Fe^(3+)/TiO_2/SiO_2复合纳米微粒的合成及光催化降解NO_2^-

采用溶胶 -凝胶法制备了 Ti O2 / Si O2 和不同浓度 Fe3+掺杂的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合纳米粉末 ,并利用XRD、BET、UV-vis等手段研究了 Ti O2 / Si O2 及掺铁形成的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合微粒的表面结构形态变化 ,以及对污染物 NO- 2 光催化降解的影响 .结果表明 ,Fe3+ / Ti O2 / Si O2 (ω( Fe3+ ) =1 .5 % ,m( Ti)∶ m( Si) =2∶ 1 )具有最佳活性 ,样品呈晶化度较低的锐钛矿结构 .Fe3+ 掺杂导致晶粒的增大 ,稳定性降低 ,大大提高了半导体的光催化活性 ,有利于对低浓度 NO- 2

Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2光催化降解罗丹明B的研究

以硅胶为载体 ,采用溶胶 -凝胶法制备了不同掺杂量的 Fe3 +-Ti O2 /Si O2 光催化剂 ,并采用 SEM,Raman和 DRS等手段对其进行了分析和表征 .以氙灯为光源 ,通过对可溶性染料罗丹明 B的降解反应 ,考察了 Fe3 +-Ti O2 /Si O2 催化剂的光催化活性 ,探讨了光催化反应中溶液 p H值和起始浓度对催化反应的影响 .

Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2薄膜催化剂的结构对其光催化性能影响

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Fe^(3+)的TiO_2光催化剂(Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2),以氙灯为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明,Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2比TiO_2纳米粉有更好的催化活性,Fe^(3+)的最佳掺入量为0.03％。罗丹明B在粉体和膜催化剂的作用下遵循不同的光催化反应机理。根据XRD,SEM,Raman,XPS和FTIR的表征结果可认为,TiO_2在SIO_2表面薄膜化和Ti-O-Si键的形成是催化活性提高和降解机理不同的主要原因。

Enhanced photocatalytic degradation of sulfadiazine by Fe^(3+) in aqueous TiO_2 suspension

In order to explore the reaction mechanism of Fe^3＋ and the mineralization effect of the micropollutant, Fe^3＋ assisted photocatalytic oxidation of sulfadiazine （SD） in the TiO2 suspended solution is investigated. The effect of Fe^3＋ participation, the degradation kinetics of SD, the effect of SD mineralization and the possible mechanism of Fe^3＋ participation in TiO2 suspension are analyzed by adding FeCl3, taking samples at a given time and determining the SD concentration. Results indicate that the degradation of SD catalyzed by TiO2/ Fe^3＋ is faster than that catalyzed by TiO2 or Fe^3＋ separately. The photocatalytic degradation of SD follows the pseudo-first- order kinetics model in a range of 20 to 80 mg/L of initial concentration. The mineralization rate of SD can be enhanced by the addition of Fe^3＋ in the TiO2 suspended solution. The mechanism of the rapid degradation of SD is proposed, which indicates that Fe^3＋ adsorbed on the surface of TiO2 particles acts as an electron acceptor. The amount of recombining electronhole pairs decreases, and the amount of hydroxyl radicals increases. The increased hydroxyl radical strengthens the degradation of SD in the TiO2/Fe^3＋ suspended solution.

Fe^(3+)掺杂Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2型光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了0. 35mol%Fe^(3+)掺杂Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2新型复合光催化剂,并对其进行表征和光催化活性的研究。结果表明,在掺杂度为0. 35mol%,钛酸四丁酯和Fe_3O_4@SiO_2的用量为9mL:0. 5g(v:m),450℃煅烧4. 0h时光催化性能最好。新型复合光催化剂具有良好的磁分离特性,与纯TiO_2相比,吸收光区明显红移,吸光能力增强,能快速降解有机污水,5次循环使用后回收率为90%以上,降解率为85%以上,可显著降低二次污染和催化剂的使用成本,具有开发价值。

Fe^(3+)-SiO_2-TiO_2薄膜的制备及其光催化活性

Sol-gel法制备Fe3+掺杂TiO2催化剂的基础上,掺入SiO2纳米粉体,制备了一种改性Fe3+-SiO2-TiO2薄膜。以甲醛为降解对象,探讨金属掺杂和半导体复合量、活化温度、负载量等对该薄膜光催化活性的影响。结果表明,在500℃焙烧、质量比Fe3+∶SiO2∶TiO2=1.0∶12∶100、镀膜5层时,Fe3+-SiO2-TiO2薄膜的光催化活性最高,150min后甲醛降解率达93%,是单纯TiO2薄膜的1.9倍。

