Fe^(3+)掺杂的TiO_2纳米复合粒子的合成及表征

利用酸催化的溶胶 -凝胶法合成了一系列不同Fe3 + 掺杂量的TiO2 纳米复合粒子 .用XRD ,TEM ,UV vis等技术进行了表征 .结果表明 :在所研究的掺杂量范围内 (xB=0 .0 0 0 5～ 0 .10 0 0 ) ,未发现有铁氧化物的晶相生成 ;Fe3 + 的掺杂可以实现TiO2 由锐钛矿 (anatase)结构向金红石 (rutile)结构的低温转化 ,随着Fe3 + 掺杂量的增大 ,对光的吸收发生红移 ,吸收强度增大 .掺杂适量的Fe3 + 可以使TiO2 纳米微粒的光催化活性得以提高 .

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。

Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe3+掺杂TiO2/凹凸棒(Fe3+-TiO2/ATP)复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe3+掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计(L25(53))优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe3+掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10-3min-1,反应4 h后MB的降解率(Dt)可达75.88%,相同实验条件下与P25(1.51×10-3min-1)相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。

玻璃膜载Fe^(3+)/TiO_2的制备及其光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备了稳定的涂膜Fe3+/TiO2溶胶,通过浸渍-提拉法分别制备了Fe3+/TiO2玻璃负载薄膜,讨论了分散剂加入量、提拉速度对成膜质量的影响,并对所制薄膜进行了结构分析,通过降解4-氟苯甲酸溶液初步研究了其光催化活性。

Fe^(3+)掺杂TiO_2溶胶-凝胶法合成及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备出锐钛矿型不同含量掺杂Fe3+的TiO2纳米材料,并用X射线衍射、透射电子显微镜等方法进行表征;通过对亚甲基蓝及腈纶污水中有机物的光降解分析,对其光催化性能进行了评价。结果表明:通过掺杂Fe能够显著提高TiO2的光催化效率。

载Fe^(3+)纳米TiO_2薄膜去除球形棕囊藻赤潮生物的研究

球形棕囊藻Phaeocystis globosa是近年来在我国沿海频发的有毒有害赤潮藻。为了寻找一种简单、有效和安全的去除赤潮藻的方法,探讨了纳米TiO2薄膜以及载Fe3+纳米TiO2薄膜在可见光条件下对球形棕囊藻的除藻效果。结果表明,载Fe3+纳米TiO2除藻效果好于未载Fe3+的纳米TiO2,藻液中投加载Fe3+纳米TiO2薄膜的量为20mg·L-1时,可见光照射48h后,藻液中细胞密度由4.08×104cell·mL-1降低到0.01×104cell·mL-1,叶绿素a浓度由0.43mg·L-1降低到0.001mg·L-1,除藻率达到99.7%,除藻速率符合准一级反应动力学方程。

贝壳类基纳米Fe^3＋-TiO2光催化降解海洋油污的动力学研究

以钛酸四丁酯为钛源制备溶胶-凝胶,采用浸渍煅烧法制备了贝壳类基纳米Fe3+-TiO2光催化剂。以碘钨灯为光源,研究了海水中油污的降解动力学。结果表明:油污的光催化降解分为2个阶段:第一阶段表观降解速率较快;第二阶段油污降解符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,反应速率常数k为3.52mg/(L.h),吸附平衡常数K为0.023 9L/mg,反应活化能Ea为23.551kJ/mol。

Fe^(3+)/TiO_2改性PVDF中空纤维催化膜的制备及表征

通过干-湿相转化法制备Fe3+/TiO2改性聚偏氟乙烯中空纤维膜,研究了不同聚合物浓度、改性溶胶量、致孔剂对中空纤维膜性能的影响,并对改性后PVDF中空纤维膜的微观结构、膜成分和催化活性进行了测试.结果表明:随着聚合物浓度的增大,中空纤维膜的水通量减小,截留率增加;改性溶胶的添加,显著提高了膜的亲水性和孔隙率,但机械性能有所降低;添加无水LiCl形成的孔多为网络状孔;高分子致孔剂有助于成指状孔,且水通量、截留率都有很大改善.Fe3+/TiO2/PVDF膜有较强的催化过氧化氢的能力.

