溶胶-凝胶法制备硫掺杂TiO2及其可见光催化性能的研究

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溶胶-凝胶法制备TiO2粉体及掺杂锰对光催化性影响

１引言
全球性环境污染问题越来越严重，环境污染物的有效处理、水和空气的净化正成为世界各国实现可持续发展的一个重要制约因素。目前，传统的处理水中有机物的手段为：活性炭法、膜技
二氧化钛的晶体结构、比表面积及掺杂等因素对其光催化活性的影响。关键词：溶胶凝胶法；二氧化钛；硼掺杂；光催化性能中图分类号：Ｘ１１２３．文献标识码：Ａ文章编号：１０ —５２（０２４— ０１００９６４２１）００２ — ３
溶胶一凝胶法制备Ｔｉ粉体及掺杂锰对光催化性影响Ｏ２
单连伟，王继华，丁军，徐妍，董丽敏，韩志东
（尔滨理工大学哈材料科学与工程学院，哈尔滨１０４）５００
摘
要：提出了以钛酸四丁酯为前驱物，采用溶胶一胶法制备Ｔ（ｚ体。以Ｍｎ（Ｈｚ为锰源，制备凝ｉ粉）Ｓ）・Ｏ
ＲＥ￡Ｒ‘ Ｈ＆１ＥＶｌｌ（、ＩｌＡ）￡）
６ｏＣ烧结２ｏ￣下ｈ的光降解效果较好。
３结果与讨论
３１Ｘ射线衍射分析．
图１给出了纯Ｔｉ２（０ ℃ 煅烧２）的 Ⅺ ０６０ｈ
谱。依次是浓度１６０Ｃ下烧结２在０ｏｈ的Ｔｉ２Ｏ粉体和掺杂比为０８的改性Ｔｉ２粉体ＸＤ分析图谱。．ＯＲ根据对比标定，由图谱可以看出，掺杂后的Ｍｎ－

溶胶凝胶法制备TiO_2纳米晶及其光催化性能的研究

λ
杂 TiO2 纳米晶的一次粒径见表 1：由图 1 和表 1 可知：在 400- 700℃温度范围内焙烧，所得无掺杂 TiO2 光催化剂的晶型都是锐钛矿型，锐钛矿型纳米晶粒大小随温度的升高， TiO2 光催化剂颗粒的平均粒径越大.
图 3 为掺杂 Al 的 TiO2 光催化剂 X 衍射图.
表 3 不同温度焙烧的掺杂 Al- TiO2 纳米晶的一次粒径 Table 3 particle sizes of Al- doped TiO2 nanocrystal roasted at different temperatures
B 1# 2# 3# 4# 5# 25.475 25.726 25.599 26.070 25.800 0.9754 0.9749 0.9752 0.9742 0.9748 0.812 0.774 0.616 0.536 0.362 D l/nm 9.9 10.4 13.1 15.1 22.3
焙烧温度从 400- 800℃ 的范围内，获得的 Ti O 对甲基橙溶液的光降解作用 . 研究结果表明： 2 晶型几乎都纳米晶粒的粒径逐渐增大，结晶度逐渐增大 . 同一种 Ti O 焙是锐钛矿单相 . 随着焙烧温度的升高， 2 样品，烧的温度愈高（400～800℃），其光催化剂的活性愈好 . 同一温度下焙烧的掺杂 A l、掺杂 B、无掺杂的 Ti O 2 光催化剂颗粒的平均粒经依次增大，光催化活性的大小顺序则依次减小 . 关键词：Ti O 溶胶 - 凝胶法；红外光谱； X射线衍射；光催化活性 2；中图分类号：TQ 203.9 文献标识码： A
1 问题的提出
利用半导体作为光催化剂光催化降解和消除有害有机物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技术 [1- 2]. 在诸多可用作光催化剂的半导体氧化能力材料中，二氧化钛由于其具有催化效率高、

溶胶凝胶法合成多孔TiO_2粉体及光催化性能的研究

第４０卷
第１２期
化
工
技
术

与
开
发
Ｖｏ．０Ｎｏ１１４．２
Ｄｅ．０１１ｃ２
２１年ｌ０１２月
Ｔｃｎｌｇｅｈｏｏｙ＆ＤｅｅｏｍｅｔｆｅｃｌＩｄｓｒｖｌｐｎｏＣｈｍｉａｎｕｔｙ
溶胶凝胶法合成多孔ＴＯ粉体及光催化性能的研究ｉ２
条件下，将３Ｌ钛酸四丁酯和０４ｍＬ乙酰丙酮ｍ．５
在剧烈搅拌的条件下加入剩余的１ｍＬ无水乙醇０中，拌约２ｍｉ到溶液Ｂ；烈搅拌条件下将搅０ｎ得剧Ｂ液缓慢滴人Ａ液中，续搅拌：凝胶形成之继当
脂酸甘油酉０８、．ｍ１ｍＬ、．ｍＬ１ｍ旨（．ｍＬ１Ｌ、．０２１４、．Ｌ、６
着传统的高温、常规催化技术及吸附技术无法比
拟的优点。二氧化钛半导体材料可对有机污染物
进行光催化降解的优点，使其在土壤、水质和大气的污染治理方面展现出十分光明的应用前景。
分离及光、、等诸多领域潜在的应用价值。电磁而迅速引起国际材料科学领域的广泛关注。近来国内外纳米二氧化钛的研究现状。述综了纳米二氧化钛的制备技术［在全面了解了纳，。米ＴＯ的结构以及光催化机理的基础上，们对ｉ人其制备和改性进行了深入的研究，现纳米ＴＯ发ｉ

