离子液体辅助N,S,F共掺杂纳米TiO2的制备与表征

以TiCl4、硫脲和离子液体([C6mim]+[BF4]-)为原料,采用微波催化水解法合成掺杂的纳米TiO2前驱体,在NH3/N2气氛中经程序升温煅烧处理制得N,S,F共掺杂TiO2光催化剂(N—S—F—TiO2)。采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis/DRS)等对该光催化剂的结构和性能进行表征。结果表明,该光催化剂为锐钛矿晶型,具有较高的纯度和结晶度,掺杂在TiO2晶体中形成Ti—O—N键,Ti—O—S键,Ti—S键,而F以TiOF2形态掺杂。在可见光区400～550nm具有强吸收,且在600～800nm出现一个较强的吸收带。实验表明,使用[C6mim]+[BF4]-与H2O的体积比为5/95所制得的光催化剂对甲基橙降解的催化活性最高,可见光照射200min降解率达95%。多掺杂的协同效应使得N—S—F—TiO2具有对可见光的强烈吸收和较高的可见光催化活性。     

氮掺杂TiO2的冲击合成及可见光催化活性研究

 冲击相变及冲击诱导化学反应可导致材料的物理、化学性能发生显著改变。采用炸药爆轰驱动飞片高速碰撞产生冲击波的方法,对富氮掺杂物双氰胺（C₂N₄H₄）与P25 TiO₂或偏钛酸（H₂TiO₃）的粉末混合物进行冲击加载,对回收产物进行X射线粉末衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、比表面积及紫外-可见漫反射光谱表征,通过亚甲基蓝和罗丹明B评价了回收产物的可见光催化降解活性。结果表明：以P25 TiO₂为原料的冲击氮掺杂浓度可达8.88%,掺杂样品具有明显的可见光吸收,能带宽度减小到1.75 eV,样品中形成了少量Srilankite高压相;而以偏钛酸为原料的冲击氮掺杂浓度为3%～4%,能带宽度变化较小,但是由于其独特的冲击脱水膨胀机理,比表面积剧增。冲击氮掺杂样品对亚甲基蓝和罗丹明B染料有较好的吸附和可见光催化降解作用,其中高飞片速度处理的样品有更高的光催化降解活性。     

镍锰共掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶的方法,镍、锰离子在钛酸丁酯[Ti(OBu)4]水解的条件下掺杂到TiO2中,合成了不同摩尔比的镍、锰离子共掺杂的TiO2光催化剂.通过光催化降解甲基橙实验,对所制备光催化剂的光催化活性进行了考察.结果表明掺杂后的TiO2光催化剂在可见光下对甲基橙能有效地降解,表现出了较好的光催化活性,当镍、锰离子掺杂量...     

钴前驱体对掺杂TiO2微结构和可见光催化性能的影响

为发展可见光下破坏污染物的钴掺杂TiO2光催化剂,以CoCl2、Co(NO3)2和CoSO4为钴前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了钴掺杂TiO2,通过X射线衍射、扫描电镜、BET表面积测试和紫外-可见吸收光谱对比研究了钴前驱体对样品的微观结构和吸光性能的影响．同时,以苯胺为降解目标物,比较了样品在可见光下的催化活性．结果表明,样品的TiO2晶相、形貌、比表面积和吸光性能都随着钴前驱体的不同而不同,其中以Co(NO3)2为前驱体制备得到的样品其光催化活性最高,特别是1％掺杂且400℃烧结得到的样品,并简要讨论了其可能原因．     

Cr,Ag共掺杂ZnS纳米材料的制备及其对活性染料的吸附性能

通过水热法制备了纤锌矿ZnS∶Cr,Ag共掺杂纳米材料,考察了不同反应时间以及不同Cr和Ag掺杂比例对ZnS纳米材料光学性能的影响。分别采用荧光分光光度计、红外光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对Cr和Ag共掺杂ZnS纳米材料的光学性能和结构等进行了表征,探讨了ZnS∶Cr, Ag共掺杂纳米材料分别对甲基紫(MV)、丁基罗丹明B(BRB),四氯四溴荧光素(TCTBF)以及曙红B(EB)四种活性染料的吸附性能。结果表明,Cr3+和Ag+取代和嵌入到了Zn2+的位置,掺入到了ZnS的晶格中。由光学表征和扫描电镜(SEM)发现,掺杂后ZnS纳米材料的光学性能和形貌发生了改变。掺入Cr和Ag后,使得Zn纳米材料的荧光强度降低,且其形貌较规则,表面蓬松,呈绒球形状。当反应时间为12 h,Cr和Ag掺杂比例分别为1%时,掺杂ZnS纳米材料的形貌和光学性能最佳。运用N₂等温吸脱附分析技术计算了Cr和Ag共掺杂ZnS材料的比表面积和孔径分布,将其用于对MV,BRB,TCTBF以及EB四种活性染料的吸附研究,并分别从吸附时间、温度、pH值等因素考察了掺杂ZnS对几种活性染料吸附性能的影响,得出了Cr和Ag共掺杂ZnS材料在pH 7,室温下,分别经9,11,9和9 h吸附时间后对四种活性染料的吸附效果达到最佳。     

