La掺杂TiO2光催化材料制备工艺优化与催化性能

采用溶胶凝胶法制备La掺杂改性纳米TiO_2光催化材料,利用X射线衍射仪与jade软件分析材料的晶相结构与晶格参数,采用三因素正交试验法探索La掺量、热处理温度、热处理时间对材料的光催化性能的影响;并利用SEM对最佳制备工艺条件下的材料进行微观表征。结果表明,在La摩尔掺量为0.5%、热处理温度为550℃、热处理时间为2 h条件下,材料的晶粒大小和畸变程度达到最佳平衡状态;对NO气体的光降解率达到70.26%。La掺杂改性后,材料粒径更加均匀,多分布在18~20 nm区间。

La掺杂TiO_2/电气石的制备及光催化性能研究

以电气石为载体,TiCl4为前驱体,采用水解沉淀法负载La掺杂纳米TiO2薄膜,制备La掺杂TiO2/电气石复合材料。结合XRD、FESEM、UV-vis等现代测试手段对所制备样品的结构和性能进行了表征。以甲醛为目标降解物,考察了样品的光催化活性。结果表明:La掺杂TiO2晶粒细小,均匀分布于电气石表面。经550℃煅烧,La掺杂后锐钛矿型TiO2粒径由13.5 nm降为8.73 nm。La掺杂后,TiO2光催化剂的吸收光谱向可见光区发生红移。1m3环境舱内,日光灯下照射360 min,La掺杂TiO2前后复合材料对甲醛的去除率分别达到66.4%和82.2%。

La^(3+)掺杂TiO_2薄膜制备及其电致变色特性研究

基于提高TiO_2薄膜的光学属性和着色效率,以钛酸四丁酯和氧化镧为主要原料,采用溶胶-凝胶法,在ITO玻璃表面制备La^(3+)掺杂TiO_2薄膜。通过XRD、SEM、EDS、TG-DTA等手段对制备La^(3+)掺杂TiO_2凝胶粉末进行表征,使用电化学工作站CHI660E和紫外-可见光分光光度计UV-5500PC对La^(3+)掺杂TiO_2薄膜的电致变色性能进行测试。结果表明:凝胶在加热的过程中发生一系列的物理和化学反应,且当温度升高至400℃时,系统达到相对热稳定状态。经600℃热处理,La^(3+)掺杂TiO_2转化为金红石相。外加电压为-2 V时,薄膜显示为深蓝色,反向施压至+2 V时,蓝色褪去。金红石相TiO_2无定形程度随La^(3+)掺入量增加而提高,对应其着色效率提高。La^(3+)掺杂TiO_2薄膜在可见光范围内透过率均在70%~80%,光学性能良好。

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。

La^(3+)掺杂TiO_2催化降解染料废水的研究

用超声共振法制备了稀土金属La3+掺杂的TiO2催化剂,并利用XRD对其进行表征,研究了催化剂对媒介漂兰染料废水的降解及影响降解率的主要因素.结果表明:稀土La3+掺杂TiO2催化剂比纯TiO2降解媒介漂兰染料溶液的效果要好;当媒介漂兰染料的初始质量浓度为20 mg/L,pH=5,掺杂La3+0.8%(摩尔分数)的TiO2催化剂用量为1.0 g/L时,降解率可达93%.焙烧温度为550℃时,该催化剂活性最好,以锐钛矿相存在.

磁性La^(3+)掺杂TiO_2的制备及性能

利用溶胶-凝胶法,在室温条件下,以钛酸四丁酯、硝酸镧为主要原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,浓硝酸为催化剂制得稳定的掺La3+TiO2溶胶,陈化后的凝胶经不同温度煅烧3h后制得不同掺La3+量的TiO2。通过XRD对不同煅烧温度及不同掺La3+量的TiO2进行了表征;以紫外光为光源,研究了掺La3+-TiO2对甲基橙溶液的光降解效果。用化学共沉淀法制备了具有强磁性的Fe3O4水基磁流体,再与La3+掺杂TiO2进行复合,制备了Fe3O4负载量不同的磁性La3+掺杂TiO2,研究了Fe3O4负载量不同的La3+掺杂TiO2对甲基橙的光催化降解效果、磁分离回收率的影响。结果表明,掺La3+量及煅烧温度对TiO2的晶型、各晶型TiO2的相对含量及对甲基橙的光降解效果均有影响。La3+掺杂TiO2比纯TiO2显示出更强的光催化性能,掺La3+量2%,热处理温度450℃的La3+掺杂TiO2光催化活性最高。Fe3O4负载量为10%的Fe3O4/La3+-TiO2对甲基橙的降解率8h时为99.4%;磁分离回收率达97.39%。

La掺杂改性TiO_2粉体的制备及其光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了La掺杂改性TiO_2。通过X射线衍射、红外光谱和热重对制备的光催化剂进行了表征,用制备的催化剂对甲基橙模拟废水进行了光催化降解实验。结果表明:La成功掺入TiO_2中,La-TiO_2和TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型,在本实验条件下,La掺杂改性TiO_2对甲基橙的降解率明显高于纯TiO_2。

La-TiO_2/SiO_2光降解催化剂的制备及性能

以钛酸丁酯、正硅酸乙酯和氧化镧为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了不同La掺杂量的负载型催化剂x wt%La-TiO_2/SiO_2(x=0.5~3.0).通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行了表征.以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,在紫外光和可见光下研究了不同La的加入量对TiO_2/SiO_2催化剂(其中,n(SiO_2)∶n(TiO_2)=1∶7)光催化效率的影响.结果表明:La的掺杂量为2wt%时,催化性能达到最佳.经过75min紫外光和150min可见光的照射,对Rh B的降解率可分别达到99.2%和71.3%.