溶胶-凝胶法制备TiO2粉体及掺杂锰对光催化性能的影响

３．２光催化性能
分别在５００ ℃ 、５５０ ℃ 、６００ ℃和６２０ｏＣ下烧结
均随炉冷却。以ＭｎＳＯ４・ＨｚＯ为锰源，制备ＴｉＯ改性粉体。根据计算分别取一定质量的浓度为０．０５ｇ／ｌＯＯｍｌ的ＭｎＳ（）４・Ｈ２Ｏ，和四份０．６ｇ样品１，配置成掺杂百分比分别为０．１、０．２、０．４和０．８的混合溶液。将４组溶液密封，放人鼓风干燥箱干燥。干燥后用研钵研磨，放入坩埚，在６００ ℃下的马弗炉中煅烧２ｈ后，随炉冷却，保存待用。借助Ｄ／Ｍａｘ－２５５０ＰＣ型Ｘ射线衍射仪（日本Ｒｉｇａｋｕ公司）分析ＴｉＯ。的晶化程度、晶相组成。ＸＲＤ测试条件：在室温、ＣｕＫａ、管压４０ｋＶ、管电流３０ｍＡ、扫描角度范围２ｅ为２０。～７Ｏ。，扫描速率ｏ／ａｉｒｎ。选取品红和甲基红来模拟典型有机污染物，来测试Ｔｉｏ。粉体和Ｍｎ掺杂改性ＴｉＯ。粉体在天然太阳光照射下的光催化活性。并用分光光度计对可见吸收光谱对比测试分析。
性、光辐射下的高稳定性等优势。因此，ＴｉＯ。正逐渐成为最有潜力的半导体光催化材料［２］。２００１
年，Ａｓａｈｉ等人详细计算了Ｆ、Ｎ、Ｃ、Ｓ、Ｐ、Ｎｉ等元素掺杂的锐钛矿ＴｉＯ的电子结构，并以实验

Sm掺杂TiO2光催化剂的制备与催化性能的研究

ｉｖｓｉａｅｓｗｅ１Ｔｅｒｓｌｆｅｐｒｍｅｔｉｄｃｔｄｔａｈｐｉｚｎａｃｎｔｎｔｍｐｒｔｒｓ５０℃ ．ｅｏｔｎｅｔｔｄａｌｈｅｕｔｏｘｅｉｎｉａｅｔｅｏｔｇ．ｓｎｈｔｍｉｉｇｃｌｉａｉｅｅａｕｅｗａ０ｏｈＴｐｉｍｏａｅｏｐｏｏａａｙｉｓ０／ｒｍｕｄｓｇｆｈｔｃｔｌｔＷａ１０ｍｇｒｃ￣．
半导体光催化技术起源于上世纪七十年代，至今利用半导体光催化剂把光能转化成电能和化学能已成为最热门的研究课题之一ＬＪｊ。最近，关于利用半导体光催化氧化降解有机污染物［１４的应用研究报道已不断增加。然而，纳米ＴＯ２－６ｉ的太阳能利用率低和量子化效率低等技术瓶颈大大限制了光催化氧化技术在环境污染治理上的实际应，因此对光催化剂进行改性是提高光催化活性和催化剂性能的有效途径之一。稀土元素具有不完全的４轨道和空的５轨道，易产生多电子组态，降ｆｄ低电子一空穴对的复合几率，且具有多晶型、强吸附选择性、热稳定性好以及掺杂后光催化剂的光吸收波段移向可见区等特点，因此采用稀土元素掺杂ＴＯ可能是一类有效的光催化Ｊｉ２剂，ｉ９Ｘｅ１１等发现掺杂Ｎ的ＴＯ溶胶体系可见光降解ｘ３的光ｄｉ２一Ｂ催化活性好于未掺杂的ＴＯ，他们认为Ｎ的加入起到了捕获ｉ２ｄ电子的作用。本试验选取稀土离子Ｓ＋为掺杂元素，采用ｍ３作溶胶一凝胶法制备Ｓ／ｉｚｍＴＯ催化剂，并以光降解甲基橙为探针实验考察其催化活性。

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉体的研究进展

ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｅｐａｒａ — ｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＴｉＯｅｐｏｗｄｅｒｂｙｓｏｌ — — ｇｅｌｍｅｔｈｏｄｉｓｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｒｅａｃ — — ｔｉｏｎ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｏｌ — ｇｅｌｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｇｅｌａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴｉ０２ａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．
ＺＥＮＧＡｉｘｉａｎｇ。ＬＵＯＬｉ，ＨＵＫａｉｌｏｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００４）

