光催化剂的改性研究(十二)
《改性WO3-x光催化性能研究》
《改性WO3-x光催化性能研究》一、引言随着环境问题的日益严重和能源危机的加剧，光催化技术作为一种绿色、高效的环保技术，受到了广泛关注。
WO3-x作为一种重要的光催化材料，具有优异的光催化性能和稳定性，被广泛应用于光解水制氢、有机污染物降解等领域。
然而，WO3-x在光催化过程中仍存在一些缺陷，如光生电子与空穴的复合率较高、光响应范围窄等。
为了提高WO3-x的光催化性能，研究者们采用了多种改性方法。
本文将针对改性WO3-x光催化性能进行研究，为进一步优化光催化材料提供理论依据。
二、改性WO3-x的制备方法改性WO3-x的制备方法主要包括掺杂、表面修饰、贵金属沉积等。
其中，掺杂是一种常用的改性方法，通过引入其他元素来改变WO3-x的晶体结构和电子结构，从而提高其光催化性能。
表面修饰则是通过在WO3-x表面覆盖一层其他物质，来提高其光吸收能力和光生载流子的分离效率。
贵金属沉积则是将贵金属纳米颗粒沉积在WO3-x表面，通过形成肖特基势垒来促进光生电子的转移。
三、改性WO3-x的光催化性能研究1. 掺杂改性WO3-x的光催化性能掺杂是提高WO3-x光催化性能的有效方法之一。
研究表明，掺杂不同元素可以改变WO3-x的晶体结构和电子结构，从而提高其光吸收能力和光生载流子的分离效率。
例如，Fe掺杂可以增强WO3-x的光响应范围，提高其光催化活性；而N掺杂则可以提高WO3-x的导电性和可见光吸收能力。
此外，掺杂还可以通过引入缺陷来促进光生载流子的分离和传输，从而提高WO3-x的光催化性能。
2. 表面修饰改性WO3-x的光催化性能表面修饰是另一种有效的改性方法。
通过在WO3-x表面覆盖一层其他物质，可以形成异质结或界面结构，从而提高其光吸收能力和光生载流子的分离效率。
例如，将石墨烯或碳纳米管与WO3-x复合，可以形成具有优异导电性的复合材料，从而提高其光催化性能。
此外，表面修饰还可以通过抑制光生电子与空穴的复合来提高WO3-x的光催化效率。
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。
《改性WO3-x光催化性能研究》
《改性WO3-x光催化性能研究》一、引言随着环境问题的日益严重和能源危机的加剧，光催化技术作为一种新兴的环保技术，已经引起了广泛的关注。
WO3作为一种重要的光催化材料，具有较高的光催化性能和良好的化学稳定性，但其在实际应用中仍存在一些限制。
为了提高WO3的光催化性能，研究者们通过改性WO3-x的方法，改善其光吸收性能、提高光生载流子的分离效率等。
本文旨在研究改性WO3-x的光催化性能，并分析其可能的机制和应用前景。
二、文献综述光催化技术在环境保护和能源转化领域具有重要的应用价值。
作为主要的光催化材料之一，WO3在降解有机污染物、水分解制氢等方面表现出良好的性能。
然而，WO3的光催化性能受到其光吸收范围窄、光生载流子易复合等因素的限制。
为了解决这些问题，研究者们采用不同的方法对WO3进行改性。
改性WO3-x的方法主要包括元素掺杂、表面修饰、制备复合材料等。
元素掺杂可以改善WO3的光吸收性能，扩大其光吸收范围；表面修饰可以提高WO3的表面活性，促进光生载流子的分离和传输；制备复合材料则可以利用不同材料之间的协同作用，提高WO3的光催化性能。
这些改性方法在提高WO3的光催化性能方面取得了显著的成果。
三、实验方法本文采用溶胶-凝胶法制备了改性的WO3-x样品。
具体步骤如下：首先，制备出含有不同掺杂元素的WO3前驱体溶液；然后，通过溶胶-凝胶过程得到凝胶体；最后，经过热处理得到改性的WO3-x样品。
