掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

热喷涂制备 TiO2 光催化涂层研究进展

TiO2光催化剂因其利用可持续的太阳光进行光催化反应,在环境保护、医疗卫生等领域具有潜在的应用价值,近年来引起了研究者的广泛关注。目前,颗粒状TiO2催化剂获得了一定的实际应用,但在液相中使用后需要回收,不仅增加了工艺的复杂性,而且提高了设备等成本的投入。负载型催化剂和涂层技术是将TiO2固定在载体上,可有效避免颗粒状催化剂难回收的问题。在众多涂层制备技术中,热喷涂技术可快速高效大面积地制备TiO2光催化涂层,且涂层机械性能优异,喷涂成本低廉,因而使TiO2的工业化制备和应用更具前景。综述了近年来国内外制备TiO2涂层常用的传统热喷涂技术、改进后的液相热喷涂技术和冷喷涂技术,并论述了影响TiO2光催化性能的材料相组分、涂层结构和元素掺杂等因素,总结了相应的性能改进措施,指出了目前TiO2光催化涂层的应用研究存在的问题和研究方向。     

Fe^3＋/TiO2复合纳米粒子的制备及可见光响应性能

在钛酸四丁酯(TBOT)的溶胶－凝胶过程中,掺杂Fe3+并加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),得到的Fe3+/TiO2复合粒子在吸收曲线的530 nm处产生了宽的强吸收峰,并对Rhodamine B具有一定的光催化降解活性.应用TEM,XRD,TG-DTA和UV-Vis等手段对复合粒子进行了表征.结果表明,掺杂的Fe3+进入纳米TiO2的品格,产生新的带宽(Eg=1.37 eV),从而改变了TiO2的光谱响应范围.     

TiO2纳米复合薄膜制备及光催化性能研究

用浸渍提拉法在玻璃基片上制备TiO2纳米薄膜和TiO2／ZnFe2O4纳米复合薄膜，利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外．可见分光光度计等分析测试方法对制备薄膜的相结构及光吸收性能进行了分析和表征。结果表明，在500℃热处理下薄膜为锐钛矿型，粒度在20nm～30nm；复合后薄膜的光吸收边发生了红移，不同的复合方式影响亚甲基蓝染料的光催化降解效率。     

TiO2／活性炭的制备与光催化性能

以活性炭(AC)为载体，采用Sol-Gel法制备纳米TiO2／AC复合催化剂，利用SEM，TG-DTA，XRD等对其组成、结构、尺寸等进行分析和表征；并用紫外灯为光源，通过可溶性罗丹明B的光催化降解反映对其光催化活性进行研究。结果表明，TiO2纳米粒子的尺寸范围在30nm～60nm之间，其中TiO2的晶型主要为锐钛矿；活性炭载体与TiO2结合牢固，TiO2纳米颗粒不发生二维粘结；TiO2／AC复合体的比表面积比活性炭载体的大，对罗丹明B在200min内达到完全降解，而P25需要5h，TiO2／AC复合体具有很强的光催化活性，并且制备的TiO2／AC复合体催化剂容易从溶液中分离。     

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。     

锐钛矿-金红石混晶TiO2溶胶的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,通过对pH值的调节,获得了含有锐钛矿-金红石混晶晶粒的二氧化钛溶胶,并由浸渍提拉法常温制备出相应的结晶二氧化钛薄膜.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)等研究手段对溶胶和薄膜进行了分析,并对薄膜的光催化活性进行了考察.结果表明较低的pH值条件有利于混晶二氧化钛溶胶的制备;由于混晶薄膜中.两种晶型TiO2的能带发生交迭,致使其光吸收边波长相对单一锐钛矿型TiO2薄膜发生红移,同时"混晶效应"使得该混晶薄膜具有了较高的光催化活性.     