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及其光催化活性研究

化剂，并在紫外光下降解甲基橙来考察其光催化性
匀透明的黄色溶液① ；２）在室温下将总醇量ｌ的无水乙醇、冰醋酸、／３蒸馏水充分混合，形成溶液②，置于分液漏斗中备用；３）磁力搅拌下，将溶液②缓慢滴加到溶液①
中，得到均匀透明的溶胶，陈化后得到凝胶；４）将凝胶置于恒温真空干燥箱中，８０℃烘干，
水平的选取见表１。
表１因素与水平的选取
ＴａｌＳｅｅｔｄｆｃｏｓａｄＩｖｓｂｅ１ｌｃｅａｔｒｎｅｌｅ
注：Ｉ， Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ代表各因数的水平
２４光催化性能测试．
样品的光催化性能以光催化降解甲基橙来评价。光催化降解在ＳＹ１Ｇ一型多功能光化学反应仪（南京斯东柯仪器有限公司生产）上进行，光源为５０Ｗ的０
２实
验
２１实验原料．
钛酸四正丁酯（Ｒ，Ａ）乙醇（Ｒ，Ａ）冰醋酸（Ｒ，Ａ）
甲基橙（指示剂），蒸馏水。
的Ｃ，，Ｏ，ＨＯ及一些简单的无机物，这为消除环境
污染、水处理开辟了一条新的途径ｌ目前纳米。
表２正交实验安排及实验结果
ＴｂｅＯｒｏｏａｅｐｒｎａｒｎｉｇｎａｌ２ｔｇｎｌｘｅｉｈｍｅｔｒｇｎａｄａ
ｅｐｒｘｅｉｎａｌｅｕｔｍｅｔｓｌｒｓ
作为考察对象，并分别对它们取４个水平。因素与
东营
２７６，５０１

溶胶凝胶法制备TiO_2纳米晶及其光催化性能的研究

２１县教育局，南洞１４２０）垌：７湖：２３０７
摘
要：用溶胶一凝胶法制备含有未掺杂及掺杂Ａ、采１Ｂ的Ｔ０ｉ２纳米晶光催化剂，考察了它们
对甲基橙溶液的光降解作用．究结果表明：烧温度从４０８０ｃ范围内，得的Ｔ０晶型几乎都研焙０－０ｏ的获ｉｚ是锐钛矿单相．着焙烧温度的升高，米晶粒的粒径逐渐增大，晶度逐渐增大．随纳结同一种Ｔ０样品，ｉｚ焙烧的温度愈高（０４０～８０ｃ，光催化剂的活性愈好．０ｏ）其同一温度下焙烧的掺杂Ａ、杂Ｂ无掺杂的Ｔ０］掺、ｉ２光催化剂颗粒的平均粒经依次增大，光催化活性的大小顺序则依次减小．关键词：Ｔ０；胶一凝胶法；外光谱；线衍射；ｉ２溶红Ｘ射光催化活性中图分类号：Ｑ０．Ｔ２３９文献标识码：Ａ
２ｏｇｏｏｎｕｅｕｏＥｕａｉ，ｏｇｏｎｎ４２０）．ｎｋｕＣｕｔＢｒａｄｃｔｎＤｎｋｕＨｕａ２３０Ｄｙｆｏ
ＡｂｔａｔＴｅｎｎｄｐｄｌｄｐｄａｄＢｄｐｄＴＯａｏｒｓｌｐｏｏａａｙｔｗｒｒｐｒｄｉｏ－ｅｔｏ．Ｔｅｓｒｃ：ｈｏ — ｏｅ，Ａ－ｏｅｎ－ｏｅｉ２ｎｎｃｙｔｈｔｃｔｌｓｅｅｐｅａｅｎｓｌｇｌｍｅｈｄｈａｓｐｏｏｅｒｄｔｎｆｍｅｈｌｏａｇｙＴＯａｌｓｗｅｅｒｓａｃｅ．ｈｅｕ￣ｓｏａ：ｎｔｅｒｎｅｏ０－０￣ｃｙｔｌｎｈｔｇａａｉｓｏｔｙ－ｒｎｅｂｉ２ｓｍｐｅｒｅｅｒｈｄＴｅｒｓｌｈｗｔｔｉｈａｇｆ０８０Ｃ，ｒｓｌｅｄｏｈ４ａｉ

溶胶-凝胶法制备共掺杂负载型二氧化钛光催化剂

溶胶-凝胶法制备共掺杂负载型二氧化钛光催化剂苗征;朱绒霞;赵建峰【摘要】以钛酸丁酯为Ti源,采用溶胶�凝胶法合成了“不同金属-N”共掺杂的TiO2纳米粉体,比较了乙醇用量对酞酸四丁酯水解的影响,用紫外-可见光吸收光谱(UV�Vis)和 X 射线衍射(XRD)对掺杂型TiO2粉体的光催化活性和尺寸进行了表征。