不同因素对Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF降解NH_(3)的影响

为了探究不同因素对Fe^(3+)-TiO_(2)/活性炭纤维(ACF)降解氨气(NH_(3))的影响规律,采用Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF复合材料,以NH_(3)为目标降解物,研究初始浓度、流速、光催化剂负载量以及光照强度对Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF降解NH_(3)的影响,并进行了相应的反应动力学分析。结果表明:随着初始浓度的增加,NH_(3)降解率呈现略微降低的趋势,光催化过程基本符合L-H一级反应动力学模型;随着流速的增加,NH_(3)降解率表现为先升高后降低,其光催化过程也基本符合L-H一级反应动力学模型;随着光催化剂负载量以及光照强度的增加,NH_(3)降解率表现为略微增加的趋势。

Fe^(3+)-TiO_2／SiO_2催化剂对气相中甲苯光催化反应的研究

掺杂一定Fe^(3+)后,催化剂的活性有了一定程度的提高Fe^(3+)参杂浓度X(Fe^(3+)／Ti^(4+))=0.3％时光催化降解甲苯效率最高,有水气存在的条件下,催化剂的活性有所提高。对于浓度为0.04 mg／l左右的反应体系,甲苯的动力学方程式为一级反应。

Fe^3＋-SiO2掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板，采用水热法制备了Fe^3＋-SiO2掺杂纳米TiO2，通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）等手段考察了Fe^3＋-SiO2掺杂纳米TiO2的结构与光学特性。实验结果表明：Fe^3＋、SiO2掺杂进入TiO2的晶格，可获得高纯度锐钛矿相纳米TiO2。Fe^3＋和SiO2的加入有助于抑制金红石相的形成和晶粒长大，提高了TiO2的热稳定性。Fe^3＋-SiO2掺杂将TiO2的光响应范围拓宽至可见光区，提高了纳米TiO2的光催化性能。与纯纳米TiO2相比，Fe^3＋-SiO2掺杂纳米，TiO2光催化降解甲基橙的性能显著提高。

磁性纳米TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2/Fe3O4复合光催化剂。用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征。以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物,评价其光催化活性。结果表明,所制TiO2/SiO2/Fe3O4样品为双层包覆型结构,SiO2为中间层,最外层是锐钛矿型的TiO2。该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性,并具有可利用其磁性回收重用的特点,应用前景广泛。

Fe^3＋掺杂TiO2光催化纤维材料的制备及表征

以棉花纤维为模板制备了一系列Fe3+掺杂的、具有中空纤维结构的TiO2光催化材料(Fe3+/TiO2),利用热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、zeta电位、红外光谱(IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同Fe3+掺杂量的样品在太阳光下的光催化性能.结果表明,用模板法制备的Fe3+/TiO2中空纤维结构材料表面存在大量纳米微粒(平均尺寸约12nm);Fe3+可能均匀分散于锐钛矿结构的TiO2中,部分取代Ti4+的晶格位置,既拓宽了TiO2的光谱响应范围,又形成了TiO2晶体结构的缺陷,使其表面带负电荷.在太阳光条件下,该纤维结构材料较纯TiO2对MB溶液具有更好的光催化脱色降解效果,且Fe3+的掺入量显著影响该纤维材料的催化性能;当Fe3+掺杂量为0.15%(w),在500℃焙烧2h所得中空纤维材料的催化性能最好,2h即可使MB溶液的脱色降解率达93%;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除.因此,以该模板合成法,通过Fe3+的掺杂有望使TiO2成为一种低或无能耗、高活性的绿色环保型催化材料.

超临界流体干燥法制备TiO_2/Fe_2O_3和TiO_2/Fe_2O_3/SiO_2复合纳米粒子及光催化性能

以TiCl4、Fe(NO3)3·9H2O和Na2SiO3 9H2O为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO2/Fe2O3和TiO2/Fe2O3/SiO2复合光催化剂。以光催化降解苯酚对所得催化剂的催化活性进行了评价。结果表明,纳米TiO2/Fe2O3复合粒子与单组分TiO2比较,复合粒子光催化活性高于单组分的TiO2,6h苯酚降解率高达95 9%。SiO2的加入可以抑制纳米粒子粒径的长大和晶相的转变,增强TiO2纳米粒子的热稳定性。复合光催化剂中Fe2O3最佳掺入量为0 06%,SiO2最佳掺入量为10%(摩尔分数)。并用XRD、TEM和FTIR等手段进行了表征。TiO2以锐钛矿型形式存在,SiO2以无定性形式存在。比较了不同制备方法制得的TiO2/Fe2O3复合光催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小、比表面积大、分散性好、光催化活性高等特点。采用超临界流体干燥可直接得锐钛型纳米复合光催化剂。

掺杂Fe^(3+)的纳米TiO_2光催化降解氮氧化物研究

利用Fe(NO3 ) 3 ·9H2 O ,采用浸渍的方法 ,制备了掺Fe3 + 的纳米TiO2 .讨论了此种纳米TiO2对氮氧化物的光催化效率 ,并分析了Fe3 + 在催化过程中的作用 .试验结果表明 :Fe3 + 明显提高了纳米TiO2 的光催化性能 ;在室内自然光作用下对较高质量浓度的氮氧化物均具有较高的光催化效率 .通过对TEM照片和XRD谱的分析 ,从能级理论解释了Fe3 + 提高催化活性的原因 .

