太阳光活性的铁酸铝-二氧化钛纳米复合光催化剂

以共沉淀法制备的铁酸铝和溶胶-凝胶法制备的二氧化钛粉体作为前驱体, 合成了铁酸铝-二氧化钛纳米复合材料, 通过曙红染料和甲基橙的光催化降解来评价该纳米复合材料的光催化活性, 并与单一二氧化钛的光催化性能进行了比较. 实验结果表明: 无论是紫外光还是太阳光的激发下, 铁酸铝-二氧化钛纳米复合材料的光催化活性均优于同样条件下所制备的单一二氧化钛纳米材料, 理想的铁酸铝掺杂浓度分别是1.0%(紫外光)和9.0%(太阳光). 由于在二氧化钛基体中掺入铁酸铝纳米粒子, 既可以促进光生载流子的电荷分离, 又可以使二氧化钛的光响应波长向可见光区域拓展, 提高了太阳能利用率, 从而使其在太阳光下具有更优越的光催化活性.     

镧掺杂二氧化钛纳米管光催化性能

以多孔有序阳极氧化铝为模板,利用溶胶-凝胶法制备掺杂La的二氧化钛纳米管,用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和比表面分析仪对其进行表征,以甲基橙为目标降解物,对比未掺杂的二氧化钛纳米粉、纳米管以及掺杂的二氧化钛纳米粉研究其光催化性能,并对降解机制进行分析。结果表明：适量的掺杂有利于提高二氧化钛纳米管的光催化性能,掺杂存在一个最佳量,本试验条件下为1%（质量分数）。掺杂的二氧化钛纳米管光催化性能优于掺杂的纳米粉。     

铁掺杂纳米TiO_2可见光气相降解三氯乙烯的研究

采用溶-胶凝胶及水热法制备了铁掺杂的纳米TiO_2光催化材料.采用X射线衍射、X光电子能谱和紫外-可见漫反射等方法对铁掺杂的纳米TiO_2光催化材料进行了表征.以三氯乙烯作为目标污染物,研究了铁掺杂的二氧化钛的光催化性能.结果表明,Fe-TiO_2对光的吸收拓展到可见光范围内,铁掺杂后TiO_2催化剂有更多的表面羟基,这些表面羟基的存在有利于有机物在催化剂表面的吸附,同时还能捕获光生空穴形成·OH氧化有机污染物.适量Fe掺杂有利于提高TiO_2光催化性能.     

磷掺杂锐钛矿二氧化钛能带结构的从头计算研究

用密度泛函方法优化了锐钛矿二氧化钛及其磷掺杂锐钛矿二氧化钛的晶体结构.研究揭示了用超胞模型研究未掺杂和P掺杂锐钛矿TiO2能带结构和态密度的可行性.计算结果对于提高TiO2光催化活性有意义.     

铂非均匀掺杂二氧化钛薄膜的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了铂非均匀掺杂的二氧化钛薄膜, 并用UV-vis分光光度计及电化学工作站表征了薄膜的光吸收性能和光电化学行为, 通过对甲基橙的光催化降解动力学来表征催化剂的光催化活性. 结果表明 Pt非均匀掺杂可以明显增强二氧化钛的光催化活性, 而均匀掺杂的效果较差; Pt非均匀掺杂的最佳量为0.3 mol%. 催化剂薄膜的电化学行为显示: Pt非均匀掺杂二氧化钛薄膜的开路电压高, 交流阻抗小. 并从半导体的PN结原理探讨了Pt非均匀掺杂二氧化钛的催化活性机理.     

氯掺杂二氧化钛柱撑蒙脱土的合成及光催化性能

采用溶胶 凝胶法制备了氯掺杂二氧化钛柱撑蒙脱土催化剂。 利用XRD、SEM、UV-Vis-DRS、光致发光谱(PLS)、N2吸附-脱附和XPS等测试技术对其进行了表征。 结果表明,该催化剂具有明显的锐钛矿相结构,且氯掺杂与二氧化钛柱撑后,蒙脱土的层间结构没有完全被破坏;氯掺杂拓宽了其光吸收范围,在可见光区吸收增强;其带隙能由3.19 eV减小至3.14 eV;氯以阴离子形式存在于TiO2晶格中。 对硝基苯胺降解实验表明,氯掺杂可显著提高二氧化钛柱撑蒙脱土的光催化活性,氯掺杂量为6%(与钛的摩尔比)的催化剂具有较好光催化活性。     

Fe3+,Si4+掺杂TiO2纳米材料相变和热稳定性研究

Guth等人在1977年首次报道了铁(Ⅲ)掺杂二氧化钛催化剂对氮气光催化还原为氨具有独特的光催化效果,开辟了一条太阳能转化为化学能的新途径,引起了人们对铁(Ⅲ)掺杂二氧化钛的研究热潮。大量的研究结果表明,纯的二氧化钛或三氧     

掺铜TiO2光催化剂光催化氧化还原性能的研究

利用浸渍法制备了掺铜二氧化钛光催化剂,分别以乙酸降解和二氧化碳还原反应为探针,研究了催化剂的光催化氧化光催化还原性能.结果表明,铜掺杂能显著提高催化剂的光催化性能;结合光电子能谱、X光衍射分析等物理表征结果,对铜掺杂改性机制进行了讨论.     

