掺杂氧化铈的纳米二氧化钛制备及性能研究

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MBA毕业论文小研锰掺杂纳米二氧化钛的制备及其可见光催化性能

小研锰掺杂纳米二氧化钛的制备及其可见光催化性能1．引言TiO2光催化剂具有光催化活性高、化学性质稳定、降解有机物彻底和不引起二次污染等优点 [1-4]，因而在空气净化和污水处理等领域得到了广泛的关注。

但是，TiO2电子和空穴易复合，光催化效率低，带隙较宽，只能被紫外光激发，太阳能利用率低[5]。

针对该问题，研究人员采用了多种手段对纳米TiO2进行改性, 其中过渡金属离子掺杂是一种有效的改性方法[6] , 如在TiO2体系中掺杂Fe、Cr、Co、V等离子，已被证实可以提高其可见光响应光催化活性[7-12]。

Anpo[13] 等认为加入金属离子可取代Ti4+离子，减小禁带宽度，从而使TiO2在可见光区域有吸收。

本研究分别以MnSO4?H2O和MnC2O4?4H2O为锰源，采用水热法制备Mn掺杂的TiO2光催化剂。

通过X-射线衍射光谱（XRD）和紫外-可见光吸收光谱（UV-vis）对其进行表征。

以罗丹明B为目标污染物进行光催化活性考察，探讨不同锰源和锰掺杂量对Mn-TiO2光催化剂的催化性能的影响。

2．实验2.1 催化剂的制备以 MnSO4?H2O 为锰源制备Mn-TiO2（Mn-TiO2-S 系列）：把3.4 g 钛酸丁酯（TNB）溶解在30 mL 无水乙醇中，加入一定量的MnSO4?H2O 进行强烈搅拌直至溶液完全透明，记为溶液A；把一定量的蒸馏水（根据摩尔比(Mn+Ti):H2O=1:4 确定加入量）溶解在20 ml 乙醇中，形成溶液B；将B 缓慢滴入A 中，静置陈化24 h 后，转入180 °C 高温高压反应釜中反应12 h，再进行洗涤，110°C 干燥，即得所需样品。

其中制备的Mn/Ti （摩尔比）分别为1：400、1：200、1：100 和1：50 的样品分别记为Mn-TiO2-S-400、Mn-TiO2-S-200、Mn-TiO2-S-100和Mn-TiO2-S-50。

纳米二氧化钛膜催化剂的制备及其光催化活性的研究

纳米二氧化钛膜催化剂的制备及其光催化活性的研究近年来，由于不断改善的能源问题和环境污染，对功能材料的要求越来越高，特别是对催化剂的要求更加迫切。

因此，研究新型功能催化剂成为当今国际材料研究的热点话题。

研究表明，纳米二氧化钛膜催化剂具有优良的光催化性能和热稳定性，可以用作光催化剂和催化剂材料，为众多应用提供良好的基础。

纳米二氧化钛膜催化剂是在钛基板上沉积以纳米粒子形式构成的二氧化钛膜，具有窄分布的粒径和自调制能力。

目前，研究人员主要利用化学气相沉积（CVD）、化学气相沉积-固相蒸发（CVD-PVD）、直流-直流（DC-DC）及溶胶-凝胶（S/G）等方法进行纳米二氧化钛膜催化剂的制备和表征。

纳米二氧化钛膜催化剂具有优良的光催化性能，它可以有效破除水溶液中的污染物，如氨氮和亚硝酸盐，可以有效地破坏有机物，如甲醛和乙酸。

除此之外，研究还表明，纳米二氧化钛膜催化剂具有优异的热稳定性，在450以上仍可保持其结构和形貌的稳定性，在高温下的连续循环反应中表现出优异的催化活性。

为了解纳米二氧化钛膜催化剂的光催化活性，采用浸渍法和涂层法对催化剂进行改性，对样品进行X射线衍射分析，用电子扫描显微镜（SEM）对催化剂表面形貌进行观察和测量，并采用紫外-可见漫反射光谱（VIS-DRS）进行光催化性能检测，结果表明，纳米二氧化钛膜催化剂具有高效的光催化性能。

通过实验，纳米二氧化钛膜催化剂在水中对甲醛有很高的去除率，且在温度360℃以上仍能保持稳定，而且可在高温下连续循环反应，具有优良的降解性能。

综上所述，纳米二氧化钛膜催化剂具有良好的光催化性能和热稳定性，可以作为一种新型有效的光催化剂材料，为环境污染治理提供有效催化剂，为众多环境应用提供良好的基础。

掺杂钇的纳米tio2的制备及光催化性能研究

掺杂钇的纳米tio2的制备及光催化性能研究以《掺杂钇的纳米TiO2的制备及光催化性能研究》为标题，本
文旨在介绍掺杂钇的纳米TiO2的制备及其光催化性能的研究。

纳米TiO2是一种有机/无机复合材料，具有优异的光催化性能和稳定性。

研究表明，掺杂钇的纳米TiO2具有更优异的光催化性能，
可有效降低苯胺类和其他有机物的氧化活性。

为了探究纳米TiO2的光催化性能，钇掺杂的纳米TiO2的制备方法有多种，其中最常用的制备法是基于溶剂沉淀过程的溶剂-液相沉
淀过程，但也有其他的制备方法，如乳液和乳状液的抑制法。