结果表明：凝胶时间按钛酸四丁酯与无水乙醇体积比的增大依次增加；单一金属掺杂的光催化剂光活性较多种金属更强,相较Mn2+,Cu2+,Fe3+,Al3+,Ba2+,Co2+与Fe3+,Co2+与N共掺杂TiO2粉体可见光活性最强。

%Takingtetrabutyl titanate as Ti source,this paper synthesizes the'different metal-N'codoped TiO2 nano powder by sol-gel method,and compares the effects of alcohol’amount on phthalic acid ester hydrolysis.The photocatalytic activity and size of doped TiO2 powder are characterized by ultraviolet-visi-ble absorption spectroscopy (UV-Vis)and X-ray diffraction (XRD).The result shows that the gel time in turn increases with the increase of tetrabutyl titanate butyl and anhydrous ethanol volume ratio.The single metal doped light catalyst activity is stronger than that of various pared with Mn2+,Cu2+, Fe3+,Al3+,Ba2+,CO2+ and Fe3+,the CO2+ and N-Co doped TiO2 powder is the most active under condi-tion of visible�light.【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(017)006【总页数】5页(P104-108)【关键词】溶胶�凝胶法;TiO2粉体;共掺杂;光催化【作者】苗征;朱绒霞;赵建峰【作者单位】空军工程大学理学院，西安，710051;空军工程大学理学院，西安，710051;空军工程大学理学院，西安，710051【正文语种】中文【中图分类】TN918.1甲醛(VOC)是一种挥发性有机物，具有强烈的毒副作用，现代科学研究表明：当室内含量为0.1mg/m3 时就有异味和不适感；浓度再高可引起恶心、呕吐、气喘甚至肺气肿；当空气中达到230mg/m3 时可当即导致死亡。

溶胶_凝胶法制备TiO_2及其光催化性能研究

Vol 137No 13・72・化　工　新　型　材　料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第37卷第3期2009年3月基金项目:江苏省生态环境材料重点实验室开放基金(XKY2007002)作者简介:王旭(1974-),男,硕士,讲师,从事功能材料的研究。

溶胶2凝胶法制备TiO 2及其光催化性能研究王　旭　程俊华　陈嘉兴(盐城工学院材料工程学院,盐城224009)摘　要　采用溶胶2凝胶法制备TiO 2,以甲基橙为模型污染物,考察了影响TiO 2光催化活性的主要因素,并采用SEM 和XRD 等方法对样品进行了表征。

结果表明:在450℃下煅烧2h 后,可以制得具有较高光催化活性的TiO 2粉末。

当甲基橙溶液中TiO 2的质量浓度为1.0g/L 时,光催化效果最佳;TiO 2粉末主要具有锐钛矿型晶体结构。

关键词　溶胶2凝胶法,TiO 2粉末,光催化Study on photocatalytic activity of TiO 2prepared by sol 2gel methodWang Xu Cheng J unhua Chen Jiaxing(School of Materials Engineering ,Yancheng Instit ute of Technology ,Yancheng 224009)Abstract TiO 2powder was prepared by sol 2gel method.It was determined the influencing factors by the methyl or 2ange as model pollutants.The obtained TiO 2were characterized though XRD ,SEM ,etc.The results showed that TiO 2ex 2presses optimal photocatalytic activity when the powder was calcinated for 2hours at 450℃and the proper dosage of TiO 2was 110g /L ,and the prepared TiO 2powder was anatase phase.K ey w ords sol 2gel method ,TiO 2powder ,photo catalysis TiO 2作为一种新型多功能材料,以其无毒、光催化活性高、稳定性高、氧化能力强、能耗低、可重复使用等优点而成为最优良的光催化材料[1]。

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO_2及其可见光催化活性

的关系．
图１为由溶胶一胶法制备的系列ＴＯ凝ｉ的ＸＤＲ
图．图１可见曲线ａ在２由０＝２．２，７８８５２７３．９，６．７等处均出现了锐钛矿的特征峰，峰型尖锐，２６０且无任何杂质峰，知制备的产物为纯相锐钛矿型可ＴＯ；ｉ２曲线ｂ在２２．８，７８３６．４０＝５９８３．９，２７５等处出现了锐钛矿型ＴＯｉ２的特征峰，２＝７４１３．７，在０２．５，６０８５．６处出现了金红石型ＴＯ４２５等ｉ的特征峰，根据且２０＝２．８和２５９８０＝２．５７４１两峰面积，用公式利
基金项目：国家自然科学基金（０７０１；２８１９）留学回国基金（教外司留［０８８０号）２０］９作者简介：苗慧（９６１８一）女，，硕士研究生．通讯作者：朱连杰（９１１７一）女，，博士，副教授，－ｉ：ｕ＠ｔｔｅｕｃ．Ｅｍａｚｌｊ．ｄ．ｎｌｈｊｕ
丹明Ｂ的降解率，中，是降解率，为染料溶液其。
的初始吸光度，为反应进行到某个时刻溶液的Ａ
吸光度．
２结果与讨论
２１Ｘ射线衍射（Ｒ和扫描电镜分析（Ｅ．一ＸＤ）ＳＭ）
液的光催化活性，讨光催化活性与ＴＯ探ｉ：晶相组成

