Fe，Gd共掺杂改性TiO2的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了铁和钆共掺杂纳米TiO2粉体材料,研究了共掺杂粉末在可见光下的光催化性能.紫外可见吸收光谱分析显示:共掺杂粉末在可见光区有较强吸收,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应.光催化降解实验表明,共掺杂TiO2粉体有很高的可见光光催化活性,以550 ℃热处理的同时掺杂质量分数为0.05%Fe和0.05%Gd的TiO2粉体光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为79.6%.     

TiO2-xNx纳米管的制备及其可见光光催化性能

对利用水热法制备得到的TiO2纳米管进行了氮掺杂,对样品进行了X射线衍射分析(XRD)、透射电镜分析(TEM)、紫外-可见漫反射光谱测定(DRS)、X射线光电子能谱测试(XPS)以及光催化性能的测试.结果表明,氮掺杂后的TiO2纳米管(TiO2-xNx)晶型和形貌没有发生改变,掺杂的氮取代了TiO2中氧的格位从而导致TiO2纳米管带隙变窄,使其具有可见光光催化性能.光催化试验表明,可见光照射2h后,氮掺杂的TiO2纳米管对甲基橙的降解率可达97.5％.     

掺金属离子TiO2/ZnO催化剂光降解甲基橙的研究

通过湿式机械混合法制备系列TiO2/ZnO复合催化剂,并向其中掺杂不同金属离子.以甲基橙为模拟污染物进行光催化降解实验,结果表明复合催化剂中TiO2和ZnO的最佳配比为60%～80%;在分别掺杂含量为10-4 mol/g的Ag+,Zr4+,Sn4+离子后催化活性有明显提高;焙烧活化处理温度对掺杂不同金属离子催化剂活性有不同的影响.     

掺金属离子TiO2/ZnO催化剂光降解甲基橙的研究

通过湿式机械混合法制备系列TiO2/ZnO复合催化剂,并向其中掺杂不同金属离子．以甲基橙为模拟污染物进行光催化降解实验．结果表明复合催化剂中TiO2和ZnO的最佳配比为60％-80％;在分别掺杂含量为10^-4mol／g的Ag^＋,Zr^4＋,Sn^4＋离子后催化活性有明显提高;焙烧活化处理温度对掺杂不同金属离子催化剂活性有不同的影响。     

Pr3+/TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶凝胶法制备镨掺杂TiO2复合光催化剂,用透射电镜（TEM）、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分度计(UV DRS)等对样品进行表征。以甲基橙为模拟污染物,在紫外光照射下考察样品的光催化活性。分析了镨的掺杂量、煅烧温度对光催化效率的影响。研究表明,镨的引入降低了TiO2晶型转变温度,有助于电子和空穴分离,从而提高TiO2的光催化活性。镨最佳掺杂量为05%,最佳煅烧温度为500 ℃,所制的镨掺杂TiO2复合光催化剂80 min内对甲基橙的降解率达到97%。     

Mn（NO3）2掺杂TiO2的制备及光催化性能研究

以 Mn（NO3）2为锰源,用水热法成功合成了TiO2及 Mn（NO3）2掺杂的TiO2光催化剂,利用 X-射线衍射（XRD）和紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）对样品进行了表征,并利用紫外-可见吸收光谱测试样品在可见光下对染料酸性桃红（SRB）的降解能力。结果显示各浓度 Mn（NO3）2掺杂的 TiO2样品均为锐钛矿晶型,与纯TiO2相比均增加了对可见光的吸收,相同条件下 Mn（NO3）2掺杂的 TiO2对染料的降解效果比纯TiO2好,16 h后降解率可达到83.9％。低浓度锰掺杂TiO2比高浓度锰掺杂TiO2光催化活性好,催化活性顺序为 HT-0.25 Mn（NO3）2-TiO2＞HT-0.5 Mn（NO3）2-TiO2＞HT-0.1 Mn（NO3）2-TiO2＞HT-TiO2＞HT-1Mn （NO3）2-TiO2＞HT-2 Mn（NO3）2-TiO2＞HT-5 Mn（NO3）2-TiO2。     