在这个过程中，钇掺杂的高纯纳米TiO2粉末首先在溶液中，然后由溶剂沉淀，再经过热处理，和水洗过程制备成掺杂钇的纳米TiO2。

掺杂钇的纳米TiO2具有良好抗氧化性，并且可用于降解有害化
合物，如苯胺类。

为了研究它的光催化性能，可以使用多种实验方法，包括催化剂催化试验、溶液催化试验、X射线衍射实验、红外光谱仪实验、以及电化学实验，等等。

例如催化剂催化试验，可以测试在不同温度和PH值条件下掺杂钇的纳米TiO2的催化活性，以及其对有害化合物如苯胺类的去除程度。

本文对掺杂钇的纳米TiO2的制备及光催化性能的研究作了详细
的介绍。

纳米TiO2具有良好的抗氧化性，可有效降解有害的苯胺类
化合物，它的制备方法有多种，本文介绍了掺杂钇的高纯纳米TiO2
粉末的制备方法和步骤，以及用于检测光催化性能的实验方法和步骤。

本研究对提高纳米TiO2的光催化性能，探究其在降解有害苯胺类化
合物中的应用具有重要意义。

纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究

纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究近年来，纳米材料在化学、生物、环境科学等领域中得到了广泛的研究和应用。

其中，纳米二氧化钛（TiO2）作为一种重要的光催化剂，具有高效、可再生和环境友好等特点，在环境净化、能源产生和分解有机物等方面具有广阔的应用前景。

本文将重点探讨纳米TiO2光催化剂的制备方法、改性途径及其应用研究。

一、纳米TiO2光催化剂的制备方法一般来说，制备纳米TiO2的方法可以分为物理法和化学法两类。

物理法主要采用物理化学方法，如溶胶-凝胶法、热分解法、气相沉积法等；化学法则是指溶胶法、水热法、反应混合物法等。

这些方法不仅能够控制纳米颗粒的尺寸和形貌，还能够改变其相结构和晶格缺陷，以调控纳米颗粒的光催化性能。

二、纳米TiO2光催化剂的改性途径为了提高纳米TiO2的光催化活性和稳定性，许多研究者通过改性方法对其表面进行处理。

常见的改性手段包括：掺杂、复合、修饰以及载体的选择等。

掺杂是指将一些金属、非金属元素掺入TiO2晶格中，以调控其能带结构和电子结构，提高光吸收范围和载流子分离效率；复合是指将TiO2和其他半导体材料复合，形成异质结构，提高光生电子-空穴对的分离效果；修饰则是在TiO2表面修饰一层活性物质，如负载金属催化剂、有机染料等，以增强其吸附能力和活性；而载体的选择则常常可以通过介孔材料或纳米载体来限制纳米颗粒的再聚集和增加其比表面积。

三、纳米TiO2光催化剂的应用研究纳米TiO2光催化剂在环境净化、能源产生和有机物降解等方面具有广泛的应用前景。

在环境领域，纳米TiO2光催化剂可以应用于有害物质的分解和废水的处理。

例如，通过纳米TiO2光催化剂的作用，可以分解空气中的甲醛、苯等VOCs （挥发性有机物），从而净化空气。

在废水处理方面，纳米TiO2光催化剂可用于分解废水中的有机物以及去除重金属离子等。

在能源产生方面，纳米TiO2光催化剂可以用于光电子设备的制备。

纳米TiO2颗粒作为光吸收剂，在光电子器件（如光电池）中具有重要的作用。

纳米二氧化钛膜催化剂的制备及其光催化活性的研究

纳米二氧化钛膜催化剂的制备及其光催化活性的研究近年来，纳米材料在环境污染治理以及能源转换方面发挥着重要作用，广泛应用于太阳能电池、氢能源存储和利用、污染物去除等领域。

其中，纳米二氧化钛是一种中等结构的金属氧化物，具有良好的结构稳定性、高吸附性能和优良的光催化活性，可以有效地改善空气质量。

因此，纳米二氧化钛膜催化剂的制备和光催化性质研究显得尤为重要。

首先，纳米二氧化钛膜催化剂的制备方法主要分为水热法、化学气相沉积（CVD）法和物理气相沉积（PVD）法。

水热法是目前最为常用的一种制备方法，它可以利用氯化钛和氨水反应合成纳米二氧化钛微粒。

采用水热法可以获得的纳米二氧化钛具有很好的晶格结构稳定性，并且表面比较洁净，不需要进行复杂的表面改性处理。

但是水热法有几个缺点，如需要较长的反应时间，组成不同晶型的纳米二氧化钛难以得到，控制结构和大小也不太容易。

CVD法是建立在布拉格反射原理的基础上的一种微纳米催化剂的制备方法，这种方法可以直接控制纳米粒子的大小，但这种方法有时也会不稳定，得到的粒子大小可能与预期的大小不同。

