金属离子掺杂对TiO_2光催化活性影响的研究进展

在参考近年来国内外光催化领域文献资料的基础上,综述了金属离子修饰T iO2技术研究新进展.从离子修饰机理角度解释了离子修饰提高T iO2光催化活性的原因,进一步阐述光催化技术面临问题及发展前景.     

氮硫掺杂纳米二氧化钛的光催化活性研究

用水热合成法成功的合成了氮掺杂以及氮硫共掺杂的二氧化钛,并对合成的样品进行了XRD以及XPS的测试.通过对比亚甲基蓝在污染物中的降解测试,发现氮硫共掺杂二氧化钛的光催化活性明显要高于氮掺杂二氧化钛.     

尿素为氮源制备氮掺杂二氧化钛及其光催化性

为拓展二氧化钛对可见光的响应,以尿素为氮源,在温和条件下采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂二氧化钛粉末.用X射线衍射、透射电镜扫描、紫外-可见光漫反射吸收光谱和X射线光电子能谱等方法对制备的样品进行了表征,对可见光照射下的光催化活性进行了测试,并考察了煅烧温度及氮含量对光催化活性的影响.结果表明:氮掺杂致使二氧化钛在可见光区的光吸收增强,在降解甲基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性;随煅烧温度的增加,氮含量减少,晶粒增大,可见光催化活性减弱;400℃下制备的样品中存在一个最佳的N/Ti配比,所对应的可见光催化活性最高.     

纳米二氧化钛催化剂的制备及其光催化性能

利用酸催化的溶胶-凝胶(Sol—Gel)法制备了纳米二氧化钛半导体催化剂．用XRD,TEM技术对其结构进行了表征．并利用环己烷在其上的光催化氧化进行了结构与其催化性能关系的研究．结果表明：利用热处理技术可以制得不同粒径、不同相结构的纳米粒子;粒子粒度分布均匀,粒径分布范围窄;该纳米催化剂的光催化活性随粒子粒径的大小、相结构的不同而改变;催化剂对产物环己醇具有很高的选择性(选择性大于85％)．     

具有可见光光催化活性N掺杂纳米二氧化钛的制备和表征

以廉价的TiOSO4为原料,通过水解法制备正钛酸前驱体,然后,向正钛酸前驱体中加入尿素作为氮源,经煅烧制备氮掺杂纳米二氧化钛.用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、热重-差热分析和X射线光电子能谱等方法对制备的样品进行表征,考察煅烧温度、煅烧时间及Ti与N配比等对光催化活性的影响.研究结果表明:制备的样品均为锐钛矿,氮掺杂使二氧化钛在可见光区的光吸收明显增强;煅烧温度和Ti与N配比对光催化性能影响显著;于400℃制备的样品中存在1个最佳的Ti与N配比,所对应的可见光催化活性最强,甲基橙降解实验15 min时脱色率达到97%.     

N-C改性纳米二氧化钛可见光催化剂的制备与表征

本文利用尿素在甲醇溶液中,在不同温度下的溶解度的差异,加入四氯化钛的同时,使尿素在甲醇溶液中结晶,经过高温煅烧制备了不同的温度和时间的二氧化钛纳米粒子。主要利用紫外分光光度仪(uvprobe)、红外分光光度仪(IR solution)、透射电镜和电子能谱分析(XPS)对样品进行了表征。并通过光催化降解甲基橙实验来评估样品活性,重点考察了煅烧温度和煅烧时间对样品光催化活性的影响。并探讨了氮使二氧化钛纳米粒子改性的机制。     

TiO2纳米粉体的制备及光催化活性

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶－凝胶过程超临界干燥法制备了ＴｉＯ２纳米粉 ,并通过ＸＲＤ,ＢＥＴ,ＴＥＭ等方法对所得样品进行了表征,制备的ＴｉＯ２气凝胶具有很高的比表面积（４８８ｍ＾２．ｇ＾－１）,平均粒径为４．６ｎｍ,具有锐钛矿型晶体结构,经５００℃煅烧２ｈ所得的纳米粉体,锐钛矿型晶体结构更为明显,平均粒径６．７ｎｍ,比表面积１５８ｍ＾２．ｇ＾－１。     