在实验过程中，我们通过XRD、SEM、UV-Vis 等手段对样品进行表征，并利用光催化实验评价其性能。
四、实验结果与分析1. 样品表征通过XRD分析，我们发现改性的WO3-x样品具有较好的结晶度和纯度。
SEM图像显示样品具有均匀的形貌和良好的分散性。
UV-Vis分析表明，改性后的WO3-x样品具有更宽的光吸收范围和更高的光吸收强度。
2. 光催化性能评价我们以甲基橙为底物，评价了改性WO3-x样品的光催化性能。
实验结果表明，改性后的WO3-x样品具有更高的光催化降解效率。
TiO2光催化剂的掺杂改性及应用研究进展
TiO2光催化剂的掺杂改性及应用研究进展TiO2光催化剂的掺杂改性及应用研究进展随着环境污染问题的日益严重，寻找高效、低成本的环境治理技术成为当今科研的热点之一。
在这种背景下，光催化技术作为一种具有较高效能的环境净化技术逐渐受到人们的关注。
其中，TiO2作为光催化剂具有广泛的应用前景。
然而，纯TiO2在光催化反应中存在着一些限制，如窄带隙、光生电子-空穴对的迁移率低等。
为了解决这些限制问题，人们进行了大量的研究，其中掺杂改性是一种有效的方法之一。
通过对TiO2晶格进行掺杂可以调节其能带结构，提高光吸收能力、光生电子-空穴对的分离效率等，从而增强其光催化性能。
常用的掺杂元素包括过渡金属、非金属元素和稀土元素等。
其中，过渡金属如V、Fe、Co、Ni等的掺杂对TiO2的光催化性能改性效果显著。
例如，V掺杂可以增加TiO2的可见光吸收能力，进而提高光催化活性。
非金属元素如N、C的掺杂可以有效地减缓光生电子-空穴对的复合速率，有助于提高光催化反应效率。
稀土元素的掺杂则可通过能带结构调节、缺陷生成等方式来改善TiO2的光催化性能。
掺杂改性仅仅是提高光催化剂性能的一种手段，除此之外还有其他的改性方法。
光催化剂的形貌调节、光吸收杂化剂的引入、表面修饰等都是常用的改性途径。
例如，通过合理地调节TiO2的形貌，如纳米棒、纳米管等，可以增加其比表面积，提高光催化反应活性。
同时，引入光吸收杂化剂如石墨烯、量子点等也是一种有效改性方式，可以提高光吸收和光生电子-空穴对的分离效率。
此外，通过表面修饰，如金属纳米颗粒、聚合物修饰等方式，也可以改善光催化剂的性能。
在应用方面，TiO2光催化剂被广泛应用于环境污染治理、能源转化等多个领域。
以环境污染治理为例，光催化剂可以应用于水处理、废气净化等方面。
在水处理中，光催化剂能够降解有机污染物、抑制细菌生长等。
在废气净化方面，光催化剂可以降解甲醛、苯等有害气体，净化空气。
此外，光催化剂还可以应用于光电催化电池、太阳能电池等能源转化领域。
改性TiO2光催化剂的制备方法研究
改性TiO2光催化剂的制备方法研究摘要：半导体光催化剂TiO2在催化分解水制氢、催化降解有机污染物方面有很高的应用潜力，已引起了学者们的广泛关注。
因此，本文就现阶段改性TiO2光催化剂的制备方法进行了简略的评述，并对今后的研究方向进行了讨论。
关键词：改性TiO2光催化剂；制备1.引言全球能源危机和环境污染问题日益严重，寻求一种能催化分解水产氢且能催化降解有机污染物的光催化剂已成了学者们研究的热点。
相比于其他的一些光催化剂而言，TiO2有着催化活性高、光电化学稳定性好、抗磨损性好、价格低廉且无毒等一系列优点，因此倍受学者们的亲睐。
然而TiO2催化效能会因为光生电子-空穴对的复合而下降，并且其本身对太阳能的利用率很低。
因此，通过掺杂或掺杂异质粒子（非金属粒子或者金属及其氧化物）来改善TiO2的光催化效率和光利用率是非常重要且有效的途径[1]。
其中，多为金属及其氧化物离子的掺杂，非金属粒子掺杂的TiO2光催化剂受到自身在高温煅烧下难于稳定存在等一些缺点的限制，研究量比较少。
