化剂的用量和TiO2的负载量对光催化降解速率都有影响.对于负载型催化剂,TiO2的负载量对其催化活性及DEP的降解速率有较大影响.当使用A101/海泡石催化剂,用量为2 g/L和4 g/L时,TiO2负载量的较佳值均为5%.并对负载型催化剂的形貌及晶型进行了X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析.     

N/TiO2光催化剂的制备及掺杂过程分析

以饱和尿素溶液水解沉淀钛酸四丁酯制备水合TiO2,再于400~700℃的空气气氛下煅烧2 h,制得淡黄色的N/TiO2光催化剂. 对N/TiO2光催化剂的物相、粒径、比表面积及光吸收性能进行了测试和表征,结果表明,样品的粒径为10~30 nm,比表面积为30~70 m2/g,能吸收400 nm以上的可见光;N/TiO2光催化剂在波长420 nm的荧光灯激发下,经180 min对2,4-二氯苯酚的光催化降解率超过40%. 通过TG-DTA, FT-IR及XPS等测试,分析了N/TiO2光催化剂的氮掺杂过程,表明掺杂氮源均匀存在于水合TiO2中,并在TiO2从无定型转为锐钛矿型的过程中以T?-N化学键的形式进入了TiO2的晶格.     

铜、锌共掺杂二氧化钛薄膜的制备及光催化活性

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了Cu2+、Zn2+共掺杂TiO2薄膜,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)对其进行表征.结果表明,Cu2+、Zn2+掺杂促进了TiO2晶相的转变,引入铜锌离子之后TiO2的禁带宽度由3.37 eV减少至3.28 eV.SEM表明Cu2+、Zn2+共掺杂TiO2薄膜晶粒比纯TiO2更加细小.XPS分析证实了制备的铜锌共掺杂TiO2,锌以二价氧化价态存在.以亚甲基蓝为模拟污染物,对其进行光催化降解实验,结果表明:Cu2+、Zn2+共掺杂的协同作用使TiO2薄膜的光催化活性显著提高.     

负载金的掺氮二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以纳米管钛酸为前驱体,采用水热法先制备得到新型N掺杂二氧化钛,然后用沉积沉淀法在N掺杂二氧化钛表面负载微量贵金属Au,制备得到负载Au的掺N二氧化钛.利用TEM、XRD、XPS、ESR和DRS等手段研究了样品的形貌、晶体结构、元素化学态和光谱吸收性质.样品光催化活性通过可见光催化降解丙烯进行评价,结果表明,样品N-TiO2和Au/N-TiO2具有明显的可见光(λ≥420 nm)催化活性.ESR结果表明,掺氮过程中生成的束缚单电子的氧空位是样品具有可见光响应的原因.     

天然炭纤维负载二氧化钛颗粒的制备与光催化活性

以棉花制备的炭纤维为载体,钛酸丁酯为钛源,采用水热法制备炭纤维负载二氧化钛复合材料(CF/TiO2),利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对CF/TiO2复合材料进行结构表征.用紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)分析比较了TiO2、炭纤维和CF/TiO2,热处理温度以及溶液的pH值在紫外光照下对甲基蓝溶液的光催化降解性的影响,以及对CF/TiO2复合材料的失活性能研究.结果表明:炭纤维负载TiO2对甲基蓝光催化降解性较好,有效利用了炭纤维的吸附性与TiO2的催化活性;当热处理温度为220℃,pH =5时,甲基蓝溶液的吸附-光催化性能最大为85.9％;复合光催化剂使用后在紫外线照射后,其活性恢复,可以循环利用.     

掺N纳米ZnO/TiO2复合粉体的光催化性能

以Ti(SO4)2和Zn(NO3)2为原料,CO(NH2)2为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了掺N和不同质量分数ZnO掺杂的纳米TiO2复合粉体,通过XRD、XPS、TEM等进行了表征,并以甲基橙水溶液为底物,测定了其光催化性能。结果表明,掺杂产生了Ti—O—Zn和Ti—O—N键,使复合粉体的激发波段从紫外光波段扩展到可见光波段,催化活性大大提高,其中w(ZnO)=2%时,复合粉体太阳光催化性能最高,太阳光照射6 h,甲基橙降解率达到98.4%,重复使用6次后,降解率仍达到94.2%。