锌掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛和锌掺杂二氧化钛光催化剂，傅立叶变换红外光谱表征结果显示，随着焙烧温度升高，红外吸收峰进一步分裂；热重分析结果表明，掺锌后粒子表面对水的吸附能力增强；X射线衍射分析和Scherrer公式计算结果表明，随着温度的升高TiO2粒子半径增长加速，其结果与电子扫描显微镜和BET比表面积表征结果一致；光催化降解亚甲基蓝实验结果表明，掺锌2％(质量分数)的二氧化钛催化剂在530℃焙烧后催化活性最高。     

氟掺杂纳米二氧化钛制备及其光催化性能研究进展

 氟离子掺杂能够改变TiO2的光生载流子传输、比表面积、孔道结构、表面酸度等本征性质,从而影响光生电子-空穴派对的复合和对母体化合物的吸附,因此氟离子掺杂能够显著提高TiO2的光催化活性,尤其是紫外光下的光催化活性。氟掺杂纳米TiO2在制备过程中,容易受到制备技术、热处理温度、前躯体种类和化学计量等的影响,而使纳米TiO2的晶体结构和表面性质发生变化,这些变化主要体现在如金红石相形成、生成Ti3+、量子产率增加以及改变吸附性（如表面极性）等方面。本文综述了氟修饰TiO2的制备及光活性,主要包括催化剂制备方法、相变过程和母体化合物的矿化。     

可见光响应的Ag3VO4/TiO2制备及其催化活性的研究

采用微波辅助溶胶-凝胶方法制备了对可见光响应的Ag₃VO₄/TiO₂纳米光催化剂,并对制备的样品进行XRD、UV-Vis DRS、N₂吸附-脱附、SEM等表征。结果表明,Ag₃VO₄掺杂量的不同,对光催化降解效果有不同的影响。Ag₃VO₄掺杂量为1 %时,Ag₃VO₄/TiO₂复合光催化剂具有较强的催化性能,而随着Ag₃VO₄掺杂量的增加,催化剂的活性逐渐降低。用500 ℃煅烧的掺杂量为1 %的Ag₃VO₄/TiO₂复合光催化剂降解罗丹明B,4 h后降解率可以达到80 %。     

TiO2纳米带的水热合成表征及光催化性能

以十六烷基三甲基溴化胺为模板剂，采用水热法在200℃下合成了TiO2纳米带，用SEM、TEM、XRD、EDS对其形貌、结构和组成进行了表征，并用二氧化钛纳米带对甲基橙进行光催化降解研究．结果表明：所制备的TiO2纳米带产量高、结构均匀，具有较完整的结晶性能，直径最小的十几纳米，直径最大的100纳米左右，大多数的直径在60-80nm之间，长度达几十微米，光催化性能优良。     

可见光响应氮-磷共掺杂TiP2纳米管制备及光催化性能

采用水热-浸渍两步法合成了一系列N—P／TiO2纳米管光催化剂，采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见漫反射吸收光谱（UV—vis）等测试手段对其结构进行了表征．结果表明，300℃焙烧后的N-P／TiO2纳米管为锐钛矿相，氮和磷高度分散进入TiO2中．P和N掺杂含量分别为0．99％和0．56%．与纯TiO2纳米管相比，N—P／TiO2纳米管在可见光区的有较大的吸收，光吸收阈值产生红移．氮磷共掺杂可以明显提高TiO2纳米管的对甲基橙的光催化活性，其原因在于氮阴离子以N—Ti—O的结构进入TiO2，磷替换TiO2部份Ti^4＋，从而降低了电子和空穴复合几率．     

