Fe及SN共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其光催化性能_苏碧桃

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《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境污染和能源短缺问题日益突出，光催化技术作为一种新兴的绿色环保技术，具有广泛的应用前景。

其中，纳米TiO2以其独特的光学、电学和化学性质在光催化领域表现出优异的光催化活性。

近年来，科研人员通过对纳米TiO2进行复合改性，以提高其光催化性能。

本文将探讨纳米TiO2复合材料的制备方法以及其光催化性能的研究进展。

二、纳米TiO2复合材料的制备1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法通过将钛醇盐溶于有机溶剂中，经过水解、缩聚等过程形成溶胶，再经过干燥、热处理等过程得到纳米TiO2复合材料。

该方法具有制备过程简单、产物纯度高、粒径分布均匀等优点。

2. 水热法水热法是利用高温高压的水溶液作为反应介质，通过控制反应条件制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法具有反应温度低、产物结晶度高、形貌可控等优点。

3. 微乳液法微乳液法是一种利用微乳液体系制备纳米TiO2复合材料的方法。

该方法通过将反应物分散在微乳液体系中，形成稳定的反应体系，从而得到粒径小、分布均匀的纳米TiO2复合材料。

三、纳米TiO2复合材料的光催化性能研究1. 光催化反应原理纳米TiO2复合材料的光催化性能主要源于其光生电子和空穴的分离和转移。

当纳米TiO2受到光激发时，会产生光生电子和空穴，这些电子和空穴可以与吸附在TiO2表面的物质发生氧化还原反应，从而实现光催化作用。

2. 复合材料的光催化性能研究通过将不同种类的物质与TiO2进行复合，可以改善其光催化性能。

例如，将金属离子掺杂到TiO2中可以提高其光吸收范围和光催化活性；将非金属元素引入TiO2的晶格中可以改善其可见光响应性能；将其他半导体材料与TiO2进行复合可以形成异质结结构，从而提高光生电子和空穴的分离效率。

这些改性方法均能显著提高纳米TiO2复合材料的光催化性能。

四、实验结果与讨论以某次实验为例，我们采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度的金属离子掺杂的纳米TiO2复合材料，并对其光催化性能进行了研究。

TiO2纳米材料的改性及其光催化性能研究

TiO2纳米材料的改性及其光催化性能研究TiO2是一种广泛应用于光催化领域的半导体材料，其广泛应用主要归功于其良好的化学稳定性、光催化性能和较低的成本。

然而，TiO2的光催化活性主要集中在紫外光区域，限制了其在可见光范围内的应用。

因此，对于纳米TiO2材料的改性研究变得尤为重要，以提高其可见光催化性能，并扩大其应用范围。

研究表明，改性TiO2纳米材料可以通过掺杂、表面修饰以及复合等方法来实现。

其中，掺杂是最常用的改性策略之一。

通过引入铁、氮、碳等元素来改变TiO2的能带结构，可以使其光催化活性发生显著改善。

铁掺杂的TiO2在可见光催化领域具有良好的应用前景。

研究发现，铁掺杂的TiO2具有更窄的能带间隙，能够吸收更多的可见光，并产生更多的电子-空穴对，从而提高催化活性。

同时，还有研究表明，通过调节铁掺杂浓度和制备条件，可以进一步提高光催化性能。

表面修饰也是改性TiO2纳米材料的重要策略之一。

常见的表面修饰方法包括溶液热处理、沉积溶胶、负载其他半导体等。

例如，通过溶液热处理可以在TiO2表面形成一层导电聚合物薄膜，改善其可见光催化性能。

通过沉积溶胶可以在TiO2表面引入二氧化铕、氧化亚铜等光敏剂，增强其可见光催化活性。

此外，将其他半导体负载在TiO2纳米材料上，可以通过协同作用来提高光催化性能，例如Pt-TiO2和Ag-TiO2等复合材料。

此外，纳米TiO2的复合改性也是提高其光催化性能的重要手段之一。

常见的复合改性方法包括纳米TiO2与碳材料的复合、纳米TiO2与其他半导体的复合等。

例如，将纳米TiO2与石墨烯、碳纳米管等碳材料复合，可以通过增加可见光吸收和电子传输来提高光催化性能。

此外，将纳米TiO2与ZnO、CdS等其他半导体复合，也可以通过异质结构的形成来提高光催化活性。

综上所述，纳米TiO2材料的改性研究对于提高其光催化性能以及拓宽应用领域具有重要意义。

掺杂、表面修饰和复合是常用的改性策略，通过这些方法可以有效地调控纳米TiO2的能带结构、光吸收性能和电子传输性能。

纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究

纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。

环境问题已严重影响现代文明的发展，有机污染物具有持久性的特点而长期威胁人类健康，开发和设计仅利用太阳能即可完成对有机污染物降解的新材料将会是解决环境问题的有效方法之一。

