离子液体[bmim]BF_4掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

采用以离子液体为模板剂,辅助溶胶-凝胶法制备纳米级锐钛矿型二氧化钛。探索了合成N-甲基咪唑的实现条件,用微波法实现离子液体中间体及离子液体[bmim]BF4的合成,以合成的离子液体[bmim]BF4为模板制备纳米级光催化剂二氧化钛,研究该二氧化钛的光催化性能。在离子液体辅助下以溶胶-凝胶法制备的二氧化钛粒径更小,有更好的吸附性能和降解性能,光催化效果更好。     

正交法设计Fe、N共掺杂TiO2/Ti液膜可见光光催化处理染料废水

采用溶胶-凝胶法制备了Fe、N共掺杂TiO_2膜电极(Fe,N-TiO_2/Ti),并设计三因素五水平正交试验对电极制备条件进行优化.结果表明,各因素影响主次顺序为:煅烧温度Fe掺杂量N掺杂量;最优制备条件为:煅烧温度550℃,Fe掺杂量0.3%(质量分数),N掺杂量0.3%(质量分数);共掺杂电极光催化活性优于单掺杂和未掺杂电极.紫外-可见漫反射和光电性能测试表明,催化剂有可见光响应;XRD表征结果表明,Fe、N共掺杂细化了晶粒,有效抑制了金红石相的形成,其晶型为锐钛矿型,粒径为11.48 nm.利用Fe,N-TiO_2/Ti与Cu阴极组装成斜置双极液膜反应器,可见光激发光催化降解苋菜红,考察了主要影响因素.结果发现,最佳条件为:初始pH 2.50,废水流量5.1 L·h~(-1),在此条件下处理20mg·L~(-1)苋菜红80 min,脱色率达到91.6%.电极重复使用10次,每次60 min,脱色率下降了12.99%,说明电极稳定性较好.     

纳米TiO2-x (BN)x材料制备及其光催化性能研究

首次使用常温络合-控制水解法,以TiCl_4、氨水、尿素、硼酸、有机羧酸为主要原料,制备了硼氮共掺杂的纳米TiO_2光触媒乳液。样品的粒径、晶型、元素类型、光吸收能力及结合键能分别通过纳米激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、X射线光电子谱仪(XPS)等进行表征。结果表明:当B和N离子的掺杂物质的量分数为0.1%时,溶液中粒径最小,达到3.4 nm;掺杂少量B和N离子并不会改变TiO_2的晶型;测量值与实际投料值一致;在TiO_2中加入适量B和N离子,会使其光谱吸收范围红移;掺杂的B和N离子进入了TiO_2晶格,分别形成了O—Ti—N键和B—N键。以酸性红3R染料为降解材料,研究了硼氮共掺杂纳米TiO_2光触媒的催化特性。结果表明,当物质的量分数为0.1%、回流时间为10 min、溶液p H=3时,光催化性能最好,原因可能是10 min的回流时间使光触媒复合乳液达到稳定,溶液p H=3时,光触媒表面吸附的染料分子数与表面的羟基数达到了平衡。动力学研究表明酸性红3R染料的降解符合一级反应动力学。试验结果与表征结果一致。     

铂铈共掺杂纳米TiO2的制备、表征及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,过氧化氢为氧化剂,采用简单易行的低温氧化法制备出晶粒尺寸较小(平均尺寸25 nm)的二氧化钛纳米粒子。通过贵金属Pt掺杂TiO₂(Pt-TiO₂)、稀土元素Ce掺杂TiO₂(Ce-TiO₂)和Pt、Ce共掺杂TiO₂(Pt/Ce-TiO₂)的掺杂的方法对二氧化钛进行改性。通过XRD,XPS,TEM,紫外漫反射等表征手段对制备的样品进行表征。通过可见光下降解罗丹明B来测试其光催化活性。实验结果表明,由Ce掺杂的TiO₂光催化剂对有机污染物的最大降解能力略大于Pt掺杂的TiO₂,2种元素进行共同掺杂时对应的TiO₂光催化剂降解能力最大。     

溴掺杂TiO2光催化剂的制备与性能研究

以KBr和Ti（SO4）2为原料,通过水热法制备了高催化活性的溴掺杂纳米TiO2（Br-TiO2）光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征。通过苯酚降解实验评价了Br-TiO2的光催化活性。结果表明,700℃焙烧、溴与钛的摩尔比为0.35∶1时,Br-TiO2具有最佳光催化活性。该催化剂为晶体发育完整的锐钛矿相TiO2,粒径平均大小为50 nm,比表面积为16.81 m2/g,在紫外区的吸收得到加强,光催化能力优于Degussa P-25。确定了降解苯酚的最佳条件：催化剂投加量为0.5 g/L,苯酚初始浓度为10 mg/L,pH值为6.0。     

