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相似文献
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1.
利用微波辅助溶剂热法合成了In-Si 共改性的TiO2 光催化剂. 粉末X 射线衍射(XRD)、激光拉曼(Raman)光谱、N2吸脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等实验表明,尽管掺杂和改性后TiO2结晶度略有降低,但不影响光催化剂锐钛相的形成. Si 掺杂入TiO2晶格使颗粒变小,比表面积变大. In 不能进入TiO2晶格,在TiO2表面形成了In2O3. 罗丹明B(RhB)降解实验显示,In-Si 共改性TiO2表现出很高的紫外和可见光催化活性,Si:In:Ti 的摩尔比为0.03:0.02:1 的样品(IST-2)光催化活性最高,紫外光下3 min 即可将RhB降解完全,可见光下120 min RhB降解率为97%,这是由材料的高表面积,In2O3-TiO2复合半导体之间高效电荷转移及染料敏化等共同作用所致. 对于苯酚,光催化降解则相对缓慢,700 min内尚不能降解完全.  相似文献   

2.
Fe、N共掺杂TiO2纳米管阵列的制备及可见光光催化活性   总被引:2,自引:0,他引:2  
应用电化学阳极氧化法结合浸渍和退火后处理制备了Fe和N共掺杂的TiO2纳米管阵列光催化剂,并用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)仪对其进行了表征.结果表明,Fe、N共掺杂对TiO2纳米管阵列的形貌和结构没有明显影响,Fe和N均掺入了TiO2晶格.紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱显示Fe和N共掺杂TiO2纳米管阵列的吸收带边较纯TiO2纳米管阵列和单一掺杂TiO2纳米管阵列红移,可见光吸收增强.以可见光催化降解罗丹明B(RhB)考察了材料的光催化活性,Fe和N共掺杂TiO2纳米管阵列对RhB的降解速率较纯TiO2纳米管阵列和单一掺杂TiO2纳米管阵列明显提高,证明了Fe、N共掺杂产生的协同效应提高了TiO2纳米管阵列在可见光照射下的光催化活性.  相似文献   

3.
硼硫共掺杂TiO2的光催化性能及掺杂机理   总被引:5,自引:0,他引:5  
魏凤玉  倪良锁 《催化学报》2007,28(10):905-909
采用水热法制备了硼硫共掺杂的TiO2光催化剂(TiO2-B-S),并用其光催化降解甲基橙.结果表明,在240℃下水热反应12h时制得的TiO2-B-S具有较高的催化活性,紫外光照射50min和太阳光照射230min时对甲基橙的降解率分别达99.8%和81%.X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱等研究表明,TiO2-B-S为锐钛矿晶型,硫硼掺杂能抑制TiO2粒径的生长;TiO2-B-S同时具有较高的紫外光和可见光活性的原因可能是掺杂的硼以B3 进入晶格中,导致TiO2晶格畸变,带隙变窄.掺杂的硼和硫还提高了TiO2的表面酸度和对可见光的吸收.  相似文献   

4.
可见光响应的氯掺杂TiO2的制备、表征及其光催化活性   总被引:3,自引:0,他引:3  
陈恒  龙明策  徐俊  蔡伟民 《催化学报》2006,27(10):890-894
 采用HCl水解钛酸四丁酯制备了可见光响应的氯掺杂TiO2光催化剂,并用X射线衍射线、透射电子显微镜、 X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱等测试手段对其结构进行了表征. 结果表明,氯元素的引入降低了无定形相向锐钛矿转变以及锐钛矿向金红石相转变的温度. 300 ℃焙烧的氯掺杂TiO2吸收波长拓展到可见光区,且XPS证实氯元素以阴离子形式存在于TiO2晶格中. 苯酚降解实验表明, 在大于400 nm的可见光照射下, 300 ℃焙烧的氯掺杂TiO2具有最佳的光催化活性, 120 min时苯酚的降解率达到42.5%.  相似文献   