磁性TiO2纤维的制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮、钛酸丁酯和Fe3O4@SiO2为前驱物，将静电纺丝技术和高温煅烧法相结合，成功地制备出内含Fe3O4@SiO2纳米粒子的磁性TiO2纳米纤维。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis光谱及Shole7304型振动样品磁强计等测试手段对样品的结构和形貌及磁性进行表征，在光催化实验中选罗丹明B为降解模拟污染物测试了太阳光照射下的光催化活性。实验结果表明：所制备的磁性TiO2纳米纤维在模拟太阳光光照下表现出较好的光催化活性。另外，该纤维在外加磁场下能够简单有效地分离回收。     

N掺杂TiO2的制备、表征及其光催化性能

采用水热法制备了N掺杂TiO2光催化剂,并用X衍射、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱进行了表征,测定了其光催化氧化甲基橙的催化性能.结果表明,与未掺杂TiO2相比,N掺杂TiO2在可见光区有更大的吸收,N的掺杂还明显提高了TiO2光催化氧化甲基橙的性能.     

溶胶液浓度和镀膜层数对TiO2薄膜光催化活性的影响

作者用sol-gel法制备了不同浓度、不同层数的锐钛矿纳米TiO2薄膜。利用薄膜对亚甲兰溶液的光催化降解作用,研究了溶胶液浓度、镀膜层数及两者间的相互关系对薄膜光催化性能的影响。发现并非浓度越大、镀膜层数越多、膜的光催化性能越好。不同浓度的溶胶液匀有各自催化性能最佳的膜层数,超过该层数后膜的催化性能降低。浓度大的膜在层数较少的催化性能好,浓度小的膜随层数增加,光催化性能增加的幅度大。     

TiO2 纳米纤维的制备及其光催化性能研究

采用静电纺丝法制备PVP纳米纤维, 以PVP纳米纤维为模板,钛酸四正丁酯为二氧化钛的先驱体,成功地制备了二氧化钛的纳米纤维.研究了二氧化钛纳米纤维的光催化降解性能,结果表明:600 ℃烧结所得到的混合型(锐钛矿型和少量金红石型)二氧化钛纳米纤维比500 ℃烧结所得到的纯锐钛矿型二氧化钛纳米纤维具有更高的光催化活性.     

二氧化钛/石墨烯光催化降解草酸的研究

以钛酸四丁酯和氧化石墨烯为原料,采用水热法制备了二氧化钛/石墨烯(TiO_2/RGO)复合光催化剂,用XRD、TEM、UV Vis DRS对光催化剂进行了表征. 研究了其在紫外光和模拟太阳光条件下对草酸的光催化降解性能,结果表明,与TiO_2相比,TiO_2/RGO在紫外光条件下,反应10 min后对草酸的光催化降解率增加了2.97%,这主要是因为石墨烯为TiO_2提供了电子转移场所,提高了电子-空穴的分离效率;而在模拟太阳光条件下,反应10 min后TiO_2/RGO对草酸的光催化降解率增加了9.05     

一步法合成金红石相TiO2/沸石的光催化活性研究

以天然沸石为基体,分析了活化天然沸石的晶相,并借助Ms软件的Reflex模块对其进行精修,分析了活化沸石的成分和阳离子类型。合成了不同负载率的金红石相TiO2／沸石光催化剂,并对其晶相、比表面积、负载率和光催化活性进行了表征;利用上述光催化剂催化3种有机物的反应动力学参数表征了催化速率。     

Co2+掺杂TiO2-SiO2的制备及其光催化活性

用自组装技术合成了Co2 掺杂的TiO2-SiO2粒子并讨论了其光催化活性.以TiCl4为原料用溶胶-凝胶方法合成TiO2溶胶,样品经SEM,EDS,XRD等进行了表征.实验结果表明:经500 ℃煅烧Co2 掺杂的TiO2-SiO2为锐钛矿型结构,SiO2粒子表面的纳米TiO2具有较好的均匀性和致密性;TiO2的含量随覆盖层的增加而增多;适量Co2 的掺杂可提高TiO2-SiO2的光催化性能.