掺镧TiO2纳米薄膜材料的制备与光催化性能研究

用溶胶-凝胶法研究了掺镧TiO_2纳米薄膜材料。在钛醇盐溶液前驱体中,通过提拉方式镀膜在玻璃上,从而形成自净玻璃。论文对不同的掺镧量、不同的聚乙二醇加入量以及不同镀膜次数的TiO_2材料的透光性、光催化降解性分别进行了测试和研究,并对相关机理进行了探讨。研究表明:对于单层膜的TiO_2材料,掺镧与不掺镧对透光性的影响不大,但掺镧后光催化活性大大提高;对于单层膜的TiO_2材料,随着聚乙二醇的增多,透光率整体呈下降趋势,催化活性先增加后减小。对于多层膜的TiO_2材料,随着层数增加,在紫外光区,透光性变化不大,在可见光区,透光性有所下降。在两层膜后,层数的增多对催化活性影响不大。由实验知:在100mL基体溶液中,当掺入0.5gLa(NQ_3)_3·nH_2O,加入0.2g聚乙二醇,镀膜两层时,透光性好且光催化活性也高。     

Cu掺杂SnO_2/TiO_2复合薄膜的制备及性能研究

制备Cu掺杂的纳米Sn O2/Ti O2溶胶,采用旋涂法在载玻片上镀膜,经干燥、煅烧制得Cu掺杂的Sn O2/Ti O2薄膜,通过对比实验探讨掺杂比例、条件、复合形式等对结构和性能的影响。采用XRD、SEM、EDS、UVVis等测试手段对样品进行表征,并以甲基橙为探针考察了其光催化降解性能。XRD测试结果显示薄膜的晶型为锐钛矿型,结晶度较高。SEM谱图显示薄膜表面无明显开裂,粒子分布均匀,粒径约为20 nm。EDS测试结果表明薄膜材料中含有Cu元素,谱形一致。UV-Vis吸收光谱表明Cu掺杂以及Sn O2/Ti O2的复合使得在近紫外区的光吸收比纯Ti O2明显增强。光催化实验表明Cu掺杂后使得Sn O2/Ti O2复合薄膜对甲基橙的光催化降解效率进一步提高,Sn O2/Ti O2复合薄膜的光催化活性在10%Cu掺杂时达到最高。     

TiO2薄膜的制备及甲醛的光催化降解

以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶一凝胶一超声波法制备得到了纳米TiO2溶胶，在单面抛光的硅片上采用旋转涂膜法涂上TiO2溶胶，快速烘干，再经烧结得到TiO2薄膜，并利用XRD，XPS与AFM对其结构性能进行表征，结果表明，膜厚度大约可控在3-5nm，膜表面颗粒大小约20nM，膜的组成主要为锐钛矿型TiO2和少量有机碳化物。在制备TiO2薄膜时，发现膜层随着镀膜次数变化显示不同的颜色差异，并有着良好的对应关系。以此现象入手研究不同颜色的TiO2薄膜在同一光催化条件下甲醛的降解分析，实验结果发现呈蓝色光的TiO2薄膜表现良好的光催化效果，其原因可能是蓝色光对光的吸收较好。     

纳米掺N TiO2的制备及光谱分析

以钛酸四丁酯(TBT)及乙二胺(EDA)为前驱体,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,通过溶胶-凝胶法制备了纳米掺NTiO2,并对其结构及光谱性质进行了表征,根据差热-热重分析(TG-DTA)确定了所制备样品的晶型转换温度及最佳的煅烧温度;根据紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis/DRS)表征了其光谱吸收特性;根据X射线衍射光谱(XRD)确定了其粒径及晶相结构;根据X射线光电子能谱(XPS)分析了其表面组成。实验考察了光谱吸收带红移程度与乙二胺、钛酸四丁酯的配比及煅烧温度的关系。研究结果表明,制备的纳米掺NTiO2为锐钛矿相,其光谱吸收带发生了明显的红移,乙二胺与钛酸四丁酯的配比及煅烧温度对其光谱吸收有明显的影响。当乙二胺与钛酸四丁酯的摩尔比为1:10,煅烧温度为600℃时,所制备样品对可见光的吸收最强。     