非水解溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜及光电催化性能的研究

非水解溶胶－凝胶法制备ＴＯｉ２薄膜及光电催化性能的研究
陈晓宇刘东斌李，，飞张，毅申延明邱丽娟，，
（．沈阳化工大学化学工程学院，１辽宁沈阳１０４；２１１２．中国石油抚顺石化公司乙烯化工厂，宁抚顺１３０）辽１０８
醇盐水解过程，接由反应物缩聚为凝胶，直制备过程简单．种技术中金属卤化物与诸如醇盐、这醚、等氧供体在非水条件下形成无机氧化物．醇
国内江伟辉课题组利用该技术开发了一种以
作．比于其他的处理方法，电催化氧化方法相光
入量，制备工艺复杂，需时间长．ｏｒ所Ｃｒｕ等Ｊｉ
提出ｒｌｔｉＳｌｅｐｏｅｓ简称ＮＨＧ）它不经过金属ｃｏ— ｌｒｃｓ，ｇＳ，
具有高效、彻底、不产生二次污染的优点，引起人们的普遍关注．谓光电催化就是将半导体粉体所固定于导电金属上，同时将固定后的催化剂作为工作电极，用外加恒电流或恒电位的方法迫使采光致电子向电极方向移动，因而与光致空穴发生分离，而提高光催化的效率ｊＴＯ：为一种从．ｉ作重要的半导体材料具有光催化活性高、化学性质稳定、射率高等特性，为人们研究最多的光折成电催化电极材料．目前制备ＴＯｉ多孔薄膜的方法主要有溶胶凝胶法Ｊ模板法Ｊ液相沉积、、

溶胶_凝胶法低温制备N掺杂TiO_2可见光光催化剂

收稿日期：２００７－０８－０８。

收修改稿日期：２００７－１１－２４。

国家自然科学基金（Ｎｏ．２０１３３０４０）资助。

＊通讯联系人。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｙａｏ＠ｓｘｉｃｃ．ａｃ．ｃｎ第一作者：盛永刚，男，３２岁，博士生；研究方向：胶体与表面化学。

溶胶－凝胶法低温制备Ｎ掺杂ＴｉＯ２可见光光催化剂盛永刚１，２梁丽萍１，２徐耀＊，１姜东１，２吴东１（１中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室，太原０３０００１）（２中国科学院研究生院，北京１０００４９）摘要：为了满足低温制备可见光光催化材料的需要，采用溶胶－凝胶法制备ＴｉＯ２纳米晶溶胶，再与聚乙烯基吡咯烷酮（ＰＶＰ）直接反应制备Ｎ掺杂ＴｉＯ２可见光光催化剂。

通过ＸＰＳ分析，说明Ｎ取代了部分晶格中的Ｏ，ＵＶ－Ｖｉｓ漫反射吸收光谱显示，光催化剂具有明显的可见光响应，这是由于Ｎ原子的２ｐ轨道位于Ｏ原子的２ｐ轨道之上，从而使得价带和导带间的能量带隙变窄，引起吸收带红移，产生明显的可见光吸收。

依靠亚甲基兰（ＭＢ）的可见光降解实验证明，Ｎ掺杂光催化剂具有良好的可见光光催化活性，１６ｈＭＢ降解率接近２５％。

关键词：ＴｉＯ２；光催化；可见光中图分类号：Ｏ６１４．４１＋１；Ｏ６４４．１４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４８６１（２００８）０１－００７８－０５ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＮ－ｄｏｐｅｄＴｉＯ２ＶｉｓｉｂｌｅＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｕｎｄｅｒＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖｉａＳｏｌ－ｇｅｌＰｒｏｃｅｓｓＳＨＥＮＧＹｏｎｇ－Ｇａｎｇ１，２ＬＩＡＮＧＬｉ－Ｐｉｎｇ１，２ＸＵＹａｏ＊，１ＪＩＡＮＧＤｏｎｇ１，２ＷＵＤｏｎｇ１（１ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００１）（２ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇａｆａｃｉｌｅｓｏｌ－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ，Ｎ－ｄｏｐｅｄＴｉＯ２ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｗｉｔｈｏｂｖｉｏｕｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｉｎｖｉｓｉｂｌｅｒｅｇｉｏｎｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（１００℃），ｔｈｒｏｕｇｈａｄｉｒｅｃｔｒｅａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＴｉＯ２ｓｏｌａｎｄＰｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ（ＰＶＰ）．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＸ－ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＸＰＳ）ｓｈｏｗｅｄｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆＮ－Ｔｉ－ＮａｎｄＯ－Ｔｉ－Ｎｓｐｅｃｉｅｓ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｄｏｐｉｎｇｏｆＮａｔｏｍｓ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄｆｏｒｌａｔｔｉｃｅｏｘｙｇｅｎｗｉｔｈｏｕｔａｎｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｐｈａｓｅｏｆＴｉＯ２．Ｉｎｃｏｎｔｒａｓｔｔｏｔｈｅｕｎｄｏｐｅｄｓａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅＮ－ｄｏｐｅｄＴｉＯ２ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｃｏｕｌｄｒｅａｄｉｌｙｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄｅｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅ（ＭＢ）ｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｖｉｓｉｂｌｅ－ｌｉｇｈｔｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｕｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｄｏｐｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｗｈｉｃｈｇｉｖｅｓｈｉｇｈａｂｓｏｒｂａｎｃｅｉｎｔｈｅｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｒａｎｇｅ．ＩｎｔｈｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌＮｔｏＯｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｍｅＮ２ｐｓｔａｔｅｓｌｉｅａｂｏｖｅｔｈｅＯ２ｐｖａｌｅｎｃｅｂａｎｄ，ｌｅａｄｉｎｇｔｏａｂａｎｄ－ｇａｐｎａｒｒｏｗｉｎｇａｎｄｏｂｖｉｏｕｓｖｉｓｉｂｌｅｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＴｉＯ２；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ；ｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔＴｉＯ２是应用最广泛的光催化剂［１￣４］，但是其禁带宽度（锐钛矿Ｅｇ＝３．２ｅＶ）较宽，只能利用占太阳光３％￣４％的紫外光［５］，严重制约了其对太阳能的有效利用，必须对其进行改性，使其吸收边延伸到可见光区［６，７］。