PVD法是一种用于制备各种纳米粒子的常用方法，它可以将分子直接沉积在特定表面，受到温度和气压等多种条件的影响，它可以准确控制粒子表面接受物质的样式和数量以及粒子之间的空隙。

但PVD法得到的粒子比较小，大小一般不超过几纳米，且悬浮特性差，不容易得到较平整的膜。

综上所述，纳米二氧化钛膜催化剂的制备可以通过多种方法实现，水热法、CVD法和PVD法都可以获得好的结果。

而由于纳米二氧化钛具有优良的光催化活性，因此，对其光催化性能的研究也非常重要。

如今，科学家们已经研究出了几种纳米二氧化钛膜的光催化性能，其中主要有：用于制备可见光催化剂的多孔结构、用于可见光/紫外光催化剂的功能改性表面、用于制备染料敏化剂的金属有机框架（MOF）等。

这些催化剂可以有效地减少有毒有害物质，如VOCs和NOX等。

多孔结构是改善纳米二氧化钛光催化性能的一种方法，例如，研究人员利用水热法在二氧化钛上制备多孔层状结构，这种多孔层状催化剂具有很大的表面积，可以有效地提高光催化活性。

可见光响应非金属掺杂纳米二氧化钛的制备及性能研究的开题报告

可见光响应非金属掺杂纳米二氧化钛的制备及性能研究的开题报告一、研究背景二氧化钛因其优异的光电学性质和化学稳定性被广泛应用于光催化、光电与光伏领域。

然而，由于其在可见光区吸收能力较弱，限制了其在可见光响应领域的应用，因此近年来，人们开始研究在可见光区内吸收的二氧化钛材料。

其中，掺杂是提高二氧化钛可见光响应的有效手段之一。

金属掺杂是目前研究较为广泛的一种方式，已在实验中取得了一定的成果。

如Zn、Co等金属掺杂的二氧化钛材料在可见光响应方面表现出良好的性能。

然而，金属掺杂的过程存在着一定的缺陷，如负载量难以控制等。

因此，探究其他掺杂方式具有重要意义，非金属掺杂成为现在研究的焦点之一。

二、研究内容本文将尝试通过溶胶-凝胶法合成一系列非金属掺杂的纳米二氧化钛材料，并研究它们的结构、光学性质和可见光响应能力。

具体来说，本文将从以下几个方面展开研究：1. 合成不同掺杂量的纳米二氧化钛材料并表征其结构。

2. 研究不同掺杂量对纳米二氧化钛材料光学性质的影响。

3. 考察不同掺杂量的纳米二氧化钛材料在可见光响应方面的性能，并通过光催化降解有机染料（如甲基橙）的实验评估其催化性能。

三、研究意义本研究的主要意义在于：1. 探究非金属掺杂在纳米二氧化钛可见光响应方面的应用，并丰富二氧化钛材料的掺杂研究。

2. 通过光催化降解染料等实验，评估非金属掺杂纳米二氧化钛催化性能，并为进一步开发环境治理等方面提供理论基础。

3. 本研究所探究的非金属掺杂纳米二氧化钛材料具备广泛应用的潜力，如可应用于水净化、光电器件等领域。

四、研究方法及步骤本研究将采用溶胶-凝胶法合成不同掺杂量的纳米二氧化钛材料，并通过X射线粉末衍射仪、扫描电镜、紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱等仪器对样品进行表征。

其中，实验步骤主要分为以下几个环节：1. 溶剂制备。

取得所需要的化学试剂，利用纯水和相对分子质量较小的乙醇作为溶剂，制备所需要的溶胶和凝胶。

2. 材料制备。

纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究

华中科技大学硕士学位论文纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究姓名：王潺申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：乔学亮;邱小林2011-01-12华中科技大学硕士学位论文摘要纳米二氧化钛因为其高效、无毒、稳定、成本较低等优点，在半导体材料中脱颖而出，成为应用最广的光催化剂，被广泛用于废水废气处理、光催化制氢、光电池、抗菌等领域，带来巨大的环境、社会、经济效益。

但同时，关于二氧化钛的研究还远远不够充分，在制备工艺和光催化效率的提高等方面仍有很大的改进空间。

此外，关于板钛矿相二氧化钛的研究也鲜见报道。

因此本论文针对这些问题进行了一些探索。

以廉价的四氯化钛为原料，分别采用水热法和沉淀法合成了不同晶型的纳米二氧化钛粉体，并对其进行了改性处理，利用XRD、TEM、BET等测试手段对样品的结构、粒径及形貌进行了表征，然后以紫外光下降解甲基橙为参考考察了样品的光催化活性。