微乳无机凝胶法制备掺杂纳米薄膜及其光催化性能研究

研究了用微乳无机凝胶法制备掺杂纳米薄膜及其光催化性能。得出了微乳液组分优化配比,在此基础上制备出ME-S2型自洁净玻璃;对制备出来的ME-S2型自洁净玻璃进行了实际废水除污性能试验、超亲水性试验, 测量了X射线衍射图谱。研究发现：ME-S2拥有较佳的光催化活性,镀膜玻片具有一定的自洁净功能,透光率的保持好于普通玻片, 还具有良好的超亲水性。     

纳米复合材料TiO2-ZrO2光催化降解可溶性染料的研究

采用溶胶-凝胶方法将光催化剂TiO2和ZrO2复合,再经700℃灼烧5h后获得了纳米复合光催化材料TiO2-ZrO2.该材料经XRD检测具有光催化活性良好的晶型结构.TEM测定结果显示产物的平均粒径约为20nm.通过对可溶性染料刚果红等的光催化降解实验证明,该复合材料具有较高的光催化活性.     

Zn,Cu共掺杂的TiO_2:SnO_2薄膜的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制得Zn,Cu共掺杂的TiO_2∶SnO_2凝胶,旋转法于玻璃基底镀膜,制备出Zn,Cu共掺杂的TiO_2∶SnO_2薄膜,探讨了掺杂比例、煅烧温度对其结构、形貌和性能的影响。采用XRD、FTIR、FESEM、PL等测试技术对薄膜进行表征,并考察了其对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:600℃时,薄膜粒子的结晶度较高,粒径小,分布均匀,表面平整且无明显裂痕;紫外-可见光谱(UV-Vis)表明:该薄膜在可见光区和紫外区都有很强的吸收;光催化性能测试表明:与纯相TiO_2对比,该样品对甲基橙的光催化降解率有较大提高,在最佳掺杂量比为n(Ti)∶n(Sn)∶n(Zn)∶n(Cu)=10∶3∶1∶1时,光催化降解率最高。     

Zn、Cu共掺杂TiO_2∶SiO_2薄膜材料的光学性能研究

用溶胶-凝胶法制得Zn、Cu共掺杂的TiO_2∶SiO_2凝胶,旋转法于玻璃基底涂膜,制得Zn、Cu共掺杂的TiO_2∶SiO_2薄膜,探讨了煅烧温度、煅烧时间及掺杂比例对其结构、形貌和性能的影响。采用XRD、FESEM、FTIR等测试技术对薄膜进行表征,并考察了其对甲基橙的光催化降解性能。XRD测试结果显示:薄膜样品的晶型为锐钛矿型,结晶良好。SEM谱图显示:薄膜微粒粒径小,分布均匀,表面平整、致密且无明显裂痕;紫外-可见光谱(UV-Vis)表明:Zn、Cu共掺杂的TiO_2∶SiO_2薄膜在紫外区和可见光区的吸光度明显增加,提高了对光的利用率;光催化性能测试表明:与纯相TiO_2对比,Zn、Cu共掺杂的TiO_2∶SiO_2薄膜对甲基橙的光催化降解率有较大提高,在600℃下焙烧2h的掺杂的量比为n(Ti)∶n(Si)∶n(Zn)∶n(Cu)=3∶2∶1.5∶4的薄膜样品光催化降解率最高。     

铁镧复合氧化物纳米微粒的制备及其光催化性能

以溶胶-凝胶法制备了纳米铁镧复合氧化物。通过了XRD、TG-DTA等手段,对该氧化物进行了分析。研究了焙烧温度、光催化剂的用量、光照等因素对催化剂光催化降解活性染料的影响。并用红外光谱分析方法验证光催化降解效果。结果表明在适当的用量和700℃焙烧并在紫外光照射下铁镧复合氧化物对活性翠蓝KGL和活性B-GFF黑有较强的光催化降解活性。     