TiO2薄膜的溶胶-凝胶法制备及其光学特性

TiO 2薄膜的溶胶-凝胶法制备及其光学特性＊肖循1，2，唐超群1（1.华中科技大学物理系，湖北武汉430074；2.荆州师范学院物理系，湖北荆州434100）摘要：采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备了均匀透明的纳米TiO 2薄膜，X 射线衍射结果表明薄膜晶粒大小为23.0nm ，呈锐钛矿型。

通过测量薄膜的紫外可见光透射率和吸光度光谱，对其光学特性和吸收边缘进行了研究，同时计算了薄膜的光学禁带宽度。

实验结果表明：随薄膜层数的减少，光吸收带边缘发生了蓝移，光学禁带宽度随之变大，此现象可用量子尺寸效应来解释。

关键词：纳米TiO 2；溶胶-凝胶工艺；量子尺寸效应；紫外-可见光谱中图分类号： O484.4 文献标识码：A 文章编号：1001-9731（2003）04-0442-031 引言纳米TiO 2是一种应用前景广阔的半导体材料，它良好的光敏、气敏和压敏等特性，特别是光催化特性［1］，使它在太阳能电池、光电转换器、光催化消除和降解污染物以及各种传感器等方面有着诱人的应用前景。

本文采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO 2薄膜并对其透射率和吸光度光谱以及光学禁带宽度等进行了研究。

溶胶-凝胶法最主要的物理化学过程就是由金属醇盐的醇溶液向溶胶和凝胶转变所发生的水解和缩聚反应。

在醇盐-乙醇-水体系中所发生的反应过程是非常复杂的。

通常以金属有机醇盐为原料，通过水解与缩聚反应而制得溶胶，并进一步缩聚而得到凝胶。

在以Ti （OC 4H 9）4为原料制备纳米TiO 2时，Ti （OC 4H 9）4发生如下的水解缩聚反应［2］：水解：Ti （OBU ）4+!H 2—一O Ti （OBU ）4-!（OH ）!+!HOBU 失水缩聚：。

Ti "OH +HO "Ti —一。

Ti -O "Ti 。

+H 2O 失醇缩聚：。

Ti "OR +HO "Ti —一。

Ti -O "Ti 。

溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2及其光催化降解苯酚性能研究

系可以将卤代脂肪烃、卤代芳香烃、基芳烃和偶氮化合物等硝众多的有机物氧化成无机物，用以处理农药制造、浆造纸可制
工业等多种工业废水］。本文采用溶胶一凝胶法制备纳米二
氧化钛光催化剂，以光催化降解含酚废水为目标反应，用ｘ利射线衍射和紫外可见分光光度法，究了不同焙烧温度与纳研米二氧化钛结晶状态及其光催化活性之间的关系。
光催化降解苯酚水溶液实验，验实验制备Ｔｉ。的光催化检Ｏ
（０Ｈ）— ＴｉｚＨｚ室温下将１钛酸丁酯缓慢滴加到０＋２Ｏ；０ｍｌ
４无水乙醇中，烈搅拌１ｎ混合均匀，到淡黄色透０ｍｌ剧５ｍｉ，得明溶液Ａ；１重蒸水加入到２无水乙醇中，拌下将０ｍｌＯｍｌ搅滴加盐酸调整ｐＨ一３得到溶液Ｂ在剧烈搅拌下将溶液Ａ，。以约２／ｎ的滴速缓慢滴加到溶液Ｂ中，到均匀透明Ｏｍｌｍｉ得的溶胶，续搅拌，到白色凝胶。在７继得５℃ 的恒温条件下对
ＪｕｎｌｏｑｈｒＵｎｉｅｓｔｆＭｅｉｉｅ，０１Ｖｏ．，．１ｏｒａｆＱｉｉａｖｒｉｙｏｄｃｎ２１，１３２Ｎｏ２
溶胶一凝胶法制备纳米ＴＯ及其光催化降解苯酚性能研究ｉ２

