掺杂金属离子改性的TiO2薄膜光催化剂的研制

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂，着重考察了掺杂铈、镧、钨等金属离子改性的TiO2薄膜的光催化活性，研究了其紫外-可见光透过性能，甲基橙水溶液的光催化降解实验表明：掺杂铈、镧、钨三种金属离子后，TiO2薄膜的光催化活性均有不同程度的提高，最佳掺杂浓度分别为3．0％、1．0％、0．5％，其中掺杂铈的TiO2薄膜光催化活性最高。     

Mo掺杂对纳米TiO2结构和活性的影响

利用Mo6 的掺杂在TiO2中引入缺陷,从而扩大TiO2催化剂的光谱响应范围。运用UV-Vis、XRD、XPS、TG-DTA等测试技术考察了钼离子掺杂浓度对于TiO2光催化剂吸收光谱范围、晶型、晶胞和晶粒的影响,分析了钼进入TiO2品格的方式、价态和掺杂催化剂在热处理过程中发生的物理和化学变化。以亚甲蓝溶液的光催化降解为模型反应,考察了掺杂量对这种新型光催化剂的光催化活性的影响。结果表明,Mo6 可进入TiO2晶格中形成杂质缺陷,引起TiO2品格膨胀,Mo6 的掺杂量影响TiO2晶粒尺寸和晶相转化。Mo6 掺杂的质量分数为4．5％时,样品的吸收带边可达460 nm,对40 mg/L亚甲蓝反应2 h的降解率为58．3％,矿化率为52．5%。而Mo6 的掺杂质量分数为3．0％和6．0％时,形成的TiO2晶粒尺寸较小,TiO2晶粒中锐钛矿相与金红石相的比例接近4:1时,对亚甲蓝降解率分别为56．6％和52．0％,矿化率分别为49．2％和44．2％。     

掺铂二氧化钛纤维光催化降解氯仿的研究

 TiO2纤维作为一种微米级光催化剂应用于废水处理时，不但克服了TiO2纳米颗粒不易分离回收的困难，而且对其进行贵金属掺杂，可使其光催化活性大大提高．用光还原沉积法制备了掺铂的二氧化钛纤维催化剂（Pt／TiO2（F）），并将其作为光催化剂用于光催化降解氯仿反应，考察了掺铂量、氧及pH值等条件对降解氯仿反应的影响，并与掺铂的二氧化钛颗催化剂粒（Pt／TiO2（G））的光催化活性进行了比较．结果表明，当掺铂量w（Pt）＝0．5％，催化剂用量为0．5g／L，预先溶氧至饱和状态，c0（CHCl3）＝1mmol／L，pH＝5，用300W中压汞灯光照120min时，Pt／TiO2（F）上氯仿的降解率可达98．44％，而Pt／TiO2（G）上氯仿的降解率仅为72．03％．     

钕掺杂提高TiO2光催化活性的机制

采用X射线衍射(XRD), BET吸附, X射线光电子能谱(XPS)表征了溶胶凝胶法制备的Nd掺杂TiO2光催化剂的晶体结构、表面电子结构与化学组成. 以甲基橙为有机底物, 测试Nd掺杂对光催化剂吸附性能和光催化活性的影响. 结果表明, Nd掺杂可阻碍TiO2的晶相转变, 减小光催化剂的晶粒尺寸, 比表面积增大. Nd掺杂提高光催化剂表面三价钛(TiⅢ)的含量及其对甲基橙的吸附能力是其提高TiO2光催化降解甲基橙活性的主要原因. Nd掺杂量为1.2%时, 光催化剂活性最高.     

水热法合成可见光响应的B掺杂TiO2及其光催化活性

以硼酸和钛酸丁酯为原料,采用水热法一步合成了B掺杂的纳米TiO2. 采用X射线衍射、紫外-可见光谱、透射电镜以及X射线光电子能谱对所得样品进行了表征. 结果表明,该方法制备的B-TiO2具有明显的可见光吸收,并且少量B的掺杂不会对TiO2的晶型和粒径造成很大影响. 掺杂的B以 B - O - Ti 的形式存在,有利于可见光活性的提高. 苯酚的光催化降解反应实验表明,水热法合成的B-TiO2在可见光下具有较好的光催化活性,反应 5 h 后苯酚降解率可达100%.     

TiO2/AC复合光催化剂对苯和丁醛的气相光催化降解机理

 利用溶胶-凝胶并水热处理法制备了TiO2光催化剂和TiO2/AC复合光催化剂,在静态光催化反应器中研究了苯和丁醛的气相吸附和光催化降解,利气相色谱分析确定了生成的中间体. 结果表明, TiO2/AC复合光催化剂比TiO2光催化剂具有较强的吸附能力和较高的光催化活性; 在TiO2和TiO2/AC上,苯(或丁醛)光催化降解产生相同的中间体,表明在两种催化剂上发生的光催化反应遵循相同的机理,进而讨论了其可能的光催化氧化途径.     