超细钴掺杂二氧化钛的制备、表征及气相光催化性能

以四氯化钛为原料、硝酸钴为掺杂剂,制备了粒径10 nm～30 nm的钴掺杂超细二氧化钛并进行了XRD、TEM和FT-IR表征及气相光催化性能的评价。钴掺杂造成了锐钛矿向金红石相的转变温度明显降低,掺杂量从0增加到4%时,相变温度下降了90 ℃左右。制备过程中的pH值对相变也有影响,pH值很小时相变在较低的温度下就能发生。当pH<3,500 ℃焙烧的样品中就基本是金红石型TiO2;红外光谱分析证明掺杂样品比纯样品有更强的吸水性;以苯作为反应物在一个固定床光反应器中考察了钴掺杂二氧化钛的光催化活性。结果表明,钴掺杂对催化剂的光催化性能有影响。反应初期掺杂样品与纯二氧化钛样品相比活性相差不大,但随着反应的进行活性差别逐渐增大。在实验条件下160 min后纯样品基本失活,掺杂样品的活性仍大于50%。     

非金属改性可见光诱导的TiO2光催化

为拓展二氧化钛的光响应波长范围并提高其光催化活性,通常采用掺杂金属、金属氧化物或金属离子的方法.大量研究表明,掺杂金属、金属氧化物或金属离子往往以损失TiO2光催化剂在紫外光区的光催化活性为代价,而掺杂非金属离子不但能将TiO2的光响应波长拓展至可见光区域外,还能保持在紫外光区的光催化活性,在利用太阳光光催化方面展现出崭新的应用前景.本文综述了非金属氮、碳、硫、氟等掺杂改性二氧化钛光催化的最新进展.     

掺锌的TiO2纳米粉的结构相变及发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了掺锌的TiO₂纳米粉末,并用XRD、TEM、TG和DSC等技术考察了掺入的锌对TiO₂的锐钛矿→金红石结构相变的影响.研究结果表明,锌的掺入可促进TiO₂的结构相变,使相变温度显著降低.纳米态TiO₂存在室温光致发光现象,在TiO₂的纳米粉中掺入适量的锌,可显著增强体系的发光强度.     

Characterizations of lanthanum trivalent ions/TiO2 nanopowders catalysis prepared by plasma spray

Lanthanum trivalent ions (La(3+)) doped titanium dioxide (TiO(2)) nanopowders in the range of 20-60 nm were prepared successfully by plasma spray in the self-developed plasma spray equipment. The photocatalytic activity of samples at different doping concentrations in photocatalytic degradation of methyl orange was discussed. The nanopowders prepared were characterized by transmission electron microscopy, X-ray diffraction, ultraviolet-visible spectra, photoluminescence (PL) and X-ray photoelectron spectroscopy. The results show that La(3+) doping increased the photocatalytic activity of TiO(2) greatly, the optimal doping concentration was 0.5 at%. The La(3+) doping decreases the particle size and the distribution of particle sizes becomes more uniform. The doped powders were the mixture of anatase and rutile phase. The contents of anatase phase decreased firstly and then increased with an increase in the contents of La(3+). The intrinsic absorption band of La(3+) doped TiO(2) nanopowders appears red shift from that of pure TiO(2) nanopowders. The intensity of PL spectra increases and then decreases with increasing the content of La(3+). The PL spectral intensity reaches its peak when the ratio of La(3+)/TiO(2) is 0.2 at%. There are O, Ti, C and La elements in the prepared La(3+) doped TiO(2) nanopowders, La element still exists in trivalent and Ti element always exists in tetravalent.     

Sol-Gel法制备La~(3+)改性的TiO_2纳米粉体

在常用的半导体光催化材料中,研究较多的有TiO2、ZnO、CdS等[1-3],其中TiO2因性能稳定、催化活性高、无毒、不产生二次污染和成本低廉等优点,在光催化降解污染物领域显示出优越的应用前景[3-6].     

Zn对沉淀铁催化剂结构及其F-T合成性能的影响

采用低温N₂吸附、XRD、MES、CO-TPR和H₂-DTG研究了Zn(100 gFe/x gZn, x=7～100)助剂对 Fischer-Tropsch (F-T) 合成Fe基催化剂的织构性质、还原行为以及相变结构的影响;在H₂/CO=2.0、260 ℃、1.5 MPa和4000 mL/(g·h) 条件下在固定床反应器上考察了Zn助剂含量对Fe基催化剂F-T合成反应活性、烃产物选择性和运行稳定性的影响。研究结果表明,随着Zn含量的增加,氧化态催化剂的物相由α-Fe₂O₃和ZnFe₂O₄逐渐向ZnFe₂O₄和ZnO转变,ZnFe₂O₄在催化剂中优先生成,只有在超出其计量比1∶2之后才有ZnO出现。由于ZnFe₂O₄较为稳定,能够促进催化剂中Fe物相的分散,导致比表面积增加。在还原和反应态催化剂中,ZnFe₂O₄一方面抑制催化剂的过度还原和碳化;另一方面表现为稳定活性相铁碳化物。催化剂的F-T反应性能评价结果表明,纯铁催化剂由于铁碳化物氧化而迅速失活,而Zn助剂催化剂却由于ZnFe₂O₄的稳定作用,活性较为稳定。同时,由于催化剂在反应初相变的影响,导致Zn助剂催化剂的初始烯烃选择性随着Zn含量的增加而增加,在相态稳定之后选择性趋于一致。     

