掺杂TiO2的光催化性能研究进展

本文综述了掺杂TiO2在可见光范围的响应及其光催化性能的研究状况,讨论了掺杂金属离子的种类、浓度、光催化剂的粒径以及其它因素对TiO2光催化活性的影响。列出了掺杂TiO2的制务方法,并对今后的研究作了展望。     

过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能研究进展

 对近年来利用过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能研究进行了综述．分析了掺杂金属离子的种类、掺杂浓度和掺杂制备方式等对TiO2光催化性能的影响,并提出了今后的研究方向．     

阴离子掺杂改性纳米TiO2的光催化性能

利用钛酸丁酯水解浸渍方法制备了多种阴离子掺杂改性TiO2纳米复合粉体材料,并作了XRD、BET等表征,研究了它们对气相光催化降解正己烷反应的活性,并和阳离子K+ 掺杂TiO2、未掺杂TiO2及商品TiO2 Degussa P-25作了比较。结果表明,在实验的掺杂浓度下,多数阴离子的掺杂虽对TiO2的光催化活性略有降低,但仍要优于P-25,活性最差的是钾离子掺杂TiO2,H3PO4和NH4H2PO4的掺杂则对TiO2的光催化活性有明显的促进作用。     

氮掺杂纳米多孔TiO2:EDTA-Na2辅助水热合成及光催化性能

利用螯合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)作为致孔剂,以三氯化钛(TiCl3)为前驱体.利用水热法直接合成了氮掺杂的纳米多孔TiO2.通过SEM、XRD、IR、低温N2吸附-脱附、XPS、热重分析(TG)和紫外可见(UV)光谱对样品进行了表征与分析.结果表明所合成TiO2以锐钛矿相形式存在,氮掺在TiO2晶面之间,具有典型的介孔结构和较高的比表面积,通过改变EDTA-Na2的浓度,比表面积口1控制在95～216 m2·g-1之间.这种纳米多孔TiO2在光降解甲基橙的实验中表现出很好的光催化活性,且随着EDTA-Na2的浓度增大而逐渐增加.     

纳米TiO2掺杂改性与光催化性能研究

从TiO2的光催化降解机理入手,详细论述了纳米TiO2光催化性能,对近年来提高纳米TiO2光催化活性的多种方法进行了介绍。列举了纳米TiO2光催化降解处理染料废水、农药废水等应用,提出了环保领域中的应用研究现状、存在问题及其解决途径。     

稀土掺杂的纳米TiO2分散性及光学性能研究

采用溶胶凝胶法在同一条件下制备REa+:Ti4+=0.02和0.10的稀土掺杂的纳米TiO2材料,其中REn+为Nd3+,Ce4+,La3+,Er3+四种稀土元素.通过TG-DTG,XRD,TEM,UV-Vis等测试方法对所制备的纳米TiO2进行焙烧温度、晶胞尺寸、晶粒形貌、谱学特性等方面的研究.研究表明,稀土掺杂的纳米TiO2径粒尺寸均在20 nm左右,少量稀土掺杂不但有利于TiO2颗粒的分散,而且有利于TiO2向金红石相转变.同时,由于表面修饰作用和晶场效应的影响,掺杂使纳米材料在可见光范围内有不同程度的"红移"现象,Ce4+掺杂的纳米TiO2在可见光的"红移"程度最强.稀土掺杂的纳米TiO2在农用膜和节能材料上可广泛运用.     

NH4H2PO4掺杂改性纳米TiO2的光催化性能

利用钛酸丁酯水解浸渍方法制备了几种不同浓度NH4H2PO4掺杂改性的TiO2纳米复合粉体材料并作了XRD、BET等表征。以正己烷的气相光催化氧化降解为探针反应研究了NH4H2PO4掺杂TiO2催化剂的光催化活性。并和未掺杂TiO2及商品TiO2 Degussa P-25作了比较．结果表明。掺杂NH4H2PO4能够显著地细化TiO2的晶粒度。增大TiO2的比表面积。同时,适量掺杂NH4H2PO4对TiO2的光催化活性也有较大的促进作用。     

金属离子掺杂的TiO2薄膜的制备及其光催化降解甲苯的性能

 采用溶胶-凝胶法制备了负载于铝板上掺杂金属离子的TiO2薄膜光催化剂,并通过空气中甲苯光催化降解实验评价了其光催化活性. 结果表明,Pt和Fe的掺杂对TiO2薄膜的光催化活性起促进作用,甲苯降解率分别提高了17%和6%; Ag的掺杂引起催化剂失活; Mn的掺杂未对TiO2薄膜的光催化活性起明显促进作用. XRD结果表明,掺杂金属离子前后TiO2均为锐钛矿相; TEM观察到薄膜催化剂微观结构为球形颗粒,粒径分布均匀,平均粒径为19 nm; 紫外漫反射光谱表明,Pt-TiO2薄膜催化剂的反射率几乎为0,表明其对光的吸收能力很强,因而Pt掺杂的TiO2薄膜光催化降解甲苯的活性最高.     