5.
N掺杂TiO_2纳米粒子表面光生电荷特性与光催化活性   总被引:2,自引:0,他引:2  
以尿素为氮源,采用水热法制备了不同N掺杂量的TiO2(N-TiO2)光催化剂.利用X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),X射线光电子能谱(XPS)及荧光(PL)光谱等技术对其进行了系统的表征.以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)溶液的脱色降解为模型反应,分别考察了N-TiO2光催化剂在紫外和可见光区的光催化活性.利用表面光伏(SPV)和瞬态光伏(TPV)技术研究了N-TiO2纳米粒子表面光生电荷的产生和传输机制,并探讨了光生电荷与光催化活性之间的关系.结果显示,随着N含量的增大,TiO2表面光伏响应阈值红移,可见光部分光电压响应强度逐渐增强,瞬态光伏响应达到最大值的时间亦有着不同程度的延迟.这表明适量的N掺杂能够提高TiO2纳米粒子中光生载流子的分离效率,相应地延长载流子的传输时间,增加光生电荷的寿命,从而促进其光催化活性;而过量的N掺杂则增加了TiO2纳米粒子中光生载流子的复合中心,抑制其光催化活性.  相似文献   

6.
提出了一种过渡金属掺杂和碳纳米管(CNT)双重改性TiO2的新方法:首先采用溶胶-凝胶法合成掺杂镍和铁的二氧化钛基催化剂,然后采用流化床化学气相沉积方法(FBCVD)在二氧化钛基催化剂表面接枝生长CNT,得到CNT/Fe-Ni/TiO2复合光催化剂.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面分析、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等方法考察了双重改性复合光催化剂CNT/Fe-Ni/TiO2的结构和性能,通过降解亚甲基蓝溶液评价了双重改性复合光催化剂的活性.结果表明,在TiO2表面接枝的CNT具有较好的石墨化结构,CNT生长过程中小部分TiO2由锐钛矿向金红石晶型转变.过渡金属和CNT双重改性有效地克服了TiO2的比表面积小、量子效率低等缺点,明显提高了TiO2的光催化活性.  相似文献   

7.
Sm2O3掺杂TiO2光催化剂的制备和性能   总被引:14,自引:0,他引:14  
 采用溶胶-凝胶法制备了Sm2O3掺杂TiO2光催化剂,通过X射线衍射、程序升温脱附和漫反射紫外-可见光谱等手段对催化剂进行了表征,并以苯酚为光催化降解反应模型化合物考察了光催化剂的活性,测定了苯酚在TiO2和Sm2O3掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数. 结果表明,Sm2O3掺杂TiO2光催化剂具有较强的紫外光吸收性能. Sm2O3掺杂使TiO2粒径减小,比表面积增大,同时导致氧脱附温度提高及脱氧量增大. Sm2O3掺杂有利于反应底物在催化剂表面的吸附,Sm2O3的最佳掺入量为Sm/Ti摩尔比=0.8%.  相似文献   

8.
采用浸渍法制备了La掺杂Bi2O3(La-Bi2O3)光催化剂,利用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光谱(PL)等分析测试手段对样品的La掺杂量、晶体结构和光谱特征等进行了表征,并以2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)水溶液的降解作为探针反应,考察了样品的可见光催化性能.结果表明,适量的La掺杂能有效抑制Bi2O3由四方相向单斜相转变,并将光吸收范围拓展到550 nm以上.掺杂的La可取代Bi2O3晶格中部分Bi,形成Bi—O—La键,并生成了少量镧铋复合氧化物(La0.176Bi0.824O1.5),它们的存在能有效抑制光生电子-空穴对的复合,从而提高光催化量子产率.可见光照射下2,4-DCP的光催化降解实验表明,La-Bi2O3具有良好的可见光催化性能,并且当La的掺杂量为3%(摩尔分数)时,催化剂的可见光催化效率最高.  相似文献   

9.
掺氮二氧化钛可见光照射降解微囊藻毒素-LR   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用溶胶凝胶法制备了N掺杂TiO2(N-TiO2)纳米粉体光催化剂,利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外可见反射光谱及透射电镜(TEM)分析测定,对光催化剂N/TiO2进行了结构表征.发现N掺杂TiO2相对纯TiO2禁带宽度变窄,可见光区有明显吸收.在可见光照射下,利用纳米N/TiO2作为光催化剂降解微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR),通过高效液相色谱仪(HPLC)跟踪检测降解过程MC-LR浓度变化,液质联用仪(LC-MS)检测MC-LR降解中间产物变化.利用电子自旋共振法(ESR)及过氧化物酶催化氧化方法跟踪定性定量测定光催化过程中氧化物种的种类变化.采用总有机碳(TOC)测定仪测定了MC-LR光催化深度氧化矿化效果.结果表明,可见光(λ420nm)照射可有效激发光催化剂N-TiO2活化分子氧降解MC-LR,在反应条件下,光催化反应14h,MC-LR降解率达到100%,20h矿化率达到59%.其光催化反应体系中氧化物种主要为羟基自由基(·OH).质谱检测到13种降解产物,主要反应机理为光催化反应产生·OH进攻MC-LR结构四个易氧化部位,以及一些氨基酸之间的肽键的水解.  相似文献   