载体对负载型TiO2催化剂光催化性能的影响

 以活性碳（AC）和镁铝尖晶石（MA）为载体，采用真空吸附水解法制备了负载型光催化剂TiO2／AC和TiO2／MA，并采用TiO2溶胶负载法制备了活性碳负载催化剂TiO2（C）／AC．以氯仿为探针分子研究了其在催化剂上的吸附及光催化降解反应性能．结果表明，催化剂的制备方法、TiO2负载量与载体的吸附性能对光催化活性有明显的影响．通过优化制备条件，TiO2／AC催化剂的催化活性可提高到纳米TiO2的2．5倍．氯仿在AC上的饱和吸附量较高，但吸附强度较弱；在纳米TiO2上的吸附情况则正好相反．氯仿在AC和TiO2上吸附性质的差异有利于吸附在TiO2／AC上的氯仿分子从活性碳载体向TiO2光催化活性中心迁移．镁铝尖晶石载体对光催化反应没有明显的促进作用，与其基本上不吸附氯仿分子有关．与TiO2胶体负载法相比，真空吸附水解法是一种较好的负载型TiO2光催化剂制备方法．     

RE/TiO2用于NO2-光催化氧化的研究

 以稀土盐和钛酸丁酯为原料,采用溶胶－凝胶法制备了掺杂稀土\r\n光催化剂RE／TiO2（RE＝La,Ce,Er,Pr,Gd,Nd,Sm）,并用XRD,\r\nDRS和IR等手段对RE／TiO2进行了表征;以NO－2为目标降解物,考察了\r\n其光催化氧化活性．结果表明,适量RE的掺入,可有效扩展TiO2的光谱\r\n响应范围,有利于NO－2的吸附,使光催化活性均有不同程度的提高．\r\n其中掺杂Gd样品的光催化活性最高．掺杂量是影响光催化活性的重要因\r\n素,一般最佳掺杂量为w（RE）≈0．5％．     

活性炭负载Cu离子掺杂纳米TiO2颗粒的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法在活性炭(AC)表面负载掺杂Cu离子的TiO2纳米颗粒, 制备负载型掺杂Cu2+-TiO2/AC复合光催化剂, 采用XRD, ESR, FS, UV-Vis和BET等手段对其进行了表征, 通过罗丹明B的光催化降解试验, 分析活性炭载体的比表面积和Cu离子掺杂量对负载型掺杂催化剂光催化活性的影响. 结果表明, Cu以+2价存在, Ti以少量的+3价存在; TiO2纳米颗粒具有量子尺寸效应, 吸光阈值显著蓝移, 并使光谱相应范围向可见光区拓展; 另外, 适量Cu离子的掺杂降低了负载型TiO2/AC的荧光强度. 负载和高温处理没有改变活性炭载体的微观结构. 以AC3为载体和质量分数为3%的Cu离子掺杂所制备的3%Cu2+-TiO2/AC3催化剂的活性最高, 并且该催化剂便于回收, 在重复使用中也表现出很高的光催化活性.     

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．     

活性碳载体对TiO2光催化降解Cl2CHCOOH性能的影响

研究了活性碳(AC)载体对TiO₂光催化降解Cl₂CHCOOH性能的影响.结果表明,加入AC载体能提高TiO₂的光催化反应速度,而且AC加入方法及含量有明显影响.本文探讨了TiO₂光催化性能提高的原因.     

乙酸修饰Ag/TiO2复合光催化剂的制备及协同催化性能

利用光化学还原法制备了Ag/TiO₂,然后通过乙酸浸渍制备了HAc-Ag/TiO₂复合光催化剂.利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等手段表征了催化剂的性质.以降解水溶液中的甲基橙（MO）为探针反应,考察了催化剂在可见光下的光催化性能.结果表明,乙酸对TiO₂的修饰在TiO₂禁带中产生了"带尾",使TiO₂的禁带宽度发生了显著的缩减;Ag纳米粒子和乙酸共同修饰的HAc-Ag/TiO₂样品具有更窄的禁带宽度和更正的价带顶位置;Ag和乙酸的协同作用使HAc-Ag/TiO₂具有良好的可见光催化活性：可见光照射2 h后,甲基橙在HAc-Ag/TiO₂上的降解率接近100%.     

