稀土元素掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响

采用Sol-Gel法、浸渍-提拉法制备了RE(Sm, Dy, Lu) 掺杂TiO2的锐钛矿晶型薄膜. 用X射线衍射分析、 UV-Vis透射光谱及电化学实验对其进行了表征, 通过对紫外光照射下甲基橙溶液的光催化降解评价了其光催化性能. 结果表明, RE掺杂的TiO2薄膜的吸收光向长波方向移动; 掺杂浓度是影响光催化活性的重要因素; 适量RE掺杂可以明显提高TiO2薄膜的光催化性能; 最佳掺杂浓度是0.5%. 其中掺杂Sm样品的光催化活性最好. 分别讨论了RE不同浓度及不同元素掺杂对TiO2光催化性能的影响机制.     

电场对TiO2纳米膜光催化性能的影响

 以泡沫镍为基材,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米膜光催化剂. 在自制外加电场光催化反应装置中,对催化剂施加一定的偏电压,研究了甲基橙溶液的光电催化降解反应,考察了偏压极性、阳极偏压和甲基橙初始溶液浓度等对降解效率的影响,并比较了光电催化与光催化、光解对甲基橙溶液降解的差异. 结果表明,外加阳极偏压形成的电场可以较大幅度提高甲基橙溶液的降解效率. 从半导体和量子力学理论出发探讨了电场促进光催化反应的作用机理.     

(Ni-Mo)/TiO2纳米薄膜光催化降解刚果红的性能与机理

用恒电流复合电沉积方法制备(Ni-Mo)/TiO2薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构和光谱特性进行了表征,以刚果红为模拟污染物对薄膜的光催化性能进行了测定,并讨论了刚果红溶液的pH值对薄膜光催化活性的影响.采用循环伏安技术和向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化降解机理进行了探索.结果表明:(Ni-Mo)/TiO2薄膜是由粒径为50-100nmTiO2纳米粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合薄膜.薄膜具有较高的光催化活性,卤钨灯照射80min后,复合薄膜光催化刚果红的降解率是多孔TiO2(DegussaP25)/ITO(氧化铟锡)纳米薄膜的2.43倍.(Ni-Mo)/TiO2薄膜光催化活性的提高主要归因于薄膜层中有效形成的(Ni-Mo)/TiO2异质结和良好的电子通道,以及Ni-Mo纳米晶合金对溶解氧和激发电子还原反应的催化作用.分别给出了在紫外和可见光下薄膜光催化降解刚果红的反应机理.     

二氧化钛薄膜的低温制备及其性能表征

通过水煮法在较低温度下制备了均匀、透明的TiO2-SiO2复合薄膜,利用XRD、AFM和UV-Vis光谱等手段对薄膜的物相、表面形态结构和透明性进行了表征,分析了SiO2的添加对薄膜性质的影响.并利用紫外光照降解罗丹明B溶液评价了薄膜的光催化活性及其影响因素.实验结果表明,通过水煮法在较低温度下制备的薄膜具有较高的光催化活性,适量SiO2的添加能够提高薄膜的光催化活性.     

退火气氛对掺银TiO2薄膜结构和光催化性能的影响

本文采用sol-gel法制备了掺银的TiO2/glass纳米光催化薄膜,并分别在空气和真空条件下对薄膜进行退火处理, 结构和光催化性能的测试结果表明, 退火气氛对薄膜的结构和薄膜对染料溶液的光催化降解效率都有影响。经真空退火处理的TiO2及Ag-TiO2薄膜较空气中退火处理的同样薄膜的光催化性能都低, 但适量掺银的Ag-TiO2薄膜的光催化活性较TiO2有不同程度的增强。     

