Pt／TiO2粉末的结构和性能

TiO2半导体光催化技术是一种新型的环境污染物净化技术。传统的TiO2光催化剂太阳能利用率和光量子利用率低，限制了光催化技术的工业化应用。因此缩短催化剂的禁带宽度使吸收光谱向可见光谱扩展和抑制TiO2光生电子与空穴的复合是提高太阳能利用率的技术关键。掺杂可在半导体表面引入缺陷位置或改变结晶度，影响电子与空穴的复合或拓展光的吸收波段，从而影响TiO2的光催化活性。由于金属元素掺杂TiO2的催化活性强烈地依赖于TiO2的价态、结构以及金属元素与TiO2之间的细微作用，文中采用溶胶凝胶法制备纳米Pt/TiO2粉末，     

贵金属元素掺杂TiO2光催化剂

因为具有价廉无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好等优点，TiO2成为目前最有优势的光催化剂。但是传统的TiO2只能吸收占到达地面太阳光能5％以下的紫外光（λ〈387nm），太阳能利用效率很低。太阳能是一种理想的光源，拓展TiO2吸收光谱向可见光移动是提高其太阳能利用率的关键技术之一。     

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     

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．     

CdS改性TiO2光催化剂的制备及结构

在半导体光催化剂中，TiO2具有光催化活性高、无毒和抗光腐蚀性好等优点，但纯TiO2光催化剂直接利用太阳光进行光催化氧化的效率较低，而利用贵金属元素和稀土元素等在TiO2中进行掺杂改性时，改性光催化反应必须在高压汞灯或紫外灯下进行，不符合节能原则。     

TiO2／CdS复合半导体光催化剂降解甲基橙实验

半导体光催化技术利用太阳能在室温下将有机污染物氧化成H2O，CO2或无机离子等，无二次污染，具有传统的高温、常规催化技术及吸附技术无法比拟的优势。目前，存在3个关键的技术难题制约着TiO2光催化剂大规模的工业应用：（1）量子效率低；（2）太阳能利用率低；（3）保持高活性并将其均匀负载比较困难。因此，研究者在TiO2改性方面做了大量的研究工作。     

ZnSe及其Mn掺杂复合材料光吸收催化性能和高压结构性能研究

ZnSe半导体材料是制备光电器件和光催化反应催化剂的重要原材料。其单体材料具有强光下易变质、电子-空穴复合等现象。通过元素掺杂制备ZnSe复合材料,并与单体材料对比研究了元素掺杂所提升的ZnSe的光学及结构性能。首先采用水热法实验室制备纯ZnSe和Mn∶Zn加入比分别为5%、 10%、 15%和20%的ZnSe复合材料,对比材料形貌、结构,光吸收和催化性能,结果显示掺杂比为10%的样品结晶度最高,杂质成型量最少,催化性能最佳。采用Mao-Bell型金刚石压腔结合原位拉曼光谱探究纯ZnSe和掺杂比为10%的样品的高压结构相变行为,以探究元素掺杂对样品结构性能的影响。研究结果：(1)扫描电子显微镜(SEM)图显示,加入Mn元素后制得的ZnSe样品形貌为球状,与纯样大致相同,球状颗粒表面有小颗粒负载,且随着Mn加入量的增加,表面负载的物质增多;(2)X射线衍射(XRD)图谱表明,ZnSe样品结构为立方闪锌矿结构,随着Mn加入量的增加,样品MnSe特征峰增强,杂质MnO₂成型越完全。掺杂比为10%的样品ZnSe结晶度高,杂质成型量少;(3)固体紫外漫反射(UV-Vis)结...     

TiO2禁带宽度和光吸收系数对其光催化性能的影响

为了研究TiO₂禁带宽度和光吸收系数对其光催化性能的影响,使用Materials Studio的Dmol3和CASTEP模块分别对Ag⁺、Fe³⁺、Pt⁴⁺、La³⁺ 4种金属离子掺杂TiO₂的能带结构和光学性质进行分析。分子模拟表明:金属离子掺杂使TiO₂的禁带宽度变窄、吸收波长红移,相同光照条件下光吸收系数增加,影响了TiO₂的光催化性能。光催化反应实验表明:在254 nm照射条件下,TiO₂的禁带宽度为1.09 eV时光催化性能最好,TiO₂的光吸收系数越大,光催化性能越好。     