稀土元素（镧、铈）掺杂TiO2复合材料的制备及其光催化性和抑菌性的研究

以钛酸丁酯(C16H36O4Ti)、蒸馏水、无水乙醇、冰乙酸、氧化镧(La2O3)和氧化铈(CeO2)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2和稀土元素掺杂的TiO2复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、ICP-OES等离子体发射光谱元素分析、紫外-可见光谱仪和培养基扩散法对样品进行了表征和性能研究。实验结果表明:本实验成功制备了锐钛矿晶型的TiO2粉末和镧掺杂的二氧化钛粉末(La/TiO2),因氧化铈微溶于酸,没有溶解到溶液中,Ce基本没有掺入到二氧化钛中,所制备的粉末主要是锐钛矿型二氧化钛和氧化铈的混合物,对TiO2的性能基本没有影响。La/TiO2粉末中La元素的含量为8.24%,在300 min内La/TiO2光催化罗丹明B溶液的脱色率提高达到91.2%,对金黄色葡萄球菌有良好的抑制作用。

La、Nd、Bi共掺杂制备TiO_(2)电致变色薄膜及其性能研究

为了提高TiO2薄膜的光学属性和着色效率,采用溶胶-凝胶工艺,以钛酸丁酯为前驱体在ITO导电玻璃基片表面制备了La、Nd、Bi共掺杂TiO2薄膜。采用XRD、UV-vis和化学工作站等手段研究了TiO2薄膜的结构和表面的光学和电致变色性能。结果表明:在400、500和600℃热处理的二氧化钛干凝胶中形成锐钛矿型二氧化钛,且热处理温度越高,晶体发育越完整。La、Nd、Bi掺杂TiO2增加了TiO2八面体的排列无序性,导致非晶化程度提高。体积分数为12%的钛酸丁酯相应制备的薄膜具有优良的电致变色性能。500℃热处理的TiO2薄膜电致变色性能最为优异。实验进行了La、Nd、Bi单独掺杂TiO2薄膜的性能分析,单独掺杂摩尔分数为8%La、18%Nd、6%Bi的TiO2薄膜具有较优异的变色性能,单独掺杂变色效果的顺序是6%Bi<8%La<18%Nd。La、Nd、Bi共掺杂锐钛矿型TiO2仍然具有很高的非晶化程度,且当掺杂摩尔比La:Nd:Bi=4:10:2时,取得薄膜最佳循环伏安特性,掺杂TiO2非晶化程度最高。

镧掺杂TiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以工业二氧化钛(TiO_2)、硝酸镧(LaN_3O_9·5H_2O)、三聚氰胺(C_3H_6N_6)为原料制备了La掺杂TiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)等表征方法对光催化剂结构进行分析,表明复合样品中La以La^(3+)形式存在于TiO_2晶体中,并形成TiO_2/g-C_3N_4异质结构,其禁带宽度减小、吸收带边红移,光催化效率有明显提高.以亚甲基蓝为目标污染物评价其光催化活性,镧掺杂量为4%(质量分数)、煅烧温度为520℃、煅烧时间为2 h时,复合样品光催化活性最佳,在12 LED灯下,180 min后对10 mg·L^(-1)亚甲基蓝溶液的去除率达97%.

弱可见光催化活性La-TiO2-还原氧化石墨烯填充聚偏氟乙烯共混膜的构建

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的通量及抗污染性能,首先利用吸附相反应技术耦合乙醇热处理制备La掺杂TiO2-还原氧化石墨烯(La-TiO2-RGO),再将其与PVDF共混制备La-TiO2-RGO/PVDF抗污染超滤膜。结果表明,均匀分散于PVDF高分子中表面亲水的La-TiO2-RGO增多,La-TiO2-RGO/PVDF共混膜的水通量和抗污染性能也显著提升。当La-TiO2-RGO/PVDF共混膜中出现团聚体,则会削弱其膜通量和抗污染性。在La-TiO2-RGO填充量(与PVDF质量比)为2.0%时,La-TiO2-RGO/PVDF共混膜具有最优纯水通量。LaTiO2-RGO/PVDF共混膜最高纯水通量可达171.5 L·m^-2·h^-1,是PVDF膜的5倍以上,其通量衰减速率也明显低于PVDF膜。另外,由于La-TiO2-RGO具有可见光催化活性,被污染后的La-TiO2-RGO/PVDF共混膜经过光照处理后用水清洗,其膜通量恢复率较直接用水清洗后的通量恢复率大幅提高;热处理温度升高,LaTiO2-RGO弱可见光活性增强,光照后La-TiO2-RGO/PVDF共混膜通量恢复率变大。但过高热处理温度抑制了La-TiO2-RGO中Ti3+形成,且削弱其光活性,La-TiO2-RGO/PVDF共混膜通量恢复率反而下降;对于LaTiO2-RGO填充量为2.0%的La-TiO2-RGO/PVDF共混膜,被污染后分别采用直接水清洗、仅光照处理2 h、先光照处理2 h后水清洗的膜通量恢复率分别为79.28%、52.42%、90.01%。