Dy_2O_3掺杂对BaTiO_3陶瓷结构与性能的影响

对水热法合成的BaTiO3粉体进行稀土氧化物Dy2O3掺杂改性,利用扫描电镜、X射线衍射及电气性能测试等手段,分析了离子取代行为和晶格参数与固溶度之间的关系,重点研究了Dy2O3掺杂量对BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸、介电性能的影响规律.结果表明,Dy2O3在陶瓷的烧结过程中可抑制晶粒生长,使晶粒尺寸变小,提高了陶瓷的致密度.当掺杂量w(Dy2O3)为0.6%时,陶瓷晶粒的晶格常数达到最大值,此时晶粒内部缺位浓度最低,常温介电常数提高到4100,在-15～100℃范围内,介电常数随温度变化率为±10%,交流击穿场强为3 2kV/mm.

稀土Dy^(3+)掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了不同Dy3+掺杂量、不同焙烧温度的Ti O2光催化剂.并对所制得的光催化剂进行了SEM、XRD和FT-IR的表征和光催化活性研究.结果表明:所得粉体均为锐钛矿相纳米Ti O2,稀土掺杂能细化晶粒.以酸性品红为降解物的光催化实验表明:500℃煅烧,当Dy3+掺杂量为0.20%时其光催化活性最好,加入1 m L 30%H2O2,无灯源照射,常温常压无须通氧气条件下,催化时间6 h,降解率达到81.19%.

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.

CaCO_3的掺杂对TiO_2电解过程的影响

采用熔盐电解法,将掺杂CaCO3的TiO2烧结体(作为阴极),在900℃熔盐CaCl2中还原成金属钛。借助SEM,EDS及XRD分析了烧结后的阴极形貌、成分及相组成,考察CaCO3对电解提取钛反应的影响。结果表明:在TiO2阴极中掺杂CaCO3可以增加烧结后的阴极片孔隙度,并影响TiO2颗粒尺寸的大小,有利于加快阴极电解反应的速度,提高电解效率。

B/Fe_2O_3共掺杂纳米TiO_2可见光下的催化性能

采用溶胶凝胶法制备B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行表征。结果表明:催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,直观地显示了物质的形貌,掺杂B能极大提高催化剂的可见光响应。以二氯苯酚(DCP)为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区,而进一步掺杂Fe2O3大大提高了催化剂的活性。

Eu3＋离子掺杂纳米TiO2的制备及发光性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2和Eu3+离子掺杂的TiO2纳米材料,通过X射线衍射和荧光光谱分析对样品进行了表征。X射线衍射结果表明,少量稀土Eu3+离子的掺杂能有效抑制TiO2纳米颗粒的增长,进而提高晶体相变温度;荧光光谱研究表明TiO2∶Eu3+体系中均能得到Eu3+离子特征发射光谱。随着Eu3+离子含量的增加,Eu3+离子的发光性能增强;并且Eu3+离子以Eu2(樟脑酸)3(1,10-菲咯啉)2有机配合物为前驱体掺杂到TiO2∶Eu3+纳米晶体的发光性能优于以Eu(NO3)3.6H2O为前驱体制备的TiO2∶Eu3+纳米晶体。

煅烧温度、煅烧时间和Fe^(3+)掺杂量对TiO_2光催化性能的影响

以钛酸四正丁酯为先驱物,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和Fe3+掺杂的纳米TiO2(Fe3+/TiO2)光催化剂,并用XRD、UV-Vis等进行了表征,系统研究了煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对催化剂在自然光条件下光催化降解甲基橙性能的影响。结果表明,相同煅烧温度下,Fe3+/TiO2的粒径比纯TiO2的粒径小。制备纯TiO2和Fe3+/TiO2的最佳煅烧时间分别为4h和3h,最佳煅烧温度均为773K。适量掺入Fe3+可以显著提高纳米TiO2在自然光条件下的光催化降解活性,Fe3+/TiO2中Fe3+的最佳掺杂量为10.00%,相应的脱色效率为28.37%。

