B掺杂TiO2/AC光催化剂的制备及活性

以硼酸和钛酸丁酯为主要原料，以活性炭(AC)为载体。用溶胶-凝胶法制备了B掺杂TiO2／AC光催化剂．用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV—VIS)对制得的光催化剂进行了表征．以甲基橙水溶液的光催化脱色反应和氧化乐果水溶液的光催化降解反应。考查了不同B掺杂TiO2／AC光催化剂的活性．结果表明，所有B掺杂TiO2／AC光催化剂均为锐钛矿晶相．B的掺杂未导致TiO2／AC光催化剂的吸收带边发生明显的移动．当B-TiO2质量分数分别为2．0％和2．5％时，TiO2／AC光催化剂的活性有明显的提高．B-TiO2质量分数2．0％时活性最高．但是，当B-TiO2质量分数分别为1．5％和3．0％时。TiO2／AC光催化剂的活性降低．B的缺电子特性可能改变了TiO2能带中的电子密度，使光催化反应中光生电子和空穴的俘获方式发生变化；同时。B的缺电子特性也会使光催化剂表面的Lewis酸强度增强，导致表面吸附OH-数量和目标反应物的吸附方式发生变化．这些可能是B-TiO2／AC光催化剂活性发生变化的主要原因．     

Mo掺杂对纳米TiO2结构和活性的影响

利用Mo6 的掺杂在TiO2中引入缺陷,从而扩大TiO2催化剂的光谱响应范围。运用UV-Vis、XRD、XPS、TG-DTA等测试技术考察了钼离子掺杂浓度对于TiO2光催化剂吸收光谱范围、晶型、晶胞和晶粒的影响,分析了钼进入TiO2品格的方式、价态和掺杂催化剂在热处理过程中发生的物理和化学变化。以亚甲蓝溶液的光催化降解为模型反应,考察了掺杂量对这种新型光催化剂的光催化活性的影响。结果表明,Mo6 可进入TiO2晶格中形成杂质缺陷,引起TiO2品格膨胀,Mo6 的掺杂量影响TiO2晶粒尺寸和晶相转化。Mo6 掺杂的质量分数为4．5％时,样品的吸收带边可达460 nm,对40 mg/L亚甲蓝反应2 h的降解率为58．3％,矿化率为52．5%。而Mo6 的掺杂质量分数为3．0％和6．0％时,形成的TiO2晶粒尺寸较小,TiO2晶粒中锐钛矿相与金红石相的比例接近4:1时,对亚甲蓝降解率分别为56．6％和52．0％,矿化率分别为49．2％和44．2％。     

镧在TiO2薄膜中的非均匀掺杂对光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了La^3＋非均匀掺杂的TiO2薄膜。通过对甲基橙的光催化降解实验来评价催化剂薄膜的催化活性，结果表明：La^3＋的掺杂方式对TiO2的催化活性有很大的影响，采用非均匀掺杂方式可以明显提高TiO2的催化活性，掺杂浓度以0．5％（原子分数）为最佳。紫外-可见漫反射光谱鼎示其吸收带边明显红移；电化学行为表明其光生空穴一电子对的形成能力和分离效率得到提高。通过比较太阳能光电池异质结的“窗口效应”理论，初步探讨了La^3＋非均匀掺杂对TiO2的光催化活性的影响机制。     

低量Yb3+掺杂的TiO2复合纳米粉体的制备及光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和低量Yb3 (w=0.125%)掺杂的TiO2复合纳米粉体,采用XRD,BET,XPS,DRS和SPS等技术进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,探讨了低量Yb3 掺杂对TiO2纳米粒子光催化活性的影响机制.研究结果表明,0.125%Yb3 掺杂可以显著提高TiO2纳米粒子的光催化活性.低量Yb3 掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒的生长,改善粉体的表面织构特性,提高高温组织稳定性.XPS分析表明,Yb3 掺杂可以导致粉体的表面羟基含量增加.SPS分析表明,Yb3 掺杂能够抑制光生e-/h 复合,改善粒子表面的光吸收性能.与纯TiO2相比,Yb3 掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归因于Yb3 掺杂抑制了e-/h 复合,增加了表面羟基含量,增大了比表面积,增强了样品表面的光吸收能力.     