铁氮共掺杂纳米TiO_2复合膜的制备、光谱分析及光催化活性研究

用溶胶-凝胶法制备铁、氮共掺杂纳米TiO2凝胶,浸渍-提拉法将其镀膜于载玻片表面,经干燥、煅烧,制得Fe-TiO2-xNr复合膜;用XRD,SEM,XPS及UV-Vis对镀膜样品进行了表征.XRD分析表明,Fe-TiO2-xNr膜为锐钛矿结构,少数氮原子替代了TiO2晶格中的氧;SEM照片说明,构成膜的粒子分散均匀,形貌一致,粒径约19 nm:UV-Vis漫反射光谱显示,Fe3+掺杂可使复合膜对可见光的响应红移至740nm处;XPS图谱证明,铁、氮的掺入降低了Ti(2p3/2)电子结合能,从而拓宽了TiO2在可见光区的吸收范围.以光催化降解苏丹红I为模型反应,比较了不同掺杂样品的光催化活性,结果表明,当掺杂的Fe3+相对于Ti4-1的原子比达到0.4%时,复合膜表现出最佳催化性能,4 h后对苏丹红I的降解率达到97%.方法制备的氮和适量铁共掺杂Fe-TiO2-xNr复合膜能协同提高TiO2对可见光的响应能力及光催化活性,在污水处理领域具有潜在的应用价值.     

负载型二氧化钛光催化材料的制备及其光催化性能研究

以球形氧化铝为载体,采用溶胶-凝胶法和浸渍涂覆过程制备了负载型二氧化钛光催化材料。以扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)等手段对所合成的样品形貌及晶型进行了表征。结果表明,氧化铝载体经负载二氧化钛后,在球形氧化铝表面沉积了一层粒径为10~20nm的锐钛型二氧化钛纳米颗粒。通过能量色散X射线光谱(EDX)对氧化铝载体和所合成的样品进行进一步分析,表明样品中明显存在Ti元素。另外,提高氧化铝载体在二氧化钛溶胶中的浸渍次数能够有效提高二氧化钛的负载量。当浸渍次数增加到5次时,Ti元素的含量由3.8Wt.%提高至15.7Wt.%。另外,以亚甲基蓝为目标降解物,详细研究了不同浸渍次数获得的负载型二氧化钛催化材料的催化性能。结果表明:随着浸渍次数的增加,负载型二氧化钛催化材料的表面形貌不仅得到明显改善,而且显著提高了样品的光催化活性。当浸渍次数由1次提高至4次时,亚甲基蓝的降解率由40%上升至83.1%。然而,当二氧化钛负载量达到一定程度时,由于不断浸渍导致下层的二氧化钛受光照机会和光照强度减弱,导致其光催化活性提高缓慢。当浸渍次数提高至5次时,亚甲基蓝降解率仅为85.6%。所制备的负载型二氧化钛光催化材料重复使用5次,其光催化活性保持相对稳定。     

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...     

掺Fe(Ⅲ)的A-TiO_2的水热法制备、表征及其光催化活性分析

一定条件下用水热法制备了的掺Fe(Ⅲ)的TiO2晶体,XRD分析结果表明它是锐钛矿型Fe(Ⅲ)的TiO2(A-TiO2).研究了以自制的掺Fe(Ⅲ)的A-TiO2为光催化剂对罗丹明B溶液的降解性能.结果表明,在5 mg/L的罗丹明B溶液中,加入0.1650 g自制的掺Fe(Ⅲ)的5%的A-TiO2,用硝酸调节溶液PH=5后,可见光照射下,43℃恒温磁力快速搅拌反应6 h,罗丹明B降解率为76.5%;同样条件下经254nm紫外光照6 h,降解率达到95.7%.     

