铁、氮共掺杂二氧化钛薄膜的亲水性能

采用溶胶-凝胶法制备了铁掺杂TiO2(Fe-TiO2)薄膜, 将Fe-TiO2薄膜放置氨气气氛中高温处理, 形成铁、氮共掺杂TiO2(Fe/N-TiO2)薄膜. 通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis法进行吸收光谱分析及薄膜表面亲水接触角分析, 研究了铁、氮掺杂浓度, 热处理温度, 膜厚等因素对薄膜亲水性能的影响. 结果表明, Fe/N-TiO2(0.5%Fe, 摩尔百分数)显示出更佳的亲水性能, 在可见光下优势尤为明显. 铁掺杂主要作用是降低电子和空穴的复合几率, 氮掺杂可以增强TiO2薄膜在可见光区的吸收, 两种效应相互结合, 共同提高了薄膜在可见光下的亲水性能.     

氮铂共掺杂纳米二氧化钛的制备及表征

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO2(N-TiO2),并用光分解沉积法在N-TiO2表面负载上微量金属Pt形成铂-氮共掺杂纳米TiO2(Pt/N-TiO2).通过X射线衍射、光电子谱、紫外-可见吸收、扫描电镜和光电流测试对催化剂进行了表征.结果表明:Pt和N共掺杂对TiO2的晶型和形貌影响不大,但其吸收边带较纳米TiO2约红移20nm,Pt/N-TiO2电极在可见光区的光电流约为纳米TiO2电极的4倍.     

铁掺杂TiO2纳米管阵列对不锈钢的光生阴极保护

在含FeSO4的HF、H2SO4/HF、NaF/Na2SO4溶液中,通过电化学阳极氧化直接在纯钛表面制备Fe 掺杂的TiO2(Fe-TiO2)纳米管阵列. 应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X 射线光电子能谱(XPS)等手段对纳米管阵列的结构、形貌及化学组成进行表征. 利用光电化学测量研究Fe-TiO2纳米管阵列在不同波长范围内的光电响应特性和光生阴极保护行为. 考察了温度、时间、掺杂含量等参数对TiO2纳米管阵列的几何尺寸、形貌和光电性能的影响. 结果表明, Fe掺杂可有效减缓TiO2纳米管阵列载流子的复合, 窄化TiO2带隙宽度, Fe-TiO2在410-650 nm范围显示强吸收, 并使光谱响应扩展到波长大于400 nm 的可见光区. 实验结果还表明, Fe-TiO2纳米管阵列对316不锈钢(316L)具有良好的光生阴极保护作用, 暗态下阴极保护作用可继续维持.     

Fe掺杂对纳米TiO2薄膜的结构与光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Fe掺杂的TiO2薄膜,利用X射线光电子能谱、X射线衍射技术、显微共聚焦拉曼光谱、紫外可见光谱和原子力显微镜等对薄膜进行表征,以甲基橙为反应模型对光催化活性进行测试。 结果表明,在300~600 ℃焙烧时,TiO2以锐钛矿结构存在,700 ℃焙烧时出现金红石结构。 随掺铁量和焙烧温度的增加,Fe/TiO2薄膜的表面粗糙度和晶粒尺寸均逐渐增大;随镀膜层数的增加,Fe/TiO2薄膜光谱吸收向可见光方向移动;较低含量的铁掺杂改善了TiO2薄膜的光催化活性,而较高含量的铁掺杂则使TiO2薄膜的光催化活性下降,掺铁量为0.1%时Fe/TiO2薄膜的光催化活性最好。     