Mn（NO3）2掺杂TiO2的制备及光催化性能研究

以Mn(NO3)2为锰源,用水热法成功合成了TiO2及Mn(NO3)2掺杂的TiO2光催化剂,利用X-射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对样品进行了表征,并利用紫外-可见吸收光谱测试样品在可见光下对染料酸性桃红(SRB)的降解能力。结果显示各浓度Mn(NO3)2掺杂的TiO2样品均为锐钛矿晶型,与纯TiO2相比均增加了对可见光的吸收,相同条件下Mn(NO3)2掺杂的TiO2对染料的降解效果比纯TiO2好,16h后降解率可达到83.9%。低浓度锰掺杂TiO2比高浓度锰掺杂TiO2光催化活性好,催化活性顺序为HT-0.25Mn(NO3)2-TiO2>HT-0.5 Mn(NO3)2-TiO2>HT-0.1 Mn(NO3)2-TiO2>HT-TiO2>HT-1Mn(NO3)2-TiO2>HT-2Mn(NO3)2-TiO2>HT-5Mn(NO3)2-TiO2。     

复合纳米SO42-/TiO2-(Ag、Fe)光催化环保涂料制备及其超临界CO2喷涂研究（Ⅰ）纳米SO42-/TiO2-(Ag、Fe)光催化剂制备及其表征

本研究力图得到太阳光下具有催化活性强,光响应范围宽的纳米光催化剂,将其用于复合纳米TiO2基环保涂料,使涂膜产生自洁和净化大气的功能。用不同工艺制备纳米SO42-/TiO2,用Ag、Fe对制备的纳米TiO2粒子进行共掺杂改性,得到纳米SO42-/TiO2-(Ag、Fe)。通过光催化活性、XRD、FT-IR及DRS表征,表明用超临界CO2干燥制备的纳米SO42-/TiO2具有超强酸性质,可有效提高纳米TiO2的光量子效率,光催化活性强;用Ag、Fe共掺杂,产生了协同效应,能使纳米TiO2光吸收范围扩展到可见光区。     

聚碳酸酯/TiO2杂化超细纤维的制备及其表征

应用静电纺丝法制备出聚碳酸酯/TiO2及其杂化细纤维非织造布,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱等方法探讨了其微观形貌和结构,验证了不同金属离子掺杂聚碳酸酯/TiO2纤维膜抗菌性能的差异.结果表明,Cu2+或Ag+掺杂可提高电纺纤维的规整度,在尺寸均匀性和珠状物减少方面较未掺杂的有所改善,且在二者协同作用时尤为明显.同时Cu2+和(或)Ag+的添加实现了接触型抗菌剂对光感应抗菌剂TiO2的修饰,使得纤维膜在无光催化条件下具有一定抗菌效果.     

Fe^3＋掺杂纳米TiO2的表征及其光催化性能的研究

[目的]提高TiO2的可见光响应和光催化活性。[方法]采用溶胶凝胶法制备掺铁纳米TiO2粉体,进而研究掺铁TiO2的光催化活性。[结果]450℃煅烧后掺铁TiO2出现了很明显的TiO2特征衍射峰,且峰形尖锐,结晶良好,均没有出现铁的掺杂新相。随着掺铁量的提高,TiO2的粒径逐渐减小,当掺杂量为0.4%时,TiO2的粒径最小,减少至纯TiO2的45%。掺铁抑制了锐钛矿向金红石矿的转变。随着焙烧温度的升高,TiO2的粒径逐渐增大。用溶胶-凝胶法制备的TiO2均为纳米级,基本成球形颗粒。纯TiO2粒子分布不是很均匀,团聚现象明显;掺铁TiO2颗粒分布均匀,没有明显的团聚现象。掺铁使TiO2在紫外灯和太阳光下的降解性能都有着不同程度的提高。[结论]溶胶-凝胶法制备的掺铁纳米TiO2细化了晶体晶粒,抑制了锐钛矿向金红石矿的转变。     