掺杂的金属及其氧化物离子多为Pt、Pb等贵金属，虽然能够显著提高TiO2的光吸收和光催化效率，但是价格昂贵，极大的抑制了这些光催化剂的应用范围。
因而，制备新型的、价格低廉且易于获得的改性TiO2光催化剂材料是亟待解决的前沿性课题之一。
2.改性TiO2光催化剂的制备方法掺杂的异质粒子不同，会直接影响最终改性TiO2光催化剂的催化性能。
如Fe3+、V5+等的掺杂能使TiO2光催化活性增强，而Al3+的掺杂则会降低其光催化活性。
因此，掺杂异质粒子种类的选择对改性TiO2光催化剂起着至关重要的作用。
在最近几年，CoOx改性TiO2光催化剂、镍掺杂TiO2光催化剂、Zr和S 共掺杂TiO2光催化剂等都有报道。
2.1 CoOx改性TiO2光催化剂的制备吴玉琪等[2]利用操作简单且易于控制的热分解法制备了不同掺杂量的CoOx-TiO2系列光催化剂。
BiOXX=Cl, Br, I系列光催化剂的制备、改性及应用研究
BiOX(X=Cl, Br, I)系列光催化剂的制备、改性及应用研究【摘要】本文对近年来发展起来的铋氧卤biox(x=cl, br, i)系列半导体光催化材料的制备、改性以及应用进行了综述。
阐述了其制备方法及改性的研究现状，重点介绍了水热法及溶剂热合成法，并对其应用前景进行了展望。
【关键词】光催化；铋氧卤；水热法；溶剂热法；改性前言光催化技术由于具有低能耗，操作简便而显出其优越性，被广泛用于能源和环境科学中。
为了高效地利用太阳光，人们已经合成了各种不同的半导体光催化材料。
研究发现许多bi基化合物都具有光催化性能，bi基化合物中最有代表性的是卤氧化铋（biox）系列化合物，卤氧化铋biox作为一种新型光催化剂[1],具有特殊的层状结构和合适的禁带宽度,从而显示出其优异的光催化性能。
biocl、biobr和bioi的禁带宽度分别为3.22 ev, 2.64 ev和1.77 ev，因此biocl在紫外光下响应，而biobr和bioi在可见光下响应。
下面我们将对biox的制备、改性以及应用进展进行综述。
1.制备方法制备微纳米卤氧化铋的方法主要有水热法、溶剂热法、高压喷溅沉积法、微乳液法、超声法、化学气相法、溶胶凝胶法。
其中，水热法和溶剂热法是文献中常见的biox化合物合成方法。
王云燕[2]等用硝酸铋转化水解法制了biocl粉末，得到的颗粒大小一般在几百个纳米到几个微米之间。
xia[3]等以乙二醇为助剂，在离子液体存在的环境下，溶剂热法合成了空心球状bioi。
zhang[4]等用微波辅助溶剂热法合成微球状biobr。
j. henle等[5]用反相微乳法合成biox(x=c1，br，i)纳米粒，wang[6]等用静电纺丝技术制备出biocl和bi2o3纳米纤维，lei等[7]用声化学合成bioci二维纳米盘和三维层状结构，peng等[8]用低温化学气相法合成单晶biocl纳米结构。
2.改性方法为进一步提高biox的催化性能，大量的研究实验围绕着对其进行改性展开。
《2024年纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究》范文
《纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究》篇一一、引言随着环境保护意识的提高和可持续发展的需求，光催化技术因其在太阳能利用、环境污染治理及光催化反应等多个领域的广泛应用而受到广泛关注。
其中，纳米TiO2光催化剂因其优异的性能和低廉的成本，成为当前研究的热点。
本文将重点探讨纳米TiO2光催化剂的制备、改性及其应用研究。
二、纳米TiO2光催化剂的制备1. 物理法物理法包括气相法、真空蒸发法等，主要通过高温处理获得高质量的纳米TiO2粉末。
