Ti掺杂SnO2 半导体固溶体的第一性原理研究

Ti掺杂SnO2固溶体是钛基氧化物耐酸阳极的重要组成部分. 采用基于密度泛函理论的第一性原理对Sn1-xTixO2(x=0, 1/12, 1/8, 1/6, 1/4, 1/2, 3/4, 5/6)固溶体的电子结构进行计算, 分析了能带结构、 电子态密度和电荷密度以及晶格参数的变化. 结果表明, Ti掺入SnO2晶格后, 其晶格参数随组分增加近似呈直线降低, Ti-O键的共价性强于Sn-O键. 掺杂后带隙仍为直接带隙, 且随着掺杂比例的增加, 带隙逐渐减小. 当掺杂比例x=0.5时, 形成能达到最低值(-6.11 eV), 固溶体最稳定. 本文的计算结果为钛基氧化物电极材料的研究与开发提供了一定的理论依据.     

TiO_2光电催化水处理技术研究进展

TiO2 光电催化水处理是一种电化学辅助的光催化反应技术 ,通过施加外部偏压减少光生电子和空穴的复合 ,从而提高其量子效率使有机污染物彻底矿化。本文综述了TiO2 光电催化的机理、研究进展 ,反应器开发、设计、模型化等方面存在的问题及今后深入研究的方向     

纳米TiO_2对水中腐殖酸的吸附及光催化降解

研究了水体中腐殖酸 ( HA)在纳米 Ti O2 颗粒上的吸附行为 ,并探讨了其吸附机理 ,还研究了 HA的Ti O2 光催化降解效果 .结果表明 ,Ti O2 对 HA的吸附作用明显依赖于水溶液的 p H,也取决于 Ti O2 的零电荷点 ;HA的光催化降解效果与其在催化剂表面的吸附行为密切相关 ,提高吸附速率 ,HA的去除率也随之提高 ;增加催化剂用量也能改善降解程度     

水相高分散纳米ZnO的制备及光催化性能研究

采用多羟基一步法,以一缩二乙二醇(DEG)为反应溶剂,合成了水相高分散且具有高光催化活性的纳米ZnO颗粒.与以水、乙醇为溶剂制备的ZnO相比,该ZnO颗粒在pH≥6.5的蒸馏水中能分散稳定且保持3天,良好的分散稳定性归因于其表面修饰的CH2-OH与-COOH电离产生的静电斥力.纳米ZnO的光催化性能通过模拟太阳光下降解甲基橙(MO)溶液来评价,结果表明:以DEG为溶剂制备的ZnO光催化活性最高,且空穴及羟基自由基是光催化降解MO的活性物种.     

Bi4O5Br2/Ti3C2-Ru复合光催化剂的合成及其对磺胺甲噁唑药物废水降解性能研究

Bi_xO_yBr_z光催化剂在有机药物废水处理领域有着非常广阔的潜在应用价值,但光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用。本文选用具有优良电子传递性能的Ti₃C₂作为助催化剂,首先利用Ti₃C₂表面丰富的Ti空位缺陷和高还原能力,制备了Ti₃C₂-Ru助催化剂,接着利用Ti₃C₂表面官能团与Bi³⁺的离子键合力实现了Bi₄O₅Br₂在Ti₃C₂-Ru表面的原位生长,得到Bi₄O₅Br₂/Ti₃C₂-Ru复合光催化剂,从而实现了电子由Bi₄O₅Br₂到Ti₃C₂再到反应活性位点Ru的定向传递,最终使催化剂具有较高的光生载流子分离率和较低的界面电荷转移阻力,有效抑制了光生电子-空穴对的复合。同时以磺胺甲噁唑(SMX)为模拟药物污染物进行了光催化性能测试,结果表明所制备的Bi₄O₅Br₂/Ti₃C₂-Ru复合光催化剂展示出了优异的光催化降解SMX性能,在可见光下照射75 min,SMX的降解率达到95.1%,相较于纯的Bi₄O₅Br₂和Bi₄O₅Br₂/Ti₃C₂催化剂,其降解率分别提升了36.9个百分点和25.3个百分点。最后基于自由基捕获实验和催化剂能带结构分析提出了所制催化剂的降解机理。研究结果可为构建具有药物废水净化功能的光催化剂提供设计思路。     

宽光谱响应CQDs/TiO2复合材料的制备及其光催化活性

通过超声法制备了CQDs/TiO2复合光催化材料,采用XRD、FT-IR、HRTEM、DRS等手段对复合光催化材料的组成、结构和光学特性进行了表征.结果表明CQDs可以成功负载到TiO2表面,并使催化剂的吸收带边产生红移.以罗丹明B(RhB)为目标降解物,模拟太阳光和LED单色光为光源,考察了不同CQDs负载量对TiO2光催化性能的影响,结果表明CQDs/TiO2在模拟太阳光下展现出出色的光催化活性,当CQDs浓度为1.5 mg/mL时光催化降解效率达到最佳,研究还发现所制备的CQDs/TiO2复合材料对光谱的可利用范围大大增宽,甚至在850 nm波长光照下依然可以发挥光催化作用.进一步对样品进行荧光及瞬态光电流表征,结果表明CQDs/TiO2的宽光谱响应主要来源于CQDs的上转换荧光性质.