双金属二氧化钛复合材料的制备及其在水处理中的应用

[目的]制备双金属纳米颗粒二氧化钛复合材料,提升二氧化钛光催化效率,并研究其作用机理。[方法]采用辐射合成法制备金铜双金属纳米颗粒胶体溶液,使其沉积到二氧化钛表面形成Au-Cu-TiO_2光催化复合材料,使用TEM、UV-Vis、DSR等手段对其进行表征,分别在紫外光和可见光下降解目标污染物罗丹明B和苯酚测试合成材料的光催化性质。[结果]Au/Cu摩尔比1∶3时,二氧化钛负载的双金属纳米颗粒最小,为3.8 nm,并具有最高的光催化效率。P25负载的Au-Cu合金纳米颗粒捕捉电子的效率很高,使紫外光下P25光催化活性提高。Au-Cu双金属纳米颗粒修饰的P25比Au纳米颗粒修饰的P25的催化活性高。[结论]Au-Cu双金属比Au纳米颗粒具有更高的光激发电子捕获能力,因此可提高TiO_2的光催化效率。     

MWCNTs-TiO2纳米复合材料的制备、表征及其光催化活性

以水热法制备8种MWCNTs-TiO2纳米复合材料,通过XRD、SEM、Raman、BET、FTIR等方法对复合材料进行表征。以罗丹明B为降解目标物,考察MWCNTs-TiO2纳米复合材料在不同光源辐照下的光催化活性以及MWCNTs的管径和管长对复合材料光催化活性的影响。结果表明:MWCNTs与TiO2结合紧密,TiO2微粒均匀分散在MWCNTs上,引入MWCNTs能提高TiO2的比表面积,且不会改变TiO2的锐钛矿晶相。光催化过程中,MWCNTs的引入抑制复合材料中光生载流子复合,进而提高复合材料的光催化效率。紫外光辐照下,MWCNTs的引入对TiO2光催化活性有显著提高;而在可见光辐照下,管长较短的MWCNTs与TiO2复合后表现出更好的光催化活性,且MWCNTs(SM4)-TiO2表现出最佳的可见光催化活性,主要由复合材料在紫外光与可见光辐照下不同的光催化反应机制所致。     

Efficient photochemical water splitting by a chemically modified n-TiO2

Although n-type titanium dioxide (TiO2) is a promising substrate for photogeneration of hydrogen from water, most attempts at doping this material so that it absorbs light in the visible region of the solar spectrum have met with limited success. We synthesized a chemically modified n-type TiO2 by controlled combustion of Ti metal in a natural gas flame. This material, in which carbon substitutes for some of the lattice oxygen atoms, absorbs light at wavelengths below 535 nanometers and has a lower band-gap energy than rutile (2.32 versus 3.00 electron volts). At an applied potential of 0.3 volt, chemically modified n-type TiO2 performs water splitting with a total conversion efficiency of 11% and a maximum photoconversion efficiency of 8.35% when illuminated at 40 milliwatts per square centimeter. The latter value compares favorably with a maximum photoconversion efficiency of 1% for n-type TiO2 biased at 0.6 volt.     

可见光响应氮杂化TiO2-N薄膜对水源水体的杀菌作用

以尿素为氮源,采用Sol-gel法及浸渍-提拉法制备氮杂化TiO2-N薄膜,并运用正交试验法优化TiO2-N薄膜的最佳制备条件;利用AFM分析技术对TiO2-N薄膜表面形貌进行表征;在太阳光光催化反应器中,探讨TiO2-N薄膜对饮用水供水水源水体中大肠菌群的杀菌作用。结果表明,热处理条件是影响TiO2-N薄膜制备的关键因素,各个影响因素的主次顺序为热处理温度〉停留温度〉热处理时间,在最佳条件下制备的TiO2-N薄膜,在太阳光作用下光解30min时,对饮用水供水水源水体中大肠菌群的杀菌率达到57.7%以上;Ag的协同掺杂（Ag-TiO2-N）或在TiO2-N薄膜表面的沉积（Ag/TiO2-N）,显著提高了TiO2-N薄膜的杀菌作用,对大肠菌群的杀菌率可达90%以上。     