无 氧 条 件 下ＴｉＯ２ 薄 膜 界 面 光 催 化 反 应 的ＸＰＳ 研 究

设计利用X射线光电子能谱仪的高真空系统作为无氧条件下光催化反应和分析的场所,研究真空无氧环境和大气有氧环境中紫外光激发TiO2薄膜表面的光催化反应,并对无氧条件下TiO2薄膜降解亚甲基蓝进行初步探索.结果表明,在大气有氧和真空无氧条件下TiO2薄膜经紫外光照后,表面的化学组成和化学状态均发生了变化;在有氧环境中TiO2薄膜表面氧含量增加,而在无氧环境中TiO2薄膜表面氧含量减少.TiO2薄膜表面的吸附氧是维持无氧条件下光催化反应的重要原因,增加薄膜表面吸附氧的含量能提高TiO2薄膜在无氧环境中的催化活性.此外,无氧条件下TiO2薄膜降解亚甲基蓝光催化反应过程中,亚甲基蓝分子只是脱去了某个含氮的基团,生成了中间产物,而并没有完全降解.     

双晶型TiO2薄膜的低温制备及表征

采用溶胶-凝胶法低温制备了具有锐钛矿、板钛矿双晶型的TiO2薄膜. 分别利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis透光率曲线和原子力显微镜(AFM)等手段对所得TiO2溶胶和薄膜进行了性能表征. 采用光催化降解罗丹明B水溶液评价TiO2薄膜的光催化活性. 结果发现, 所得TiO2薄膜具有较高的透明度和光催化活性. 同时, 考察了溶胶回流温度对所制备TiO2薄膜性能的影响, 发现升高溶胶回流温度可以完善薄膜的晶型, 增大薄膜的粗糙度, 从而提高薄膜的光催化活性. 溶胶回流温度为100 ℃时所制备的TiO2薄膜具有最高的光催化活性.     

载钛羟基磷灰石光催化降解内分泌干扰物双酚A（英文）

对载钛羟基磷灰石(TiHAP)进行了透射电镜、X射线衍射、紫外-可见光谱和Zeta电位表征,并应用液相色谱-质谱技术对比了TiHAP和P25 TiO2对环境内分泌干扰物双酚A(BPA)的吸附和光催化降解性能,探讨了富里酸和Fe3+对TiHAP薄膜光催化性能的影响.结果表明,TiHAP和TiO2粉体对BPA的吸附符合Langmuir吸附等温方程,且前者吸附性能更大.TiHAP薄膜光催化降解BPA的性能优于TiO2薄膜;富里酸和Fe3+对TiHAP和TiO2薄膜光催化性能的影响趋势不同,从能带结构、电子转移和吸光性等角度分析了性能不同的原因.本结果可以为应用TiHAP降解环境内分泌干扰物提供依据.     

Sn4+掺杂TiO2中空纤维材料的制备及光催化性能

以Ti(OCH2CH2CH2CH3)4为钛源,脱脂棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有中空结构的Sn4+掺杂TiO2光催化纤维材料(Sn4+/TiO2),利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)等技术对其晶体结构、形貌、尺寸、光吸收特性等进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了样品Sn4+/TiO,在太阳光下的光催化性能.结果表明:利用该法制得的Sn4+/TiO2材料具有中空纤维结构;煅烧温度影响材料Sn4+/TiO2的相结构、组成、尺寸、形貌以及催化性能;Sn4+的掺入能够显著改善TiO2在太阳光条件下的催化性能,600℃煅烧2h所得的Sn4+掺杂量x=0.29％的TiO2中空纤维材料具有最佳的光催化活性,太阳光下2h即可使MB溶液的脱色降解率达97.28％;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90％以上,且该催化剂材料易于离心分离去除.     