纳米TiO2作为一种光催化材料，具有优异的物理和化学性质，因而被广泛应用和重点研究。

本文就纳米TiO2材料的制备及其光催化性能展开探讨。

标签：纳米TiO2;光催化;制备方法;光催化效能引言半导体光催化技术是解决环境污染与能源短缺等问题的有效途径之一。

以二氧化钛为代表的光催化剂在染料敏化太阳能电池、锂离子电池、光伏器件以及光催化领域表现出明显的使用优势.但是TiO2本身的弱可见光吸收、低电导率、高载流子复合速率限制了其在工业生产中的进一步使用。

科技工作者一般通过掺杂、半导体复合、燃料敏化、表界面性质改性等方法提高TiO2的光电化学性能，使其能在生产实践中广泛应用。

1、TiO2材料简介TiO2在自然界中的主要存在形态为金红石、锐钛矿和板钛矿三种晶型，其中金红石是TiO2的高温相，锐钛矿和板钛矿两种形态是TiO2的低温相。

在三种晶型中光催化活性最好的为锐钛矿型TiO2。

锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV 与之对应的激发波长为387nm。

所以，TiO2作为光催化剂在紫外光条件下具有催化活性，在可见光下一般没有活性。

只有对它的结构进行改性，使它的禁带宽度得以缩小，才可以实现材料在可见光条件下的催化降解反应。

改性的方式目前主要有以下几种方法：通过改变晶体内部结构来改变催化剂禁带宽度的离子掺杂方法，通过形成异质结改变能带结构的半导体复合法，提高催化剂对光的吸收能力的表面光敏化法，增大催化剂比表面积使晶粒细化的负载载体法等。

光催化材料中电子e一和空穴h十的浓度会影响有机物的降解速度。

粒径的减小能够使表面原子增加，使光催化剂吸收光的效率显著提高，使其表面e一和h十的浓度增大，从而提高光催化剂的催化活性。

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和人类对环保问题的日益关注，光催化技术作为新兴的绿色技术领域受到了广泛的关注。

纳米TiO2复合材料作为一种高效的光催化剂，具有广泛的应用前景。

本文旨在研究纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能，为实际应用提供理论依据。

二、文献综述纳米TiO2复合材料因其独特的物理和化学性质，在光催化领域具有广泛的应用。

其制备方法、性能及应用已成为研究热点。

目前，制备纳米TiO2复合材料的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。

其中，溶胶-凝胶法因其操作简便、制备条件温和等优点备受关注。

而光催化性能的研究主要关注其对有机污染物的降解、抗菌性能及自清洁等方面的应用。

三、实验方法（一）实验材料实验中所需材料主要包括TiO2纳米粉体、表面活性剂、溶剂等。

所有材料均需符合实验要求，保证实验结果的准确性。

（二）制备方法本文采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2复合材料。

具体步骤包括：将TiO2纳米粉体与表面活性剂混合，加入溶剂进行搅拌，形成溶胶；然后进行凝胶化处理，得到凝胶；最后进行热处理，得到纳米TiO2复合材料。

（三）性能测试本实验通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。

同时，通过光催化实验测试其光催化性能，以降解有机污染物为评价指标。

四、实验结果与分析（一）表征结果通过XRD、SEM和TEM等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。