纳米TiO2的掺杂改性及应用进展研究

纳米级TiO2作为一种光催化材料，在环境保护、光能转换、医药行业、工业催化等领域有着极为广泛的用途。较低的光量子效率以及短波长高能量的激发源是限制TiO2使用范围的主要原因，其中掺杂改性是提高TiO2光量子效率的重要手段。本文综述了近几年来利用贵金属沉积与离子掺杂来改善二氧化钛光催化性方面所取得的进展及在相关领域的应用。     

Li+,Sb3+掺杂的TiO2纳米颗粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯和LiNO3,SbCl3为原料,采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备Li+,Sb3+掺杂的TiO2纳米颗粒,并研究了TiO2颗粒在自然光下催化降解甲基橙的情况.采用DTA、XRD、TEM及Raman光谱等研究测试手段,发现通过溶胶-凝胶法在TiO2溶胶中加入LiNO3的方法,可以降低TiO2从无定型到锐钛矿相的晶型转变温度,并在低温热处理条件下,获得光催化性能优异的锐钛矿相的TiO2粒子.通过甲基橙水溶液光催化实验表明适量的Li+和Sb3+的掺杂能提高TiO2粒子的自然光催化降解能力,适量的Li+和Sb3+的混合掺杂能进一步提高TiO2粒子的自然光催化降解能力.     

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.     

氮掺杂二氧化钛薄膜的制备与光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂改性的TiO2薄膜,用表面形貌仪、扫描电镜和光电子能谱仪等分析薄膜的厚度、表面形貌和成分,研究了薄膜对亚甲基蓝的光催化降解速率.结果表明,通过加入尿素实现了氮离子在TiO2晶格间的间隙掺杂和替位掺杂.薄膜厚度在50～200 nm之间,表面平整.氮离子掺杂使TiO2薄膜的光催化活性大大提高,当氮掺杂TiO2薄膜中N/Ti原子比为0.015时,单层氮掺杂TiO2薄膜降解亚甲基蓝一半所需要的时间为2.5 h.     

银反点阵列/TiO_2材料的制备及光催化性能研究

采用胶体晶体模板技术和磁控溅射工艺,制备了银反点阵列修饰TiO_2薄膜。用扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪等手段对复合薄膜的结构和光催化性能进行了表征。结果表明,银反点阵列具有优良的导电性能,可有效抑制光生载流子的复合,增强载流子输运的效率,使TiO_2的光催化性大幅提升。     

Au/TiO_2阵列材料的制备及其光催化性能研究

利用纳米自组装技术,结合溶胶凝胶工艺,制备了反蛋白石结构Au/TiO_2阵列材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等手段对考察了复合薄膜的结构和光催化性能。结果表明,Au/TiO_2阵列材料具有大比表面积特性和相互贯通的孔道结构,更有利于金纳米粒子的均匀分布和反应物质的传输,因此取得了优异的光催化性能。     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及其光催化活性研究

采用正交设计方法，试验研究了4种因素对溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化活性的影响，确定了各因素所对应的最佳水平，得到了溶胶-凝胶法制备高光催化活性纳米TiO2的最佳工艺条件；且对最佳工艺条件制备的TiO2和商业粉P-25进行了XRD和UV-Vis吸收光谱分析。结果表明，自制的TiO2由纯锐钛矿组成，其平均晶粒尺寸为18．2nm，比混晶型的P-25TiO2晶粒尺寸（24．7nm）要小。自制TiO2粉在330～370nm的紫外光区的吸收增强，在可见光区的吸收也较P-25有所增强。两者都有利于光催化活性的提高，使得光催化降解甲基橙的活性与P-25相当。     

X-TiO2(X=Ce,Bi)粉体的光电催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出纳米X- TiO2(X=Ce,Bi)粉体,并用XRD、UV-Vis DRS对其进行表征,以500W氙灯模拟太阳光,考察改性TiO2粉体的可见光催化活性.采用涂覆法制备出改性TiO2电极,以300W高压汞灯为侧光源,考察了电极的光电催化性能.实验结果表明:改性TiO2粉体均为锐钛矿型晶相,Ce和Bi的加入不同程度地提高了TiO2在可见光区的吸光强度,Bi和Ce最佳摩尔掺杂量均为0.04％.3种电极光电催化性能先后排序为:TiO2电极＜0.04％Bi-TiO2电极＜0.04％Ce-TiO2电极,循环伏安曲线分析表明,金属离子的掺杂提高了TiO2电极的电催化活性,且Ce的掺杂对电极电催化活性的影响大于Bi.HPLC分析表明,金属离子掺杂使得苯环开环加速,促进了苯酚的氧化过程.     

