金掺杂TiO2纳米管的制备及其低温CO氧化催化性能

在NaOH溶液中水热处理TiO2粉末得到高比表面积的TiO2纳米管,通过浸渍-沉积法制备金掺杂TiO2纳米管(Au/TiO2 NTs).通过BET、XRD和TEM等手段对所得材料进行表征,并测定Au/TiO2 Nts对CO氧化的催化性能.载体的形态、制备过程中HAuCl4溶液的pH值、灼烧温度以及气氛、金含量对Au/TiO2 NTs的活性影响极大.

N掺杂TiO2纳米管阵列光电催化性能研究

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列，然后在1mol／L氨水中浸泡24h，氨气氛围下450℃煅烧合成N掺杂的TiO2纳米管阵列。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等表征方法对样品表面形貌、晶型和N元素掺杂方式进行分析。在模拟太阳光条件下，以该材料为电极，光电催化降解六氯苯（HCB）农药废水。结果表明：阳极偏压为1V、电解质为0．2mol/L Na2SO4、pH为5．0时，降解效果最好，达到95％。

上转换发光剂掺杂纳米TiO_2的制备及可见光降解乙基紫的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转换发光剂40CdF2.60BaF2.1.6Er2O3,此上转换发光剂在488 nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387 nm的上转换紫外光发射峰.采用超声波分散的方法制备出了上转换发光剂掺杂的纳米TiO2可见光光催化剂.利用X-射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.以乙基紫染料为研究对象,研究了在(三基色灯下发出的)可见光的照射下该可见光光催化剂的催化降解性能,并与未掺杂的纳米TiO2粉末的催化性能进行了对比.结果表明,作为掺杂成分的上转换发光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,在可见光照射12.0 h后乙基紫降解率达到了99.68%,大大高于未掺杂纳米TiO2时的降解率.

Bi掺杂纳米TiO_2光催化甘油水溶液制氢性能研究

采用溶胶–凝胶法制备了TiO2和Bi掺杂的TiO2纳米颗粒,用N2吸附-脱附、SEM、XRD、FT-Raman、UV-VisDRS对光催化材料的孔结构、表面构造、能带结构、吸光特性进行了表征,并考查了其光催化甘油水溶液制氢反应的活性.结果表明:Bi掺杂后的TiO2为介孔结构的锐钛矿晶型纳米颗粒,其分散度明显增加,晶粒变小,比表面积增大;Bi掺杂使得TiO2禁带内形成杂质能级,降低了禁带能量,增加了光生电子和空穴的分离效率,有利于将TiO2的吸光带边界扩展至可见光区;Bi掺杂的TiO2样品表现出了远高于纯TiO2的光催化甘油水溶液制氢性能,2mol%Bi掺杂的样品在紫外光和模拟太阳光辐射下表现出了最高产氢活性,其速率分别为3534.8μmol/(h.gcat)和455.7μmol/(h.gcat).

上转光剂掺杂新型纳米TiO_2催化剂的制备及利用可见光降解结晶紫染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,此上转光剂在488nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387nm的上转换紫外发射峰。采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂纳米TiO2可见光光催化剂。以结晶紫为研究对象,研究了光催化剂在可见光(三基色灯下发出)照射下的催化降解性能,并与未掺杂的纳米TiO2粉末的催化性能进行了对比。实验结果表明作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,其中380nm转光效率为0.78%。紫外光谱和离子色谱表明,在可见光照射8.0h后降解率达95%以上,高于未掺杂纳米TiO2的48%,结晶紫降解后生成的Cl-和NO3-作为一种无机离子进入溶液中。所有结果表明,掺入上转光剂的TiO2光催化剂是一种有效利用可见光的催化剂,为未来利用太阳光处理工业废水开辟了道路。

负载掺杂纳米TiO_2耐久抗菌织物的制备与表征

为解决特种军需及医用织物在可见光下的耐久性抗菌问题,以钛酸四丁酯为钛源、硫脲和尿素为掺杂体、棉针织布为基材,通过快速溶胶-凝胶法负载和低温热处理,制备出硫氮共掺杂纳米二氧化钛(S-N-TiO_2)可见光催化耐久性抗菌织物。利用紫外-可见漫反射吸收光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜,表征分析抗菌材料的光谱性质和微观形貌;以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌为目标样本,采用振荡法,研究测试抗菌织物的可见光催化抗菌性能。结果表明:S、N以取代型和间隙型掺进TiO_2晶格中,使其吸收边带红移至可见光区,且吸收强度较高;抗菌织物表面包裹着一层致密的S-N-TiO_2薄膜,对金黄色葡萄球菌的抑菌率均优于AAA级,对大肠杆菌的均高于AA级。

上转光剂掺杂新型纳米TiO_2催化剂的制备及利用可见光降解反应艳蓝KN-R染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,40CdF2·60BaF2·0.8Er2O3,此上转光剂在488nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387nm的上转换紫外发射峰.采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂的纳米TiO2可见光光催化剂.采用X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.以反应艳蓝KNR为研究对象,研究了在(三基色灯下发出的)可见光的照射下该可见光光催化剂的催化降解性能,并与未掺杂纳米TiO2粉末的催化剂性能进行了对比.实验结果表明,作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,在可见光照射50h后反应艳蓝KNR降解率达74.36%,大大高于未掺杂纳米TiO2的降解率(23.10%).

