Zr离子掺杂TiO2可见光催化剂光催化活性的研究

本文采用溶胶-凝胶法制备了Zr离子掺杂TiO₂光催化剂。光催化降解对氯苯酚实验表明,Zr离子掺杂浓度为10%时活性最高,其紫外光、可见光催化活性分别是纯TiO₂的1.5倍和4倍。利用XRD、Raman、XPS、UV-Vis DRS、PL等技术对样品进行了表征,结果表明：Zr离子以取代式掺杂方式进入TiO₂晶格,在TiO₂导带下方形成掺杂能级,增强了可见光响应,促进了光生载流子的分离,此外Zr离子掺杂在催化剂表面引入大量表面缺陷,增加了表面羟基物种,从而使得Zr离子掺杂TiO₂光催化剂的紫外、可见光催化活性显著提高。     

酸催化水解法制备可见光响应N掺杂纳米TiO2催化剂

 以TiCl4为钛源,采用酸催化水解法合成了TiO2前驱体,在NH3/N2气氛中经程序升温处理制得不同N掺杂量的TiO2可见光响应催化剂. 以苯酚为模型物,考察了催化剂在可见光及紫外光区的催化活性. 采用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和低温氮物理吸附对光催化剂的晶相结构、光谱特征和表面结构进行了表征. 结果表明,掺杂N后锐钛矿TiO2的可见光催化活性显著提高,在500 ℃焙烧5 h制得的催化剂在可见光区及紫外光区均表现出最高的光催化活性. N掺杂对TiO2的晶粒大小、比表面积和晶相结构影响不大. 适量N掺杂可在TiO2表面形成Ti-O-N键,形成了新的能级结构,使催化剂的吸收带边红移至490～550 nm; 同时该结构也可有效提高TiO2的紫外光催化活性.     

CdS/TiO2纳米管复合结构的制备与光电性能研究

利用阳极氧化法在钛金属基体表面制备一层TiO₂纳米管阵列薄膜, 然后通过水热反应在TiO₂纳米管上负载CdS纳米粒子, 形成CdS/TiO₂纳米管的复合结构。利用SEM、XRD、XPS、UV-Vis等手段对其形貌和结构进行表征。进一步考察了CdS/TiO₂纳米管的光电性能和光催化活性, 结果表明, 相比于TiO₂纳米管, CdS/TiO₂纳米管复合结构在紫外光和可见光下都具有更好的光催化活性及光电性能。     

掺杂Fe2O3对吸附相反应技术制备TiO2的形貌和光催化性能的影响

利用吸附相反应技术制备得到了掺杂不同浓度的Fe₂O₃的TiO₂复合光催化剂。通过透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱和X射线衍射(XRD)研究不同掺杂浓度对TiO₂形貌和结晶过程的影响,并利用3种波长光源下的甲基橙光降解实验考评了各个复合光催化剂的催化活性。结果表明,掺杂后复合光催化剂中Fe₂O₃分散性较好较均匀。在TiO₂紫外可见吸收光谱中由于Fe₂O₃的掺杂而出现了红移,而且随着掺杂浓度增加红移越来越明显,复合光催化剂的禁带宽度也越来越小。在焙烧过程中无定形Fe₂O₃或Fe³⁺进入了TiO₂的晶格结构,从而抑制了TiO₂的结晶过程。半导体禁带宽度的减少以及TiO₂结晶过程的抑制作用,都导致紫外光下复合光催化剂催化活性的降低。但Fe₂O₃的掺杂也使得复合光催化剂在可见光区出现了一定的光催化活性。     

掺氮TiO2可见光降解有机污染物的比较研究

用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的N/TiO₂复合纳米粉末, 采用X射线衍射(XRD)、扫描透镜(TEM)、紫外-可见反射吸收光谱(UV-vis)对催化剂进行了初步表征. 通过X射线光电子能谱(XPS)、元素分析仪(EA)测定其含氮量. XPS分析结果显示TiO₂晶格中的氧被氮原子取代, N/TiO₂表面存在Ti^3＋离子; 紫外-可见反射吸收光谱测得不同掺杂量的N/TiO₂的禁带宽度(E_g), 推测在TiO₂价带上方生成了由N诱导产生的中间带, 当氮、钛摩尔比为0.0880时N/TiO₂的E_g最小, 为2.50 eV. 在可见光下, 以酸性桃红(SRB)和无色小分子对氯苯酚(4-CP)作为可见光活性实验的探针反应, 确定了最佳掺杂比为n_N/n_Ti＝0.0880. 结果表明, 最佳掺杂量下N/TiO₂能显著降解SRB和4-CP, 通过测定ESR, IR, TOC, COD, 重点比较了TiO₂在掺杂N前后在降解SRB和4-CP时的差异, 包括氧化物种、矿化率、最终产物等, 证明在可见光下, N/TiO₂的降解机理为电子从独立的N 2p轨道激发到Ti 3d轨道, 产生羟基自由基等氧化物种, 达到降解有机物的目的.     