金属离子掺杂对TiO2光催化性能的影响

TiO₂光催化反应过程涉及光生电荷、电荷迁移、电荷在TiO₂表面的反应和溶液体相反应4个顺序相接并相互影响的步骤.在TiO₂中掺杂金属离子对以上4个步骤均有重要影响,合理的掺杂可有效地提高其光催化性能.本文综合了国内外此方面的最新研究成果,从提高TiO₂光催化性能和优化光催化反应的角度出发,在材料吸光能力、电荷扩散、表面反应、粒径和晶型等方面,全面地分析总结了金属离子掺杂的影响效果和规律性认识,并对TiO₂基光催化材料的金属离子掺杂改性研究的未来发展方向提出了建议.文中还简要介绍了相关的掺杂方法和材料表征手段.     

甲醇在纳米TiO2作用下进行光催化氧化反应的机理研究

以纳米TiO2为催化剂,以主波长为364 nm的汞灯为光源,用气相色谱法分别考察了0.1 mol/L的甲醇、甲醛和甲酸水溶液进行光催化氧化反应的动力学规律.Langmuir-Hinshelwood方程进行核算结果证明,该组反应均为零级反应.用TEM、 XRD、 SSA和XPS对催化剂进行表征.根据XPS的检测结果提出了甲醇光催化氧化的反应机理.TiO2光激发活化时间约为30～60 min,生成物及剩余反应物浓度随时间变化的曲线表明,该反应速率为HCH2OH相似文献   

掺杂金属离子改性的TiO2薄膜光催化剂的研制

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂,着重考察了掺杂铈、镧、钨等金属离子改性的TiO2薄膜的光催化活性,研究了其紫外-可见光透过性能,甲基橙水溶液的光催化降解实验表明：掺杂铈、镧、钨三种金属离子后,TiO2薄膜的光催化活性均有不同程度的提高,最佳掺杂浓度分别为3．0％、1．0％、0．5％,其中掺杂铈的TiO2薄膜光催化活性最高。     

Diamino‐Substituted Carbene Transfer between Transition Metal Ions

Diamino‐carbene ligand transfer between various metalions is studied, particularly with Pd (II) to Rh(I), Rh(I) to Au(I). Reactions of various carbene complexes with AgPF₆ result in the cleavage of the M=C bond to give the protonated carbene species, imidazolidin‐2‐ylidinium salt, indicating the presence of free carbene ligand in the reaction medium. When the carbene transfer process was carried out in tetrahydrofuran, the polymerization of tetrahydrofuran occurred.     

两个新颖的1,10-菲罗啉衍生物的合成及其金属配合物在水溶液中热力学稳定性的研究

合成并表征了两个长链多齿配体2,9-二-(n-2′,5′,8′-三氮杂壬烷基)-1,10-菲罗啉(L1)和2,9-二-(n-4′,7′,10′-三氮杂十一烷基)-1,10-菲罗啉(L2). 研究了该配体及其与过渡金属离子和稀土金属离子配合物的热力学性质. 配体和金属离子的配位比都是1׃1. 对两个系列配合物的规律性及其差异以及对结果的影响因素也进行了研究. 结果表明, 所研究的稀土配合物都具有能催化水解生物大分子的11-1物种. 此性质表明它们是潜在的切割DNA和磷酸二酯水解酶的良好模型物.     