模拟可见光下掺杂TiO_2对甲醛溶液光催化降解

模拟自然条件下的可见光,以甲醛的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶-凝胶法分别制备的8种（银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S、氯Cl）掺杂TiO2纳米晶体的光催化活性及对甲醛水溶液的去除效果。用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。结果表明：Ce离子尽管有较大的半径但是主要还是掺杂到晶格中,Ce掺杂可以促进TiO2由非正分锐钛矿相向锐钛矿相和金红石相的转变,抑制载流子复合,使TiO2的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Ce掺杂TiO2在模拟可见光下光催化甲醛水溶液的能力得到明显提高。     

络合凝胶法合成Al掺杂纳米ZnO及其光催化性能

氧化锌(ZnO)纳米粉体是一种重要的可用来降解有机污染物的光催化剂。然而，纯的ZnO仅仅能够吸收紫外光和部分可见光，不能够充分利用太阳光。采用了一种络合凝胶法来合成掺杂Al的ZnO纳米粉体。所制备出来的纳米颗粒尺寸在20～50 nm之间，它不仅对波长范围在200～400 rm之间的紫外光有很强的吸收，而且对波长范围在4...     

Pd/N共掺杂TiO_2的制备及其光催化降解苯酚的研究

将纳米管钛酸浸入含尿素和金属(Pd)硝酸盐的乙醇溶液中,乙醇超声挥发后所得样品先在空气气氛、600℃下煅烧,再在H2气氛、400℃下热还原制备得到Pd/N共掺杂TiO2光催化剂(Pd/N-TiO2)。利用光电子能谱(XPS)仪研究了催化剂表面N、Pd元素的化学态。结果表明,N元素以Ti—O—N形式存在,Pd元素以单质金属状态存在。考察了Pd/N-TiO2的紫外光光催化降解苯酚的活性,与单纯TiO2光催化剂和N掺杂TiO2光催化剂相比,Pd/N-TiO2活性明显提高。研究了催化剂用量、苯酚初始浓度和pH、O2流量以及外加双氧水等条件对紫外光光催化降解苯酚的活性的影响,得到光催化降解苯酚的最佳工艺条件:苯酚初始质量浓度为120mg/L,催化剂用量为0.10g/L,苯酚溶液初始pH为8,O2流量为80mL/min,加入适量双氧水。     

掺硫改性TiO2对活性艳红X-3B的光催化降解性能研究

以硫脲为硫的源物质,以钛酸四丁酯为TiO2的前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了掺硫改性TiO2光催化剂.以活性艳红X-3B为目标污染物,研究了该催化剂的光催化降解性能,对硫掺杂量、催化剂焙烧温度、溶液pH值以及催化剂添加量等影响因素进行了研究,并采用XRD分析手法对光催化剂进行表征.结果表明,经掺硫改性后的TiO2的催化活性有了很大提高,且硫的掺杂有一个最佳值,即Ti:S的摩尔比为1:1.经掺硫改性的TiO2在可见光区具备一定的催化活性,180 min内对活性艳红X-3B的去除率可达35.1%,且在紫外光区的催化活性优于纯TiO2.     

镁铝共掺杂氧化锌薄膜的制备与光电性能研究

采用磁控溅射在玻璃衬底上制备镁铝共掺杂氧化锌(MAZO)薄膜。通过XRD、AFM、紫外-可见-近红外分光光度计和四探针测试仪综合分析溅射功率对MAZO薄膜结构特性、表面形貌和光电性能的影响。XRD测试表明,所有MAZO薄膜具有六方纤锌矿晶体结构,沿垂直衬底的(002)方向择优取向。AFM测试显示,所有MAZO薄膜的表面粗糙度低于10 nm。分光光度计测量结果表明,所有MAZO薄膜可见光区域平均透射率在90%以上。随着溅射功率从0增加至200 W,MAZO薄膜禁带宽度从3.46 eV增加至3.53 eV,电阻率从0.41×10~(-2)Ωcm增长至2.38×10~(-2)Ωcm,而品质因子从2.68×10~(-3)Ω~(-1)下降至0.87×10~(-3)Ω~(-1)。通过调控溅射功率,能改变MAZO薄膜中的Mg含量,进一步调节其光电性能。