钆及双稀土元素掺杂TiO2可见光催化降解罗丹明B的研究

以钛酸丁酯为前驱体，采用溶胶一凝胶法制备了钆及双稀土元素共掺杂纳米TiO2光催化剂，研究了自制催化剂在可见光下对有机染料罗丹明B催化降解反应的活性。稀土掺杂后的TiO2在可见光下催化活性比纯的TiO2有显著的提高。当Gd^3＋与TiO2的摩尔比为1．5％，催化剂经过500℃焙烧，对罗丹明B的降解率达到99．5％；Gd^3＋：La^3＋：TiO2的摩尔比为O．5：0．5：100，焙烧温度为600℃，降解率高达99．9％，比双元素掺杂的结果更好。     

模拟太阳光下稀土Gd掺杂了TiO2纳米晶的光催化性能研究

以甲基橙的光催化降解为探针反应,采用氙灯模拟自然条件下的太阳光,评价了通过酸催化的溶胶-凝胶法制备的稀土Gd掺杂改性TiO2纳米晶的光催化活性及对甲基橙水溶液TOC的去除效果.运用XRD和UV-Vis DRS表征技术考察了Gd掺杂对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构与光学性能的影响.结果表明,Gd掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒增长,使TiO2的光吸收带边发生蓝移且有利于对可见光的吸收,从而使Gd掺杂TiO2在模拟太阳光下光催化降解甲基橙的能力得到明显提高,但样品对甲基橙水溶液TOC的去除效果要滞后于其对色度的去除.     

模拟太阳光下稀土Gd掺杂TiO_2纳米晶的光催化性能研究

以甲基橙的光催化降解为探针反应,采用氙灯模拟自然条件下的太阳光,评价了通过酸催化的溶胶-凝胶法制备的稀土Gd掺杂改性TiO2纳米晶的光催化活性及对甲基橙水溶液TOC的去除效果.运用XRD和UV-Vis DRS表征技术考察了Gd掺杂对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构与光学性能的影响.结果表明,Gd掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒增长,使TiO2的光吸收带边发生蓝移且有利于对可见光的吸收,从而使Gd掺杂TiO2在模拟太阳光下光催化降解甲基橙的能力得到明显提高,但样品对甲基橙水溶液TOC的去除效果要滞后于其对色度的去除.     

掺铂二氧化钛纤维光催化降解氯仿的研究

 TiO2纤维作为一种微米级光催化剂应用于废水处理时，不但克服了TiO2纳米颗粒不易分离回收的困难，而且对其进行贵金属掺杂，可使其光催化活性大大提高．用光还原沉积法制备了掺铂的二氧化钛纤维催化剂（Pt／TiO2（F）），并将其作为光催化剂用于光催化降解氯仿反应，考察了掺铂量、氧及pH值等条件对降解氯仿反应的影响，并与掺铂的二氧化钛颗催化剂粒（Pt／TiO2（G））的光催化活性进行了比较．结果表明，当掺铂量w（Pt）＝0．5％，催化剂用量为0．5g／L，预先溶氧至饱和状态，c0（CHCl3）＝1mmol／L，pH＝5，用300W中压汞灯光照120min时，Pt／TiO2（F）上氯仿的降解率可达98．44％，而Pt／TiO2（G）上氯仿的降解率仅为72．03％．     

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。     

掺铁纳米TiO2的制备及其光催化性能

以TiCl4为原料，采用微波加热与常规加热2步合成法制备掺铁纳米TiO2。用X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外可见吸收光谱（UV-Vis）、光电子能谱（XPS）等测试技术对其进行了表征。结果表明，所制得的掺铁纳米TiO2是以锐钛矿为主相的混晶，平均粒径约为10nm，适量Fe^3＋的掺杂能促进金红石相变，抑制锐钛矿晶粒的生长，使Ti2p电子结合能升高0．3eV，并使TiO2吸光能力增强，带边吸收向可见光区移动。在UVA段（320～400nm）光照下，通过对维生素VB12的光催化降解，发现掺人摩尔分数为0．5％的Fe^3＋的纳米TiO2能明显提高其光催化活性，使维生素B12的降解速率提高2．3倍。