10.
TiO2因其毒性低、稳定性高、制备成本低廉而获得广泛应用,特别是作为光催化剂在降解环境污染物方面受到了广泛关注;然而,纯TiO2较大的光生载流子复合率和较宽的带隙限制了其应用.元素掺杂作为一种拓宽光催化剂光吸收能力的方法广泛应用于各种光催化剂的修饰改性,而两种具有光催化性能的TiO2相共存则能有效抑制光生载流子的复合,因此采取合适的方法有效利用这两种TiO2改性的方法制备得到更具实际应用潜质的光催化剂具有一定的可行性.本文通过简单的溶胶-凝胶过程向锐钛矿相与金红石相组成的混相TiO2中共掺杂碳和钇得到了一种活性较高的可见光响应光催化剂.采用粉末X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱和透射电镜等表征手段研究了碳和钇掺杂对TiO2结构的影响,发现碳掺杂有利于金红石相的形成且材料具有更大的晶粒尺寸,钇掺杂则有利于锐钛矿相的形成且能细化材料的晶粒尺寸,提高材料的比表面积,导致材料更好的光催化活性.材料在30 W荧光灯光照条件下的光催化降解亚甲基蓝(MB)性能的研究显示,C-Y-TiO2样品具有比单掺杂和未掺杂样品更高的光催化活性,其顺序为C-Y-TiO2>Y-TiO2>C-TiO2>TiO2≈P25.此外,降解反应动力学研究表明C-Y-TiO2样品光降解MB的速率是未掺杂样品在相同条件下降解速率的3.5倍.不同钇掺杂含量样品的结构和光催化降解MB的研究结果表明,钇掺杂显著促进了锐钛矿相TiO2的形成.这说明钇可能仅掺杂进入锐钛矿相,因此合适的钇掺杂量才能有效形成最优化的光催化性能的混相TiO2.不同热处理温度下获得的样品的光降解MB特性也表明,一定的热处理温度有利于合适的锐钛矿相和金红石相的组成,从而有利于相间的协同效应.紫外-可见光谱和荧光光谱表征分析表明,碳和钇的掺杂都拓展了其吸收光谱到可见光区域,且抑制了光生电子和空穴对的复合,进而提高了材料的光催化活性.碳和钇共掺杂的混相TiO2具有较高可见光光催化活性的主要原因有两个方面:一是元素掺杂减小了TiO2的带隙使得材料具有可见光响应;二是金属和非金属元素在锐钛矿相与金红石相TiO2中不同的掺杂特性形成的协同效应,抑制了光生电子和空穴的复合.  相似文献   

11.
采用溶胶-凝胶法,利用钛酸四丁酯、硝酸镧、硝酸铈和硼酸为原料,对TiO2光催化剂进行稀土-B(RE-B)的共掺杂改性制备和性能研究。采用X-射线衍射法(XRD)、冷场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱对制得样品的相组成、表面形貌结构、表面元素组成、光响应范围及带隙能和电子-空穴的复合情况进行了初步分析。结果表明,所制掺杂TiO2的组成均为锐钛矿型,掺杂使晶格发生了较大畸变,且细晶粒由未掺杂的27 nm减小到RE-B-TiO2的10 nm,形貌为片层状不规则堆放状态存在。XPS结果表明掺杂元素有效进入二氧化钛, PL谱显示共掺杂可有效延长光催化剂的载流子寿命。掺杂后吸收边均红移, La-B-TiO2由TiO2的405 nm移动到466 nm,相应地禁带宽度减小了0.4 eV。光催化实验表明:2 h内降解亚甲基蓝(MB)时掺杂能够同时提高紫外和可见光下二氧化钛的光催化效率,而共掺杂的降解效果又优于单掺杂, La-B-TiO2紫外光下的降解率达到80.67%,为同等条件下纯TiO2的2.7倍,可见光下的降解率为74.78%。  相似文献   