水热法合成的二氧化钛为金红石相及板钛矿相/金红石相混晶二氧化钛，随着水热条件的变化，其结构和性能也随之变化，其中160℃水热18h制得的样品板钛矿（Brookite）与金红石相（Rutile）比例约为B/R=22/78，晶粒大小约为21.3nm，光催化活性最好，300W紫外光照30min，甲基橙降解率可达到76.5%。

以环氧丙烷（C3H6O）为修饰剂，沉淀法合成的二氧化钛为锐钛矿相/金红石相混晶二氧化钛，其中400℃~600℃煅烧的样品分散较为均匀，结晶完整，且晶相纯度很高。

在此基础上添加不同质量的硝酸银（AgNO3）合成了氯化银/二氧化钛（AgCl/TiO2）复合半导体，并考察了复合氯化银前后光催化活性的变化，发现硝酸银添加量mAgNO3/mTiO2=0.25%时降解效率最高。

关键词：二氧化钛, 光催化, 板钛矿, 氯化银, 环氧丙烷华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTNanocrystalline titanium dioxide (TiO2), regarded as the best photocatalyst for its high efficiency, nontoxity, biological and chemical stability, and low cost, has been widely used in many fields such as degradation of environment pollutants, water-splitting for hydrogen production, antibacteria, dye-sensitized solar cells, et al. and has also brought people huge economic, social and environmental benefits. However, the study about TiO2 as photocatalyst is not enough at the same time. For instance, the preparation technology and photocatalysis efficiency still needs to be improved.Different nanocrystalline TiO2 powders were synthesized using TiCl4 which is relatively cheaper in comparison with other precursors by hydrothermal and precipitation methods at different conditions respectively. The as-prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM) and N2 adsorption-desorption. Then the photocatalytic activity of the samples was evaluated in the degradation of methyl orange under UV light.Rutile, mixtures of brookite and rutile TiO2 powders were obtained by hydrothermal method, whose structures and performance were changed depending on the hydrothermal conditions. Among the as-prepared powders, the sample prepared at 160℃ for 18h, whose ratio of crystalline phase is 22/78(B/R) and crystallite size is about 21.3nm, has the best photocatalytic activty. And the degradation rate of methyl orange can be 76.5% when the ultraviolet irradiation time is 30min(300W).Mixtures of anatase and rutile TiO2 powders were synthesized via precipitation method with the modifier C3H6O. The samples, calcined at 400℃~600℃, have good partile distribution, high crystalline and purity. On the basis of the study, a series of AgCl/TiO2 photocatalysts were prepared by the same method with different dosages of AgNO3. The photocatalytic activity of the samples (with and without AgNO3)were evaluted by also researched by degradation of methyl orange, and the AgCl/TiO2华中科技大学硕士学位论文nanocrystalline powder (mAgNO3/mTiO2=0.25%) has the best photocatalytic activity. Key words：titanium dioxide, photocatalytic, brookite, silver chloride, propylene oxide独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

稀土掺杂纳米TiO2的制备、性能及机理研究

预备知识
稀土元素是指元素周期表中的镧系元素和钪、钇共17种元素。它们具有独特的电子结构和化学性质，常见的稀土元素有La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu等。纳米TiO2是一种常见的白色无机粉末，具有优异的紫外光吸收能力和光催化性能，被广泛应用于环保、能源、生物医学等领域。
性能及机理研究
1、结构性能
稀土掺杂纳米TiO2的晶体结构发生改变，由锐钛矿型向金红石型转变。稀土元素的引入可以减小纳米TiO2的晶格常数，从而改善其光催化性能。这是由于稀土元素具有较小的原子半径，可以取代TiO2晶格中的部分Ti或O原子，导致晶格常数减小。
2、光学性能
稀土掺杂纳米TiO2的光学性能得到显著改善。稀土离子的加入可以拓宽纳米 TiO2的吸收光谱范围，使其对可见光的吸收能力增强。这是由于稀土离子的能级结构与TiO2的导带和价带能级匹配良好，从而促进了光生电子-空穴对的分离和迁移。
此外，掺杂元素对氧化锌纳米材料的性能也有显著影响。例如，掺杂金属离子可提高材料的导电性和光学性能，掺杂非金属元素可改善材料的稳定性和抗氧化性，掺杂稀土元素可赋予材料独特的光学和电学性能。
三、结论
本次演示对氧化锌纳米材料的制备、掺杂及性能研究进行了详细阐述。通过了解不同制备方法和掺杂剂的选择及其作用机理，有助于更好地控制氧化锌纳米材料的形貌、结构和性能。然而，目前关于氧化锌纳米材料的研究仍存在一定的问题和不足之处，如制备方法的优化、掺杂元素的多元化以及性能研究的系统化等，需要进一步深入研究。未来，随着技术的不断发展，氧化锌纳米材料将在更多领域展现出广阔的应用前景。
未来研究方向
1、深入研究稀土掺杂纳米TiO2的制备工艺，提高产物的形貌和粒径可控性，为实现规模化生产提供技术支持。

纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展

纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展纳米二氧化钛是一种具有广泛应用潜力的纳米材料。

它具有高比表面积、优异的光催化性能以及良好的化学稳定性，因而在光催化、防污涂料、太阳能电池、化妆品等领域有着广泛的应用。

本文将介绍纳米二氧化钛的制备方法及其在各个领域的应用研究进展。

首先，从制备方法角度来看，纳米二氧化钛可以通过物理法、化学法以及生物法等多种方法得到。

其中，物理法包括气相法、溶胶凝胶法、机械法等，化学法主要包括水热法、溶剂热法、水热法等，生物法则是通过利用生物体或其提取物来合成纳米颗粒。

每种方法都有其优缺点，研究者可以根据具体需求选择适合的制备方法。

其次，纳米二氧化钛在光催化领域的应用研究较为广泛。

纳米二氧化钛可以通过光催化过程将光能转化为化学能，用于降解废水中的有机污染物。

研究发现，添加一些能够吸收可见光的材料，如碳量子点、半导体量子点等，可以提高纳米二氧化钛的光催化活性。

此外，光催化技术也可以应用于空气净化、自洁涂料等领域。

在防污涂料领域，纳米二氧化钛的应用也备受关注。

纳米二氧化钛具有超疏水性和自洁性，可以防止油污、水渍等附着在表面上，使涂层具有良好的自洁效果。

此外，纳米二氧化钛还可以通过光催化分解有机污染物，达到净化空气的目的。

防污涂料的应用不仅可以提高建筑物外墙的清洁度，还可以延长建筑物的使用寿命。

太阳能电池也是纳米二氧化钛的一个重要应用领域。

纳米二氧化钛具有优异的光催化性能和电化学性质，可以作为太阳能电池中的电极材料。

目前，纳米二氧化钛主要应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）和钙钛矿太阳能电池（PSC）中。

通过纳米二氧化钛的光催化作用，可以有效提高太阳能电池的光电转换效率。

此外，纳米二氧化钛在化妆品领域的应用也日益增多。

纳米二氧化钛可以作为防晒剂，有效抵御紫外线的伤害。

同时，纳米二氧化钛还具有抗菌作用，可以用于制备抗菌化妆品。

然而，由于纳米二氧化钛对人体的潜在风险，其在化妆品中的应用仍需谨慎。

纳米二氧化钛的制备及光催化

纳米二氧化钛的制备及光催化引言：纳米二氧化钛是一种新型的光催化无机功能材料，由于其粒径在1~ 100 nm 之间, 具有粒径小、比表面积大表面活性高、分散性好等特点, 表现出独特的物理化学性质。

它具有良好的透明性，紫外线吸收性及熔点低、磁性强、热导性强、高效、无毒、成本低和不造成二次污染等优点等奇异特性；还具有良好的抗菌作用，使用过程中不会发生自身损耗，而且资源丰富，价格低廉，因此在光催化降解废水中的有机物、涂料、精细陶瓷、塑料、催化剂、及化妆品等方面应用广泛，成为新型功能材料研究的热点之一。

1.纳米TiO2的制备纳米TiO2的制备方法有很多, 归纳起来主要有固相法、气相法和液相法等其中气相法又包括化学气相沉积法和化学气相水解法等; 液相法包括溶胶凝胶法、胶溶法、醇盐水解法、沉淀法、水热合成法等。

(1).化学气相沉积法(CVD)CVD法是利用挥发性金属化合物的蒸汽通过化学反应生成所需化合物。

它包括单一化合物的热分解, 也包括通过两种以上物质之间的气相反应制备超细粉。

该方法制备的超细粉纯度高,分散性好,粒度分布窄, 除能制备氧化物外, 还能制备碳化物、氮化物等非氧化物超细粉。

Leszek W.achow ski等人利用CVD 法在含碳材料表面制得TiO2。

李文漪利用化学气相沉积法水解四异丙醇钛(TTIP)制备TiO2薄膜, 并研究了制备过程中水解TTIP的反应动力学。

该工艺的优点是自动化程度高, 可以制备出粒径小、粒径尺寸均匀的优质粉体。

(2).化学气相水解法化学气相水解法按照所用原料的不同可分为:TiCL4氢氧火焰水解法和钛醇盐气相水解法。

TiCL4氢氧火焰水解法的基本原理是将TiCL4气体导入高温的氢氧火焰中(700~1000e)进行气相水解,其基本化学反应式为:TiCL4(g)+2H2(g)+O2(g)=TiO2+4HCL(g)钛醇盐气相水解法是通过醇盐水解、均相成核与生长等过程在液相中生成沉淀产物,再经过液固分离、干燥和煅烧等工序,制备TiO2粉体。