球磨法制备复合光催化剂Bi12TiO20/ZnO及其光催化性能

本文用水作为分散介质,采用球磨法掺杂一定量的Bi₁₂TiO₂₀于ZnO中制备复合光催化剂Bi₁₂TiO₂₀/ZnO. 利用UV-Vis、XRD和SEM等仪器对样品进行了分析与表征. 通过对甲基橙的氧化来研究其光催化活性. 结果表明,光催化剂Bi₁₂TiO₂₀/ZnO对甲基橙氧化的催化活性高于氧化锌的催化活性.当Bi₁₂TiO₂₀的掺杂量为0.5%(质量分数),球磨时间为12 h,焙烧温度为300℃时,光照20 min后,复合光催化剂Bi₁₂TiO₂₀/ZnO对甲基橙的降解率可达到95.2%.     

Synthesis of Mg-Doped TiO2 nanoparticles under different conditions and its photocatalytic activity

In this study, TiO(2)- and Mg-doped TiO(2) nanoparticles with different dopant contents were prepared by sol-gel method. The prepared photocatalysts were characterized with X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET) and diffuse reflectance spectroscopy (DRS) techniques. The results of BET analysis indicated a pore diameter of 8 nm and surface area of 48.5 m(2) g(-1). XRD patterns of pure and doped TiO(2) nanoparticles at 450 °C revealed that all phases are anatase. The particle size obtained from TEM was less than 20 nm. The band gap energy of Mg-doped TiO(2) nanoparticles was lower than that of TiO(2) . The photocatalytic activity of the pure and doped nanoparticles has been compared in the removal of C.I. Acid Red 27 (AR27). The photocatalytic activity of Mg-doped (0.2 mol%) TiO(2) for the degradation of AR27 was higher than that of bare TiO(2) nanoparticles. Results of total organic carbon analysis and changes in the AR27 UV-Vis peaks indicated 99% mineralization and extinguishing of all peaks in UV and visible regions is possible with Mg-doped TiO(2) nanoparticles. Removal efficiency of AR27 was sensitive to the parameters such as catalyst dose, pollutant concentration and light intensity.     

纳米二氧化钛催化苯乙烯环氧化反应的研究(Ⅰ)

通过烯烃的环氧化反应可制得一系列活泼的有机中间体--环氧化物,再通过选择性开环或功能团转化可方便地合成多种有价值的化合物.含钛催化剂对烯烃环氧化催化效果较好,如Ti-ZSM-5、Ti-ZSM-11、α-和β-[SiW₉Ti₃O₄₀]^10-.     

C-N-S-TiO2光催化剂的制备、表征及其性能

以钛酸四丁酯为钛源、功能生物小分子胱氨酸为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法同步合成了C-N-S-TiO2光催化剂,利用XRD、XPS、FT-IR和DRS等测试技术对样品的结构及物化性能进行了表征。XRD和DRS分析表明,共掺杂抑制了TiO2晶粒的生长,提高了晶相转变温度,且C-N-S-TiO2样品的吸收带边明显"红移",光吸收范围一直延长至800 nm左右。XPS分析结果显示,C-N-S-TiO2样品表面产生了杂质能级,C、S元素分别取代部分晶格Ti4+以CO23-和S6+形式存在;而N峰呈宽化状态,以O—Ti—N和Ti—O—N键存在,且样品表面羟基含量明显增加。以罗丹明B染料为模型污染物,考察了该催化剂的可见光催化活性。结果表明,与P25 TiO2比较,C-N-S-TiO2光催化剂活性得到改进,C-N-S-TiO2光催化剂在470～800 nm波长下辐射120 min后对罗丹明B的降解率可高达83%。     

Zn-TiO2/AC复合催化剂的制备及其光催化活性

以硝酸锌、钛酸四丁酯和活性炭为原料,采用真空吸附法制备了不同组成的Zn TiO₂/AC.通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.选择较难降解的Cl₃CCOOH作为探针分子考察了其光催化活性.结果表明,掺锌能提高TiO₂/AC的催化活性,当Zn的摩尔分数为0.5%(相对TiO₂)、处理温度为400℃,溶液的pH值为6时,Zn TiO₂/AC催化剂具有很好的光催化活性.     

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.     

磁载WO3－TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂的制备及其光催化活性

 用溶胶－凝胶法在表面包覆了SiO2的磁基体Fe3O4上负载TiO2,从而得到了易于磁性固液分离的磁载WO3－TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂,并通过IR,XRD,SEM和XPS等测试手段对催化剂进行了表征．研究了磁载WO3－TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂对亚甲基蓝溶液脱色的性能,并考察了WO3掺杂量对样品催化活性的影响．结果表明,n（WO3）／n（TiO2）＝0．001时,磁载WO3－TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂的催化活性最高,循环使用3次时脱色率仍保持在98％．