其优点是制得的纳米粒子具有较好的晶型结构，但存在生产效率较低，成本较高的缺点。
2. 化学法化学法包括溶胶-凝胶法、水热法等。
其中，溶胶-凝胶法是通过在溶液中制备出均匀的溶胶，然后通过热处理获得纳米TiO2。
水热法则是在高温高压的水溶液中直接进行化学反应。
这两种方法均具有较高的生产效率和较低的成本。
三、纳米TiO2光催化剂的改性由于纳米TiO2光催化剂在可见光区域的响应能力较弱，研究者们通过掺杂、表面修饰等方法对其进行改性。
1. 掺杂掺杂是提高纳米TiO2光催化剂可见光响应能力的一种有效方法。
通过在TiO2晶格中引入其他元素（如氮、硫等），可以拓宽其光谱响应范围，提高对可见光的利用率。
2. 表面修饰表面修饰是通过在纳米TiO2表面引入其他物质（如贵金属、金属氧化物等）来改善其性能。
这些物质可以有效地捕获光生电子和空穴，抑制其复合，从而提高光催化效率。
四、纳米TiO2光催化剂的应用研究1. 环境保护领域纳米TiO2光催化剂在环境保护领域的应用主要包括废水处理、空气净化等。
其优异的氧化还原性能可以有效地降解有机污染物，净化空气和水质。
2. 能源领域纳米TiO2光催化剂在能源领域的应用主要包括太阳能电池、光催化制氢等。
其可以通过吸收太阳能并产生光生电子和空穴，从而实现光电转换或光催化反应，为能源的可持续利用提供新的途径。
五、结论纳米TiO2光催化剂因其优异的性能和低廉的成本，在环境保护和能源领域具有广泛的应用前景。
二氧化钛光催化特性的改性
将光催化剂的粒子纳M化，从理论上将产生如下的四个效应，可以有效提高量子产率，利于光催化反应[12]。
a.能级移动由量子效应引起的导带电子和价带空穴的能级移动，使光催化剂的还原性和氧化性增大，使得不被普通微M级粒子还原的分子可被超微粒子还原。
这个效应可认为与电极反应中电压增大的效果类似。
这是因为超微粒子的电子俘获能级在导带附近上升，并且这种能级的的移动伴随着吸收光谱向短波方向移动。
因而如果想用太阳光中的可见光为光源，必须使用能隙比较窄的半导体材料。
b5E2RGbCAPb.光激发位置趋于表面半导体的粒径变小，光激发产生的电子-空穴对能很快到达催化剂表面。
由于反应是在表面进行的，可以使更多的光生电子和空穴被氧化剂或还原剂吸收，有效减少电子和空穴的复合，因而氧化或还原的速率就会增加。
p1EanqFDPwc.电荷分离的空间变小半导体光催化剂内部会产生空间电荷层，这种电势梯度避免了光激发的电子-空穴对的复合。
然而，电子-空穴对在狭小的空间产生，复合的几率也会增加。
由于表面的氧化-还原反应与复合反应竞争，粒径的减小也可能引起反应速率的降低。
DXDiTa9E3dd.表面积增大对于所有的催化剂，超微粒子化将使表面积增大，从而使催化剂活性增大。
对于粒径在12～150nm的TiO2光催化剂，从水或乙醇中产生的氢活性与粒径成反比关系[13]，其原因不仅在于催化剂表面积的增大，而且与能量状态有关。
RTCrpUDGiT1.5.2可见光敏化可见光敏化是指光催化剂表面经物理或化学吸附一些有机物，经一定波长的光激发后产生光生电子，然后注入到半导体光催化剂的导带上，从而在TiO2中产生载流子的过程。
由于TiO2的带隙较宽，只能吸收紫外光区光子。
而敏化作用可以提高光激发过程的效率，通过激发光敏剂把电子注入到半导体的价带上，从而扩展了光催化剂激发波长的响应范围，使之有利于降解有机化合物。
敏化剂对半导体的激发、电荷转移和敏化剂再生进行过程如图1-4所示[14]。
纳米tio2光催化改性研究
纳米tio2光催化改性研究随着社会不断发展，环境污染已成为当今社会最严重的问题，其中尤其是污染物中组成有害有毒物质，对人类健康和环境造成了巨大的威胁。