12.
Uniform α-Fe2O3/amorphous TiO2 core-shell nanocomposites were prepared via a hydrolysis method and α-Fe2O3/anatase TiO2 core-shell nanocomposites were obtained via a post-calcination process. The structure and morphology of the products were characterized by powder X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. Amorphous TiO2 nanoparticles with diameters of ten to several tens nanometer were formed on the surface of α-Fe2O3 nanoparticles and the coverage density of the secondary TiO2 nanoparticles in the composite can be controlled by varying the concentration of Ti(BuO)4 in the ethanol solution. The visible-light photocatalytic properties of different products towards Rhodamine B(RhB) were investigated. The results show that the α-Fe2O3/amorphous TiO2 exhibits a good photocatalytic property owing to the extension of the light response range to visible light and the efficient separation of photogenerated electrons and holes between α-Fe2O3 and amorphous TiO2.  相似文献   

13.
TiO2/InN (In/(Ti + In) = 6.5:100 mol) was prepared by nitridation of TiO2/In2O3 by NH3 at 580 °C for 8 h. Only the anatase TiO2 phase was detected in the XRD measurements. The highly dispersed InN clusters on the surface of anatase TiO2 nanocrystals were beyond the detection limit of XRD. In order to confirm the existence of InN in the products of nitridation, thermogravimetry–differential scanning calorimetry–mass spectrometry (TG–DSC–MS) coupling techniques were used for a simultaneous characterizing study of the changes of mass, enthalpy and determination of the evolved gases during the thermal decomposition of the InN and the nitrided TiO2/In2O3 samples. Moreover, pulse thermal analysis (PulseTA) was combined with TG–DSC–MS for the quantitative calibration of the evolved nitrogen formed during the thermal decomposition of the InN and the nitrided TiO2/In2O3. The applied technique enabled identification and quantification of the InN in the products of the nitridation of TiO2/In2O3.  相似文献   

14.
Exploring economical and efficient photocatalysts for hydrogen production is of great significance for alleviating the energy and environmental crisis. In this study, 3D In2O3 nanostructures with appropriate self-assembly degrees were obtained using a facile hydrothermal strategy. To study the significance of 3D In2O3 nanostructures with appropriate self-assembly degrees in photocatalytic hydrogen production, the photocatalytic performances of samples were evaluated based on the amount of hydrogen gas release under visible-light irradiation (λ > 400 nm) and simulated solar light illumination. Interestingly, the 3D In2O3-150 nanostructured photocatalyst (hydrothermal temperature was 150 ℃, denoted as In2O3-150) exhibited extremely superior photocatalytic hydrogen evolution activity, which may have been caused by their unique structure to improve light reflection and gas evolution. The special structure can enhance light harvesting and induce more carriers to participate in photocatalytic hydrogen production. Despite possessing similar 3D nanostructures, the In2O3-180 photocatalyst exhibited poor photocatalytic activity. This may have been caused by the high self-assembly degree, which can hinder light irradiation and isolate a portion of the water. In addition, the 3D nanostructures could effectively make uniform the carrier migration direction, which is from the interior to the rod end. However, the direction of carrier migration of the In2O3-110 photocatalyst could transfer in various directions, whereas the In2O3-130 photocatalyst could transfer to both ends of the rod. This might cause partial migration to counteract each other. The compact cluster rod-like structure of In2O3-180 might prevent the light from exciting the carrier effectively. Through a photocatalytic recycling test, the 3D In2O3-150 nanostructured photocatalyst exhibited outstanding photochemical stability. This work highlights the importance of controlling the self-assembly degree of 3D In2O3 nanostructures and explores the performances of 3D In2O3 nanostructured photocatalysts in hydrogen production under visible light and simulated solar light.  相似文献   