结果表明，制备的纳米TiO2复合材料具有较高的结晶度和良好的分散性。

（二）光催化性能测试结果以降解有机污染物为评价指标，对制备的纳米TiO2复合材料进行光催化性能测试。

结果表明，该材料具有优异的光催化性能，能够有效降解有机污染物。

此外，我们还研究了不同制备条件对光催化性能的影响，为优化制备工艺提供依据。

五、讨论本实验研究了纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能。

、Si共掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

第６期
康华等：Ｚｎ、Ｓｉ共掺杂纳米Ｔｉ０２的制备及其光催化性能
偿与体积补偿效应，从而导致共掺Ｚｎ、Ｓｉ的Ｔｉ０：样品的ｄ。。。晶面间距尺寸与未掺杂的样品变化不大。Ｚｎ、Ｓｉ离子的掺杂对催化剂的平均晶粒尺寸影响较大，Ｓｉ离子的掺杂使Ｔｉｏ：光催化剂的平均粒径减小。Ｚｎ和Ｓｉ共掺杂得到的Ｚｎ／Ｓｉ—ＴｉＯ：催化剂的平均粒径最小，为１０．４ｎｍ。
表２不同光催化剂的比表面积
Ｔａｂｌｅ２ＴｈｅｓｐｅｃｉｎｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａＯｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｈＯｔｏｃａｔａＩｙｓｔ髑
２．３ＳＥＭ结果图３为纯的Ｔｉｏｚ、单掺Ｚｎ的ＴｉＯ。、单掺Ｓｉ的
Ｔｉ０：与共掺Ｚｎ／Ｓｉ的Ｔｉ０。粉体的场发射扫描电镜形貌。从图中可以看出，纯ＴｉＯ：粉体为球形，粒径尺寸分布不均匀，尺寸为６００～８００ｎｍ，且形状分布不规则，部分颗粒表面存在严重宏观缺陷。单掺Ｚｎ的ＴｉＯ：粉体为规则球形，单掺Ｚｎ导致粒径尺寸分布均匀，尺寸减小至４００～６００ｎｍ，球形粒子表面严重缺陷消失，但有部分球形颗粒挛结为一体，表现出进一步增大粒径尺寸的趋势。从单掺Ｓｉ的ＴｉＯ：粉体的ＦＥＳＥＭ结果看到，单掺Ｓｉ粒子并未有效改善ＴｉＯ：粉体的形貌：颗粒为不规则球形，粒径尺寸分布不均匀，且晶粒尺寸比未掺杂的Ｔｉ０。增大２００～３００ｎｍ，平均直径达到８００～１１００ｎｍ。从共掺Ｚｎ／Ｓｉ的ＴｉＯ。粉体的场发射扫播一电子显微镜
图４给出的是采用水热法制备的纯Ｔｉｏ。及经Ｚｎ、Ｓｉ掺杂的Ｔｉｏ：催化剂的红外光谱图。如图所示，波数为１６３０和３４００ｃｍ－１处出现的红外吸收归属于催化剂表面吸附水的羟基峰［４￣５］。在５００～８５０ｃｍ＿１处的明显吸收归属于晶态Ｔｉｏ：分子中Ｔｉ—ｏＴｉ的伸缩振动峰［５］。对于纯ＴｉＯ：样品，在１０４３和１１３６ｃｍ－１处出现的红外吸收可能是由于硫氧物种的残留引起的。由于晶态ＺｎＯ分子中Ｚ—ｏ的伸缩振动峰在３３６～４３１ｃｍ＿１间，掺入Ｚｎ物种后催化剂的红外谱图与纯Ｔｉｏ。的谱图保持基本一致。对于掺杂引入Ｓｉ物种的ＳｉＯ：／Ｔｉｏ。和Ｚｎ口Ｓｉｏｚ／ＴｉＯ：催化剂样品，在１０７５ｃｍ－１附近增加的峰归属于Ｓｉｏ：物种硅氧四面体Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ反对称性伸缩振动吸收峰。然而，在９３０～９７０ｃｍ．１附近却没有发现Ｔｉ—ｏＳｉ的红外吸收峰，这表明即使有Ｓｉ进入的ＴｉＯ。晶格，其数量相对也是很少的，低于检测限范围。

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。

《多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料制备及其作用机制的研究》范文

《多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料制备及其作用机制的研究》篇一一、引言随着科技的进步与人们对生活品质要求的提高，防污抗菌材料成为了当今材料科学研究领域中的热门话题。

作为重要的防污抗菌材料之一，TiO2纳米材料因其在光照下能够催化产生具有强氧化还原性的自由基，在自清洁、抗菌及光催化等领域得到了广泛的应用。

本文着重研究了多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的制备工艺及其作用机制，为进一步开发高性能的防污抗菌材料提供理论依据。

二、多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的制备1. 材料选择与掺杂元素设计TiO2作为主体材料，我们选择了具有高活性的锐钛矿型。

同时，为了提升其性能，我们选择了多种元素进行掺杂，如氮（N）、碳（C）、铁（Fe）等。

这些元素的掺杂能够改变TiO2的电子结构，从而提高其光催化活性及防污抗菌性能。

2. 制备工艺采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧工艺进行制备。

首先，将选定的掺杂元素与TiO2前驱体混合，形成均匀的溶胶。

然后，通过控制温度和湿度等条件，使溶胶凝胶化。

最后，在高温下进行煅烧，得到多元素掺杂的TiO2纳米材料。

三、多元素掺杂TiO2纳米防污抗菌材料的作用机制1. 光催化机制多元素掺杂的TiO2纳米材料在光照下，能够吸收光能并激发出电子-空穴对。

这些电子和空穴能够与吸附在材料表面的氧气和水反应，生成具有强氧化性的羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O2-），这些自由基具有强大的氧化能力，能够将有机物和细菌分解为无害的成分。

2. 防污机制由于TiO2纳米材料具有优异的光催化性能，能够有效地分解吸附在表面的污渍和油脂。

同时，其表面具有亲水性，能够有效地防止水滴和油滴的附着，从而达到防污的效果。

3. 抗菌机制多元素掺杂的TiO2纳米材料对细菌具有强烈的杀灭作用。

一方面，其光催化产生的自由基能够破坏细菌的细胞膜和细胞内的重要结构，导致细菌死亡。

另一方面，其表面具有微小的凹槽和凸起，可以破坏细菌的生物膜结构，进一步增强其抗菌效果。

TiO2纳米材料的制备及其光催化性能

TiO2溶胶的制备及其光催化性能一、实验目的1•掌握水解法制备TiO2溶胶的基本原理；2.掌握多相光催化反应的催化剂活性评价方法；3•掌握紫外分光光度计的测试原理。

二、TiO2光催化简介1•光催化反应原理自从1972年日本学者Fujishima和Honda在n型半导体TiO2单晶电极上实现了水的光电催化分解制氢气以来，多相光催化技术开始引起世界各行各业科技研究者的极大关注。