Fe3+掺杂钛酸铅陶瓷的制备及性能研究

采用溶胶凝胶(sol-gel)法制备Fe3+掺杂钛酸铅超细粉体,并烧结成陶瓷.讨论了影响铁掺杂PbTiO3凝胶的不同因素,确定了制备陶瓷的最佳工艺条件.利用XRD对钛酸铅粉体进行物相分析,采用SEM对烧结成的陶瓷进行微观结构分析,并测试其介电性能.研究发现,在pH=4～5范围内,pH值越低,成胶时间越长,胶体的质量越好,Fe3+在不同掺杂量均能形成透明的凝胶.通过XRD对Fe3+掺杂钛酸铅陶瓷进行物相分析可知,在掺杂PbTiO3陶瓷中只得到纯相的PbTiO3衍射峰,但掺杂PbTiO3陶瓷的晶胞参数改变,证明铁已被掺入PbTiO3体系中.通过SEM观察发现,Fe3+掺杂PbTiO3陶瓷晶粒结晶良好完整.介电性能的测试表明,Fe3+掺杂钛酸铅陶瓷能改变钛酸铅陶瓷的介电性能,并随掺杂量和频率而变.     

微弧氧化TiO2 膜层相结构及其对光催化性能的影响

采用微弧氧化技术在TC4 钛合金表面制备TiO2 膜,通过改变正向电压,获得了不同相结构的膜层。通过XRD 表征TiO2 膜层的相结构,SEM ?旆治霰砻嫘蚊?分光光度计测试膜层对亚甲基蓝的降解能力,分析了相结构对光催化性能的影响。结果表明:TiO2 膜层中锐钛矿相含量与正向电压的大小有关,当TiO2 膜层中锐钛矿相的质量分数为83. 98%时,光催化1 h 对亚甲基蓝的降解率可达31. 26%。     

医用PVC表面TiO2-ZnO膜的制备及光催化抗菌性能研究

目的提高医用PVC表面的抗菌性能。方法采用sol-gel法制备ZnO溶胶,以P25(商品TiO_2)悬浮液为掺杂组分,制备了不同TiO_2质量分数(20%、40%、60%、80%)的TiO_2-ZnO复合悬浮液,通过提拉法将ZnO、TiO_2-ZnO、TiO_2悬浮液均匀地涂覆在医用PVC材料表面。采用XRD、SEM等技术考察了复合膜的结构和性能。采用平板菌落计数法测定了不同膜材料对大肠杆菌的光催化杀菌性能和抗细菌粘附性能。结果当TiO_2质量分数为20%时,TiO_2-ZnO薄膜的光催化活性高于ZnO;当TiO_2质量分数为40%、60%、80%时,样品的光催化活性相差不大且都低于ZnO。对ZnO膜和TiO_2-ZnO复合膜的细菌抗粘附性和光催化杀菌性的测试结果表明,ZnO膜和不同TiO_2质量分数的TiO_2-ZnO复合膜都具有一定的抗粘附性和光催化灭菌性。在抗粘附方面,TiO_2质量分数为20%的TiO_2-ZnO复合膜的性能最好,对大肠杆菌的粘附率仅为2.6%,优于ZnO膜和TiO_2膜。在光催化灭菌性方面,在波长为365 nm的紫外光照下,样品对大肠杆菌杀灭能力高低顺序为TiO_2≈20%TiO_2-ZnO80%TiO_2-ZnOZnO。结论涂覆ZnO溶胶和TiO_2悬浮液混合溶胶可以明显提高医用PVC表面的抗细菌粘附性能和光催化灭菌活性,而且当TiO_2质量分数为20%时,TiO_2-ZnO具备最好的抗菌性能。     

天然沸石负载金属单质W改性TiO2膜的制备及光催化性能研究

以天然沸石作载体,在溶胶一凝胶法制备TiO2时直接掺入金属单质w进行改性,并在真空条件下锻烧制备沸石负载w/TiO2薄膜.在紫外光照射下降解甲基橙溶液,改性后的TiO2一阶反应速率常数k比未改性TiO2高,其光催化活性得到改善.