Fe3＋掺杂的纳米TiO2的水热法制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和Fe(NO3)3.9H2O为原料,采用水热法制备了Fe掺杂的纳米TiO2。利用XRD,TEM和UV-Vis对样品进行了表征,并研究了不同催化剂用量和pH值等因素对光催化降解次甲基蓝的影响。结果表明:Fe掺杂的纳米TiO2吸收带红移,吸收强度增大,在碱性条件下具有更好的光催化性能,催化剂最佳用量为1.0g/L。

Fe^(3+)掺杂TiO_2薄膜的制备及光催化降解甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备Fe3+掺杂的TiO2薄膜光催化剂,进行甲醛的光催化实验,考察Fe3+掺杂量、薄膜焙烧温度及溶胶体系pH值对光催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂量为1.0%,焙烧温度500℃1h,加硝酸溶胶体系pH=4时,Fe3+掺杂TiO2薄膜光催化活性最高。

纳米Fe3+-TiO2改性聚乙烯醇基紫胶复合涂膜材料工艺优化

以新型纳米Fe3+-TiO2、紫胶、琥珀酸单甘油酯(succinylated monoglycerides,SMG)添加量为影响因素,对乳化紫胶聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)溶液体系改性,以成膜透湿率为指标,通过响应面试验方法优化复合膜制备工艺,并对复合膜抑菌性能进行研究。结果表明:紫胶协同纳米Fe3+-TiO2交联改性PVA能显著降低PVA基膜材料的透湿率(P<0.05);复合膜中紫胶添加量与纳米Fe3+-TiO2及SMG添加量对成膜透湿率有显著的交互作用(P<0.05);以复合膜透湿率为指标的回归优化结果:纳米Fe3+-TiO2添加量9.18 mg/100 m L、紫胶添加量1.33 g/100 m L、SMG添加量0.92 g/100 m L,此时成膜透湿率为(392.43±8.37)g/(m2·24 h),比PVA单膜降低了60%以上;复合膜在可见光催化反应180 min后,与PVA单膜相比,沙门氏菌和李斯特菌的活菌数量分别降低1.8(lg(CFU/m L))和1.6(lg(CFU/m L)),说明纳米Fe3+-TiO2改性PVA基紫胶复合涂膜材料能赋予其可见光催化靶向抑菌性能。

超声-浸渍法制备Fe^(3+)/TiO_2催化剂及其光催化性能研究

采用超声-浸渍法制备Fe^(3+)/TiO_2光催化剂.首先研究了Fe^(3+)浸渍液浓度、煅烧温度和煅烧时间对Fe^(3+)/TiO_2光催化性能的影响,然后对Fe^(3+)/TiO_2光催化剂进行了结构表征和降解活性艳蓝光催化性能测试.实验结果表明,当Fe^(3+)浸渍液浓度为0.75g/L,煅烧温度为450℃,煅烧时间为2.5h时,Fe^(3+)/TiO_2光催化活性最高为98.12%(反应时间为2.5h).XRD谱图证实Fe^(3+)负载在TiO_2表面,激光粒度分析结果表明负载前后,催化剂粒径没有发生显著改变.光催化性能实验证实,Fe^(3+)/TiO_2降解活性艳蓝的光催化效率较TiO_2提高了20%;降解反应满足伪一级反应动力学,反应速率常数为0.0165min^(-1),半衰期为42.01min.

CTAB、Fe^(3+)掺杂介孔TiO_2纳米复合薄膜光降解甲基橙的研究

本文采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为原料制备了掺杂过渡金属Fe3+和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的介孔TiO2纳米复合薄膜,通过对甲基橙溶液光降解的研究,发现了在Fe3+和CTAB的作用下的介孔TiO2的光催化活性有了显著地提高,并讨论了过渡金属Fe3+和CTAB掺杂体系、光降解时间、煅烧温度对介孔TiO2复合薄膜光降解作用影响机理。

掺Fe^(3+)A-TiO_2粉末的水热法制备及其光催化降解甲基橙

以硫酸钛为原料用水热法制备了掺Fe3+TiO2粉末,用SEM和XRD测定了样品的形貌和晶型,研究了以自制的掺Fe3+A-TiO2对甲基橙溶液的光催化降解作用。结果表明:所制备的TiO2为锐钛矿型TiO2即A-TiO2。365nm紫外光照射下,用自制的掺Fe3+A-TiO2降解甲基橙溶液的最佳条件是:10mg·L-1的甲基橙溶液中加入0.050g掺5%Fe3+(物质的量比)A-TiO2粉末,用HNO3调节溶液成酸性后,18℃恒温反应4h,降解率达到57.8%。