半导体多相光催化技术作为一种环境友好型的新型催化技术，在环境治理、新能源开发以及有机合成等领域都有着广泛的应用。

TiO2是n型半导体，根据固体能带理论，TiO2半导体的能带结构是由一个充满电子的低能价带(valenceband，V.B.)和空的高能导带(conductionband，C.B.)构成。

价带和导带之间的不连续区域称为禁带(禁带宽度Eg)。

TiO2(锐钛矿)的Eg=3.2eV,相当于387nm光子的能量。

当TiO2受到波长小于387nm的紫外光照射时，处于价带的电子就可以从价带激发到导带(e-)，同时在价带产生带正电荷的空穴(h+)，从而形成电子-空穴对。

当光生电子和空穴分别扩散到催化剂表面时，和吸附物质作用后会发生氧化还原反应。

其中空穴是良好的氧化剂，电子是良好的还原剂。

大多数光催化氧化反应是直接或间接利用空穴的氧化能力。

空穴一般与TiO2表面吸附的H2O或OH-离子反应形成具有强氧化性的氢氧自由基OH・，它能够无选择性氧化多种有机物并使之彻底矿化，最终降解为CO2、H2O等无害物质。

而光生电子具有强的还原性可以还原去除水体中的金属离子。

光催化过程的基本反应式如下：TiO2+hv(>TiO2的禁带宽度3.2eV)—h++e-h ++e -—>hv （或热量）H 2OH ++OH -OH -+h +f•OHH 2O+h +f•OH +H+空气中游离氧的作用就犹如电子的受体，可形成超氧负离子・02-,超氧负离子与羟基自由基一样也是强氧化还原活性的离子，它们可以氧化和降解半导体表面上甚至其附近的许多细菌和其他有机物。

铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究的开题报告

铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究的开
题报告
题目：
铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究
研究背景及意义：
纳米TiO2是一种应用广泛的光催化材料，具有较高的催化活性和化学稳定性，在环境治理、抗菌等方面具有重要的应用价值。

然而，纯TiO2的光催化性能受限于其带隙能，且易产生电子-空穴的复合，从而影响了其催化效率。

因此，通过掺杂铁、镧等元素，可以改善TiO2的催化性能，提高其光吸收能力和电子传递效率，进而提高其催化性能。

研究内容：
本文拟采用溶胶-凝胶法制备掺杂铁、镧的纳米TiO2材料，并对其进行物理化学性质表征：包括晶体结构、晶格参数、表面形貌、元素组成等。

同时，采用紫外可见吸收光谱、热重分析、X射线光电子能谱、荧光光谱等技术，对掺杂元素对纳米TiO2光学、电学、热学等性质的影响进行研究。

最后，考察掺杂铁、镧对纳米TiO2的光催化性能的影响，评估其在环境污染治理等领域的应用潜力。

研究方法：
本文采用溶胶-凝胶法，以钛酸四丁酯、铁离子、镧离子为原料，乙酰丙酮和异丙醇为溶剂和络合剂，通过控制反应条件，制备掺杂铁、镧的纳米TiO2。

使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等表征仪器对其进行表征，并对其光催化性能进行评估。

预期成果：
本研究预计可以制备出掺杂铁、镧的纳米TiO2材料，综合表征其物理化学性质，并评价其在光催化领域的应用潜力。

通过本研究可以为纳
米TiO2的改性和应用提供参考，促进其在环境治理等领域的推广和应用。

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、改性及其应用研究纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究摘要：纳米TiO2光催化剂因其优异的光催化性质在环境净化、水处理、能源转换等领域得到广泛应用。

本文以纳米TiO2为研究对象，重点探讨了其制备、改性方法以及在不同领域的应用研究内容和进展。

一、纳米TiO2的制备方法目前常用的纳米TiO2制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法等。

其中，溶胶-凝胶法通过溶胶的制备和凝胶的成型过程来得到纳米TiO2颗粒，可以控制颗粒的尺寸和形貌；水热法则是通过在高温高压的水环境下合成纳米TiO2颗粒，可制备出高度结晶的颗粒；气相沉积法则通过在气相中加热激活气体产生纳米TiO2颗粒。

这些方法各有优劣，适用于不同的研究需求。

二、纳米TiO2的改性方法为了提升纳米TiO2的光催化性能和稳定性，研究者在其表面进行改性。

常用的改性方法包括复合杂化技术、离子掺杂、表面修饰等。

复合杂化技术将纳米TiO2与其他材料进行复合，例如薄膜包覆、共混等方式，可以增加纳米TiO2的吸光性能和光生载流子的分离效率；离子掺杂则通过将单质离子或化合物引入纳米TiO2晶格中，改变其能带结构和光吸收性能；表面修饰通过在纳米TiO2颗粒表面修饰有机物或无机物，改变其表面性质和光催化性能。

三、纳米TiO2的应用研究纳米TiO2光催化剂具有优异的光催化性能和广泛的应用前景。

在环境净化方面，纳米TiO2可用于有机污染物的降解和空气净化，通过紫外光的激发产生活性氧自由基，降解有机污染物；在水处理领域，纳米TiO2可用于水的净化和废水处理，能够高效去除重金属离子和有机物，同时使用纳米TiO2光催化剂可以提高水的透明度和亮度；在能源转换方面，纳米TiO2可应用于太阳能电池、光电催化水分解等领域，用于转化光能为电能或储存能。