自组装成膜技术制备TiO2薄膜的XPS研究

采用自组装成膜技术制备里TiO2薄膜,应用X射线光电子能谱研究自组装膜及其氧化膜和淀积的TiO2薄膜，结果表明，硅烷偶联剂成功地组装在玻璃基片上，足够长时间的氧化对使端基（-SH）完全氧化为磺酸基，淀积在基片上的TiO2膜牢固性好，平均膜厚在10nm．淀积膜中的钛可能有几种不同的氧化态，不同的酸度影响TiO2的淀积效果     

纳米晶TiO2电极上半菁衍生物光敏染料

合成了具有不同共轭链长度的吡啶盐类及喹啉盐类半菁染料(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-[2-(4-N, N-二甲基氨基苯基)乙烯基]吡啶鎓盐(P1)、(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-[2-(4-N, N-二甲基氨基苯基)丁二烯基]吡啶鎓盐(P2)、(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-[2-(4-N, N-二甲基氨基苯基)乙烯基]喹啉鎓盐(Q1)以及(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-[2-(4-N, N-二甲基氨基苯基)丁二烯基]喹啉鎓盐(Q2).研究了它们的光物理性质,并将它们用作TiO2纳米晶电极的光敏化剂引入光电化学电池.与含有乙烯基共轭桥的染料P1和Q1相比,含有丁二烯基共轭桥的染料P2和Q2在甲醇和氯仿中的最大吸收均发生一定程度的红移,而且吸收光谱变宽.这两类染料都能很好地吸附于TiO2电极上.在比较了四个染料的吸收光谱、摩尔消光系数以及在TiO2电极表面的吸附量后,发现Q1具有最好的光电转化性质.     

Complexation behavior of Schiff base toward transition metal ions

Complexes of Iron, Cobalt, Nickel and Zinc ions with the Schiff base derived from p-dimethylaminobenzaldehyde and o-aminobenzoic acid were synthesized and investigated by several techniques using elemental analyse (C,H,N), molar conductance measurements, infrared and electronic spectra. The elemental analysis data suggest the stoichiometry to be 1:1 [M:L] ratio formation. The molar conductance measurements reveal the presence of non-electrolytic nature complexes. Infrared spectral data agreed with the coordination to the central metal ions through both the nitrogen atom of the azomethine and oxygen atom of the carboxyl group of the 2-aminobenzoic acid moiety. The electronic spectral data suggest the existence of octahedral geometry for Fe(III) complex, square planar geometry for Co(II) and Ni(II) complexes and tetrahedral geometry for Zn(II) complex.     

杯[4]冠醚对过渡金属离子的液膜传输行为

藉杯芳烃衍生物的识别作用可以实现对金属离子的选择性液膜传输,本文研究了4种新型杯[4]冠醚对5种过渡金属离子（Cu^2 ,Fe^3 ,Co^2 ,Ni^2 ,Zn^2 ）的液膜传输行为,发现其中酯型杯[4]冠醚（Ⅲ）对Cu^2 有优良的传输效能,并考察考察了各种因素（包括源相和受相酸度、离子载休Ⅲ的浓度、时间及温度等）的影响,指出载体Ⅲ对C ^2 的传输为H^ 交换机理,并对该过程进行了初步解释。     

Au/TiO2的制备及其光催化氧化丙烯的研究

采用浸渍法制备了Au/TiO2光催化剂,使用X射线能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了表征.结果表明,Au颗粒的尺度约为4—6nm;Au4f7/2的结合能为83.3eV,与Au0的标准峰位(84.0eV)相比,向低结合能方向移动了0.7eV,使其表现出俘获电子的特性.以丙烯的光催化氧化为指标反应,对制备的Au/TiO2的活性进行了评价,结果显示,Au/TiO2的光催化活性明显高于单一TiO2的,且当Au的担载量在0.1—5.0%范围内变化时,催化活性随着担载量的增加而显著增加.     

Transition metal ion-modified polyurethanes: Spectroscopic and thermal studies on polyesterurethane/chromium metallopolymers

Polyesterurethane/chromium(III) metallopolymers (PUCr) having chromium contents below 1% were prepared by using different initial molar ratios urethane groups/chromium ions. PUCr were characterized in comparison with the parent polyurethane (PU) by AAS, UV-Vis absorption spectroscopy, FTIR spectroscopy, DSC, DMA and TGA. Chromium ions form coordination complexes with the urethane nitrogen atoms, the intermolecular complexation bringing about the crosslinking of the hard segments. As a result, disturbance of the hydrogen bonding and modifications in the crystallinity of the hard-segment domains take place. PUCr exhibit higher values of soft-segment glass transition and storage modulus than PU, revealing the reinforcing effect of chromium ions on the polyurethane matrix. As compared with PU, PUCr present lower initial thermal stability, a strongly catalyzed final stage of the thermal decomposition process and more thermally stable intermediate decomposition products.