溶胶-凝胶法制备S掺杂TiO2纳米粉体的光催化性能

第47卷第4期人工晶体学报Vol.47 No.4 2018 年4 月________________________JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS_________________________April,2018溶胶-凝胶法制备S掺杂Ti02纳米粉体的光催化性能王竹梅，张天峰，李月明，沈宗洋，左建林(景德镇陶瓷大学，中国轻工业功能陶瓷材料重点实验室，江西省能量存储与转换陶瓷材料工程实验室，景德镇333403)摘要:本研究采用溶胶-凝胶法制备了 S掺杂Ti02纳米粉体。

采用X射线衍射（XRD)、热重差热（TG-DTA)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、能量弥散X射线能谱(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对其进行了表征，以亚甲基蓝为模拟污染物，评价了不同热处理条件下的粉体在可见光下的光催化活性。

结果表明:S掺杂对Ti02由锐钛矿型向金红石型的转变有抑制作用，但对其微观形貌没有影响;部分S进入Ti02晶格间隙形成Ti-0-S键，部分S以S0〗_的形式吸附于Ti02表面，S含量约为0.3at% ;S掺杂Ti02纳米粉体具有较高的可见光催化活性，当硫酸钠加入量为10%，550 t煅烧1 h的S/Ti02样品的光催化活性最佳，在可见光下对亚甲基蓝的2 h降解率由未掺杂的74.12%提高至86.15%。

关键词:二氧化钛;溶胶-凝胶法;硫掺杂;可见光;光催化降解中图分类号:0643.36 文献标识码:A 文章编号:1000-985X (2018) 04-0765-05 Photocatalytic Properties of S-doped Ti02 Nano-powdersPrepared by Sol-gel MethodWANG Zhu-mei, ZHANG Tian-feng, LI Yue-ming, SHEN Zong-yang, ZUO Jian-lin(Energy Storage and Conversion Ceramic Materials Engineering Laboratory of Jiangxi Province, China National Light Industry Key Laboratory of Functional Ceramic Materials, Jingdezhen Ceramic Institute, Jingdezhen 333403, China) Abstract ： S-doped Ti02 nano-powders were prepared by a sol-gel method. The powders were characterized by XRD, TG-DTA, FT-IR, TEM, EDS and XPS. The photocatalytic activities of the powders prepared under different heat treatment conditions were evaluated according to their photodegradation behavior to methylene blue in visible light. The results indicated that S doping had no obvious effect on the surface morphology of Ti02, but inhibited the growth of Ti02 grains and the transformation of Ti02 from anatase to rutile. Parts of S was incorporated into the Ti02 lattice interstitial sites to form Ti-O-S bond, parts adsorbed on the surface of Ti02as S〇4~ , the sulphur content was about 0. 3at%.In addition, the S-doped Ti02 powders had a good visible photocatalytic activity. The S-doped Ti02calcined at 550 Tl with an optimal photocatalytic activity were fabricated with the Na2S04concentration of 0. 6wt%. The photocatalytic degradation rate of MB in 2 h increased from 74. 12% for Ti02 to 86. 15% for S/Ti02.Key words：Ti02；sol-gel method；S-doped；visible light；photocatalytic degradation1引言作为近年来广受关注的光催化材料Ti02，因其带隙能较宽，仅在紫外光下有活性，且其光激发产生的电基金项目：江西省教育厅科学技术研究项目（G JJ151556);景德镇市科技计划项目（2017G Y Z D01946)作者简介:王竹梅（1971-)，女，云南省人，副教授。

溶胶-凝胶法制备Ce3+掺杂TiO2的研究

第 25 卷第 2 期第220518卷年第42月期
DOI:10.13958/ki.ztcg.2018.02.001
中国陶瓷工业
CHINA CERAMIC INDUSTRY
Vol.25, No.2 Ap·r. 120·18
溶胶-凝胶法制备Ce3+掺杂TiO2的研究
徐晓虹，叶芬，吴建锋，张乾坤，宋佳，李晓雪，余佳惠
(武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北武汉 430070)
摘要：以钛酸丁酯为主要原料，采用溶胶-凝胶法制备了Ce3+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TiO2纳米粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过TG-DTA、XRD、FE-SEM、TEM、UV-Vis吸收谱
达85.15%；随着热处理温度上升，金红石相的出现，同等条件下n(Ce3+)∶n(TiO2) = 0.05%的光催化降解率也增大，最高达
85.52%，优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。
关键词：溶胶-凝胶法；Ce3+掺杂；光催化性；TiO2纳米粉体；亚甲基蓝降解；金红石
中图分类号：TQ174.75
等测试手段对样品的结构与性能进行了表征，分析了Ce3+掺杂对TiO2纳米粉体吸收光谱的影响。结果表明，Ce3+掺杂使得
TiO2纳米粉体对紫外-可见光的吸收增大，TiO2纳米粉体吸收带发生红移，与纯TiO2相比，红移了54 nm左右；当处理温度
为550 ℃，掺杂体系为n(Ce3+)∶n(TiO2) = 0.05%时，样品结晶完整，主晶相为锐钛矿型，粒径约为24.9 nm，反应4 h降解率
文献标志码：A
文章编号：1006-2874(2018)02-0001-07