La^(3+)掺杂TiO_2纳米纤维的制备、表征与光催化性能

结合溶胶-凝胶法、静电纺丝技术和高温煅烧制备了La3+掺杂TiO2纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、比表面积及孔隙分析仪、X射线衍射仪和紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、晶型、表面和孔隙结构以及光催化性能进行了表征和测试。结果表明,La3+掺杂TiO2纳米纤维表面为多孔的纤维状结构。La3+掺杂明显改善了TiO2纳米纤维的表面孔隙结构,对TiO2纳米纤维的粒子生长有一定的抑制作用。光催化降解性能测试结果表明,当La3+掺杂量为0.04%(质量分数)时,TiO2纳米纤维的光催化性能最佳。

纳米TiO_2掺杂贵金属Pt抑制蓝藻的生长

制备并研究了纳米TiO2和Pt掺杂纳米TiO2对蓝藻生长的影响。结果表明,在太阳光照射下,Pt掺杂纳米TiO2能够破坏蓝藻藻囊;与纳米TiO2相比,Pt掺杂纳米TiO2能够更有效地使蓝藻内叶绿素含量、光合速率和呼吸速率以及超氧化物岐化酶(SOD)活性降低,超氧自由基增多;当Pt掺杂量为1%时,掺Pt纳米TiO2对蓝藻的抑制效果最好。

掺杂TiO_2的纳米多孔SiO_2薄膜的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法、分子模板法及旋转涂覆法在硅衬底上制备掺杂TiO_2的SiO_2薄膜,并采用差热分析(DSC-TGA)、红外吸收光谱(FTIR)、X射线衍射、小角衍射(SAXS)、原子力显微镜(AFM)、台阶仪(Atomic-Profiler)以及纸擦拭法(paper-wiping method)和胶带剥离法(adhesive tpe-stripping method)对薄膜的性能进行了分析与表征,结果表明,薄膜的最佳热处理温度为400℃,所制备的掺杂TiO_2的SiO_2薄膜为多孔结构的无定形态,具有较好的机械性能,平均孔径随着膜层的增加而减小,一层膜和两层膜的平均孔径分别为87.4nm和62.8nm,厚度分别为538.7 nm和1032.3nm。

稀土离子掺杂纳米TiO_2的太赫兹光谱研究

对sol—gel法制备的不同稀土元素（Ce，Nd，Sm）掺杂的纳米Ti魄粒子进行研究。X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析结果表明，稀土离子均以间隙的形式均匀分布在纳米Ti@晶格内。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和太赫兹时域光谱（THz-TDs）显示，掺杂TiO2较纯TiO2具有更强的红外活性；在0．2～1．70THz波段，TiO2的折射率随着频率的增加而减小，并呈现反常色散现象；Ce掺杂引起新的特征吸收，分别为1．35和1．58THz，且造成太赫兹吸收谱的吸收边发生红移，Nd和Sm掺杂则造成吸收边蓝移。在0．2～1．7THz范围内，Sm掺杂引起的介电损耗角正切值（tanδe）最小，其平均值为0．05。

Co/N/S共掺杂纳米TiO_2的制备及其可见光催化活性

为提高纳米Ti O2的可见光催化活性,采用溶胶-凝胶法制备了一种掺杂型纳米可见光催化剂Co/N/S/Ti O2,并用正交试验法对其制备工艺进行了优化;用紫外-可见漫反射光谱（DRS）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等方法对其吸光性能和结构进行了表征;以活性艳蓝X-BR溶液为光降解模型,对其可见光催化活性进行了评价,并与Degussa P25进行对比。结果表明,在Co∶N∶S∶Ti物质的量比为0.15∶0.2∶0.2∶1、煅烧温度为400℃、煅烧时间为1h的最佳制备条件下,所制得的Co/N/S/Ti O2光催化剂为单一锐钛矿晶相,平均粒径为8~10 nm,比表面积约为192.19 m2/g。Co/N/S/Ti O2光催化剂吸收边可红移至近900 nm,可见光催化活性突出,在纯粹可见光（λ〉400 nm）下光解活性艳蓝X-BR溶液120 min的降解率可达91.5%,与Degussa P25相比,其可见光催化活性提高了80.1%,且重复使用性能良好。

氮掺杂纳米TiO_2改性涂料及其抗菌性能

将自制的氮掺杂锐钛矿型纳米二氧化钛光催化剂作为功能性组分,加入耐光催化氧化的硅丙乳胶涂料中,制备出一种新型光催化功能性建筑涂料,实现了可见光光催化效应。使用紫外-可见光吸收光谱研究该功能性涂料对紫外线的吸收能力;采用菌落计数法研究该涂料在可见光照射下对金黄色葡萄球菌的杀灭性能。同时分析了纳米粉体种类、引入量及方式对涂料紫外线的吸收性能和抗菌性能的影响。