综上所述，纳米TiO2光催化剂具有制备简单、光催化效率高等优势，通过改性可以进一步提升其性能。

未来，随着对纳米材料研究的深入，纳米TiO2光催化剂将在环境净化、水处理和能源转化等领域发挥更大的作用。

TiO_2基复合纳米材料的制备及其光催化性能研究

TiO_2基复合纳米材料的制备及其光催化性能研究面对日益严重的能源短缺问题和环境污染问题,寻找一种能够高效利用太阳能降解有机污染物的光催化剂成为当前研究的热点。

在众多光催化剂中,TiO2光催化材料表现出较高的催化活性,且其物理化学性质稳定、无毒副作用、费用低廉。

然而,传统的TiO2材料吸收光谱范围窄,禁带宽度较宽（3.2eV）,只能被紫外光激发,对可见光的利用率较低。

因此,TiO2光催化材料的改性研究的重点在于拓宽其光响应范围,提高对可见光的吸收能力,使其充分利用太阳光。

基于此,本文将过度金属氧化物与TiO2复合,制备具有p-n结结构的复合纳米材料,并以典型有机污染物亚甲基蓝、邻氯苯酚以及可挥发性污染物（VOCs）的光催化降解实验考察各改性材料的光催化性能。

本文选取p型半导体NiO和Co3O4对TiO2进行改性,缩小TiO2的禁带宽度,提高对可见光的吸收能力,并通过构建p-n异质结形成半导体复合界面的内电场,抑制光生电子和空穴的复合,提高电子传输效率,从而提高纳米材料的光催化效率。

本文主要研究内容及结果如下:（1）水热法合成了NiO/TiO2复合纳米材料,通过TEM和HRTEM表征结果说明合成的NiO/TiO2光催化剂为平均直径180nm的棒状纳米材料,尺寸均匀且结构稳定,主要暴露晶面为锐钛矿型TiO2的101晶面和NiO的200晶面。

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近年来，随着全球能源短缺和环境污染日益严重，人类正在研究各种可再生能源以替代传统能源。

太阳能是可再生能源中最受瞩目的一种，其中光催化技术是一种用光照射溶液中的有机物以得到可再生能源的方法。

光催化反应的本质是由光照射催化剂而产生的光子触发的电子转移反应，在光子能量的影响下，催化剂的表面上的电子可以被触发，从而衍生出一系列化学反应。

Tio2作为一种代表性的催化剂，具有良好的光催化性能。

然而，由于它极低的电子密度密度，传统的Tio2很难激活有机物，因此，人们近年来大力研究结构和性能调控Tio2的催化剂，以提高它的催化性能。

为了提高Tio2的光催化性能，最近开始大量使用金属离子掺杂Tio2的制备方法。

这类离子掺杂Tio2具有更大的比表面积，更强的稳定性，更薄的形貌，和更高的活性中心的密度。

其中，钇离子掺杂Tio2（Y-Tio2）因其良好的光催化性能而被广泛研究。

本文将研究Y-Tio2的制备方法，研究其在光催化反应中的性能。

本文采用水热法法制备Y-Tio2。

首先，将tio2和反应性化合物混合在一起，再加入相应的溶剂，掺入钇离子，在保持一定的温度、pH值、搅拌速度和反应时间条件下，将其放置在加热装置中反应，当反应到达特定的程度，即可将反应液放入凉水中，终止反应。

基于X射线衍射（XRD），紫外可见分光光度计（UV-Vis），扫描电镜（SEM），透射电子显微镜（TEM），以及X射线光电子能谱（XPS）对Y-Tio2进行分析，以确定其制备方法和特性。

研究结果显示，制备出的Y-Tio2具有极佳的粒径均匀性，其粒径的绝对值在30－40 nm之间，表面结构平整，且分散性优良。

此外，我们还发现Y-Tio2表面上有许多钇离子，其电子配对密度较高，为证实Y-Tio2的制备方法提供了详细的依据。

经过相应的实验，证明Y-Tio2具有良好的光催化性能，但因其机理尚不明确，仍需进一步研究以深入了解离子掺杂Tio2的光催化过程。

N掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能_宋巍巍

本工作采用溶胶-凝胶法以尿素同时为沉淀剂和掺氮剂，一步制备氮掺杂的纳米二氧化钛，并研究其在可见光下对甲基橙溶液的光催化降解性能。
收稿日期：2011-10-31；修改稿日期：2011-11-25。基金项目：国家自然科学基金项目（20773092）。第一作者：宋巍巍（1985—），女，硕士研究生。联系人：薛永强，教授。E-mail xyqlw@。
光催化活性采用光降解甲基橙试验进行评价。
光降解具体过程为：将 0.3 g 样品加入到 200 mL 的
浓度为 10 mg/L 的甲基橙溶液中，通入空气，避光
放置 30 min，以使催化剂充分分散并达到吸附平衡。
将悬浊液置于 30 ℃的恒温水浴锅内，开启 150 W
的 philips 金卤灯作为光催化光源，搅拌下开始反应。
SONG Weiwei，XUE Yongqiang，SU Lining，JU Hongbin
（Department of Applied Chemistry，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，Shanxi，China）
Abstract：Nano-N-doped TiO2 photocatalyst was prepared by Sol-Gel method at room temperature， using tetrabutyl titanate as raw material and urea as N source. The N/TiO2 photocatalyst was characterized by X-ray diffraction（XRD），TEM，UV-Vis DRS. The results show that the N doped

