铂修饰的稀土掺杂TiO2的光催化制氢活性

采用溶胶-凝胶浸渍法和光沉积法制备了系列Pt/RE/TiO2纳米光催化剂,通过XRD和电化学等手段进行了表征.以甲醛为电子给体,考察了光催化剂在紫外光照射下的制氢活性.稀土掺杂提高了Pt/TiO2光催化制氢活性,其顺序分别为La/TiO2＞Sm/TiO2＞Eu/TiO2＞Dy/TiO2＞Er/TiO2.掺入稀土元素后,阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,这是光催化剂活性提高的原因之一.计算晶格畸变应力e数据表明,Ti^4 可能反掺入了表面稀土氧化物的晶格中.电化学实验表明稀土掺杂TiO2的平带电位负移,其原因可解释为晶格畸变促使费米能级升高,-致催化剂导带的平带电位负移,因此导带上被激发电子具有更强的还原能力,从而有利于光催化制氢活性的提高.     

镧掺杂二氧化钛光催化性能的研究

通过在TiO2晶格中掺杂La2O3,考察不同的La2O3掺杂量对光催化活性的影响,找出了La2O3的最佳掺杂量.实验结果表明由于进入TiO2晶格中的La2O3使TiO2晶格发生畸变,减少了光生电子-空穴对的复合率,提高了催化剂的光催化效率.     

稀土掺杂的纳米TiO2分散性及光学性能研究

采用溶胶凝胶法在同一条件下制备REa+:Ti4+=0.02和0.10的稀土掺杂的纳米TiO2材料,其中REn+为Nd3+,Ce4+,La3+,Er3+四种稀土元素.通过TG-DTG,XRD,TEM,UV-Vis等测试方法对所制备的纳米TiO2进行焙烧温度、晶胞尺寸、晶粒形貌、谱学特性等方面的研究.研究表明,稀土掺杂的纳米TiO2径粒尺寸均在20 nm左右,少量稀土掺杂不但有利于TiO2颗粒的分散,而且有利于TiO2向金红石相转变.同时,由于表面修饰作用和晶场效应的影响,掺杂使纳米材料在可见光范围内有不同程度的"红移"现象,Ce4+掺杂的纳米TiO2在可见光的"红移"程度最强.稀土掺杂的纳米TiO2在农用膜和节能材料上可广泛运用.     

稀土掺杂TiO2光催化的研究进展

利用稀土掺杂对TiO2进行改性以实现可见光响应和提高量子效率是提高光催化剂活性的重要方法之一.总结了国内外利用稀土掺杂TiO2催化剂的制备方法及利用稀土掺杂对TiO2进行改性以提高其光催化效率的研究结果,分析了稀土元素种类、掺杂量等因素对光催化活性的影响.     

铈掺杂Ti／TiO2电极的制备及催化降解油田废水性能

用溶胶-凝胶法制备了稀土(Ce)掺杂TiO2电极,优化了制备改性TiO2电极的稀土掺杂量、热处理温度及热处理时间. 借助于油田废水化学需氧量(COD)去除情况分析了电极的电催化氧化能力,并分析了电极结构与电催化特性之间的关系. 采用SEM, EDX和XRD分析了制备电极的表面形貌、元素组成和晶体结构. 结果表明,掺杂Ce后电极的表面凹凸感变小,表面更为平滑、致密,几乎没有裂缝,这种均匀一致的高密度小碎片结构可能具有较大的表面粗糙度和比表面积,有利于催化反应. TiO2电极的晶体结构主要为锐钛矿型. 稀土的掺入使得晶相所对应的衍射峰强度变弱且峰形宽化,说明适量Ce的掺杂使涂层表面TiO2晶粒细化了. 在掺杂比为Ti∶Ce=100∶1.5, 热处理温度为450 ℃, 热处理时间为 90 min 时制备的掺杂Ce元素的电极性能最好,此电极对目标有机物COD去除率达到80%, 而不掺杂稀土元素的Ti/TiO2电极为阳极时COD去除率在同样时间内仅为62%, 说明稀土的掺杂提高了电极催化性能.     

铕掺杂对纳米TiO2的光催化活性的影响

用溶胶-凝胶法制备了掺杂Eu3+的纳米TiO2,用XRD和TG-DTA对其进行了表征,并以正庚烷为气相有机污染物的实例研究了样品的光催化活性,发现Eu3+进入TiO2晶格中引起了TiO2晶格膨胀,导致晶格畸变增大,抑制了TiO2晶相的转变和粒径的增长.结果表明,Eu3+掺杂可提高TiO2的光催化活性,并且当掺杂摩尔分数为0.3%时,光催化活性最好.随着焙烧温度的升高,光催化活性下降,而利用较高的水解酸度则有利于得到光催化活性较高的样品.     