N, S共掺杂纳米TiO2：水解-溶剂热法合成及可见光催化活性

采用简单的两相分离的水解-溶剂热法,以硫脲为非金属原料,可控地制备了N,S共掺杂的纳米TiO₂。所获得的纳米TiO₂平均粒径为10nm、粒径分布集中,且分散性好。N,S共掺杂拓展了纳米TiO₂对可见光的响应范围。气氛可控的表面光电压谱（SPS）的测试结果表明,N,S共掺杂引起的表面态能够捕获光生空穴,进而有利于光生电荷分离。在可见光催化氧化水产氧及降解污染物乙醛的过程中,共掺杂的纳米TiO₂表现出了高的活性,甚至优越于N掺杂的。这主要归因于N,S共掺杂的纳米TiO₂分散性好、可见光吸收强和光生电荷分离高。     

添加NaBF4对阳极氧化法制备TiO2纳米管光催化剂的影响

在阳极氧化电解液中添加NaBF₄制得了具可见光活性的B掺杂TiO₂纳米管阵列（B/TNTs）。采用扫描电镜（FE-SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、傅立叶红外光谱（FTIR）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）以及X射线光电子能谱（XPS）对样品进行表征,以亚甲基蓝（MB）的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明：添加NaBF₄后,TiO₂纳米管表面形貌变化较大;B掺入到TiO₂晶格中形成B-O-Ti键;B掺杂使得TiO₂纳米管表面羟基量增加、光学带隙能减小、光吸收阀值红移,且B掺杂量越多,其相应值的变化量越大;B掺杂能促进TiO₂锐钛矿相的发育,纳米管经550℃煅烧后仍保持未掺杂样品的锐钛矿相结构;NaBF₄的最佳添加量为0.6%（w/w）时,所得样品光催化活性最佳,可见光下光催化降解MB的4 h降解率由未添加的39.90%提高至75.15%,且反复使用10次后其光催化性能基本保持不变;总有机碳（TOC）分析结果表明,MB在可见光下能被B/TiO₂有效矿化。     

掺氮TiO2可见光降解有机污染物的比较研究

用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的N/TiO₂复合纳米粉末, 采用X射线衍射(XRD)、扫描透镜(TEM)、紫外-可见反射吸收光谱(UV-vis)对催化剂进行了初步表征. 通过X射线光电子能谱(XPS)、元素分析仪(EA)测定其含氮量. XPS分析结果显示TiO₂晶格中的氧被氮原子取代, N/TiO₂表面存在Ti^3＋离子; 紫外-可见反射吸收光谱测得不同掺杂量的N/TiO₂的禁带宽度(E_g), 推测在TiO₂价带上方生成了由N诱导产生的中间带, 当氮、钛摩尔比为0.0880时N/TiO₂的E_g最小, 为2.50 eV. 在可见光下, 以酸性桃红(SRB)和无色小分子对氯苯酚(4-CP)作为可见光活性实验的探针反应, 确定了最佳掺杂比为n_N/n_Ti＝0.0880. 结果表明, 最佳掺杂量下N/TiO₂能显著降解SRB和4-CP, 通过测定ESR, IR, TOC, COD, 重点比较了TiO₂在掺杂N前后在降解SRB和4-CP时的差异, 包括氧化物种、矿化率、最终产物等, 证明在可见光下, N/TiO₂的降解机理为电子从独立的N 2p轨道激发到Ti 3d轨道, 产生羟基自由基等氧化物种, 达到降解有机物的目的.     

B离子掺杂TiO2催化剂(TiO2－xBx)光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO₂和TiO_2－xB_x催化剂. 光催化实验证明, TiO_2－xB_x催化剂的紫外、可见光催化活性均高于TiO₂. XRD, XPS和Raman结果表明, B离子是以取代式掺杂占据了TiO₂的O^2－的晶格位置. UV-Vis和PL谱的结果表明, B离子的2p轨道与O的2p轨道形成混合价带, 产生可见光响应, B离子的掺入有效地阻止了光生载流子的复合, 促进了其分离, 是TiO_2－xB_x催化剂紫外、可见光催化活性提高的主要原因.     