钼掺杂TiO_2纳米薄膜的制备及其光催化活性研究

采用Sol-Gel法制备掺钼纳米TiO2溶胶,再采用浸渍提拉法制备Mo-TiO2纳米薄膜,通过XRD、XPS、SEM等测试手段对制备的Mo-TiO2纳米薄膜进行表征;以罗丹明B为反应体系,考察了钼掺杂量、烧结温度、保温时间对TiO2晶格畸变、晶粒尺寸、晶型及光催化活性的影响。结果表明,部分Mo6+取代晶格中Ti4+的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO2由锐钛矿相向金红石相转变;掺杂适量的钼有利于提高TiO2光催化效果,在500℃烧结、钼掺杂量1.5%(以钛物质的量计)、保温1 h时制备的Mo-TiO2纳米薄膜具有最佳光催化效果。

镧和钴掺杂纳米TiO_2的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了TiO2、Co2+/TiO2、La3+/TiO2、Co2+,La3+/TiO2光催化剂。通过考察掺杂离子的种类和用量对所得催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝性能的影响,得出La3+/TiO2中La3+的适宜掺杂量为1.0%,Co2+,La3+/TiO2中,当La3+的掺杂量为1.0%时,Co2+的适宜掺杂量为0.2%,相应的脱色效率为99.83%、98.79%。当掺杂量适当时,四种催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝的活性次序为:La3+/TiO2>Co2+,La3+/TiO2>TiO2>Co2+/TiO2。XRD分析结果表明,所得光催化剂均为纳米粒子。

氮钒共掺杂纳米TiO_2的表面改性及其对涂料中甲醛的降解

利用硅烷偶联剂(KH570)对氮钒共掺杂纳米TiO_2进行表面改性,考察了偶联剂用量、反应时间、反应温度及pH等改性条件的影响,从而确定最佳用量和最佳反应条件。利用元素分析、红外光谱、透射电子显微镜和热质等表征手段及亲油化度的测定,研究了表面改性的效果及分散状况。红外光谱表明,KH570以化学键合的方式结合在纳米TiO_2的表面,并形成了有机包覆层,经测量,氮钒共掺杂纳米TiO_2表面包覆的KH570的质量分数约为13.36%～14.99%。将改性后的氮钒共掺杂纳米TiO_2以一定的比例加入到成膜物质中制成一系列的涂料样品,然后测定其甲醛含量。结果表明,甲醛的降解率可达到82.2%。与普通涂料相比,加入改性后的氮钒共掺杂的纳米TiO_2的涂料具有优异的物理性能。

掺杂Co的纳米TiO_2光催化降解水中五氯苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备的掺杂Co纳米TiO_2粉体(Co/TiO_2),在紫外光照射下光催化降解水中五氯苯酚(PCP)。研究了光照反应时间、催化剂加入量、PCP溶液初始浓度等因素对纳米Co/TiO_2光催化降解五氯苯酚的影响。在溶液中五氯苯酚初始浓度为0.01mg/mL,pH=9～10,纳米Co/TiO_2加入量达到0.25mg/mL,光照时间为150min时,溶液中的PCP降解率达到了97%;纳米Co/TiO_2粉末与纳米TiO_2相比,在紫外光和可见光下对水中PCP的降解效果均有一定提高。

掺杂纳米TiO_2与二嗪磷的复合及其光降解性初探

通过几种掺杂纳米TiO2对甲基橙光降解性的初筛,选取紫外光降解活性最高的TiO2/Ag与二嗪磷复合,并对复合形成的二嗪磷纳米制剂做了光降解性实验。结果表明,纳米TiO2/Ag具有明显的光催化活性,它的加入能明显提高二嗪磷的光催化降解速率。

掺杂与涂膜纳米TiO_2光催化性能的研究

分别对掺杂纳米TiO2和分子筛负载纳米TiO2的光催化性能进行了对比研究,并对负载纳米TiO2进行了SEM检测。通过正交实验设计对其降解甲基橙溶液作了进一步研究,找出其最佳处理条件为:催化剂用量7.5g/L;光照时间1.5h;pH=3。

掺杂纳米-TiO_2改性相变微胶囊壁的性能研究

以掺杂金属Fe^(3+)、Zr^(4+)、Ce^(4+)的TiO_2纳米粒子及TiO_2纳米粒子填充聚乙烯醇(PVA)改性密胺甲醛树脂为微胶囊复合壁材,以十四烷为芯材,采用原位聚合法制备了掺杂TiO_2纳米粒子填充PVA改性囊壁的相变微胶囊。考察了掺杂TiO_2纳米粒子对微胶囊机械性能、热性能及表面形态的影响,采用FT-IR、TG和SEM等方法对其进行了表征。结果表明,当囊壁中均匀地掺杂纳米TiO_2后,微胶囊的机械强度增大,芯材释放率减小。当壁材中Fe^(3+)掺杂纳米TiO_2质量分数为0.5%时,微胶囊破损率为18.5%,芯材10 d释放率为22.6%。