Fe(3+)掺杂TiO_2固体光催化剂的制备与性能研究

５
ａ
多的·ＯＨ。溶液中如果双氧水过量，则过量的Ｈ２０会和 ·ＯＨ回收的催化剂活性降低，使用几次后催化活性基本稳定。但
结合，生成０和Ｈ２０，或者生成ＨＯ：·（氧化羟基自由基），无由于使用多次后，催化剂受到各种物质的影响，反应活性有
２０１８年第０１弱（慧第５３４期）３９
赞源孙蜕 ●
ＺｉｙｕａｎＨｕａｎｉＩｎｇ
降低。这是因为双氧水在紫外光的照射下，双氧水能分解为８５％以上，使用３～６次后，催化效率变化不大。使用６次以上
具有更强氧化性的 ·ＯＨ，增大双氧水的量，溶液中将－、会瓣辍产ｉ生— 更催化效率下降非常明显。这是因为新制的催化剂活性较高，
实验中为了考察催化剂重复使用性，对光催化反应的催化得出了催化剂最佳的制备条件和处理吡嘧磺隆废水最优的
剂进行回收后再次重复利用，催化剂重复使用性结果见图７。
实验条件，为进一步研究光催化处理难降解农药废水提供了
由图７可知，催化剂第一次使用时催化效率最高，可达依据。
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面研究了制备催化剂的最佳工艺条件和催化剂应用条件。１实验部分
臣嚣
１．１试剂与仪器实验所用主要化学试剂见表１。表１化学试荆
等
目１Ｆｃ掺杂Ｔｉ０２的制备１．３吡嘧磺隆废水制备
ｌＯ％ｐ￣嘧磺隆可湿性粉剂又称为草克星、水星、韩乐星，
论是生成０：还是ＨＯ ·，氧化性均降低，从而引起催化效率一定的损伤，使得活性进一步下降。

硅掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及光电催化活性的研究

硅掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光电催化活性的研究3吴建生,宿　艳,陈　硕,全　燮(大连理工大学环境与生命学院,工业生态与环境工程教育部重点实验室,辽宁大连116024)摘　要:　通过电化学沉积,在阳极氧化法制备的高度有序TiO2纳米管阵列表面均匀地沉积Si元素。

扫描电子显微照片显示Si掺杂的TiO2纳米管垂直于基底定向生长。

X射线衍射分析表明,所引入的Si可能掺入到TiO2的晶格中,因而提高了TiO2的热稳定性,抑制了金红石相的生成及晶粒的长大。

紫外2可见漫反射分析表明Si掺杂的TiO2纳米管吸收边带发生了明显的蓝移,并且在紫外区的吸收强度明显增强。

与未掺杂的TiO2纳米管相比,Si掺杂TiO2纳米管电极的紫外光电化学响应显著提高,其光电流密度是未掺杂的1.48倍。

硅掺杂TiO2纳米管阵列光电催化降解五氯酚的动力学常数(1.651h-1)是未掺杂TiO2纳米管电极(0.823h-1)的2.0倍。

关键词:　TiO2纳米管阵列;硅掺杂;光电催化中图分类号:　O613文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)09214292031　引　言由于具有其它半导体无法比拟的催化活性高、稳定性好、无毒、价廉等优点,TiO2纳米管受到了广泛的关注。

高度有序的纳米管阵列具有较大的比表面积、独特的结构特性和良好的晶体结构,这些使其对界面间矢量电荷的转移提供了很好的电子浸透路径[1,2]。

阳极化的制备方法容易操控,而且从钛基底表面生长的纳米管与钛导电基底之间以肖特基势垒直接相连,结合牢固,不易脱落。

此外,管的孔径、长度和壁厚等参数可以通过精确调控电化学条件得以控制[3,4]。

TiO2是多相光催化中使用较多的一种催化剂,但是它对紫外光的利用率却比较低。

通过在TiO2中掺杂金属或化合物,如Pt、Fe、ZnO、CdS和Sr TiO3[5,6]等,能够有效提高光能利用率。

特别是,硅修饰的TiO2体系由于具有很高的光催化活性而引起了广泛的关注。

纳米TiO2材料的制备及其光催化效能研究

PCZSis 纳米ric>2材料的制备及其光催化效能研究姚秉琳摘要环境问题已严重影响现代文明的发展，有机污染物具有持久性飾特点而长期威胁人类健康，开发和设计仅利用太阳能即可完成对有机污染物降解的新材料将会是解决环境问题的有效方法之一.纳米TiO：作为一种光催化材料，具有优异的物理和化学性质，因而被广泛应用和重点研究.文章从纳米TiO2能带结构和光催化反应机制出发，综述了TiO：在形貌可控制备及掺杂改性等方面的研究及其在光催化方面的应用，展望了TiO：光催化材料的发展方向.关键词纳来TiO：;光催化；制备方法；光催化效能中图分类号U283.5文献标识码A文章编号1674-6708(2019)230-0193-03随着我国改革开放的不断深入和社会主义市场经济体制的不断发展，我国的工业门类逐渐增多，各项工业的生产规模也在不断扩大。