液相沉积法制备光催化活性掺铁TiO2薄膜

 通过在氟钛酸铵－氟铁酸混合溶液中加入硼酸溶液，应用液相沉积法制备了具有高光催化活性的掺铁TiO2薄膜．用ICP－AES测定了掺铁TiO2薄膜中Fe3＋的浓度，用XRD，AFM，UV－Vis和阶梯仪等对TiO2薄膜的沉积条件、结构、膜厚和性能进行了表征，并以亚甲蓝降解反应评价了掺铁TiO2薄膜的光催化活性．结果表明，在硼酸／六氟钛酸铵摩尔比为2～4时，掺铁TiO2薄膜中含有锐钛矿相TiO2．当掺Fe3＋浓度为0．05％，热处理温度为300℃时，掺铁TiO2薄膜具有最高的光催化活性，其光催化活性是未经热处理时的3．9倍，是经300℃热处理但未掺铁TiO2薄膜的1．4倍．     

Co~(2+)掺杂的纳米TiO_2薄膜光催化特性及电化学阻抗谱研究

本文采用交流电沉积技术,在多孔氧化铝模板中合成出Co2+掺杂的纳米TiO2薄膜(Co2+/TiO2薄膜)。以次甲基蓝为降解物,研究了纳米Co2+/TiO2薄膜在可见光下的催化性能,考察了阳极偏压对光催化活性的影响。用电化学阻抗谱(EIS)研究了纳米Co2+/TiO2薄膜在次甲基蓝溶液中的电化学行为,给出了相应的等效电路和半导体能带结构参数-空间电荷层宽度。研究表明,适量Co2+掺杂可以提高TiO2薄膜的光催化活性。在Co2+/TiO2膜电极上施加一定阳极偏压,使空间电荷层宽度增加,因此能有效实现光生电子-空穴分离,进一步提高次甲基蓝的光催化降解效率。     

TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝(英文)

用常压气相沉积法镀膜制得的二氧化钛薄膜为催化剂,以紫外灯为光源,研究了亚甲基蓝的光催化降解。实验表明：镀膜时基片温度为２００℃;用铜线作为底物,在染料溶液中加Ｈ２Ｏ２,可提高光催化活性。     

Synthesis, property characterization and photocatalytic activity of the novel composite polymer polyaniline/Bi2SnTiO7

A novel polyaniline/Bi(2)SnTiO(7 )composite polymer was synthesized by chemical oxidation in-situ polymerization method and sol-gel method for the first time. The structural properties of novel polyaniline/Bi(2)SnTiO(7) have been characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray spectrometry. The lattice parameter of Bi(2)SnTiO(7) was found to be a = 10.52582(8) ?. The photocatalytic degradation of methylene blue was realized under visible light irradiation with the novel polyaniline/Bi(2)SnTiO(7) as catalyst. The results showed that novel polyaniline/Bi(2)SnTiO(7 )possessed higher catalytic activity compared with Bi(2)InTaO(7) or pure TiO(2) or N-doped TiO(2) for photocatalytic degradation of methylene blue under visible light irradiation. The photocatalytic degradation of methylene blue with the novel polyaniline/Bi(2)SnTiO(7) or N-doped TiO(2) as catalyst followed first-order reaction kinetics, and the first-order rate constant was 0.01504 or 0.00333 min(-1). After visible light irradiation for 220 minutes with novel polyaniline/Bi(2)SnTiO(7 )as catalyst, complete removal and mineralization of methylene blue was observed. The reduction of the total organic carbon, the formation of inorganic products, SO(4)2- and NO(3-), and the evolution of CO(2) revealed the continuous mineralization of methylene blue during the photocatalytic process. The possible photocatalytic degradation pathway of methylene blue was obtained under visible light irradiation.     

活性炭负载TiO2-Fe3O4磁性光催化剂的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离的活性炭（AC）负载磁性光催化剂（TiO2-Fe3O4／AC）．样品通过SEM-EDX和X射线衍射法进行表征．通过在紫外光照射下降解亚甲基蓝评价其光催化降解能力．结果表明：负载22％Fe3O4的光催化剂（含20％TiO2和58％AC）的光催化活性最强（120min时亚甲基蓝的降解率达到87％,是纯TiO2的2．7倍）;磁性光催化剂可实现磁分离回收．     