Cr^(3+)掺杂对TiO_2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶 凝胶法制备了TiO2 粉末和以釉面瓷砖为载体的TiO2 薄膜,讨论了不同Cr3+ 掺杂浓度对TiO2 光催化活性的影响,并采用UV VIS对其光学性能进行了检测.结果表明,Cr3+ 掺杂和釉面瓷砖的交互作用能够显著提高TiO2 薄膜的光催化活性,最佳掺杂浓度为6 0 4×10 1 7个·cm- 3,且随着TiO2 光催化活性的提高,薄膜的吸收带边发生了明显的红移。

Gd^(3+)掺杂TiO_2纳米粉体的晶粒尺寸、表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Gd3+掺杂量的TiO2纳米粉体,并用XRD、BET、XPS、SPS等技术对样品进行了表征.研究了Gd3+掺杂量和焙烧温度对样品光催化降解亚甲基蓝的活性、相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响,并结合表面光电特性和表面组成等探讨了Gd3+掺杂对纳米TiO2的光催化活性的影响机制.结果表明:与纯TiO2相比,适量掺杂Gd3+可以显著提高其光催化活性.当Gd3+掺杂量为0·5%(质量),焙烧温度为500℃时,TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳,其锐钛矿含量为100%,平均晶粒粒径为15·55nm,比表面积为12·81m2·g-1.Gd3+掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸,提高光响应阈值,这三方面均有利于提高光催化活性.XPS分析表明,Gd3+掺杂导致TiO2纳米粉体的表面羟基含量降低.

低量Yb^(3+)掺杂的TiO_2复合纳米粉体的制备及光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和低量Yb3+(w=0.125%)掺杂的TiO2复合纳米粉体,采用XRD,BET,XPS,DRS和SPS等技术进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,探讨了低量Yb3+掺杂对TiO2纳米粒子光催化活性的影响机制.研究结果表明,0.125%Yb3+掺杂可以显著提高TiO2纳米粒子的光催化活性.低量Yb3+掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒的生长,改善粉体的表面织构特性,提高高温组织稳定性.XPS分析表明,Yb3+掺杂可以导致粉体的表面羟基含量增加.SPS分析表明,Yb3+掺杂能够抑制光生e-/h+复合,改善粒子表面的光吸收性能.与纯TiO2相比,Yb3+掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归因于Yb3+掺杂抑制了e-/h+复合,增加了表面羟基含量,增大了比表面积,增强了样品表面的光吸收能力.

掺杂Y^(3+)的纳米TiO_2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上,制备了掺杂稀土离子钇(Y3+)的纳米TiO2复合粒子,并对这二者进行了XRD,TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明,未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y3+的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型,锐钛和金红石的比例约为3?1;掺杂抑制了TiO2晶粒的生长,使得TiO2粒径明显变小,其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况,发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究,发现当Y3+掺杂量(按质量)为1.5%时,TiO2光催化活性最高,与未掺杂的TiO2相比,其光催化活性提高约20%。

Fe_2O_3掺杂TiO_2薄膜对甲基紫溶液光催化降解

甲基紫是一种相当稳定的有机物 ,能被 Ti O2 光催化降解 .本文采用 sol-gel工艺在玻璃表面制得了均匀透明的 Ti O2 薄膜 ,研究了热处理温度、涂覆层数、掺杂 Fe2 O3 等制备工艺 ,以及溶液 p H值和助催化剂H2 O2 等因素对 Ti O2 薄膜的光催化性能和稳定性的影响 .结果表明 ,掺 Fe2 O3 的 Ti O2 薄膜对甲基紫的降解率明显优于未掺 Fe2 O3 的 Ti O2 薄膜 .

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.