Fe^(3+)-CdS/TiO_2复合半导体光催化剂的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,用TEM、EDS、XRD、UV-vis等技术对其形貌、结构和光吸收特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了光源、煅烧温度、煅烧时间、掺杂Fe3+和CdS对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂和CdS半导体复合相结合的技术,可以使TiO2对光的响应拓展到整个紫外-可见光区;当n(Fe3+)∶n(CdS)∶n(TiO2)=0.005∶1∶1、煅烧温度为300℃、煅烧时间为1 h、光源为太阳光时,Fe3+-CdS/TiO2的光催化活性最高,在1 h内可以使亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达98.62%。

MoO_3-TiO_2/SiO_2上光促表面催化甲烷和水合成甲醇和氢气

用分步等体积浸渍法制备了负载型复合半导体催化剂 Mo O3-Ti O2 / Si O2 ,通过 XRD,BET,TPR,IR,UVDRS和 TPD等手段对其进行了表征 ,结果表明 ,活性组分在载体表面高度分散 ,并具有量子尺寸效应 ,吸光阈值显著蓝移 ;Ti O2 在 Si O2 表面分散可增强 Mo O3与载体的相互作用 ,调变吸光性能 ,所形成的表面活性基元能够有效地吸附活化甲烷和水 .在 1 0 0℃下利用固定床环隙反应器借助紫外光的激发 ,通过“光 -表面 -热”协同作用 ,气相甲烷和水在 Mo O3-Ti O2 / Si O2 表面生成了甲醇和氢 ,选择性达到 85 .6% .

Fe^(3+)/TiO_2光催化剂降解孔雀绿染料的研究

采用快速溶胶法制备纳米TiO光催化剂,用Fe3+对其掺杂改性,并进行了催化剂的X-射线衍射分析2(XRD),傅立叶红外光谱分析(FT-IR),BET比表面积的表征,用于光催化降解水中孔雀绿染料的研究。研究了不同催化剂的光催化活性,确定了光催化剂的用量。结果发现60W紫外光辐射80min,孔雀绿可以彻底降解;可见光下,光催化剂对孔雀绿降解120h,其转化率为98%,COD的去除率为75.3%。可见光下孔雀绿的脱色率和COD的变化不一致,并对其产生的原因和孔雀绿的光催化降解机理作了探讨。孔雀绿的光催化降解符合一级动力学反应规律,反应速率常数随催化剂的用量增加而增大,但增大幅度逐渐减小。

Fe^(3+)/V^(5+)TiO_2复合纳米微粒光催化性能的研究

采用溶胶凝胶法制备了Fe3+ V5+ TiO2 复合纳米微粒作为光催化剂。光降解反应结果表明 ,共掺杂催化剂Fe3+ V5+ TiO2 的光催化活性明显提高。光电化学研究显示 ,铁离子可以成为电荷陷阱 ,促进空穴的界面传递反应。适量钒离子掺杂使TiO2 电极的光电流升高 ,导带中电子浓度的增大 ,加快了界面的电子传递反应。共掺杂催化剂中 ,Fe3+ 、V5+ 分别提供了空穴与电子的陷阱 ,同时加快了电子与空穴的界面传递反应 ,从而更有效地提高光催化活性。双组份共掺杂为提高TiO2 光催化活性提供新的途径。

Fe^(3+)掺杂对TiO_2光催化氧化甲醇的影响

用改进的溶胶凝胶法制备了一系列Fe3+掺杂的TiO2光薄膜电极,并将其应用到甲醇光电氧化中.当掺杂Fe3+的质量分数为0.25%、焙烧温度为400℃时光催化氧化甲醇的效果最好,通过SEM,XRD,UV等手段的表征,进一步验证了掺杂对一定粒径范围内的纳米TiO2粒子有效.

Fe^(3+)掺杂TiO_2光催化剂处理造纸废水的研究

利用TiCl4在无水乙醇中水解,制备了纳米TiO2和Fe3+掺杂的光催化剂,通过XRD和TEM对产物的晶体结构、晶粒大小、形貌进行了表征,讨论了Fe3+掺杂浓度、焙烧温度、焙烧时间、催化剂用量、溶液的pH值和光照时间等对TiO2光催化剂处理造纸废水的影响.结果表明:掺杂Fe3+的TiO2光催化剂氧化性能有所提高,在掺杂量为1.25%(质量分数),焙烧温度为500℃、焙烧时间3 h时,光催化活性最高;溶液pH值为4.0,催化剂用量为2.5 g/L,光照时间4 h时TiO2降解造纸废水的能力最强.

Fe^(3+),Si^(4+)掺杂TiO_2纳米材料相变和热稳定性研究

Guth等人[1]在1977年首次报道了铁(Ⅲ)掺杂二氧化钛催化剂对氮气光催化还原为氨具有独特的光催化效果,开辟了一条太阳能转化为化学能的新途径,引起了人们对铁(Ⅲ)掺杂二氧化钛的研究热潮[2～7].