随着人们对污染控制的不断加强，越来越多的技术也被开发出来控制和改善环境污染，光催化材料是其中一种。
尤其是近年来随着纳米材料的不断发展， TiO2作为一种强有力的光催化剂，通过其可活性的反应表面，具有良好的催化光催化效率，从而得到了广泛的应用，其中包括控制大气污染物，如二氧化硫、氮氧化物和VOC等。
TiO2的光催化性质TiO2是一种无机酸化物，具有优良的光催化性能和稳定性。
它可以在可见光、紫外光、近红外和极紫外光谱范围内，具有很高的固定性和稳定性，能够有效抑制污染物对环境的危害。
此外，TiO2还具有结构稳定性、耐腐蚀性强、耐高温、耐化学腐蚀性强、耐磨性好等特点。
此外，TiO2还具有很强的光稳定性，其光敏性可以调节和控制，满足不同的应用要求，例如，在可见光和紫外线辐射下，TiO2可以有效催化氧化反应，使污染物变得更加清洁和环保。
TiO2光催化改性研究随着TiO2光催化剂在污染控制领域的广泛应用，如何提高其光催化能力，提高污染物的去除率，促进污染物的氧化反应，减少有毒有害物质，并且降低光催化材料的性能和成本，已成为国际上激烈研究的热点。
为了满足上述目标，TiO2的结构、表面性质和光学性质都需要得到改变。
近来，研究表明，通过对TiO2表面进行改性可以大大提高TiO2的光催化性能。
首先，表面修饰可以有效提高 TiO2活性表面积，促进光催化剂的光反应，从而提高反应效率。
其次，表面改性可以改变TiO2的光学性质，增加其吸收Range，使其能够在可见光谱下催化反应，从而更有效地降低污染物。
此外，研究表明，TiO2的纳米态尺寸也可以非常有效地增加其光催化能力，并且使其具有更好的可操作性。
结论TiO2是一种独特的无机材料，具有优秀的光催化性能，它可以有效抑制污染物对环境的危害。
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。
《改性WO3-x光催化性能研究》
《改性WO3-x光催化性能研究》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巨大的潜力而受到广泛关注。
WO3-x作为一种重要的光催化材料，因其优良的光学性质、化学稳定性和低成本而备受关注。
然而，其光催化性能仍存在一些局限性，如光响应范围窄、光生电子-空穴对复合率高等问题。
因此，对WO3-x进行改性研究，提高其光催化性能，具有重要的理论和实际意义。
二、改性WO3-x的制备方法目前，改性WO3-x的制备方法主要包括掺杂、表面修饰、贵金属沉积等。
其中，掺杂是一种有效的改性方法，通过引入其他元素来改变WO3-x的晶体结构和电子结构，从而提高其光催化性能。
表面修饰则可以通过在WO3-x表面引入具有较强吸附能力的物质，提高其对有机污染物的吸附能力。
而贵金属沉积则可以在WO3-x表面沉积一定量的贵金属，形成肖特基势垒，促进光生电子的转移。
三、改性WO3-x的光催化性能研究1. 掺杂改性掺杂改性是提高WO3-x光催化性能的有效方法之一。
研究表明，掺杂适量的金属离子（如Fe、Co、Ni等）可以改变WO3-x 的晶体结构和电子结构，提高其光吸收能力和光生载流子的分离效率。
例如，Fe掺杂的WO3-x可以显著提高对有机污染物的降解效率，同时具有较好的化学稳定性和循环利用性。
2. 表面修饰表面修饰是一种通过在WO3-x表面引入具有较强吸附能力的物质来提高其光催化性能的方法。
例如，通过在WO3-x表面负载碳纳米管或石墨烯等材料，可以增强其对有机污染物的吸附能力和光生电子的传输能力。
此外，还可以通过在WO3-x表面引入具有氧化还原性质的物质来促进有机污染物的降解。
3. 贵金属沉积贵金属沉积是另一种提高WO3-x光催化性能的有效方法。