掺铈纳米TiO2薄膜制备及光催化降解甲醛甲苯

通过Sol-Gel工艺在玻璃表面及多孔陶瓷表面制得了均匀透明的掺铈纳米TiO2薄膜．通过SEM、XRD及UV-Vis等手段对玻璃表面掺铈纳米TiO2薄膜进行了表征．结果表明，薄膜表面无开裂现象、膜内部比表面积大、TiO2分布均匀．薄膜中出现的锐钛矿相在(101)面有一定的择优取向，且UV-Vis研究表明，掺铈纳米TiO2薄膜在近紫外的吸光度有明显提高．利用自行设计的反应器，以多孔陶瓷为介质，对甲醛、甲苯等有机物进行了光催化降解研究．结果表明，掺铈纳米TiO2薄膜对甲醛甲苯有极高的光催化降解效率，由于薄膜成本低廉，易于工业化，为净化室内空气开辟了新的途径．     

银纳米颗粒负载TiO2复合薄膜的光催化活性及其光电流性质

制备了3种不同粒径的Ag纳米颗粒,将它们分别掺入二氧化钛溶胶, 制备成复合二氧化钛薄膜。利用TEM测定了Ag粒子的大小,测量TiO₂复合膜的光电流,以亚甲基蓝降解反应评价了Ag/TiO₂薄膜的光催化活性.结果表明,负载不同粒径Ag纳米粒子后,TiO₂薄膜的光电流和光催化活性均得到一定程度的提高.当负载平均粒径6.9 nm的Ag粒子后,薄膜具有最高的光电流和最强的光催化活性.     

WOx/TiO2光催化剂的可见光催化活性机理探讨

采用磁控溅射技术在用浸渍提拉法制得的TiO2薄膜上,溅射氧化钨层,通过气相反应中光催化降解二甲苯的实验表明,WOx/TiO2薄膜具有可见光活性.通过UV-Vis吸收光谱、X射线光电子能谱(XPS)等方法对其可见光活性的机理进行探索.UV-Vis吸收光谱表明WOx,TiO2对可见光响应的范围有一定的扩展,吸收强度增加.XPS表明WOx/TiO2薄膜表面形成了明显的W杂质能级和Ti缺陷能级,这是WOx/TiO2在可见光范围有一吸收的主要原因,也是光催化剂具有可见光活性的必要条件之一,同时杂质能级的存在使半导体费米能级上移,载流子增加,光催化效率提高.     

Comparison of optical and structural properties of nanostructure TiO2 thin film doped by Sn and Nb

The thin films of TiO₂ doped by Sn or Nb were prepared by sol–gel method under process control. The effects of Sn and Nb doping on the structural, optical and photo-catalytic properties of applied thin films have been studied by X-ray diffraction (XRD) high resolution transmission electron microscopy and UV–Vis absorption spectroscopy. Surface chemical state of thin films was examined by atomic X-ray photoelectron spectroscopy. XRD results suggest that adding impurities has a great effect on the crystallinity and particle size of TiO₂. Titania rutile phase formation in thin film was promoted by Sn⁴⁺ addition but was inhibited by Nb⁵⁺ doping. The activity of the photocatalyst was evaluated by photocatalytic degradation kinetics of aqueous methylene blue under UV and Visible radiation. The results show that the photocatalytic activity of the Sn-doped TiO₂ thin film have a larger degradation efficiency than Nb-doped TiO₂ under visible light, but under UV light photocatalytic activity of the Nb-doped TiO₂ thin film is better.     

TiO2薄膜光催化降解4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚的研究

为了探索有机物４－（２－吡啶偶氮）间苯二酚（ＰＡＲ）,在固定光催化剂上的降解行为,采用溶胶一凝胶法,在玻璃表面制得均匀透明的纳米ＴｉＯ２薄膜,并以其作光催化剂,在２５４ｎｍ紫外光照射下,进行ＰＡＲ水溶液的光催化降解研究。研究了ＰＡＲ光催化降解率与溶液ｐＨ值、ＰＡＲ初始浓度、助催化剂（Ｈ２Ｏ２）浓度和不同光照条件的变化关系,得出了ＴｉＯ２薄膜的光催化降解ＰＡＲ的有利条件。