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镧掺杂混晶结构TiO2纳米粉体的制备及其光催化性能

和娇娇 , 杜慧玲 , 杜娴 , 刘俊

人工晶体学报

以钛酸四丁酯为Ti源,采用溶胶-凝胶自蔓燃法制备了镧掺杂的La-TiO2(简写为LT)纳米粉体.利用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FIIR)、透射电子显微镜(TEM)等对掺杂型TiO2粉体的晶型结构与颗粒尺寸等进行表征.利用紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)研究了H2O2改性、镧掺杂量以及混晶结构对TiO2纳米粉体降解甲基橙的影响.结果表明:镧掺杂混晶TiO2粉体的光催化活性明显优于未掺杂的锐钛矿TiO2粉体.当La3+掺杂量为0.5%,合成温度为475℃(金红石相含量为26.0%)时,得到的TiO2粉体光催化活性最好.H2O2的加入有助于TiO2光催化剂表面的电子-空穴对生成,提高光催化剂对甲基橙的降解率,当H2O2浓度为6%时,光照3h后,降解率达到了91.97%.

关键词: TiO2粉体 , 溶胶-凝胶自蔓燃 , 镧掺杂 , 混晶 , 光催化

基于聚乙烯醇的共轭聚合物/二氧化钛复合光催化剂的结构及光催化性能

杨海刚 , 宋远卿 , 徐守斌 , 江龙 , 淡宜

高分子材料科学与工程

通过聚乙烯醇(PVA)在酸性条件下的热消除反应制备了具有共轭结构的聚合物(C-PVA),进一步有机/无机杂化制备出C-PVA/TiO2复合光催化剂。紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和热失重结果表明,C-PVA含有共轭双键和羰基;X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱分析结果表明,C-PVA/TiO2复合光催化剂表面由具有一定共轭结构的聚合物和TiO2组成,且该催化剂对光的吸收由紫外光区扩展到可见光区;光催化实验结果表明,C-PVA/TiO2复合光催化剂对模型污染物罗丹明B有较强的吸附(2.5 h达吸附平衡,吸附率为20%),在可见光下对罗丹明B的降解具有良好的催化效果(5 h降解率可达99%)。

关键词: 聚乙烯醇 , 热消除 , 共轭聚合物 , 二氧化钛 , 光催化剂

Fe3+掺杂BiVO4的制备及光催化降解甲基橙的研究

杨长秀 , 宋恩军 , 郑浩岩 , 王敏

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2014.06.009

以水稻秆为模板,成功合成了Fe3+掺杂BiVO4光催化剂,通过X-射线衍射分析、扫描电子显微镜和比表面积及孔径分析等对其进行了表征和分析.结果表明:制备的Fe3+掺杂BiVO4样品均为单斜白钨矿型,掺杂后样品的颗粒变小,比表面积增大.以金钨灯作为可见光光源,通过降解甲基橙,考察了Fe3+掺杂量对BiVO4可见光催化活性的影响规律以及催化剂投加量对光催化降解甲基橙的影响.与纯BiVO4比较,Fe3+掺杂有效提高了BiVO4的可见光催化活性,当掺杂量为6%时,样品的光催化效率最高,50 min内对甲基橙B的脱色率达到76%.当m(催化剂)∶m(甲基橙)为30时,对甲基橙溶液的脱色率能达到93%左右.

关键词: BiVO4 , 光催化剂 , Fe3+掺杂 , 甲基橙

溶胶-凝胶法制备N掺杂FeVO4及其光催化性能研究

王敏 , 栾海燕 , 车寅生 , 牛超

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).015

以玉米秸秆为模板,采用溶胶-凝胶法制备N掺杂FeVO4光催化剂,采用 X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等测试、分析手段,对样品进行表征。在可见光照射下,通过光催化降解甲基橙溶液评价N 掺杂对 FeVO4光催化剂活性的影响。结果表明,掺杂 N 前后 FeVO4均为三斜型, N取代了 FeVO4晶格中 O 形成了 N-Fe-O 键,产生了杂质能级,N掺杂导致FeVO4表面形成了大量束缚单电子的氧空位,产生缺陷能级,二者共同作用致使带隙窄化,光吸收带红移。光催化降解结果表明,N 掺杂能有效提高 FeVO4的可见光催化活性。当掺杂 N为15%(摩尔分数)时,样品活性最高,光照100 min对甲基橙的脱色率达56%左右,远高于未掺杂的脱色率(16.7%)。