磁性光催化剂TiO2/Fe3O4的制备和表征

以Fe3O4为磁核,制备了易于分离的磁性光催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIP)等手段表征催化剂的表面形貌、晶型组成、化学结构等.结果表明,TiO2包覆在Fe3O4表面,且包覆较为牢固.利用降解斯蒂酚酸考察其光催化性能,制得的催化剂具有较高的光催化活性和较好的可分离性.     

Er3+单掺及Yb3+/Er3+双掺LaLiP4O12玻璃光谱性质研究

制备了Er3 +单掺杂及Yb3+/Er3+双掺杂四磷酸盐玻璃 ,测量了吸收光谱、荧光光谱 ,用McCumber理论计算Er3 +的发射截面 ,研究了其荧光特性、浓度猝灭及其机制、以及OH基对荧光强度和能量传递的影响 ,研究发现对四磷酸盐玻璃Yb3+的最佳浓度约为 1.82× 10 2 1ions/cm3,Er3+最佳浓度约为 0 .96× 10 2 0 ions/cm3。     

Photocatalytic activity enhancement of Dy-doped TiO2 nanoparticles hybrid with TiO2 (B) nanobelts under UV and fluorescence irradiation

The main drawbacks of anatase titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles for being used as a photocatalyst are due to the rapid charge recombination of the electron-hole pairs and the wide band gap energy, limiting its photocatalysis application. To enhance photocatalytic activity, structure modification was performed here. Heterogeneous nanostructure of Dy-doped TiO₂ nanoparticles hybrid with Monoclinic TiO₂ nanobelts (Dy/TNBs) was fabricated via hydrothermal method. Annealing temperature was varied to investigate its effect on phase composition and morphology of the as-prepared TiO₂ catalyst. Phase composition and morphology were studied by XRD and SEM, respectively. The effect of amount of catalyst loaded on the degradation efficiency of methylene blue (MB) dye in aqueous solution under UV and fluorescence illumination was investigated. The results showed that pure monoclinic TiO₂ nanobelts (TNBs) was achieved at 450 °C. Enhanced photocatalytic activity under both UV and fluorescence irradiation was found on Dy/TNB samples. The optimum Dy dosage providing the highest MB degradation rates under both irradiation sources was 0.1 mol%.     

Characteristics and heterostructure of metal-doped TiO2/ZnO nanocatalysts

In this study, Ag or Al-doped TiO₂/ZnO heterostructure nanocatalysts were prepared using a sol-gel method for photocatalysis to evaluate the degradability. The photocatalytic behavior was evaluated by the degradation of methylene blue (MB) under ultraviolet (UV) light irradiation. Photocatalytic studies suggested that 1 mol% Ag-doped TiO₂/ZnO (TiO₂/ZnO = 0.75/0.25) heterostructure nanocatalysts showed higher photocatalytic activity, and that the degradation efficiency can reach 83% in 4 h, 14% higher than that for pure TiO₂. Finally, the photocatalysis mechanism for the Ag-doped TiO₂/ZnO heterostructure nanocatalysts is discussed.     

高度有序的TiO2纳米管在有机电解液中的制备及碳掺杂TiO2纳米管的性能

"采用电化学阳极氧化法,在含有氟离子的有机电解液中,使纯钛表面形成一层高度有序的TiO2纳米管阵列．通过控制不同的阳极氧化电压和时间,可以得到形貌不同的TiO2纳米管．最长的TiO2纳米管接近60 1m,长径比约为600．TiO2纳米管在不同的温度(450、550和650 ℃)下焙烧2 h,采用SEM、XRD、EDS和UV-Vis分光光度仪对样品进行表征．X射线衍射仪测试结果表明制备的TiO2纳米管是无定型的,当在较高的温度下焙烧时,其结构由无定型转变为锐钛型和金红石型．EDS微量分析表明TiO2纳米管中