S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响

采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了掺杂不同价态S的锐钛矿相TiO₂的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质.计算结果表明硫在掺杂体系中的存在形态与实验中的制备条件有关;掺杂后晶格发生畸变、原子间的键长及原子的电荷量也发生了变化,导致晶体中的八面体偶极矩增大; S 3p态与O 2p态、Ti 3d态杂化而使导带位置下移、价带位置上移及价带宽化,从而导致TiO₂的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区.这些结果很好地解释了S掺杂锐钛矿相TiO₂在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.根据计算结果分析比较了硫以不同离子价态掺杂对锐钛矿相TiO₂电子结构和光催化性能影响的差别. 关键词： 2')" href="#">锐钛矿相TiO₂ S掺杂 第一性原理 光催化性能     

铕掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液的制备及光催化性能研究

本文采用常温络合—控制水解法,以TiCl_4,有机羧酸,氨水,硝酸铕,D-山梨醇等为主要实验药品,制备了Eu掺杂纳米TiO_2光触媒乳液。以酸性红3R染料为待降解物,分别考察了不同条件下制备的TiO_2光触媒乳液在太阳光模拟器生成光照射下的光催化性能。此外,还考察了Eu掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液对于不同浓度染料的光催化性能。通过酸性红3R染料的降解实验,研究了影响Eu掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液光催化活性的因素。通过X射线衍射仪(XRD)、纳米激光粒度分析仪、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对样品进行表征。结果表明:样品的平均粒度为4.1 nm左右,晶型为锐钛矿,样品的吸收光谱可拓宽至可见光区。当Eu掺杂量为0.3%,pH值为6,回流时间是15 min时,制备的Eu掺杂纳米二氧化钛光触媒乳液的光催化性能最佳。该光触媒乳液经太阳光照射1 h之后,对浓度为25 mg/L的酸性红3R模型反应物的降解效率最高,达到97%以上。     

金属离子掺杂对TiO2/白云母纳米复合材料中TiO2的颗粒形态及相组成的影响

采用化学液相沉积法制备了系列未掺杂和掺杂不同金属离子的TiO2白云母纳米复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM),x射线衍射(XRD)对其TiO2薄膜的TiO2颗粒形态和相组成进行了详细研究.结果表明,TiO2颗粒在15—50nm之间;除球形颗粒外,掺杂Mn2+,Zn2+的样品中还出现有金红石柱状颗粒.TiO2薄膜中相组成以锐钛矿、金红石共存为特征;掺杂金属离子对TiO2相组成的影响取决于金属离子的离子半径、电荷及配位体特征. 关键词： 金属离子掺杂 TiO2 颗粒形态 相组成     

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...     

N掺杂锐钛矿TiO2光学性能的第一性原理研究

用平面波赝势方法(PWP)计算了N掺杂锐钛矿型TiO2前后的光学特性,即介电函数虚部ε2(w),光学吸收系数I(w)和反射率R(w).并从能带结构上解释了为什么掺N后锐钛矿型TiO2的光学谱在2.93,3.56和3.97 eV处相对掺杂前会出现3个峰值的原因.从光谱图上分析得出,掺杂后TiO2要发生红移现象,实验现象证实了这一结果.     

金属离子对纳米TiO2悬浊液的光催化性能影响的光谱研究

以钛氧有机物为前驱体,利用微乳液法制备了纳米TiO2微晶。用X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)等测试技术对产物进行了表征,并就纳米TiO2悬浊液中加入金属离子后光催化降解甲基橙溶液进行了初步的研究。光谱分析表明,纳米TiO2悬浊液中加入Bi3 离子后对甲基橙溶液的光催化降解有很大的促进作用,Bi3 与TiO2质量比为1∶8及TiO2的浓度为1.6g·L-1时光催化活性最佳。     

S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响

采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了掺杂不同价态S的锐钛矿相TiO2的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质.计算结果表明硫在掺杂体系中的存在形态与实验中的制备条件有关;掺杂后晶格发生畸变、原子间的键长及原子的电荷量也发生了变化,导致晶体中的八面体偶极矩增大;S 3p态与O 2p态、Ti 3d态杂化而使导带位置下移、价带位置上移及价带宽化,从而导致TiO2的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区.这些结果很好地解释了S掺杂锐钛矿相TiO2在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.根据计算结果分析比较了硫以不同离子价态掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构和光催化性能影响的差别.     

