Cu-Fe-TiO2/膨润土复合光催化剂的表征及性能

以膨润土为载体,用溶胶-凝胶法制备了不同焙烧温度的Cu-Fe双金属掺杂的TiO2/膨润土复合光催化剂,采用XRD、TG-DSC和N2吸附技术对其结构进行了表征,通过光催化降解直接天蓝染料废水,考察了焙烧温度对催化剂光催化性能的影响.结果表明,当焙烧温度高于300℃时,催化剂中出现了锐钛矿型TiO2,掺杂的Cu2+、Fe3+可能进入了TiO2晶格取代了部分Ti4+,使其晶格产生了一定程度的畸变,形成了复合半导体,拓宽了TiO2的光谱响应范围,并且Cu2+、Fe3+掺杂的TiO2复合半导体进入了蒙脱石层间,与膨润土成功复合,增大了催化剂的比表面积并改善了催化剂的孔体积,提高了光催化剂活性和再生性.     

掺杂离子对介孔TiO_2薄膜光学性能的影响

通过溶胶-凝胶法和旋涂法成功制备了多种金属离子掺杂的介孔TiO2薄膜材料。小角X射线衍射谱和TEM测试结果表明Zn2+,Fe3+,Y3+掺杂的TiO2薄膜均具有较有序的介孔结构;掺入Zn2+,Fe3+的介孔TiO2薄膜孔径为7～9nm,掺入Y3+离子后介孔孔径扩大至10.9nm。通过透射光谱研究了三种离子掺杂对介孔TiO2薄膜光学性能的影响,并用Swanepoel包络法拟合了薄膜的折射率。结果表明,掺入Fe3+后,介孔TiO2薄膜光吸收带明显展宽,且具有丰富的表面能态;Y3+掺杂能抑制介孔TiO2纳米晶生长,有助于得到较大孔径的介孔TiO2薄膜。     

铁掺杂TiO2/膨润土光催化剂的制备及表征

以溶胶-凝胶法制备了过渡金属铁掺杂的Fe-TiO2/膨润土复合光催化剂,通过XRD、FTIR技术对该系列催化剂的结构进行了表征,并以亚甲基蓝染料废水为模型,考察了紫外光和日光下铁掺杂量对催化剂性能的影响。结果表明,催化剂中有锐钛矿型TiO2生成,铁掺杂TiO2进入了膨润土的蒙脱石层间,改变了蒙脱石层间的有序性,生成了Ti—O—Si键,实现了TiO2粒子与膨润土的复合;适量Fe3+的掺杂降低了TiO2粒子的粒径,并且部分Fe3+还可能进入了TiO2的晶格,形成了缺陷位,拓宽了TiO2的光谱利用范围,提高了光催化活性。     

铁氮共掺杂纳米TiO_2复合膜的制备、光谱分析及光催化活性研究

用溶胶-凝胶法制备铁、氮共掺杂纳米TiO2凝胶,浸渍-提拉法将其镀膜于载玻片表面,经干燥、煅烧,制得Fe-TiO2-xNr复合膜;用XRD,SEM,XPS及UV-Vis对镀膜样品进行了表征.XRD分析表明,Fe-TiO2-xNr膜为锐钛矿结构,少数氮原子替代了TiO2晶格中的氧;SEM照片说明,构成膜的粒子分散均匀,形貌一致,粒径约19 nm:UV-Vis漫反射光谱显示,Fe3+掺杂可使复合膜对可见光的响应红移至740nm处;XPS图谱证明,铁、氮的掺入降低了Ti(2p3/2)电子结合能,从而拓宽了TiO2在可见光区的吸收范围.以光催化降解苏丹红I为模型反应,比较了不同掺杂样品的光催化活性,结果表明,当掺杂的Fe3+相对于Ti4-1的原子比达到0.4%时,复合膜表现出最佳催化性能,4 h后对苏丹红I的降解率达到97%.方法制备的氮和适量铁共掺杂Fe-TiO2-xNr复合膜能协同提高TiO2对可见光的响应能力及光催化活性,在污水处理领域具有潜在的应用价值.     

微波场辅助银掺杂TiO2薄膜光催化降解甲基橙溶液的实验研究

用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)表征了制备的TiO2和Ag/TiO2薄膜的光谱特性和表面形貌,研究了掺杂改性、微波场辅助作用以及两者相结合的光催化降解方法的薄膜催化活性.结果表明:催化剂的掺杂改性与微波场辅助作用相结合的光催化降解效果优于微波场辅助光催化方法和银掺杂光催化方法.     

