不同方法制备Fe、S、Ce共掺杂TiO_2光催化剂的对比研究

采用溶胶凝胶法和沉淀浸渍法制备了Fe、S、Ce共掺杂TiO2光催化剂A和B,通过SEM对其进行了表征,以酸性蓝为模板对A、B两种催化剂(A是溶胶凝胶法制备的共掺杂TiO2光催化剂、B为沉淀浸渍法制备的共掺杂TiO2光催化剂)活性进行了评价;结果表明沉淀浸渍法制备的光催化剂B的活性强,且其粒子团聚少、分散均匀、能多次重复使用。

Zn、Ce共掺杂对钴基吸附剂脱硫性能的影响

采用共沉淀法制备一系列钴基脱硫剂,考察了Zn和Ce掺杂对其脱硫性能的影响。脱硫性能测试结果显示,只有在Zn和Ce共掺杂的条件下,钴基吸附剂(15%Zn O-15%Ce O2-70%Co3O4)脱硫性能显著提高。在25℃、体积空速3 000 h-1、H_2S质量浓度1.39×10-3g/L的条件下,其穿透硫容为7.44%,是纯Co3O4的3.35倍。在不同温度下测试其脱硫性能,发现在50~150℃内提升速度最快,再升高温度,脱硫性能提升缓慢。通过X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对吸附剂进行了表征,结果显示,Zn和Ce共掺杂后,吸附剂的结晶度降低,比表面积增大,孔道结构丰富,Zn^(2+)和Ce^(4+)分别取代Co^(2+)和Co^(3+),所形成的氧空位和表面化学结构的改变有利于提高钴基吸附剂的脱硫性能。

Ag-Ce共掺杂锐钛矿型TiO_2的电子结构与光学性质

利用Ag、Ce原子对锐钛矿相TiO_2进行了替位掺杂,构建了Ag、Ce单掺杂及Ag-Ce共掺杂的锐钛矿相TiO_2体系,并采用第一性原理计算研究了掺杂体系的电子结构及光学吸收特性。结果表明:Ag-Ce共掺杂后,Ag-4d和O-2p电子轨道的共同作用引入了有利于电子跃迁的浅杂质能级;Ag-4d和Ce-4f电子轨道的强相互作用使得禁带宽度减小,吸收光谱发生红移;Ce离子的引入有效地降低了杂质体系中电子-空穴对的复合速率,提高了体系的量子效率。因此,Ag-Ce共掺杂TiO_2既扩展了吸收光谱范围又提高了TiO_2的量子效率,使TiO_2的光催化性能得到了提高。

Ce^(3+)共掺杂对Y_2O_3:Eu^(3+)荧光粉的发光性能和颗粒形貌的影响

采用化学反应与高温固相反应相结合的方法制备了Ce3+和Eu3+共掺杂Y2O3荧光粉,利用X射线衍射和扫描电镜分析,发现Ce3+离子共掺杂对Y2O3:Eu3+荧光粉的颗粒形貌有显著的影响,随着Ce3+离子浓度的改变,形貌可从球型转变为管状。荧光光谱分析表明,所制备的共掺杂荧光粉主要发射位于614纳米的红光峰和位于587纳米的发射带。随着Ce3+离子浓度的增加,Eu3+离子的614纳米发射峰和587纳米发射峰的强度显著增强。本文还详细讨论了Ce3+离子对Eu3+离子的发光产生增强效应的物理机制。

铁、铈共掺杂纳米TiO_2溶胶的制备及抗菌性能(英文)

采用微波辅助胶溶工艺,在常压条件下,制备了可用于室内杀菌的铁、铈共掺杂纳米TiO2水溶胶,通过X-射线衍射(XRD)、等离子体发射光谱(ICP)、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对产物结构进行了表征,并选用白色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为受试菌种,分别在无光照、自然光照条件下,采用菌落计数法对水溶胶抗菌性能进行了检测。结果表明,用微波辅助胶溶工艺制备的Fe/Ce共掺杂纳米TiO2为锐钛矿型,其平均粒径为10 nm。Fe/Ce的掺杂改性能有效提高纳米TiO2水溶胶的抗菌性能,尤其是在自然光照条件下,Fe/Ce共掺杂纳米TiO2溶胶在6 h内对各测试菌种的杀菌率均为95%以上,表明Fe/Ce共掺杂纳米TiO2水溶胶具有很高的广谱杀菌性。采用透射电镜(TEM)对杀菌过程中的大肠杆菌菌体形态进行观测,探讨了Fe/Ce共掺杂纳米TiO2水溶胶的抗菌机理。