TiO2花状纳米结构的制备及光催化性能

用Ti片和H2O2在较低的温度下通过控制反应时间制备了不同形貌的纳米TiO2.在80℃下反应10 min得到了和Ti片黏附较好的多孔纳米结构,延长反应时间先后得到了类花状和类棒状纳米结构．在80℃下反应4 h得到的纳米结构样品为非晶态,而反应10 h制备出以锐钛矿相为主的结晶态纳米结构．通过300℃退火得到的几乎是纯锐钛矿相的纳米TiO2．用紫外光照射降解RhB溶液的方法研究了纳米TiO2的光催化性能．结果表明7 cm2的退火后的类花状纳米TiO2降解染料分子的光催化效率是仅用紫外光降解的29．8倍．     

Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO2微观结构和性能的影响

采用第一性原理平面波超软赝势方法,系统研究了Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO₂的晶体结构、缺陷形成能、电子结构、光学性质以及氧化还原能力的影响.研究表明:Mn,N共掺杂锐钛矿相TiO₂后,TiO₂晶格发生了畸变,导致晶体八面体偶极矩增加,有利于光生电子-空穴对的有效分离;在TiO₂带隙中出现了杂质能级,使锐钛矿相TiO₂的光学吸收带边红移,可见光区的吸收系数明显增大,有利于光催化效率的提高;在不考虑 关键词： 2')" href="#">锐钛矿相TiO₂ 第一性原理 Mn和N共掺杂 光催化性能     

TiO2混晶光催化性能的第一性原理研究

本文采用第一性原理平面波超软赝势方法,通过搭建混晶界面的方式计算并分析了TiO2混晶的光催化性能.从光的吸收能力、光生电子-空穴对的分离效率以及载流子的转移效率三方面,与锐铁矿相和金红石相TiO2单晶进行对比分析.结果显示TiO2混晶的电子-空穴对分离率高于锐钛矿相TiO2、金红石相TiO2单晶,TiO2混晶中吸收峰明...     

过渡金属离子掺杂对La1.2Ca1.8Mn2O7输运性质的影响

研究了过渡金属元素掺杂对层状钙钛矿结构锰氧化物La1.2Ca1.8Mn2O7体系输运性质的影响.实验结果表明不同过渡金属离子掺杂均导致体系的金属-绝缘转变温度降低,电阻率与最大磁电阻值(Cr除外)增加.当掺杂量较高时,磁性Cr、Fe、Co、Ni离子对体系性质的影响与其磁性相互作用密切相关.     

热硫化Co掺杂对纳-微米黄铁矿的晶体结构特征及光吸收性能的影响

过渡金属硫化物黄铁矿是一种优异的光伏材料,掺杂改性是提高黄铁矿光伏性能的一种重要手段。为了探究不同Co掺杂量对黄铁矿的晶体结构和吸光性能的影响,采用热硫化法在360℃时制备出了纳-微米黄铁矿样品。利用Ｘ射线衍射(XRD)和多功能场发射扫描式电子显微镜(FESEM)分析了样品的晶体结构、形貌特征和晶粒尺寸;利用能谱仪(EDS)分析了样品的化学成分,并通过紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)表征了样品的光吸收性能和禁带宽度的变化。结果表明,掺Co并未改变黄铁矿的立方晶型结构,但与未掺杂黄铁矿相比,样品结晶度变差,晶粒发生团聚,尺寸在1～1.45 μm范围内;掺Co量的增加会导致晶粒尺度略微减小,但影响不大。EDS检测表明,实际样品的掺杂并不均匀,当掺Co量小于7 at%时,测试值小于名义掺杂量;而当掺Co量大于7 at%时,Co易发生富集。S/(Fe+Co)的比值在1.92～2.05范围内,表明样品内部的点缺陷数量的变化。反射光谱表明制备样品的禁带宽度E_g在0.57～0.72 eV之间。禁带宽度E_g随着掺杂量的增加,呈现出先减小(Co 3 at%)后增加(Co 5～9 at%)的趋势。掺Co量从0%增加3 at%时,样品内部产生的点缺陷数目增多,形成的附加能级会导致禁带宽度E_g窄化;随着掺Co量进一步增加,S/(Fe+Co)比值更接近于2,晶体结构更趋完善,Fe空位或S间隙点缺陷比率降低,禁带宽度E_g趋近于本征特征,会导致禁带宽度E_g宽化;另外,随着Co含量的提高,物相中微量的CoS₂相增多,亦会导致较高掺Co量样品的禁带宽度有所宽化。掺Co量在9 at%的样品的禁带宽度为0.72 eV,大于同温度条件下未掺杂样品的禁带宽度0.65 eV,禁带宽度的宽化在理论上有利于提高样品的光电转换效率。