铁掺杂纳米TiO2溶胶-凝胶法合成及其光催化性质研究

铁掺杂纳米TiO2溶胶-凝胶法合成及其光催化性质研究周文（10340027）（广东省广州市海珠区中山大学510275）摘要：本实验采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2，同时利用FeCl3对其进行改性，掺杂（混合）Fe量分别是0%（空白）、2%、4%、6%、8%、10%等。

利用X射线粉末衍射（XPRD）对改性后的TiO2进行表征，同时用UV-vis探究其光催化降解甲基橙能力，从而得到光催化活性较高的纳米TiO2材料的Fe掺杂比例。

关键词：溶胶-凝胶法TiO2光催化紫外可见光谱XPRD1.引言自从1972年Fujishima发现TiO2电极在紫外光照射下可以光解水制氢以来，TiO2的光催化性能得到了广泛的研究。

众所周知TiO2的量子产率是由光致电子与空穴盼产生与复合决定的，而TiO2的颗粒大小则会直接影响光致电子与空穴的运动变化，具有较小的晶粒大小一般来说会提高TiO2的光学性能。

因此，通过制各均匀细小的TiO2纳米颗粒以及对TiO2进行改性如：掺杂、半导体复合、表面贵金属修饰和有机染料敏化等方法，都可以提高TiO2的光催化性能，使其满足现代生活中各种不同的需求。

［1］TIO2纳米粒子的制备方法近年来也得到了广泛深入的研究，主要包括溶胶-凝胶法、水热法、化学沉淀法、溶剂热法等，其中溶胶-凝胶法因合成工艺简单，反应条件温和且容易控制等优点，而成为最常用的制备TIO2纳米粒子的合成方法。

在溶胶-凝胶反应中，钛酸醇盐具有很强的反应活性，水解与缩合反应迅速，因此，对产物性形态、结构的控制，一直是溶胶一凝胶法制备纳米二氧化钛粒子的难点所在。

［2］本实验采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2，同时利用FeCl3对其进行改性，掺杂（混合）Fe量分别是0%（空白）、2%、4%、6%、8%、10%等。

利用X射线粉末衍射（XPRD）对改性后的TiO2进行表征，同时用UV-vis 探究其光催化降解甲基橙能力，从而得出光催化活性较高的纳米TiO2材料的Fe掺杂比例。

高压辅助溶胶-凝胶法制备La掺杂TiO_(2)光催化剂及其可见光降解甲基橙研究

高压辅助溶胶-凝胶法制备La掺杂TiO_(2)光催化剂及其可见光降解甲基橙研究王雪怡;王智远;余伟;周冰鑫;徐榕;杨兴东;何辉超;贾碧【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2024(38)2【摘要】根据溶胶-凝胶法和水热法制备TiO_(2)的优点和不足,本工作提出了一种高压辅助溶胶-凝胶法(简称HG法)可控地制备La掺杂TiO_(2)。

通过该方法,可以高效制备锐钛矿相La掺杂TiO_(2),且制得样品纯度高,分散性好。

通过控制La掺杂比例(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%,质量分数,下同),可以调控TiO_(2)禁带宽度变化(3.15~2.80 eV);其中,0.20%La掺杂TiO_(2)(0.20%La-TiO_(2))的禁带宽度可达2.80 eV。

甲基橙(MO)光催化降解实验结果表明,0.20%La-TiO_(2)的光催化活性优异,其在可见光照射下160 min内对MO的降解率可达92%,是本征TiO_(2)的38.30倍;·O_(2)-是驱动0.20%La-TiO_(2)光催化降解MO的主要活性物质。

本工作提出的高压辅助溶胶-凝胶法可为制备高活性TiO_(2)基光催化剂提供有益的方法及条件参考。

【总页数】5页(P51-55)【作者】王雪怡;王智远;余伟;周冰鑫;徐榕;杨兴东;何辉超;贾碧【作者单位】重庆科技学院化学与化工学院;重庆科技学院冶金与材料工程学院;重庆国际复合材料股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】O643.3【相关文献】1.微波辅助溶胶-凝胶法制备Mg掺杂La0.9Y0.1Fe1-xMgxO3气敏材料及气敏性能研究2.常温下溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及紫外光降解甲基橙性能研究3.溶胶凝胶法TiO_2光催化剂降解甲基橙溶液的试验研究4.溶胶-凝胶法制备Fe/Zr共掺杂纳米ZnO及其对甲基橙降解性能研究5.Fe、N、La共掺杂TiO_2光催化剂的制备及可见光下降解甲基橙的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。