Fe^(3+)及Ce^(3+)掺杂对TiO_2纳米粒子性能的影响

以溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂Fe3+、Ce3+的TiO2纳米粒子,以橙黄IV的光催化氧化评价纳米粒子的紫外光与可见光活性,利用TG-DSC、XRD、BET及UV-Vis吸收光谱考察掺杂对TiO2的相变、粒径、比表面积及光吸收性能的影响,在归一化条件下探讨Fe3+及Ce3+掺杂对TiO2活性和表面性质产生影响的机制。结果表明:Fe3+及Ce3+的最佳掺杂量分别为0.2%和0.04%;Ce3+抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变以及改善TiO2高温组织稳定性的能力均明显大于Fe3+;Fe3+和Ce3+掺杂均能提高TiO2的紫外光活性并扩展TiO2的光响应范围,但光生电子与空穴复合以及光腐蚀使它们对TiO2可见光活性的提高并不显著。Fe3+和Ce3+的半径及其相应氧化物的性质决定了两者对TiO2性能的不同影响。

Fe^(3+)/La^(3+)共掺杂TiO_2光电极对表面活性剂的光电催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+/La3+共掺杂TiO2/玻璃电极,并将其作为工作电极,以饱和甘汞电极作参比电极,金属Ag片为对电极,0.1 mol/L Na2SO4为支持电解质,建立了三电极光电催化体系,对十二烷基苯磺酸钠配制的表面活性剂废水进行降解。实验表明,Freundlich等温吸附方程能很好地描述Fe3+/La3+共掺杂TiO2/玻璃电极对表面活性剂的吸附行为。实验同时考察了初始CODCr、外加偏压、电极面积、外加H2O2浓度以及涂覆层数对光电催化降解速率的影响,初步确定最佳的实验条件为:初始CODCr为20 mg/L,外加偏压为1.5 V,电极面积为44 cm2,外加H2O2浓度为55 mmol/L,涂覆层数为3层。

Fe^(3＋)/La^(3＋)共掺杂纳米TiO_2制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备系列Fe3+/La3+共掺杂的纳米TiO2,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),X-射线能谱仪(EDS),紫外-可见吸收光谱等技术对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其在紫外光下光催化活性.结果表明:Fe3+,La3+的掺杂能有效减小TiO2纳米粒子的平均晶粒尺寸,提高了TiO2纳米粉体的分散性;Fe3+/La3+共掺杂的纳米复合光催化剂的吸收强度明显增加,在紫外光下2h后,Fe3+/La3+共掺杂TiO2对甲基橙溶液的降解率达98%以上.

Fe^(3+)、Eu^(3+)共掺纳米TiO_2光催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯

采用溶胶-凝胶-微波法制备Fe3+、Eu3+共掺杂纳米TiO2(Fe/Eu-TiO2),并通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)等手段对其进行表征。结果表明:在500℃氮气保护下退火制得的Fe/Eu-TiO2为锐钛矿相纳米颗粒,平均粒径为20—50 nm;对可见光的响应范围为370—770 nm。光催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯(多菌灵)的实验表明,Fe3+、Eu3+共掺杂对TiO2光催化表现出协同增效作用,在可见光下能产生更多的羟基自由基,对多菌灵降解速率常数kapp为0.046 66 min-1,大于分别单掺Fe3+和Eu3+的TiO2纳米粒子。

Fe^(3+)掺杂纳米TiO_2制备及其性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列Fe3+掺杂的纳米TiO2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)等测试方法对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其紫外光光催化活性.结果表明:Fe3+的掺杂能有效抑制TiO2纳米颗粒的增长,提高了晶相转变温度;过渡金属Fe3+的掺杂能有效提高TiO2纳米粉体的光催化活性,600℃煅烧后的0.4%Fe3+/TiO2具有高的催化活性,且光催化活性稳定.

Fe^(3+)掺杂TiO_2在太阳光下的催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,Fe(NO3)3为Fe3+掺杂源,通过两步反应制得Fe3+掺杂二氧化钛(Fe3+/TiO2)。甲基橙的太阳光催化降解实验结果表明,n(Fe3+)/n(Ti)为0.5%,焙烧温度450℃条件下制备的Fe3+/TiO2具有较高的光催化活性,150min后降解率达到81.7%,约为未掺杂TiO2的1.41倍。SEM测试表明,Fe3+/TiO2晶粒主要呈八面体形。XRD结果表明,Fe3+/TiO2为锐钛矿相,焙烧温度超过450℃时晶粒明显增大。紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯TiO2,Fe3+/TiO2对可见光的响应显著增强。