纳米二氧化钛的制备与光催化性能研究

1 绪论二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，现正广泛开发，将来有机会成为新工业。

二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。

二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑[1]；它又具有锌白一样的持久性。

二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。

在过去的研究中，用半导体粉末对水、油和空气中的有毒有机化合物进行光催化降解和完全矿化引起了人们的大量关注。

由于抗光腐蚀性，化学稳定性，成本低，无毒和强氧化性，二氧化钛被作为应用最广泛的光催化剂来光降解水和空气中的有毒化合物。

但是二氧化钛具有较大的带隙（锐钛矿相二氧化钛为3.20ev）因此，只有较小一段太阳光区域，大约为2%~3%紫外光区可被应用[2]。

人们尝试用各种制备方法，如贵金属掺杂、氧化物复合、表面修饰等等方法，防止和减少电子与空穴的复合，提高催化剂的光催化活性。

众所周知，吸附和催化的效率与固体的孔径及表面积有关，因此，对二氧化钛进行修饰、改性及增大比表面积是提高光量子效率和增大反应速率的一个有效的方法与途径。

1.1 TiO2的结构与基本性质1.1.1物理常数及结构特征1.1.2 TiO2的结构特征在自然界中，TiO2存在三种晶型结构，即金红石、锐钛矿和板钛矿。

这些结构的区别取决于TiO68-八面体的连接方式，图1-1是TiO68-八面体的两种连接方式，锐钛矿结构是由TiO68-八面体共边组成，而金红石和板钛矿结构则是由TiO68-八面体共顶点且共边组成。

锐钛矿TiO2中的每个八面体与周围8个八面体相连，金红石TiO2中每个八面体与周围10个八面体相连。

事实上锐钛矿可以看做是一种四面体结构，而金红石和板钛矿则是晶格稍有畸变的八面体结构[3]。

简单地认为锐钛矿比金红石活性高是不严谨的，它们的活性受其晶化过程的一些因素影响。

关于掺杂氧化铈的纳米二氧化钛制备及性能研究

关于掺杂氧化铈的纳米二氧化钛制备及性能研究作者：周丽张新来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第07期摘要：TiO2是一种氧化效果好，有着高性能的节能光催的物质，现阶段由于自身的优点正在逐渐被高校的专业人员所研究。

本文从实验部分进行分析，通过XRD分析、TEM分析、光催化结果分析三方面对掺杂氧化铈的纳米二氧化钛制备及性能研究结果进行深入探讨，希望能够相关人士提供有效参考。

关键词：氧化铈;TEM分析;XRD分析TiO2此种材料使用范围不广，通常会被使用成为催化剂，但是在使用的过程中流失情况严重，导致在使用之后就会造成再利用困难的现象，不能再发挥其本质的作用，经过大量的有关数据显示，在TiO2中使用一些微量元素就会对其内部的结构发生转变，可以大幅度的提升其内部的催化效果。

1 实验部分采用凝胶法的方式，并在TiO2中添加适当的溶胶就会使其内部的环境发生变化，导致其中的转换条件不受控制，会出现大规模的凝聚情况，并且会干扰到实际的晶体形状和内部的颗粒。

利用此方式并添加炭黑吸附的方式，可以重新配置成相同掺加量的光催化物。

采用钛酸丁酯以和乙醇根据同等的比例进行调和，并用磁力棒在内部搅拌一个小时，等待之后的沉淀，将配置好的混合溶液放置一旁，等待内部反应。

将大约25g的炭黑放进对应的测量杯中，并添加0.2g的固态草酸，根据前期的规划在内部添加适量的液体的硝酸铈，然后在加入100mL的无水乙醇，大约是量杯内部水比例的四倍。

根据上述的配备，将量杯密封之后利用相关超声振荡的设备对其进行两个小时的加工处理，之后再将其放置在带有磁力的搅拌器中，进行充分的搅拌，在此期间，需要按照不比例，用试管滴在配置完成的混合液中，需要对剂量进行把控，可以逐滴添加。

上述步骤有序的实施之后，应当适量的添加冰蜡酸进行中和，等待pH值逐渐趋于2的时候，可以再用磁力搅拌棒进行三个小时的搅拌，之后放置两天，将静置之后的混合液放入干燥箱中，调节设备内部的温度到80度上下，等待干燥之后并将其进行研磨。