关键词: N掺杂 , FeVO4 , 溶胶-凝胶法 , 玉米秸秆 , 光催化剂

SO2-4修饰Co-TiO2光催化剂制备及光解水制氢

孙晓君 , 霍伟光 , 魏金枝 , 刘婧婧 , 牛海涛

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.22.025

采用溶胶-凝胶法制备了Co掺杂TiO2光催化剂,并用浸渍法对其表面进行 SO2-4修饰,借助于 X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FT-IR)及紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等分析手段对所制备的催化剂进行表征,并对其光催化分解水制氢性能进行了研究。结果表明,Co掺杂TiO2显示出明显的可见光响应,对其表面进行 SO2-4修饰能进一步提升其光催化活性。当Co掺杂量为2.0%(原子分数),SO2-4的修饰量为8.0%(质量分数),焙烧温度为500℃时,所制催化剂催化活性最高,其产氢速率为171.3μmol/h。

关键词: 光催化剂 , Co掺杂TiO2 , SO2-4 修饰 , 制氢

光触媒空气净化水性漆的中试及工程应用

宋建荣 , 宋静 , 张卫东 , 张涛 , 蒋立红

涂料工业

光触媒空气净化漆是一种新型水性功能涂料,能够主动分解空气中的有机污染物.本研究在实验室配方研发的基础上,阐述如何开展中试研究,以及工程应用效果等内容.具体包括生产工艺优化、设备选型、厂房设计、产品结构设计、工程案例等,结果表明:通过中试所形成的光触媒空气净化产品,各项性能指标优于国家标准的要求,空气净化效果明显,工程应用反映良好.

关键词: 光触媒 , 空气净化 , 水性漆 , 中试 , 工程应用

胶原纤维为模板制备介孔TiO2纤维及光催化活性研究

蔡莉

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.23.020

以胶原纤维为模板,硫酸钛为钛源,通过 Ti (Ⅳ)与胶原纤维发生配位反应,将其负载于胶原纤维上,经过煅烧除去胶原纤维模板而获得具有介孔结构的TiO2纤维.通过场发射扫描电镜、N2吸附-脱附、广角XRD衍射、分子荧光光谱等分析手段对所制备的TiO2纤维的表面结构、孔结构和晶体结构等进行表征.实验结果表明,硫酸钛与胶原纤维质量比及煅烧温度明显影响TiO2纤维的表面形貌和孔结构.当硫酸钛与胶原纤维质量比为8∶5,煅烧温度为600℃,所制备的TiO2纤维能较完整地保留天然胶原纤维的形貌和有序的介孔结构,孔径分布集中在4.3 nm.酸性橙Ⅱ的光催化降解实验表明,具有介孔结构的 TiO2纤维的光催化活性明显高于无介孔结构的 Degussa P25.

关键词: 胶原纤维 , 模板 , TiO2 纤维 , 介孔材料 , 光催化剂

立方α-Fe2O3纳米颗粒的制备、表征和光催化性能

果海英 , 焦体峰 , 张庆瑞 , 李阿丹 , 高发明

稀有金属材料与工程

设计了一种简单的水热合成法合成晶型可控的立方结构的a-Fe2O3,通过扫描电子显微镜,透射电子显微镜,和X射线衍射对所制备产物的结构和形态特征进行了分析.制备的立方结构的α-Fe2O3的尺寸范围在130~150 nm之间.研究结果表明,a-Fe2O3纳米材料作为一种有效的光催化剂,在过氧化氢存在的条件下可以用来光催化降解废水中的有机物(如罗丹明B),这为设计和开发高效率可见光催化剂在去除工业废水中有机染料的应用提供了新的探索和基础.

关键词: 水热反应 , 纳米颗粒 , 降解 , 光催化剂

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