然而，工业生产所引发的的废气、废液和废渣及固体垃圾等一直在加剧环境的恶化，环境自身很难完成对这些污染物的自行降解。

如何有效利用太阳能加速污染物的降解将会是解决环境问题的有效方法之一。

二氧化钛(俗称钛白粉)是一种无机半导体材料，属于两性氧化物，有其独特的光学、电学和催化性能等物理化学性质-1972年，Fujishima⑴在Nature发表文章称半导体二氧化钛单晶具有光解水的现象。

TiO?作为光催化法最重要的一种催化剂，一直被广泛使用。

二氧化钛具有金红石、锐钛矿和板钛矿三种晶型，其中以锐钛矿应用最为广泛。

锐钛矿TiO?禁带宽度约为3.2eV,能吸收太阳光中的紫外线，导致价带上的电子受激跃迁至导带，价带则相应的生成相同数目的空穴。

一方面，光生电子和空穴容易复合，从而降低光催化效率；另一方面，二氧化钛表面的电子和空穴会引发环境中氧气和水的活化而产生表面活性氧化物种，从而被广泛应用于有机污染物降解等领域。

TiO?纳米材料的形貌、离子掺杂及贵金属改性等均对其催化性能有着直接影响。

针对以上3个方面，本文从制备方法、能带结构和光催化效应机制等角度综述了TiO2纳米材料在光催化方面的应用。

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，光催化技术因其独特的优势和潜力，已成为当前科研领域的热点之一。

纳米TiO2作为一种重要的光催化材料，因其良好的化学稳定性、无毒性、高催化活性等优点，在光催化领域得到了广泛的应用。

然而，纯TiO2的光催化性能仍存在一些局限性，如光生电子-空穴的复合率高、对太阳光的利用率低等。

为了解决这些问题，研究者们开始探索将TiO2与其他材料进行复合，以提高其光催化性能。

本文旨在研究纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能，为光催化技术的发展提供理论依据和实验支持。