纳米二氧化钛光催化剂的制备与掺杂改性研究

for Azo Dyes 2001
52.M W Rophael.LB Khalil.M M Moawad The reduction of aqueous carbonate to methanol:photocatalysed by TiO2 phthalocyanine 1990(123)
53.Suzuko Yamazaki.Saori Matsunaga Photocatalytic degradation of trichioroethylene in water using TiO2 pellets 2001(35)
45.Yamaki T Fluorine-doping in titanium dioxide by ion implantation technique 2003
46.Teruhisa Ohno.Miyako Akiyoshi Preparation of S-doped TiO2 photocatalysts and their photocatalytic activities under visible light 2004
50.王知彩.昝树财基于WO3表面改性TiO2的制备及光催化性能研究[期刊论文]-化工进展 2005(2)
51.Hu Chun Preparation and Characterization of Surface Bond-conjugated TiO2/SiO2 and Photocatalysis
7.Hung M.Tso E.Datye A K Removal of Sliver in Photographic Processing Waste by TiO2-BasedPhotocatalysis 1996(10)
8.Carraway E R.Hoffman A J.Hoffman M R Photocatalytic oxidation of organic acids on quantumsized semiconductor colloids 1994

掺铈二氧化钛纳米管的制备与光催化活性研究最终版

掺铈二氧化钛纳米管的制备及其光催化活性研究摘要：采用水热法制备钛酸纳米管，水热条件为130℃水热处理24h；再利用浸渍法制备掺铈TiO2纳米管。

通过热分析仪、透射电镜仪、紫外-可见反光光度计、红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等对其进行表征；并以有机磷农药草甘膦作为降解物，研究TiO2纳米管和掺铈TiO2纳米管的光催化性能。

结果表明，掺杂适量稀土元素铈提高了TiO2纳米管对草甘膦的降解率，即提高了TiO2纳米管的光催化性能；并且铈掺杂量和煅烧温度存在一个最佳值，当铈掺杂量为0.15 %，煅烧温度为400℃时，Ce-TiO2纳米管的光催化性能最好，125W高压汞灯照射1h 后，对草甘膦的降解率达到75%。

关键词：铈掺杂；TiO2纳米管；草甘膦；光催化中图分类号：O 643.32 文献标识码：AStudy on Preparation and Photocatalytic Activity of TitaniaNanotubes Doped with CeriumXUE Wei-liang, ZHANG Guo-wen, XU Xiong-fa, XU Yue-hua (Institute of Biomaterial, College of Science, South China Agricultural University,Guangzhou 510642, China)Abstrac t: Titanic acid nanotubes were synthesized by hydrothermal treatment of rutile-phase TiO2 nanoparticles in l0 mol∙L−1 NaOH solution at 130℃ for 24 h. Cerium doped titania nanotubes (Ce-TiO2 nanotubes) were obtained by impregnation method, and characterized by differential thermal analysis-thermogravimetry analysis (DTA-TG), transmission electron microscopy (TEM), diffuse reflectance spectroscopy(DRS), flourier transfer infrared spectroscopy (FI-IR), energy dispersive spectrometer (EDS), and X-ray diffraction (XRD). The photocatalytic activity of Ce-TiO2 nanotubes were investigated by the degradation of glyphosate. The results show that appropriate cerium-doped content can effectively enhance the photocatalytic activity of TiO2 nanotubes. The photocatalytic activity of Ce-TiO2nanotubes was best, when the cerium-doped content was 0.15 % and the heat treatment temperature was 400℃. The degradation rate of glyphosate was about 75 % after 1h under the irradiation of the 125W high-pressure mercury lamp.Key words: cerium-doped; titania nanotubes; glyphosate; photocatalytic 目前已证实，纳米二氧化钛光催化在废水处理、空气净化、杀菌等领域里具有潜在的或现实的应用价值[1]，因此纳米TiO2光催化性能的研究及其实用性开发已成为当前各国研究者密切关注的热点。

纳米二氧化钛的制备技术及其研究进展

纳米二氧化钛的制备技术及其研究进展纳米TiO2的制备技术及其研究进展摘要：本文中主要总结归纳了目前制备纳米TiO2的方法，具体可按反应的主要条件分为物理法、化学法、综合法和其它方法，并系统的对各个方法进行了较为详细的介绍，为实验前快速决定实验方案提供了一定的参考依据。

关键词：纳米TiO2、物理法、化学法、综合法Preparation Technology and the Prograss of Study on Nanometer TiO2This article mainly summarise and纳米材料指颗粒尺寸为纳米级的超细颗粒，其尺寸大于原子簇但小于微米级，一般介于1nm～100nm之间。

纳米粒子因其尺寸小，比表面积大，表面原子数多，表面能和表面张力随离径的下降急剧增大而具有量子尺寸效应，小尺寸效应，表面效应和宏观量子隧道效应等不同于常规固体的光，热，电，磁等新特性。

纳米TiO2是一种新型的无机材料，粒径在10nm～50nm，相当于普通钛白粉的十分之一，与常规材料相比，纳米二氧化钛具有独特功能：1.比表面积大，2.磁性强，具有极强的吸收紫外线的能力，4.表面活性大，5.热导性好，6.分散性好，制得的悬浮液稳定7.奇特的颜色效应8.较好的热稳定性9.化学稳定性和优良的光学，电学，力学等方面的特性。