第一性原理研究掺杂及未掺杂(TiO_2)_3团簇的电子性质(英文)

为了研究金属掺杂团簇时带隙的变化趋势,本文用Cr,Mo,V,Nb四种元素掺杂(TiO_2)_3团簇,并用密度泛函理论下的广义梯度近似(GGA)方法计算.不同掺杂位置的结果表明最好的掺杂位置是3-配位的钛位置.所有掺杂后(TiO_2)_3团簇的HOMO-LUMO带隙都要比未掺杂时要小,对应高能区态密度峰值左移0.1 e V;HOMO的电子云分布主要占据了氧原子的位置,当掺杂团簇被激发时,电子从末端氧原子位置跃迁到掺杂原子.此外,我们进一步的计算表明Cr和Mo是降低(TiO_2)_3团簇带隙较好的掺杂元素.为了进一步的研究掺杂(TiO_2)_3团簇的性质以及它在光催化,清洁能源等方面的应用,还需要我们进行实验和理论相结合的研究.

稀土La_2O_3掺杂对TiO_2光催化性能的影响

本文通过对稀土氧化镧不同掺杂量,不同锻烧温度的样品光催化活性的研究显示,适量的稀土氧化镧掺杂有利于提高TiO_2的光催化活性;而关于稀土镧提高TiO_2光催化活性的机理有异于有关报道。

Al^(3+)离子掺杂对负载TiO_2薄膜光催化活性的影响

以钛酸丁酯和Al2(SO4)3·18H2O为原料,采用溶胶凝胶法在钛片、玻璃、釉面瓷砖、陶瓷、不锈钢和铝片六种载体上制备了Al3+掺杂TiO2薄膜,讨论了不同Al3+掺杂浓度下,不同载体表面上制备的TiO2薄膜对甲基橙脱色率的影响。试验结果表明Al3+对TiO2薄膜的掺杂效果与载体的类型密切相关,并且不同载体其Al3+掺杂的最佳浓度也不同。Al3+掺杂后,TiO2薄膜光催化活性提高最大的是玻璃,其次是釉面瓷砖、铝片、钛片、陶瓷,最差的是负载不锈钢。

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.

La^(3+)-Fe^(3+)共掺杂纳米TiO_2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3+-Fe3+共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明,La3+-Fe3+共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3+)∶n(TiO2)=0.05%,n(Fe3+)∶n(TiO2)=0.5%。共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。

Fe^(3+)掺杂纳米管TiO_2光催化臭氧化去除水中腐植酸

HA(humic acids,腐植酸)是一种难降解天然有机物,常规饮用水处理工艺很难将其去除.采用水热合成法制备纳米管TiO2,并通过TEM(透射电镜)、XRD(X射线衍射)、XPS(X射线光电子能谱)和BET比表面积分析对催化剂进行表征,考察纳米管TiO2光催化臭氧化对HA的去除效果.结果表明:①254 nm紫外光照射下,500℃煅烧纳米管TiO2催化臭氧化HA的工艺去除效果最佳,HA去除率可达42.1%,较单独臭氧化工艺提高92.2%.②采用Fe3+掺杂纳米管TiO2催化臭氧化工艺时,Fe3+掺杂量为1.0%(原子百分含量),煅烧温度为550℃时,催化效果最好,HA去除率可达79.5%.③HA去除率高于TOC,0~10min内该现象更为明显.④考察陶粒和活性炭负载Fe3+掺杂纳米管TiO2的催化效果及催化次数对催化性能的影响发现,陶粒和活性炭负载Fe3+掺杂纳米管TiO2存在下,HA去除率分别为85.1%和97.7%,使用4次后,HA去除率分别为73.9%和82.8%.

Fe^(3+)掺杂TiO_2溶胶的低温制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在低温下制备出Fe3+掺杂TiO2(Fe3+/TiO2)溶胶,研究Fe3+掺杂对TiO2催化性能的影响,用TG/DTA技术分析TiO2粉末的热分解过程,用XRD、TEM等表征Fe3+掺杂对TiO2晶型、晶粒尺寸、晶粒形貌的影响,结果表明:Fe3+掺杂会对纳米TiO2晶粒的粒径及晶体形貌产生影响,抑制TiO2晶型由锐钛矿向金红石的转变。将亚甲基蓝作为目标污染物进行光催化降解试验,紫外-可见漫反射吸收光谱分析表明:经适量Fe3+掺杂后的TiO2溶胶光催化活性提高,当硝酸铁与钛酸丁酯的物质的量比为0.20%时,光催化活性最佳。