二、纳米TiO2复合材料的制备（一）制备方法本文采用溶胶-凝胶法与化学共沉淀法相结合的方法制备纳米TiO2复合材料。

首先，通过溶胶-凝胶法制备出TiO2前驱体；然后，在TiO2前驱体中加入其他复合材料的前驱体，通过化学共沉淀法实现复合。

（二）制备过程1. 准备原料：选用高纯度的钛醇盐、硝酸盐等作为钛源，以及其他复合材料的前驱体。

2. 溶胶-凝胶过程：将钛源溶解在有机溶剂中，经过水解、缩聚等反应形成溶胶，再经过干燥、烧结等步骤形成TiO2前驱体。

3. 化学共沉淀过程：将其他复合材料的前驱体溶解在TiO2前驱体的溶液中，通过加入沉淀剂，使各组分共同沉淀，形成纳米TiO2复合材料。

4. 洗涤与干燥：将得到的复合材料进行洗涤，去除杂质，然后在适宜的温度下进行干燥。

5. 热处理：对干燥后的复合材料进行热处理，以增强其结晶度和光催化性能。

三、光催化性能研究（一）实验设备与实验条件实验设备主要包括紫外-可见分光光度计、光化学反应仪等。

实验条件为室温、不同光源（如模拟太阳光、紫外光等）。

（二）实验方法与步骤1. 制备不同配比的纳米TiO2复合材料，并进行表征分析，如XRD、SEM、TEM等。

2. 将制备的纳米TiO2复合材料应用于光催化反应中，如降解有机污染物、光解水制氢等。

Fe 3+及S-N共掺杂TiO2纳米材料的制备及其光催化性能

ｓ — ｌｍｅｈｏｎｄｈａａｔｒｚｄｂｙｏｌｇｅｔｄａｃｒｃｅｉｅＸ— ａｏｔｌｃｒｓｃｒｓｏｒｙｐｈｏｅｅｔｏｎｐｅｔｏｃｐｙ（ＸＰＳ），Ｘ— ａｄｆｒｃｉｎ（ｒｙｉｆａｔｏＸＲＤ），
（ｙＬａｂｒｔｙｏｏＥｎｖｒｎｍｅｌｔｄＰｏｌｍｅａｅｉｌｆＭｉｓｒｆＥｄｕａｉＫｅｏａｏｒｆＥｃ — ｉｏｎｔＲｅａｅｙｒＭｔｒａｓｏｎｉｔｙｏｃｔｏｎ，ＫｅｂａｏｒｙＬａｏｒｔｙｏｆＰｏｌｙｍｅｒＭａｅｉｌｆＧａｓｏｖｎｅ，ｔｒａｓｏｎｕＰｒｉｃＣｏｌｇｅｏｌｆＣｈｅｉｔｙａｄＣｈｍｉａｅｍｓｒｎｅｃｌＥｎｇｉｅｉｎｅｒｎｇ，ＮｏｒｈｗｅｔＮｏｍａｎｉｅｓｔｔｓｒｌＵｖｒｉｙ，Ｌａｚｕ７００７ｎｈｏ３０，Ｇａｓｎｕ，Ｃｈｉ）ｎａ
・
本刊特约稿・
பைடு நூலகம்
Ｆ３及ＳＮ共掺杂ＴＯ２米材料的制备ｅ＋ — ｉ纳及其光催化性能
苏碧桃，邓超，费鹏，张春娥，陈亚丽，钟明
（北师范大学化学化学化工学院，西
生态环境相关高分子材料教育部重点实验室，甘肃省高分子材料重点实验室，甘肃兰州７０７）３００
（Ｒ、透射电镜（Ｍ）紫外一ＸＤ）ＴＥ、可见光谱（ — ｓ等技术进行表征，以亚甲基蓝（）降解为模型反应，评价样ｕＶＶｉ）ＭＢ的

Si掺杂TiO_2光催化材料的制备_活性及其机理

硅酸盐学报· 204 ·2011年Si掺杂TiO2光催化材料的制备、活性及其机理王韵芳，孙彦平(太原理工大学洁净化工研究所，太原 030024)摘要：采用两步溶胶–凝胶法制备了Si掺杂TiO2(Si:TiO2)粉体，通过X射线衍射、热重–差热分析和X射线光电子能谱表征了Si:TiO2粉体样品的晶相及表面结构，以甲基橙为目标物考察了Si掺杂TiO2的光催化活性。

研究发现：Si:TiO2粉体在水中降解有机物时，比纯TiO2粉体具有更高的光催化活性；Si:TiO2粉体具有锐钛矿结构，少量Si的引入不仅会抑制TiO2粒径的增大及晶型的转变，而且在Ti原子和Si原子热扩散过程中将导致催化剂的近表面处产生Ti3+。

催化剂外表面存在的Ti4+与近表面处的Ti3+形成的电场对电荷的分离作用及Ti3+和氧空位缺陷的联合作用是Si掺杂TiO2的催化活性大幅度提高的主要原因。

关键词：硅掺杂二氧化钛；甲基橙；表面结构；光催化机理中图分类号：O614 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)02–0204–06Preparation, Photocatalytic Activity and Mechanism of Si-Doped Titania MaterialWANG Yunfang，SUN Yanping(Institute of Clean Chemical Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)Abstract: The Si-doped TiO2 (Si:TiO2) powder was prepared by a two-step sol–gel method and its phase composition and surface structure were characterized through X-ray diffraction, thermogravimetry–differential thermal analysis and X-ray photoelectron spec-troscopy. The photocatalytic activity of Si:TiO2 powder was investigated using methyl orange as target compound. The results indi-cate that the Si:TiO2 powder has higher photocatalytic activity than pure TiO2 powder for the degradation of organic matter in water. The Si:TiO2 powder is anatase structure. The introduction of Si into TiO2 not only hinders the increase of particle size and phase transformation, but also leads to generate the Ti3+ near the catalyst surface during the thermal diffusion process of atoms Si and Ti. The combination of Ti3+ on near surface with oxygen vacancy defects and the co-existence of Ti4+ on the catalyst surface and Ti3+ which play the role of the charge separation on the formation of the charge separation electric field are the real reason for improve-ment of photocatalytic activity of the Si:TiO2.Key words: silicon-doped titania; methyl orange; surface structure; photocatalytic mechanism在n型半导体TiO2电极上发现水的光电催化分解作用以来，TiO2被认为是在许多领域内最有希望利用太阳能的绿色环保型半导体材料[1–2]。

掺铁TiO2纳米粉体的制备工艺对光催化活性的影响

The Effect of Preparation Technology of Nano-powders of Iron-doped TiO2 on Photo-catalytic
Activity
作者：刘辰树[1] 刘昌龄[2]
作者机构： [1]中国科学技术大学生命科学学院,安徽合肥230027 [2]合肥师范学院化学化工系,安徽合肥230061
出版物刊名：合肥师范学院学报
页码： 80-81页
主题词：直接沉淀法共沸蒸馏法 TiO2纳米粉体掺杂光催化活性
摘要：本研究分别采用了直接沉淀法和共沸蒸馏法制备出掺Fe^3＋量为0．1％的TiO2纳米粉体，用XRD分析方法对晶体的物相和粒径进行了表征。

通过在日光源下催化降解水杨酸溶液，对其光催化活性的影响情况进行了比较。

结果表明：以共沸蒸馏法制备出的掺Fe^3＋量为0．1％的TiO2纳米粉体在日光下的光催化活性较高。