硼硫共掺杂TiO2的光催化性能及掺杂机理

采用水热法制备了硼硫共掺杂的TiO2光催化剂(TiO2-B-S),并用其光催化降解甲基橙.结果表明,在240℃下水热反应12h时制得的TiO2-B-S具有较高的催化活性,紫外光照射50min和太阳光照射230min时对甲基橙的降解率分别达99.8%和81%.X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱等研究表明,TiO2-B-S为锐钛矿晶型,硫硼掺杂能抑制TiO2粒径的生长;TiO2-B-S同时具有较高的紫外光和可见光活性的原因可能是掺杂的硼以B3 进入晶格中,导致TiO2晶格畸变,带隙变窄.掺杂的硼和硫还提高了TiO2的表面酸度和对可见光的吸收.     

Fe、N共掺杂TiO2纳米管阵列的制备及可见光光催化活性

应用电化学阳极氧化法结合浸渍和退火后处理制备了Fe和N共掺杂的TiO2纳米管阵列光催化剂,并用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)仪对其进行了表征.结果表明,Fe、N共掺杂对TiO2纳米管阵列的形貌和结构没有明显影响,Fe和N均掺入了TiO2晶格.紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱显示Fe和N共掺杂TiO2纳米管阵列的吸收带边较纯TiO2纳米管阵列和单一掺杂TiO2纳米管阵列红移,可见光吸收增强.以可见光催化降解罗丹明B(RhB)考察了材料的光催化活性,Fe和N共掺杂TiO2纳米管阵列对RhB的降解速率较纯TiO2纳米管阵列和单一掺杂TiO2纳米管阵列明显提高,证明了Fe、N共掺杂产生的协同效应提高了TiO2纳米管阵列在可见光照射下的光催化活性.     

Cu掺杂TiO_2作为SERS基底的研究

本文采用溶胶-水热法制备了TiO2及Cu掺杂的TiO2纳米粒子作为表面增强拉曼光谱(SERS)活性基底,观察到当4-巯基苯甲酸吸附在3%Cu掺杂的TiO2表面上时,其SERS信号得到了最大程度的增强.Cu离子掺杂进TiO2晶格时会使TiO2表面的缺陷浓度(表面态)得到增加,一定量的缺陷浓度对TiO2-to-Molecule的电荷转移机理起到促进作用,进一步证明了化学增强机理在SERS现象的贡献.     

Eu~(3+)离子掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化降解甲基兰溶液的研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同原子摩尔比的Eu3+离子掺杂纳米TiO2光催化剂,通过XRD,SEM和UV-V is等测试手段对纳米TiO2晶型、颗粒度大小、形貌以及光学性能进行了表征;并以甲基兰溶液为目标物,对所制备样品的光催化活性进行了研究。结果表明,稀土Eu3+离子的掺杂能有效抑制纳米TiO2的晶型的转变进而减小晶粒尺寸、提高分散度;稀土Eu3+离子的掺杂使TiO2光催化剂紫外-可见吸收有一定的蓝移,并在可见区有一定的吸收峰;稀土Eu3+离子的掺杂有效提高了TiO2光催化剂的活性,并在本实验条件下,当掺杂原子摩尔比为1%、退火温度500℃时,对甲基兰溶液的光催化活性最强。     

Preparation and electrorheological property of rare earth modified amorphous BaxSr1-xTiO3 gel electrorheological fluid

In this paper, we present a newly developed rare earth modified amorphous barium strontium titanate (Ba(x)Sr(1-x)TiO3) gel/silicone oil electrorheological (ER) fluid. The ER behaviors of suspensions of pure and rare earth modified amorphous Ba(x)Sr(1-x)TiO3 particles in silicone oil have been investigated under a dc electric field. The shear yield stress of the rare earth modified amorphous BaTiO3 gel/silicone oil ER fluid could reach 14.9 kPa at E=3.5 kV/mm while the leaking current density was very low, about 7.64 microA/cm2. The ER fluids with a higher volume fraction had a higher current density and a higher shear yield stress under the same electric field. The ER fluid has a long-term stability against sedimentation. The problem of caking was not serious and the agglomerated particles could be easily broken up by strongly stirring.     

稀土离子掺杂对纳米TiO2光催化制氢活性的影响

采用溶胶-凝胶技术制备了纳米TiO2和一系列稀土离子掺杂的TiO2光催化剂,通过X射线衍射、透射电镜及N2吸附等技术对其进行了表征,考察了样品光催化分解水制氢的性能.结果表明,稀土离子掺杂有效抑制了TiO2粒子的生长,提高了粒子的分散性,增大了催化剂的比表面积,从而大幅度提高了其光催化分解水制氢的性能.其中,Gd3 掺杂的TiO2样品粒径最小,分散性最好,比表面积最大(是未掺杂TiO2的35倍).掺杂离子的电子构型对样品的光催化制氢活性有较大影响,具有全空电子构型的La3 和半充满电子构型的Gd3 掺杂的样品具有较高的光催化制氢活性(分别是未掺杂TiO2的3.69倍和3.72倍).     