Preparation and Characterization of Nano-ZnFe2O4/TiO2 Films

The nano-ZnFe2O4/TiO2 films possess the functions of desulfurization and degradation for organic pollutants. The sols of ZnFe2O4/TiO2 were prepared by sol-gel method and coated on glass and porous ceramic by vertical coating and dipping-lift processes, respectively, and the samples were obtained after drying and sintering. The composition, appearance, absorption spectrum of the films, and the influence of the film on porous ceramic performances were analyzed using SEM, AFM, UV-Vis spectrometer, and mercury porosimeter, respectively, to determine the operation parameters of the multifunction porous ceramic elements for gas-purification.     

氧化铟掺杂对ZnFe2O4半导体气敏性能的影响

用化学共沉淀法在ＺｎＦｅ２Ｏ４中掺入Ｉｎ２Ｏ３．Ｘ射线衍射分析证实，Ｉｎ２Ｏ３与ＺｎＦｅ２Ｏ３之间没有新相生成，晶格常数有微小变化．掺入Ｉｎ２Ｏ３降低了ＺｎＦｅ２Ｏ４的电导，改变了该系列材料的导电机制，提高了材料对乙醇的敏感性和选择性，而且缩短了材料的响应时间     

ZnFe2O4中阳离子分布对苯酚H2O2羟化制苯二酚催化活性的影响

具有尖晶石结构的铁酸盐是苯酚H2O2羟化合成苯二酚的有效催化剂.分别用共沉淀和水热法制备了ZnFe2O4,并用Mossbauer,XRD和ESR等方法予以表征.发现不同方法制备的ZnFe2O4中阳离子在四面体和八面体位置的分布不同,认为阳离子分布影响了催化活性.     

掺杂TiO2纳米粉的合成、表征及催化性能研究

 考察了制备方法对掺杂Fe2O3,ZrO2或SnO2的TiO2纳米粉的XRD谱及催化性能的影响．结果表明,用共沉淀法制备的Fe2O3·TiO2对其XRD谱强度的影响较大,而负载法制备Fe2O3／TiO2对其XRD谱的强度无影响;两种方法制备的掺杂ZrO2或SnO2的TiO2样品对XRD谱均无影响．TEM结果表明,TiO2纳米粉的晶粒均匀,粒径为14～18nm．苯酚水溶液的光催化氧化分解反应结果表明,与TiO2样品相比,负载型Fe2O3／TiO2的催化活性明显较高,但ZrO2／TiO2,SnO2／TiO2和共沉淀型Fe2O3·TiO2的催化活性变化不大．可以认为,对掺杂Fe2O3的TiO2催化剂,负载法是较好的制备方法．     

Bi2O3 /TiO2复合纳米颗粒的可见光光催化性能

采用溶胶与水热相结合的方法合成了具有可见光光催化活性的复合纳米颗粒Bi2O3/TiO2,并对其进行了X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射谱、红外光谱、低温N2吸附脱附及电子顺磁共振分析。结果表明,复合少量的氧化铋可显著抑制TiO2由锐钛矿到金红石的相转移过程,并将光吸收范围扩展到可见光区。可见光照射下(λ>420 nm),利用电子顺磁共振技术检测到明显的羟基自由基(.OH)信号。铋的最佳掺杂量为Bi/Ti质量比2.0%,适量铋的掺入能显著改善锐钛矿TiO2的结晶度,抑制光生电子-空穴对的复合,提高光催化量子效率。通过可见光照射下,4-氯酚的降解实验测试Bi2O3/TiO2复合纳米颗粒的可见光光催化活性。同时,利用气-质联用仪对4-氯酚降解过程的中间产物进行了测定,并提出可见光照射下的Bi2O3光敏化机理。     

纤维状TiO2／Bi2O3光催化剂的制备及其光催化性能

研究了SrCo0．7Fe0．2Mo0．103-δ（SCFM）材料的相组成、微观结构、热膨胀系数、氧渗透性能和化学稳定性,其结果和文献中的SrCo0．8Fe0.2O3-δ（SCF）做了对比．通过EDTA-citric混合方法成功获得了纯相SCFM材料．SCFM材料在500-1050℃显示出比SCF材料更低的热膨胀系数（24×10^-6-29×10^-6／K）,表明其具有一种更稳定的结构,尽管由于Mo掺杂造成其透氧率比SCF材料低,但是SCFM的透氧率仍然维持在一个较高水平．证实SCF中的Mo掺杂能够阻止晶格中的有序-无序转变,提高了其在CO2下的化学稳定性．