氟掺杂TiO2纳米管的可见光催化活性及第一性原理计算

作为光催化技术的核心, 提高TiO₂的光催化活性和对可见光的利用率是当前光催化研究中最重要的研究课题. 为了提高TiO₂纳米管的可见光催化活性, 采用化学气相沉积法对TiO₂纳米管进行了氟掺杂. 扫描电子显微镜(SEM)结果表明退火温度对于TiO₂纳米管的形貌完整性有较大影响, 当样品在550和700 °C下退火, 氟掺杂TiO₂纳米管结构受损; X射线衍射(XRD)分析表明氟掺杂对TiO₂由锐钛矿相转化为金红石相有阻碍作用; X射线光电子能谱(XPS)测试表明化学气相沉积能有效地对TiO₂纳米管进行非金属掺杂, 且该方法安全、操作简单. 氟掺杂TiO₂纳米管对甲基橙有较高的可见光催化降解活性. 第一性原理计算结果表明氟掺杂对TiO₂带隙无显著影响, 费米能级附近的F 2p轨道电子位于价带底部, 与O 2p交联作用较小, 因此对TiO₂光吸收带边影响不大. 氟掺杂能促进表面氧空穴的产生, 增加表面酸度与Ti³⁺, 有利于减少电子-空穴复合率, 从而提高其光催化活性.     

Near infrared study of aqueous rare-earth ethylsulfates

The near infrared spectra of aqueous solutions of the ethylsulfates of La, Nd, Gd, Tb, Er, Yb, Lu, Y, and Na have been determined from about 0.2 mol-dm^–3 to nearly saturation. The extinction coefficients of water have been calculated taking into account the absorption of ethylslfate anions determined in separate experiments. Their values appeared to be nearly the same as that of pure water. The relative contents of free OH groups in 0.5 and 0.7M solutions have been estimated from the absorbances at 1160 nm. They were lower in solutions of the heavy rare-earth ethylsulfates (Tb, Er, Yb, Lu) than in equimolar solutions of the lighter ones (La, Nd), confirming our previous view that secondary hydration of the heavy trivalent rare-earth cations is distinctly stronger than that of the lighter ones. A comparison of the spectra of these aqueous ethylsulfates with those of perchlorates shows that the structure-breaking ability of the C₂H₅SO ₄ ^– ion is much smaller than that of perchlorate anion.     

Microstructures of Some Bi-W-Nb-O Phases

Microstructures of three Bi-W-Nb-O phases have been examined by using high-resolution transmission electron microscopy. Bi₁₇W₂Nb₃O₃₉ and Bi₁₇WNb₃O₃₆ have incommensurate superstructures derived from the defect fluorite-type δ-Bi₂O₃ and can be regarded as intermediate phases between the type II solid solutions in the Bi-Nb-O and Bi-W-O systems. Bi₈W₂Nb₂O₂₃ has a Bi₂WO₆-like subunit cell with a stepped superstructure. Formation mechanisms of various superstructures are discussed.     

Reactivity of Binary Mixtures of La(III) Oxide and Cu(II) Oxalate or Nitrate and Synthesis of La(III) Cuprate

Reactivity of mixtures of La(III) oxide and Cu(II) oxalate/nitrate in hydrated as well as anhydrous state was studied using TG, DTA and XRD. Cu(II) oxide formed in the endothermic decomposition of mixture containing hydrated Cu(II) nitrate and La(III) oxide could not form La₂CuO₄ while Cu(II) oxide formed in the exothermic decomposition of mixture containing hydrated/anhydrous Cu(II) oxalate and La(III) oxide reacts with La(III) oxide and develops the phases CuLaO₃ and La₂CuO₄. The maximum reactivity with respect to the formation of La₂CuO₄phase was observed in mixture containing anhydrous Cu(II) oxalate. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Preparation of ZrO2-TiO2-CeO2 and Its Application in the Selective Catalytic Reduction of NO with NH3

TiO₂,ZrO₂-TiO₂,andZrO₂-TiO₂-CeO₂ were prepared by co-precipitation method and characterized by X-ray diffraction (XRD), specific surface area measurements (BET), temperature programmed desorption (NH₃-TPD), oxygen storage capacity (OSC), and temperature programmed reduction (H₂-TPR). The results showed that ZrO₂-TiO₂-CeO₂ exhibited large number of surface strong acid, possessed some oxygen storage capacity, and strong redox property. The three materials were used as supports and the monolith catalysts were prepared with 1% (w) V₂O₅ and 9% (w)WO₃ for selective catalytic reduction (SCR) of NO with ammonia in the presence of excessive O₂, and the results of catalytic activity showed that the catalyst used ZrO₂-TiO₂-CeO₂ as support yielded nearly 100% NO conversion at 275 °C at a gas hourly space velocity (GHSV) of 10000 h⁻¹, and it had the best catalytic activity and showed great potential for practical application.     

