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。

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＋)/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+)及S-N共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其光催化性能

以硫脲、硝酸铁、钛酸四丁酯分别作S、N、Fe和Ti源,利用sol-gel法制备了一系列Fe3+和S-N掺杂的TiO2光催化纳米材料(Fe3+/TiO2、S-N/TiO2、Fe3+/S-N/TiO2).利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术进行表征,以亚甲基蓝(MB)的降解为模型反应,评价样品的光催化性能.结果表明,Fe3+、S-N的共掺杂将TiO2的光谱响应范围拓宽到可见区,使TiO2在紫外和太阳光下的催化活性得到显著改善,MB溶液在各样品上的催化降解脱色速率常数k1分别为:0.17(TiO2)、0.22(S-N/TiO2)、0.32(Fe3+/TiO2)和0.42h-1(Fe3+/S-N/TiO2),共掺杂材料Fe3+/S-N/TiO2的高催化活性归因于掺入的Fe3+和S-N协同作用的结果.

Fe^(3+)/W^(6+)共掺杂纳米TiO_2的光催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Fe3+/W6+共掺杂纳米TiO2光催化剂,利用XRD、SEM、FT-IR以及荧光光谱(PL)等对样品进行表征,结果表明:共掺杂纳米TiO2的形状以球形为主,粒径约为20~30nm,晶型为锐钛矿型;粒子表面吸附了大量的水分子和羟基;共掺杂TiO2纳米粒子并没有引起新的荧光现象,Fe3+和W6+产生了协同作用,有效抑制了光生电子和空穴的复合.以甲基橙为目标污染物研究了共掺杂纳米TiO2的光催化性能,结果表明:Fe3+/W6+共掺杂纳米TiO2的光催化活性比未掺杂或单一掺杂0.05%Fe3+纳米TiO2的光催化活性都高,当Fe3+/W6+掺杂浓度分别为0.05%和0.04%时,甲基橙的降解率达到最高,达到94.6%.

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%.

Gd-N共掺杂SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维制备及光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为基质和反应物,结合一步水热法制得Gd-N共掺杂SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对其微观结构、形貌和光学性能进行表征。结果表明:SrTiO_3和TiO_2形成异质结能够使光生电子和空穴得到很好的分离,而Gd-N共掺杂产生新带隙,可以拓宽光谱响应范围至可见光区,并引起晶格缺陷,成为光生电子-空穴对的浅势捕获阱。Gd-N共掺杂与异质结的协同作用有效提高了SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维的可见光催化活性。

Fe^(3+)和La^(3+)共掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能的研究

通过溶胶凝胶法制备掺杂铁和镧的纳米TiO2,并以活性红15为目标降解物,研究了其光催化性能.采用热失重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、电镜、紫外-可见漫反射光谱(DRS)等测试手段对TiO2的结构、晶型、光吸收范围等进行了表征.结果表明:共掺杂的纳米TiO2在500℃煅烧3 h呈现锐钛矿型,晶粒尺寸约15 nm;掺杂铁和镧的纳米TiO2吸收带会发生红移,拓展了其对光谱响应范围.通过光催化降解模拟试验,发现掺杂铁和镧的纳米TiO2粉末对活性红15溶液的降解率最高达到98.9%,具有较高的光催化活性.

微波法合成纳米TiO_2及Fe^(3+)掺杂纳米TiO_2粉体的研究

通过控制盐的水解和微波辐射制备出晶粒尺寸为 6～ 2 5nm的TiO2 、Fe/TiO2 粉体。对水解温度、陈化时间、微波辐射的影响进行研究 ,发现TiO2 水解温度在 70～ 80℃、Fe/TiO2 水解温度在 6 5℃时 ,晶粒尺寸较小 ,而室温陈化时间的长短对晶粒尺寸没有大的影响 ,样品未微波辐射与微波辐射的晶粒尺寸、热性质等存在明显不同。通过XRD、TG DSC。

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+)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.

用扩散火焰燃烧合成Fe^3＋掺杂TiO2纳米晶的结构及紫外光催化性能

采用气相火焰燃烧合成Fe3+掺杂TiO2纳米晶,利用XRD、XPSI、CP-AES和EPR等手段分析了物相结构,考察了Fe3+掺杂TiO2纳米晶在紫外光辐照下降解罗丹明B活性,探讨了紫外光催化机理。结果表明:Fe3+掺杂显著提高了TiO2纳米晶的光催化活性,Fe3+最佳掺杂摩尔分数为0.05%。Fe3+作为光生电子和空穴的双重浅势捕获陷阱,有效地分离了光生载流子,提高了光催化活性。但在TiO2体相中过多Fe3+富集将增加因多次捕获而造成的载流子复合,降低光催化活性。