掺铁氧化钛活性炭负载体制备及其对活性艳红K2G的光催化降解

通过优化的溶胶-凝胶法制备活性炭负载的铁掺杂TiO2(Fe-TiO2/AC)复合体,使用比表面积分析仪、扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、荧光光谱等对其结构特征进行表征.采用活性艳红K2G水溶液为标准模型降解物,对其光催化性能进行评价.结果表明:活性炭负载Fe-TiO2后,仍然保持有很高的比表面积,原因是活性炭的大孔和中孔没有被堵塞.Fe-TiO2/AC中没有Fe离子衍射峰出现,可能归功于Fe离子半径和Ti相近或掺杂量少,也表明对TiO2纳米颗粒的晶型结构没有影响.相对于纯TiO2,由于活性炭载体大的比表面积和强的吸附力,使其表面上的TiO2纳米颗粒分散好,同时铁的掺杂使TiO2纳米颗粒尺寸进一步降低.另外,复合体中掺杂在TiO2中的Fe有两种存在形式,即Fe2O3和FeO.由于活性炭载体和Fe离子的掺杂浓度对光生空穴-电子对复合率的影响,从而导致活性炭负载化和Fe掺杂及其浓度的大小都对复合体荧光强度产生影响.相比于纯TiO2、0.3%Fe-TiO2、TiO2/AC、0.5%Fe-TiO2/AC和0.1%Fe-TiO2/AC,0.3%Fe-TiO2/AC显示出最大的光催化活性,并能使活性艳红K2G在有限的时间内完全矿化,这归功于恰当浓度的Fe离子掺杂和活性炭负载.另外,0.3%Fe-TiO2/AC降解活性艳红K2G的动力学常数(k=0.0229min-1)比TiO2/AC(0.0154min-1)和0.3%Fe-TiO2(0.0057min-1)两者动力学常数之和还大,原因可能是活性炭负载和铁离子掺杂同时影响,对于提高TiO2光催化活性具有放大效应.     

低含量铁掺杂对TiO_2薄膜结构和亲水性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备了锐钛矿型TiO2和Fe/TiO2薄膜,并通过SEM、XRD、XPS、AFM和PAS等技术对其进行表征。结果表明,铁离子掺入后,TiO2薄膜变得更加致密,铁离子以Fe2O3的形式存在,0.1%Fe/TiO2薄膜的正电子寿命最长。在可见光照射下,TiO2薄膜表现为明显的亲水性。对于Fe/TiO2薄膜,随着铁掺杂量的增加,亲水性呈先增加后趋于平衡的趋势,镀膜5层、450℃焙烧时薄膜的亲水性最佳。     

水热沉淀法制备掺铁二氧化钛中空球及其光催化性能

 以碳球为模板剂, 采用水热沉淀法制备了不同配比掺 Fe 的 TiO2 (Fe-TiO2) 中空球, 并运用 X 射线粉末衍射、扫描电子显微镜、元素分析能谱、红外光谱和热重等方法对其进行了表征. 结果表明, 中空球为锐钛矿相, 大小为 0.5~3.20 ?m, 壳层厚度为 30~60 nm, 比表面积为 150~300 m2/g. 随着 Fe 掺杂量的增加, 中空球在可见光区的吸收强度逐渐增加. 光催化降解实验表明, 掺 Fe 后, TiO2 中空球的可见光催化活性升高, 其中 0.5% Fe-TiO2 在 80 min 内降解亚甲基蓝超过 75%. 同时还讨论了光催化机制.     

氮掺杂二氧化钛薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂Ti O2薄膜;利用X射线光电子能谱仪、紫外-可见光谱仪表征了所制备的薄膜的化学状态和光吸收性能;并考察了可见光照射下薄膜的亲水性能和光催化性能.结果表明:N通过取代部分O的方式进入到Ti O2薄膜中,且掺杂后在可见光区的光吸收增强;最优条件下,Ti O2-xNx薄膜的接触角由31°降到12°,亲水化速度常数为0.018,可见光照射3 h,亚甲基蓝的降解率达到45%.     

Fe、N共掺杂TiO2纳米管阵列的制备及可见光光催化活性

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.     

N掺杂TiO2纳米膜吸附胆红素分子的石英晶体微天平研究

以柠檬酸催化溶胶-凝胶法合成了晶粒尺寸为16.9 nm的锐钛矿型N掺杂TiO2(N-TiO2)纳米颗粒,并用旋转涂膜法制备了N-TiO2纳米薄膜.采用石英晶体微天平(QCM)技术研究了胆红素在纳米N-TiO2膜表面的吸附动力学行为,考察了缓冲溶液pH、硅烷亲脂试剂三甲基氯硅烷及金属离子修饰纳米N-TiO2膜对胆红素吸附...