Cu掺杂SnO_2/TiO_2复合薄膜的制备及性能研究

制备Cu掺杂的纳米Sn O2/Ti O2溶胶,采用旋涂法在载玻片上镀膜,经干燥、煅烧制得Cu掺杂的Sn O2/Ti O2薄膜,通过对比实验探讨掺杂比例、条件、复合形式等对结构和性能的影响。采用XRD、SEM、EDS、UVVis等测试手段对样品进行表征,并以甲基橙为探针考察了其光催化降解性能。XRD测试结果显示薄膜的晶型为锐钛矿型,结晶度较高。SEM谱图显示薄膜表面无明显开裂,粒子分布均匀,粒径约为20 nm。EDS测试结果表明薄膜材料中含有Cu元素,谱形一致。UV-Vis吸收光谱表明Cu掺杂以及Sn O2/Ti O2的复合使得在近紫外区的光吸收比纯Ti O2明显增强。光催化实验表明Cu掺杂后使得Sn O2/Ti O2复合薄膜对甲基橙的光催化降解效率进一步提高,Sn O2/Ti O2复合薄膜的光催化活性在10%Cu掺杂时达到最高。     

Ag-TiO2和Au-TiO2复合薄膜光催化降解偶氮染料酸性大红GR的研究

以玻璃珠为载体,溶胶-凝胶法制Ag-TiO2和Au-TiO2复合薄膜,研究了水溶液中的偶氮染料酸性大红GR进行了固定相光催化氧化以及银和金的掺杂量、染料水溶液的pH值、光源、催化剂的重复使用性等因素的影响.负载型复合光催化剂Ag-TiO2和Au-TiO2的光催化活性显著提高.当Ag和Au掺杂TiO2的质量分数分别为0.4%和0.6%时,最高光解率分别提高了2.1倍和1.8倍.     

钙钛矿结构B位双掺杂LaMg_(0.34)Ni_xFe_(0.66-x)O_3的红外辐射性能

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和Mg~(2+)-Ni~(2+)掺杂的LaFeO_3,并对它们在近红外波段的发射率进行了研究和比较。结果表明,34%(摩尔分数)的Mg~(2+)和23%(摩尔分数)的Ni~(2+)掺杂的LaFeO_3即LaMg0.34Ni0.23Fe0.43O_3在0.2~2μm波段的红外发射率达到了0.966,远高于未掺杂LaFeO_3的0.446。Mg~(2+)-Ni~(2+)共掺杂能够显著提高LaFeO_3在近红外波段的发射率的原因在于Mg~(2+)、Ni~(2+)进入铁酸镧的晶格中取代Fe3+,引入了杂质能级,氧空位浓度增加,提高了杂质能级吸收以及氧空位吸收,掺杂引起的晶格畸变使得晶格振动吸收增强;此外,电子在Fe3+和Fe4+之间的极化跃迁,也增强了化合物在相应光谱区域的吸收性能。     

Zn、Cu共掺杂TiO_2∶SiO_2薄膜材料的光学性能研究

用溶胶-凝胶法制得Zn、Cu共掺杂的TiO_2∶SiO_2凝胶,旋转法于玻璃基底涂膜,制得Zn、Cu共掺杂的TiO_2∶SiO_2薄膜,探讨了煅烧温度、煅烧时间及掺杂比例对其结构、形貌和性能的影响。采用XRD、FESEM、FTIR等测试技术对薄膜进行表征,并考察了其对甲基橙的光催化降解性能。XRD测试结果显示:薄膜样品的晶型为锐钛矿型,结晶良好。SEM谱图显示:薄膜微粒粒径小,分布均匀,表面平整、致密且无明显裂痕;紫外-可见光谱(UV-Vis)表明:Zn、Cu共掺杂的TiO_2∶SiO_2薄膜在紫外区和可见光区的吸光度明显增加,提高了对光的利用率;光催化性能测试表明:与纯相TiO_2对比,Zn、Cu共掺杂的TiO_2∶SiO_2薄膜对甲基橙的光催化降解率有较大提高,在600℃下焙烧2h的掺杂的量比为n(Ti)∶n(Si)∶n(Zn)∶n(Cu)=3∶2∶1.5∶4的薄膜样品光催化降解率最高。     

Li~+共掺杂对掺Er~(3+):TiO_2粉末上转换发光特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备摩尔分数为x(Er3+)=0.1%Er3+,x(Li+)=0~2%Li+共掺杂TiO2粉末。800℃烧结Li+共掺杂促进掺Er3+:TiO2由锐钛矿向金红石相转变,900℃和1000℃烧结Er3+-Li+:TiO2均为单一金红石相。976 nm激光激发下Er3+-Li+:TiO2均获得中心波长为526 nm和550 nm的绿色和663 nm的红色上转换发光,绿色和红色上转换发光均为双光子吸收过程。随着Li+共掺杂浓度逐渐增大,800℃烧结Er3+-Li+:TiO2上转换发光强度逐渐减小,900℃烧结发光强度先增加后减小,1000℃烧结发光强度显著增强。不同烧结温度下Li+共掺杂对Er3+所处晶体场对称性的改变导致上转换发光强度随Li+共掺杂浓度增加出现不同的变化规律。结果表明,Li+共掺杂可有效提高Er3+:TiO2上转换发光强度。