15.
C-doped Nb2O5 with abundant mesopores has been successfully synthesized through a facile solvothermal synthetic strategy followed by calcination treatment. The resulting C-doped Nb2O5 displayed the highest BET surface area(345 m2/g) and large mesopore size(ca. 4.2 nm), capable of offering more accessible active sites as well as faster mass transfer for catalysis. Besides, the doping of C(2.21%, molar fraction) at the O sites in Nb2O5 lattice greatly enhanced visible-light response by lowering the band gap, thereby making the material a photocatalyst under visible-light irradiation. Typically, the C-doped Nb2O5 exhibited a high H2 evolution rate of ca. 39.10 μmol·g-1·h-1 and also degraded RhB dye completely after 30 min of visible light exposure, which turned out to be much better than Degussa P25 and pure Nb2O5 catalysts.  相似文献   

16.
利用脉冲电沉积与高温退火相结合的方法制备了镍酸镧(LaNiO3)纳米颗粒负载的二氧化钛(TiO2)纳米管阵列. 修饰于TiO2纳米管阵列上的LaNiO3纳米颗粒粒径小(< 10 nm)、分布均匀、负载量可控,一些LaNiO3纳米颗粒沉积于TiO2纳米管内. 紫外可见吸收光谱显示,LaNiO3/TiO2纳米管阵列的吸收带边较TiO2纳米管阵列明显红移,可见光吸收明显增强. 可见光下光催化降解罗丹明B(RhB)的结果表明,脉冲循环沉积500次制得的LaNiO3/TiO2纳米管阵列的光催化活性最佳,其对RhB光催化降解速率是TiO2纳米管阵列的3.5倍,并且表现出极好的光催化稳定性.  相似文献   

17.
以纳米管钛酸为钛的前驱体,Bi(NO3)3·5H2O为N源和Bi源,采用水热法制备了N、Bi共掺杂的TiO2;并以甲基橙为目标降解物考察了所制备样品的可见光催化性能(λ≥420 nm).利用XRD、XPS、UV-Vis DRS、TEM等技术对不同条件下制备的产物进行了表征.结果表明,所得样品主要为锐钛矿型,粒径20 nm左右,掺杂的Bi主要以Bi2O3和BiONO3两种形式存在.N元素除了以NO3-的形式存在于BiONO3中,还有少量N以间隙氮掺杂于TiO2中形成Ti-O-N键.N、Bi共掺杂的TiO2在可见光下表现出了优越的光催化性能,其中水热温度为130 ℃,Bi/Ti摩尔比为1%时,催化活性最高.催化活性的提高源于N和Bi的掺杂增加了样品对可见光的利用效率,降低了光生电子空穴的复合速率.  相似文献   

18.
首先采用相分离的水解-溶剂热法制备了Bi2O3纳米粒子,然后利用简单的湿化学法在Bi2O3表面负载不同比例的TiO2纳米颗粒,进而得到TiO2/Bi2O3纳米复合体。通过气氛调控的表面光电压谱(SPS)等测试表明,表面负载适量的TiO2后能够提高Bi2O3光生电荷分离。可见光催化产氢和降解污染物测试结果进一步证明,表面负载适量的TiO2后可显著提高其可见光催化活性,其中Ti/Bi摩尔比为7%时具有最高的光催化活性。这主要归因于TiO2具有较为合适的导带能级位置,可以接收Bi2O3在可见光激发下所产生的高能级电子,从而抑制光生电子-空穴对复合,并且维持了高能级电子较高的还原能力。  相似文献   

19.
A series of magnetically separable photocatalyst TiO2/NiFe2O4(TN) with different mass ratios of NiFe2O4 to TiO2 was prepared by sol-gel method. The X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), transmission electron microscopy(TEM), ultraviolet-visible spectroscopy(UV-Vis), Brunauer-Emmett-Teller(BET) surface analysis and photoluminescence spectroscopy(PL) were used to characterize the photocatalyst TN. The XRD patterns of TN indicate that adulterating a smidgen of NiFe2O4 into TiO2(about 0.1%, mass ratio) can promote the phase transformation of TiO2, however, when the doped amount of NiFe2O4 surpasses 1%, the introduction of NiFe2O4 can inhibit the growth of TiO2 crystal grain and reduce the size of TiO2 crystal grain. The XPS results of TN indicate that some Fe3+ replace Ti4+ of the TiO2 lattice forming Fe―O―Ti bonds. The PL analysis of TN shows that the NiFe2O4 nanoparticles in photocatalyst TN play the role of the effective recombination centre of the photogenerated electrons and holes, leading to the decrease in photocatalytic activity.  相似文献   

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