Fe^(3+)掺杂纳米TiO_2改性水性聚氨酯的制备及性能研究

以过氧钛酸水溶液为前驱体,在100℃下回流4 h,制备了透明的Fe^(3+)掺杂纳米二氧化钛(TiO_2)溶胶,可见光下的催化性能测试表明Fe^(3+)的最佳掺杂浓度为0.1%。将该掺杂浓度的纳米TiO_2溶胶与水性聚氨酯乳液通过简单共混制备了Fe3+掺杂纳米TiO_2改性水性聚氨酯复合膜。采用SEM、UV-Vis、TG等测试方法对复合膜进行表征,结果表明,纳米粒子均匀分散于复合膜中,并赋予了水性聚氨酯良好的紫外吸收能力。机械性能测试表明复合膜的抗张强度得到明显提高,并且在添加量为1%时达到最强(43 MPa),相对增强了13%。可见光下复合膜对亚甲基蓝(MB)的去除实验表明,Fe^(3+)掺杂纳米TiO_2的添加使得水性聚氨酯膜具有光催化自清洁能力。

超声波-Fe3＋掺杂TiO2纳米管光催化降解活性艳红X-3B的研究

以超声波作用制备的Fe3＋掺杂TiO2纳米管作为光催化剂,氙灯模拟紫外光为光源,降解活性艳红X-3B,探讨了超声预处理时间、催化剂煅烧温度、pH值、催化剂加入量等因素对活性艳红X-3B降解率的影响,结果表明,超声波预处理时间为20min,催化剂煅烧温度为400℃,pH为强酸或强碱,催化剂加入量为1.0g/L时对活性艳红X-3B处理效果较好。

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%。

B/Y^(3+)共掺杂纳米TiO_2催化剂的制备及其降解甲醛的光催化性能评价

为了提高室内环境空气质量,本论文开展了光催化剂制备的研究。本论文采用溶胶-凝胶法制备B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料,以甲醛为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性,对不同掺杂对光催化活性的影响、光催化剂的稳定性进行了分析。B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料大大提高了催化剂的活性,对甲醛降解有较高的效率。

Fe^3＋/TiO2复合纳米粒子的制备及可见光响应性能

在钛酸四丁酯(TBOT)的溶胶-凝胶过程中,掺杂Fe^(3+)并加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),得到的Fe^(3+)/TiO_2复合粒子在吸收曲线的530 nm处产生了宽的强吸收峰,并对Rhodamine B具有一定的光催化降解活性.应用TEM,XRD,TG-DTA和UV-Vis等手段对复合粒子进行了表征.结果表明,掺杂的Fe^(3+)进入纳米TiO_2的晶格,产生新的带宽(E_g=1.37 eV),从而改变了TiO_2的光谱响应范围.

稀土、Fe^(3+)掺杂TiO_2光催化降解水中氨氮研究

以溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2和稀土离子Eu^(3+)、Y^(3+)、La^(3+)、Tb^(3+)、Dy^(3+)及Fe^(3+)掺杂的TiO_2,并以之为催化剂进行在超声波氙灯照射下降解氨氮污水。实验结果表明稀土或Fe^(3+)掺入TiO_2后使TiO_2光响应范围向可见光拓展,提高了氨氮污水的降解率;Fe^(3+)和稀土离子共掺杂后,La-Fe-TiO_2、Eu-Fe-TiO_2和TbFe-TiO_2氨氮污水降解率均比单掺杂提高。

Fe_2O_3/TiO_2纳米管复合材料光催化降解亚甲基蓝染料废水的研究

水热法合成TiO2纳米管,以Fe(NO3)3为前驱体制备Fe3+掺杂TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2),并系统研究其光催化降解染料废水活性。结果表明,Fe3+掺杂能有效提高TiO2纳米管光催化降解染料废水效果,其中Fe2O3掺杂量为4%(ω)时,其光催化性能最好,最高降解率可达99%,且具有较好的稳定性。研究证实,Fe2O3/TiO2复合材料具有良好的光催化降解亚甲基蓝染料废水性能。

液料等离子热喷法制备Fe^(3+)/TiO_2纳米粉末

通过对液料等离子热喷前驱物添加掺杂成分实现了液料等离子热喷TiO2纳米粉末的掺杂改性,并利用TEM,XRD及XPS对其进行表征。结果表明,采用液料等离子热喷法可以制备Fe3+掺杂TiO2纳米粉末,所制备粉末形貌基本呈球形或近球形,粒径分布为10~35nm,掺杂量小于2.0%时粉末为锐钛矿及金红石相混晶,Fe3+掺杂促进锐钛矿向金红石相的转变,掺杂量为10.0%时析出了Fe2Ti3O9相。Fe3+掺杂不会引起TiO2粒径的大范围波动。粉末中含有O,Ti,Fe和C等元素,Fe元素在TiO2中仍为+3价。