电感耦合等离子体光谱法测定铜冶炼烟尘中锌

本实验介绍了电感耦合等离子体光谱法测定铜冶炼烟尘中锌含量的分析方法。针对样品碳,硅含量高的特点,有针对性的研究了样品的消解方法,确定采用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸对铜冶炼烟尘样品进行消解。同时进行了干扰试验,确定样品中高含量的铜,铅,砷等对样品测定结果没有影响。并对仪器的工作参数进行了优化。方法检出限为为0.011 mg/L,测定下限为0.019 mg/L,3个样品的相对标准偏差在0.54%~0.92%之间,加标回收率在96%~101.14%之间。该方法样品消解完全,流程短,操作简单,快速,测定准确度高,可以满足铜冶炼烟尘中锌含量的测定。     

电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)测定银精矿中铜、铅、锌、砷、镉、钙、镁、锰含量

针对银精矿样品复杂,难消解的特点,研究了不同酸溶法和碱熔法对样品的消解情况,建立了硝酸,盐酸,氢氟酸,高氯酸消解银精矿的方法。根据元素灵敏度和抗干扰性,选定各元素的测定波长。通过酸溶样和碱熔样测定结果比对,验证了方法准确性。建立了四酸消解-电感耦合等离子体光谱法测定银精矿中铜、铅、锌、砷、镉、钙、镁、锰含量的方法,元素的线性相关系数均在0.9999以上。通过共存元素干扰实验,确定了银精矿中高含量元素(铜、铅、锌、铁、锑、铋等)对测定元素结果没有影响。方法检出限：Cu 0.0063 mg/L, Pb 0.0159 mg/L ,Zn 0.0090 mg/L,As 0.0192 mg/L, Cd 0.0093 mg/L ,Ca 0.0084 mg/L, Mg 0.0075 mg/L, Mn 0.0081 mg/L。测定下限：Cu 0.0105mg/L,Pb 0.0265 mg/L, Zn 0.0150 mg/L, As 0.0320 mg/L, Cd 0.0155 mg/L, Ca 0.0140 mg/L, Mg 0.0125 mg/L,Mn 0.0135 mg/L。3个样品的相对标准偏差在0.87%~3.56%之间,加标回收率在95.00%~103.56%之间。方法流程短,操作简单,快速,灵敏度和再现性高,结果准确可靠,可以满足银精矿中铜、铅、锌、砷、镉、钙、镁、锰含量的测定。     

Li_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3,Na_(1.3)Ti_(1.7)Al_(0.3)(PO_4)_3的离子交换研究

研究了在不同温度下的NaNO3和AgNO3水溶液中Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3和Na1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3离子交换行为.实验表明Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3和Na1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3均显示出了高选择性与Na+和Ag+进行离子交换的特征,且对Ag+的选择性高于Na+.升高温度可显著提高Ag/Li和Ag/Na的交换反应速度.     

Reactivity of Zn3V2O8 Towards ZnMoO4 in the Solid State

The reactivity of Zn₃ V₂ O₈ towards ZnMoO₄ was investigated by using DTA and XRD methods. A new compound of the formula Zn_2.5 VMoO₈ was found. It crystallises in an orthorhombic system. The melting temperature was determinated to be 845±5°C. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Near infrared study of aqueous lanthanide perchlorates

The near infrared spectra of water in aqueous solutions of La(ClO₄)₃, Pr(ClO₄)₃, Nd(ClO₄)₃, Gd(ClO₄)₃, Er(ClO₄)₃, Yb(ClO₄)₃, Lu(ClO₄)₃, and NaClO₄ have been measured in the concentration range from 0.3 to 2.5 mol-dm^–3, at 25°C. The relative contents of free OH groups in the 1.0, 1.6, and 2.2M solutions have been calculated from extinction coefficients for water at 1160 nm. They increase with increasing salt concentration and are greater in solutions of the lighter lanthanide perchlorates at any fixed molarity. The results are discussed in terms of the stoichiometry and structure of hydrated cations of trivalent lanthanides.     

α-Fe2O3掺杂对In2O3电导和气敏性能的影响

用化学共沉淀法制备了α Fe2O3掺杂的In2O3纳米晶微粉,研究了α Fe2O3掺杂对In2O3电导和气敏性能的影响. 结果表明, α Fe2O3和In2O3间可形成有限固溶体In2－xFexO3(0≤x≤0.40); Fe3＋对In2O3晶格中In3＋格位的部分取代,大大增强了阴阳离子间的结合力,导致材料中氧空位VO×数骤降、 自由电子的浓度变稀和电导下降. n(Fe3＋):n(In3＋)=5 :5的共沉淀粉于800 ℃下灼烧4 h所得的α Fe2O3掺杂In2O3传感器元件,对45 μmol•L－1 C2H5OH的灵敏度达54.0,为相同浓度干扰气体汽油的8倍多.