其中的锐钛矿具有较高的催化效率；金红石型结构比较稳定，具有较强的覆盖力，着色力和紫外线吸收能力。

因此在催化剂载体，紫外线吸收剂，高效光敏剂，防晒护肤化妆品，塑料薄膜制品，水处理，精细陶瓷，器皿传感元件等领域具有广泛的用途。

TiO2晶体基本结构单元都是钛氧八面体（TI-O6），由于TI-O6连接形式的不同，构成了正方晶系金红石型（Rutile）,斜方晶系的锐钛矿型（Anatase）和正方晶系的板钛矿型（Brookite）3种晶型。

天然TIO2各变体晶体具有不同的结晶形态。

金红石型呈短柱状，长柱状或针状；锐钛矿性常呈双锥状；板钛矿型则呈板状，而自然界中金红石型分布最广，锐钛矿和板钛矿则少见。

二氧化钛纳米颗粒掺杂二氧化铈纳米棒复合光催化剂的制备及性能研究

二氧化钛纳米颗粒掺杂二氧化铈纳米棒复合光催化剂的制备及
性能研究
宋健华;谢宇;刘玉应
【期刊名称】《江西化工》
【年(卷),期】2017(000)005
【摘要】当今社会的环境污染已经越来越严重,人们急切的希望寻求一种很好的方法来解决各种污染问题.半导体光催化材料在解决环境污染和潜在的能源短缺有一定的成效,这已经引起了广大学者的研究兴趣.CeO2因为其晶格结构的独特性,能够表现出许多独特的物理性质与化学性质.在掺杂了TiO2后,能够大大地提高CeO2的催化氧化能力.
【总页数】5页(P130-134)
【作者】宋健华;谢宇;刘玉应
【作者单位】南昌航空大学,江西南昌330063;南昌航空大学,江西南昌330063;南昌航空大学,江西南昌330063
【正文语种】中文
【相关文献】
1.铜掺杂改性二氧化钛光催化剂的制备与性能研究 [J], 张新海
2.高比表面积Y-掺杂二氧化铈纳米颗粒和纳米棒的制备及电学性质 [J], 王震平;刘晓飞;李国祥;陈晓霞
3.镧掺杂二氧化钛光催化剂的制备及催化降解莠去津废水性能研究 [J], 张新海
4.二氧化铈/石墨纳米复合光催化剂的制备及其乙醛气体降解性能研究 [J], 张光华;
刘依婷; 詹嘉
5.镧掺杂二氧化钛光催化剂的制备及性能研究 [J], 张新海
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纳米二氧化钛的制备

纳米二氧化钛的制备及其光催化活性的评价实验报告班级：组别：指导老师：小组成员：实验目的：1.培养小组自主设计及完成实验的能力和合作能力。

2. 了解纳米二氧化钛的粒性和物性。

3.掌握溶胶－凝胶法合成 TiO 2 的方法。

4.研究二氧化钛光催化降解甲基橙和亚甲基蓝水溶液的过程和性质。

5.通过实验，进一步加深对基础理论的理解和掌握，做到有目的合成，提高实验思维与实验技能。

一、溶胶凝胶法制备二氧化钛1、实验原理：纳米粉体是指颗粒粒径介于 1～100 nm 之间的粒子。

由于颗粒尺寸的微细化，使得纳米粉体在保持原物质化学性质的同时，与块状材料相比，在磁性、光吸收、热阻、化学活性、催化和熔点等方面表现出奇异的性能。

纳米 TiO 2 具有许多独特的性质。

比表面积大，表面张力大，熔点低，磁性强，光吸收性能好，特别是吸收紫外线的能力强，表面活性大，热导性能好，分散性好等。

基于上述特点，纳米 TiO 2 具有广阔的应用前景。

利用纳米 TiO 2 作光催化剂，可处理有机废水，其活性比普通TiO 2 约10( μm)高得多；利用其透明性和散射紫外线的能力，可作食品包装材料、木器保护漆、人造纤维添加剂、化妆品防晒霜等；利用其光电导性和光敏性，可开发一种 TiO 2 感光材料。

如何开发、应用纳米 TiO 2，已成为各国材料学领域的重要研究课题。

目前合成纳米二氧化钛粉体的方法主要有液相法和气相法。

由于传统的方法不能或难以制备纳米级二氧化钛，而溶胶 -凝胶法则可以在低温下制备高纯度、粒径分布均匀、化学活性大的单组分或多组分分子级纳米催化剂 [1～3] ，因此，本实验采用溶胶 -凝胶法来制备纳米二氧化钛光催化剂。

制备溶胶所用的原料为钛酸四丁脂(Ti(O-C 4 9 4 、水、无水乙醇H ) )2 H 54 9 4 和水，分相介质为 C 25 ，(C OH)以及冰醋酸。

反应物为 Ti(O-C H )H OH冰醋酸可调节体系的酸度防止钛离子水解过速。