Pr掺杂TiO2光催化剂的制备及其对酸性品红降解反应的催化性能

以钛酸四丁酯为前躯物,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同含量Pr的TiO2光催化剂,利用XRD,TG-DTA,AFM,UV-Vis,FTIR等手段对催化剂进行了表征。并通过酸性品红光催化降解实验对其光催化性能进行了评价,考查了实验条件,如催化剂用量,烧结温度,掺杂量等对催化剂催化活性的影响。Pr2O3的掺杂阻碍了TiO2晶相由锐钛矿型向金红石型的转变,使TiO2的粒径减小,比表面积增大,催化活性增强。当Pr掺杂量为0.8%,催化剂用量为0.03g,烧结温度为500℃时,酸性品红的降解率达到97%以上,酸性品红的降解反应为准一级反应。     

铁掺杂TiO2可见光催化降解溴酚蓝的动力学

用水热法制备了铁掺杂的TiO2晶体粉末,以SEM和XRD表征了样品的形貌和晶型,研究了在不同反应条件下TiO2晶体粉末对溴酚蓝的光催化降解的动力学过程.结果表明:所制备的TiO2晶体为锐钛矿型;可见光照射下,5 mg· L-1的溴酚蓝溶液,掺10％ Fe3+(摩尔分数)的催化剂用量0.0500 g,室温下恒温反应4h时...     

可见光响应SO2－4／Ce-TiO2的光谱特征及催化性能

采用溶胶‐凝胶法制备了Ce掺杂 T iO2,经 H2 SO4处理得到酸化Ce掺杂 T iO2。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、吡啶吸附红外光谱（Py‐FTIR）、紫外‐可见光漫反射光谱（UV‐Vis）及X射线光电子能谱（XPS）技术对样品的性质进行了表征,以罗丹明B（RhB）在样品上的可见光催化降解为模型反应,评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明,铈掺杂使 TiO2产生晶格缺陷、粒径减小,有利于光生电荷的转移,继而提高催化剂的活性;FTIR谱图说明SO2－4以桥式双齿配位吸附形式存在;Py‐FTIR谱图显示,酸化铈掺杂TiO2样品表面同时存在Br?nsted和Lewis酸位,但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离,从而改善催化剂的活性;UV‐Vis结果表明,Ce掺杂减小了TiO2的带隙能,引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴,降低光生电子‐空穴对的复合几率;同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子,拓宽光响应范围;XPS分析表明SO2－4／Ce‐TiO2样品上同时存在Ce3＋／Ce4＋的混合价态,Ce3＋／Ce4＋氧化‐还原转换有助于TiO2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离,从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性,实验结果证明,H2 SO4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应,促进了其可见光催化反应活性。     

硫和银共掺杂介孔TiO2的制备、表征及其对染料的光催化降解活性

以P123为模板,以钛酸四正丁酯、硝酸银和硫脲为原料采用模板法制备了一系列硫和银共掺杂介孔TiO₂光催化材料．利用SEM、XRD、BET和紫外-可见光谱等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征．以甲基橙溶液的光催化降解为模型反应,考察了不同掺杂量的样品在紫外和可见光下的光催化性能．结果表明,用模板法制备的共掺杂介孔TiO₂光催化材料在紫外和可见光条件下较纯介孔TiO₂和单掺杂介孔TiO₂对甲基橙溶液具有更好的光催化降解效果, 且硫和银的掺杂量及样品焙烧温度显著影响该材料的催化性能．当硫掺杂量为2mol%和银掺杂量为1mol%,在500 oC 焙烧2 h所得光催化材料的催化性能最佳,4 h即可使甲基橙的降解率达98.8%,重复使用4次仍可使甲基橙的降解率保持在87.5%以上     