Fe/C共掺的TiO_2光催化剂的合成及对环境激素辛基酚的降解

[目的]研究Fe/C共掺的TiO2光催化剂的合成及对环境激素辛基酚的降解。[方法]采用溶胶凝胶法和溶剂热合成法制备出铁碳掺杂的二氧化钛光催化剂,以4-叔辛基酚为测试分子研究该类催化剂的光催化性能,探讨了Fe掺杂量、催化剂用量、pH、光照等对反应的影响,并对干扰离子存在情况下的催化剂性能进行了研究。[结果]Fe/C掺杂量为0.6%时,在25℃、pH=9.0、300 W汞灯照射、催化剂用量为1.0 g/L的条件下,经过100 min的降解可以使初始浓度为1.00 mg/L的辛基酚水溶液浓度降至0.02 mg/L;反应体系pH的升高和光强的增加可以提高催化剂的效率,污水中常见的K+、Na+和Ca2+等对催化剂的催化效果无影响。[结论]Fe/C共掺的TiO2光催化剂在处理含有环境激素的废水时具有良好的效果。     

水杨酸分子印迹掺氮TiO_2粉末的制备及在可见光下的选择性光催化研究

【目的】改善TiO_2在可见光下对污染物的选择性降解能力。【方法】采用改进的分子印迹溶胶-凝胶技术,以尿素、水杨酸分别为氮源和模板分子,制备水杨酸分子印迹掺氮TiO_2粉末。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和低温N_2物理吸附-脱附(BET)等技术对制备样品进行表征。【结果】样品均为锐钛矿相,氮掺杂致使TiO_2光吸收带边红移,分子印迹使TiO_2具有了更为发达的孔结构和孔型,掺杂和分子印迹均有效地增大了比表面积。可见光下,与催化降解苯甲酸及甲基橙相比,分子印迹掺氮TiO_2对水杨酸的选择性降解率较高,达96.0%。【结论】水杨酸分子印迹和氮掺杂有效地改善了TiO_2的选择性和可见光活性。     

钐掺杂TiO2负载型催化剂降解甲基橙的影响因素

[目的]研究钐掺杂TiO2负载型催化剂降解甲基橙的影响因素。[方法]通过Sm^3＋掺杂TiO2负载在ZSM-5上的催化剂,在紫外灯下降解甲基橙溶液的光催化试验,考察了催化剂投加量、甲基橙溶液初始浓度、初始pH值等因素对甲基橙降解效果的影响,并探讨了Sm3＋掺杂光催化反应机理。[结果]Sm^3＋掺杂能提高TiO2-ZSM-5光催化活性;在一定范围内,催化剂投加量的增加,甲基橙溶液初始浓度的减小,溶液初始pH值的降低,光照时间的延长均能提高甲基橙的降解率。[结论]该研究为TiO2的实际工业化应用奠定了基础。     

二氧化钛/酞菁镁可见光催化降解的研究

[目的]研究与比较TiO2多项光催化降解,通过敏化剂与纳米TiO2复合来提高光催化剂的稳定性能。[方法]以酞酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化剂,然后再按一定的比例与酞菁镁（Mgpc）复合,制得TiO2/酞菁镁复合粉末,并通过亚甲基蓝溶液在可见光作用下的光催化降解,研究纳米TiO2/Mgpc复合催化剂粉末的光催化活性,考察了其催化性能。[结果]采用TiO2为催化剂可显著加快光催化氧化过程。采用酞菁镁敏化纳米TiO2制备的可见光催化剂,证实在可见光下,敏化与未敏化的TiO2相比,TiO2/Mgpc（1%）具有较强的可见光催化性能,TiO2/Mgpc复合粉末对亚甲基蓝的降解率已达36.2%,而未敏化的只达28.7%。[结论]TiO2与Mgpc的复合有利于不同能级之间光生载流子的输送和分离,提高系统的电荷分离效果,扩展其光谱响应范围,提高太阳光的利用率。     

木质基g-C3N4/TiO2复合涂层的制备及光催化性能表征

为改善木材易污染,易霉变的缺点,采用真空浸渍和液相沉淀法,将g-C₃N₄/TiO₂复合涂层负载于木材表面,对木材进行功能化改良,赋予木材光催化自清洁功能。使用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射、傅里叶红外光谱表征样品的表观形貌、相结构等。以罗丹明B为目标污染物,利用UV-VIS分光光度计测量降解效率,检测负载g-C₃N₄/TiO₂复合涂层的木质基材光催化性能。结果表明: g-C₃N₄/TiO₂复合涂层成功负载于木材表面,g-C₃N₄与TiO₂相互掺杂有效地提高了两者的光催化活性,负载g-C₃N₄/TiO₂复合涂层的木质基材具有一定的光催化功能。