La,Ce共掺锐钛矿相TiO_2的电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对La和Ce单掺杂及La-Ce共掺杂锐钛矿TiO2前后的晶格参数、能带结构、态密度以及光吸收特性进行了计算。结果表明:掺杂后导致锐钛矿TiO2晶胞膨胀,晶格发生明显畸变并减小了锐钛矿相TiO2的禁带宽度;La-Ce共掺杂后引入新的杂质能级,导带下移,TiO2的光吸收带边发生明显红移,在紫外区和可见光区的吸收系数增大,有效提高了TiO2的光催化效率。

Ce3＋/Eu3＋共活化YF3纳米束的合成与荧光特性

采用简单的溶剂热法合成了YF3纳米束,并对其进行了X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和热重（TG）等分析表证,结果表明,YF3纳米束表面的吸附水和残余有机分子对其最终结构的形成起着关键的作用,其形貌和结构可以通过改变包含F-浓度和温度在内的反应条件来调控.通过对Ln3＋掺杂和Ce3＋/Eu3＋共掺杂YF3的荧光特性（PL）研究发现,由于Ce3＋的高效敏化作用,Ce3＋/Eu3＋共掺杂YF3纳米束的荧光特性得到明显加强.

ACF负载Ce、N掺杂TiO_2光催化剂净化甲醛试验

通过溶胶-凝胶法分别制备了Ce-Ti O2/ACF、N-Ti O2/ACF和Ce-N-Ti O2/ACF复合光催化剂,以甲醛为目标污染物,研究了单一负载Ce、N催化剂和同时负载Ce、N催化剂对甲醛降解效率的影响。试验结果表明:表面负载的光催化剂颗粒均匀,为锐钛矿型,掺杂后的复合光催化剂样品吸收光谱产生了红移;掺杂后的复合光催化剂样品降解能力强于未掺杂样品;Ce掺杂Ti O2的最佳掺杂比例n(Ce/Ti O2)为0.8%,相对于未掺杂样品催化净化低浓度甲醛效率提高了17.06%,对高浓度的甲醛降解率提高了15.28%;N掺杂Ti O2的最佳掺杂比例n(N/Ti O2)为1.5%,相对于Ti O2/ACF,对低浓度甲醛催化效率提高了1.90%,对高浓度的甲醛降解率提高了9.86%;Ce、N共掺杂Ti O2的最佳掺杂比例n(Ce)∶n(N)∶n(Ti O2)为0.8∶6∶100,相对于Ti O2/ACF,对低浓度的甲醛降解率提高了5.04%。

Ce/S共掺杂锐钛矿型TiO_2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了Ce,S单掺杂及Ce/S共掺杂锐钛矿型二氧化钛(TiO_2)的能带结构、态密度和光学性质。结果表明:掺杂后晶格常数均变大,禁带宽度均减小,其中Ce/S共掺杂后由于S-3p电子轨道和Ce-4f电子轨道的共同作用引入了杂质能级,使得禁带宽度最小,吸收光谱发生红移;此外,Ce具有Ce^(4+)和Ce^(3+)两种可变价态,具有良好的电子迁移性质,阻止了电子和空穴之间的复合,预测了Ce/S共掺杂可提高TiO_2的光催化性能。

Ce-Cu共掺杂对SnO_2薄膜光电特性的影响

采用溶胶凝胶法制备不同Ce含量的Ce-Cu共掺杂SnO_2薄膜,通过实验及第一性原理计算研究了掺杂对SnO_2微观结构及光电特性的影响.结果表明,掺杂后薄膜物相未发生较大变化,Cu,Ce均以替代Sn位形式掺入,形成Cu_(Sn^2+),Ce_(Sn^3+)受主型缺陷.随Ce掺杂浓度增加,薄膜晶粒尺寸和光学带隙均减小,电阻率先减小后增大,Ce掺杂量影响薄膜内陷阱分布从而导致电阻发生改变.PL光谱测试发现,SnO_2在390 nm处出现紫外发光峰,主要与0空位有关,Ce^(3+)的5d→4f跃迁在470 nm处产生蓝光发光峰,且随掺杂浓度增加发光峰强度先增大后减小并发生红移.第一性原理计算表明,Cu 3d态在价带顶上方产生受主能级,而Ce掺杂后使导带整体下移,光带隙减小,进而提高导电性.