Ce掺杂Bi2O3 光催化剂的制备、表征及其可见光催化性能

采用水热-焙烧法制备了Ce掺杂的可见光响应的Bi₂O₃光催化剂（Ce-Bi₂O₃）。利用 XRD、FT-IR、XPS和 UV-Vis对不同Ce-Bi₂O₃样品进行了表征分析,并以光催化降解金橙Ⅱ溶液为探针反应,考察了Ce-Bi₂O₃的可见光催化性能。结果表明,Ce掺杂可以减小催化剂的禁带宽度,使光谱响应范围向可见光拓展。掺杂的Ce可取代Bi₂O₃晶格中部分Bi,形成Bi-O-Ce键,并生成了少量铈铋复合氧化物（Bi_7.38Ce_0.62O_12.31）,它们的存在有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,有助于提高Bi₂O₃的可见光催化活性。但焙烧时间过长将导致Ce-Bi₂O₃催化剂的表面发生烧结现象,致使其催化活性降低。可见光照射下的金橙Ⅱ光催化降解实验表明,经2 h焙烧后得到的Ce/Bi的量比为0.5 的Ce-Bi₂O₃催化剂具有最佳的光催化活性。     

掺Fe3+A-TiO2粉末的制备及其可见光催化降解碱性品红

以硫酸钛为原料用水热法制备了掺Fe3+TiO2粉末,用SEM测定了样品的形貌和晶型,研究了以自制的掺Fe3+ A-TiO2对碱性品红溶液的光催化降解作用.结果表明:所制备的TiO2为锐铁矿型TiO2(A-TiO2).可见光照射下,用自制的掺Fe3+A-TiO2降解碱性品红溶液的最佳条件是:2mg·L-1的碱性品红溶液中...     

Synthesis of S/Cr doped mesoporous TiO2 with high-active visible light degradation property via solid state reaction route

S/Cr doped mesoporous TiO₂ (S-TiO₂, Cr-TiO₂, S-Cr-TiO₂) were successfully synthesized via a simple, effective and environmental benign solid state reaction route. The low angle XRD patterns demonstrated that the resulting samples possess mesostructures. The further characterizations via N₂ adsorption-desorption and XPS showed that the typical S/Cr co-doped mesoporous TiO₂ (S-Cr-TiO₂(5S-5Cr)) possesses mesopore with the high specific surface area of 118.4 m²/g and narrow pore size distribution, and both S and Cr have been incorporated into the lattice of TiO₂ with the amounts of 4.16% sulfur and 7.88% chromium, respectively. And Raman spectroscopy shows that the surface of S-Cr-TiO₂ (5S-5Cr) material possesses stretching vibrational peaks at ∼709, ∼793 cm⁻¹ are assignable to the Ti-O-Cr, O-Cr (Ti)-OH bonds, respectively. Interestingly, the UV-vis displayed that the absorption regions of S/Cr doped mesoporous TiO₂ cover the visible light region. As for the series of S-Cr-TiO₂ samples, the absorption region even extends to near infrared region with strong adsorption. Moreover, compared with the pure titanium dioxide (P25-TiO₂), the photodegradation properties of bromocresol green (BCG) on the S/Cr doped mesoporous TiO₂ showed excellent photocatalytic properties under visible light irradiation. Within 50 min visible light irradiation, 82.6% of the initial BCG was degraded for the S-Cr-TiO₂ (6S-4Cr) photocatalyst.     

TiO2柱撑蒙脱土的制备及其对品红降解的催化反应

基于TiO2光催化剂的优良光催化活性,采用酸性溶胶法合成了TiO2柱撑蒙脱土复合光催化剂,利用IR,UV-Vis,TG/DTA,XRD及SEM等手段对复合催化剂进行了表征,通过太阳光对酸性品红光催化降解实验,考察了催化剂的光催化活性。该催化剂比纳米TiO2对酸性品红的光催化降解反应表现出更高的催化活性,而且更易于沉降、回收。当TiO2柱撑蒙脱土光催化剂的用量为0.2 g.(100 mL)-1,酸性品红溶液的pH值为3时,在太阳光下40 min内酸性品红基本降解完全,而且该降解过程符合Langmuir-Hin-shelwood方程。X射线衍射(XRD)分析表明钛柱撑蒙脱土的层间距较钠基蒙脱土有明显的增大,紫外-可见吸收光谱表明TiO2柱撑蒙脱土比纳米TiO2具有更高的光吸收效率。