超声作用下稀土离子对纳米TiO2与牛血清白蛋白相互作用的影响

在模拟人体生理条件下,采用紫外光谱法、荧光光谱法和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)研究了超声作用下三种稀土离子(La3+、Gd3+、Yb3+)存在的不同体系中,纳米TiO2与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.结果表明:在超声作用下,不同体系中纳米TiO2均导致BSA的内源荧光猝灭,其猝灭机制主要为静态猝灭和非辐射能量转移;凝胶电泳结果表明,不同体系中的纳米TiO2均未对BSA的结构造成明显的损伤,由热力学数据确定其作用力主要为氢键和范德华力.稀土离子的存在使纳米TiO2与BSA的结合常数、结合距离和热力学参数发生改变,但结合位点数和作用力类型基本不变.稀土离子对纳米TiO2与BSA的结合产生明显的"四分组效应",它们分别以"离子架桥"和"同位取代"方式参与纳米TiO2与BSA的结合过程.     

Preparation of montmorillonite/titania nanocomposite and enhanced electrorheological activity

We prepared a new type of electrorheological particle composed of TiO2 nanocrystallites-coated montmorillonite (MMT/TiO2) nanocomposite by the sol-gel technique. The characterizations including TGA, XRD, TEM, SEM, EDS, and FTIR showed that TiO2 was deposited on the surface of the MMT flakes with anatase nanocrystallite. An obviously enhanced ER effect was found in the MMT/TiO2 nanocomposites based ER fluids compared with pure MMT and TiO2. Furthermore, the temperature and sedimentation stabilities of the MMT/TiO2 ER fluids had also been improved greatly. Interestingly, the content of TiO2 was demonstrated to have an important influence on the ER effect. When the content of TiO2 was about 20 wt%, the ER effect of MMT/TiO2 ER fluid reached its maximum, which was about 5 times that of pure MMT ER fluid and 27 times that of pure TiO2 ER fluid. Based on dielectric analysis, the significant ER enhancement by formation nanocrystallites-coated montmorillonite was attributed to the enhanced interfacial polarization in this nanocomposite particle due to the effective limitation of the long-range drift of active ions in montmorillonite particles.     

蒙脱土/二氧化钛复合颗粒电流变液材料的制备及其性能

利用溶胶-凝胶法制备了一种新型的蒙脱土/二氧化钛(MMT/TiO_2)复合电流变 颗粒材料，FT-IR，XRD，SEM分析表明TiO_2以纳米晶的形态包覆于蒙脱土表面。电 流变性能测试表明，MMT/TiO_2复合颗粒的电流变效应比纯蒙脱土电流变液有显著 提高，当颗粒体积分数为25%，直流电场强度为3kV/mm时，TiO_2质量分数为22.7% 的MMT/TiO_2复合颗粒电流变液的静态屈服应力达8.3kPa，此值约为纯蒙脱土电流 变液的4倍。同时发现TiO_2包覆量对电流变效应有重要影响。     

稀土对钒—钛苯酐催化剂活性的影响

在邻二甲苯气相氧化制苯酐的Ｖ２Ｏ５－ＴｉＯ２催化剂中，添加少量Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ或Ｎｄ后，催化剂活性有不同程度的提高。本文应用ＦＴ－ＩＲ研究了氧化有后的苯酐催化剂，明显观察到在Ｖ－Ｔｉ苯酐催化剂中添加稀土后，Ｖ－Ｏ键的吸收峰发生红移，最大红移达到２３５ｃｍ＾－１。苯酐催化剂加入稀土后，对分子的活化作用与催化活性剂评价的结果是一致的。     

Preparation and electrorheological characteristic of Y-doped BaTiO3 suspension under dc electric field

The electrorheological (ER) effects of BaTiO₃ or other perovskite materials with high dielectric constant are presumed to be large. However, their weak ER activity is very puzzling. In this study, we choose cubic BaTiO₃ and first achieve its ER enhancement under dc electric field by modifying its intrinsic structure with doping rare earth Y ions, which are synthesized by means of sol-gel technique. DSC-TG, FT-IR, XRD, ICP and XPS techniques are used to characterize thermal, structure and component change of materials. It is demonstrated that Y³⁺ substitutes for Ba²⁺, which causes lattice-distorting defects. Rheological experiments show that Y-doped BaTiO₃ suspension has notable ER effect and clear fibrillation structure under dc electric field, while the pure cubic BaTiO₃ suspension suffers from electrophoretic effects and its ER effect is very weak. The ER effect of typical Y-doped BaTiO₃ ER suspension is ten times that of pure BaTiO₃ ER suspension. Based on the electrical measurements, the enhancement of ER activity of BaTiO₃ may be attributed to the increase of conductivity due to Y-doping. The enhancement in ER activity of cubic BaTiO₃ under dc electric field by doping rare earth Y ions is helpful to further understand the perovskite-based ER materials with high dielectric constant but low ER activity.     

稀土超强酸SO42-/TiO2-Nd2O3催化合成环己烯

环己烯是重要的一种有机合成中间体,具有活泼的双键,作为有机化工原料,可广泛应用于医药、农药、农用化学品、饲料添加剂、聚酯和其他精细化学品的生产。人们曾对环己醇脱水制环己烯反应使用过多种酸性催化剂及固体催化剂,固体超强酸就是其中之一,虽然已有许多关于固体超强酸应