通过在WO3-x表面沉积一定量的贵金属（如Au、Ag、Pt等），可以形成肖特基势垒，促进光生电子的转移和分离。
例如，Ag沉积的WO3-x具有优异的光催化性能和稳定性，可以广泛应用于废水处理和太阳能转换等领域。
可见光催化剂氧化铋的改性研究进展
可见光催化剂氧化铋的改性研究进展可见光催化剂氧化铋的改性研究进展近年来，由于可见光催化技术在环境保护和能源转换方面的巨大潜力，越来越多的研究者开始关注开发高效的可见光催化剂。
在这方面，氧化铋因其在可见光区域有较高的吸收能力以及良好的光吸收和电导性能，成为了一种很有潜力的可见光催化剂。
然而，纯氧化铋具有电子-空穴重组速率高、载流子寿命短等问题，限制了其在可见光催化中的应用。
因此，对氧化铋进行改性以提高其催化性能变得尤为重要。
本文将就氧化铋的改性研究进展进行讨论。
一种常见的改性方法是通过掺杂来改变氧化铋的电子结构，从而提高其光催化性能。
阳离子掺杂是一种常用的方法，例如铁、钼、铜等金属离子的掺杂可以提高氧化铋的可见光吸收能力。
研究表明，适量的铁离子掺杂可以显著提高氧化铋的光催化性能，增强其光生电荷分离能力和载流子迁移率。
这是由于铁离子的掺杂可以引入新的能级，形成能带结构的调控，使得光生载流子在晶格中得到更长的寿命，从而提高了催化性能。
另一种改性方法是通过负载其他催化剂或半导体材料在氧化铋表面来增强其催化性能。
纳米材料的加入可以增加氧化铋的表面积，提供更多的活性位点，从而提高光催化活性。
研究表明，负载二氧化钛、氧化锡等半导体材料的氧化铋催化剂在可见光条件下显示出更高的催化活性。
这是因为二氧化钛等半导体材料具有较窄的带隙和较长的载流子寿命，可以提高光生电荷分离率，进而增强光催化性能。
此外，还有一种方法是利用表面修饰来改变氧化铋的性质。
表面修饰可以改变氧化铋的表面能级，形成能级梯度，从而增强光生电荷分离和迁移能力。
研究表明，利用共沉淀法合成的氧化铋催化剂，通过在其表面修饰层上引入氧盐离子，可以降低其载流子寿命，提高其光催化活性。
此外，利用化学修饰方法，如溶胶-凝胶法、浸渍法等，也可以制备具有特定形貌和结构的氧化铋催化剂，进一步提高其光催化性能。
然而，虽然氧化铋的改性研究取得了一定的进展，但仍然存在一些挑战和问题需要解决。
《改性WO3-x光催化性能研究》
《改性WO3-x光催化性能研究》一、引言光催化技术是一种具有广泛应用前景的绿色环保技术，而WO3-x作为一种重要的光催化剂材料，在许多领域得到了广泛的应用。
然而，其光催化性能受到其电子结构、晶格缺陷、比表面积等因素的影响，需要进一步改进。
因此，本文将针对改性WO3-x光催化性能进行研究，以期提高其光催化效率和稳定性。
二、改性WO3-x材料的研究现状WO3-x作为一种常见的光催化剂材料，具有较高的光催化活性，但其在光照过程中存在电子-空穴复合率较高、稳定性较差等问题。
为了解决这些问题，研究者们采用不同的方法对WO3-x进行改性。
目前，主要的改性方法包括掺杂、表面修饰、制备复合材料等。
掺杂是提高WO3-x光催化性能的一种有效方法。
通过引入杂质元素，可以改变WO3-x的电子结构和晶格缺陷，从而提高其光催化性能。
表面修饰则是通过在WO3-x表面覆盖一层其他物质，如贵金属、金属氧化物等，以提高其光吸收能力和光生载流子的分离效率。
制备复合材料则是将WO3-x与其他材料进行复合，利用不同材料之间的协同作用提高其光催化性能。
三、改性WO3-x光催化性能的实验研究本文采用掺杂和表面修饰的方法对WO3-x进行改性，并对其光催化性能进行研究。
具体实验步骤如下：1. 制备不同掺杂浓度的WO3-x样品。
采用溶胶凝胶法合成掺杂不同元素（如Fe、Co等）的WO3-x样品。
2. 对WO3-x样品进行表面修饰。
在WO3-x表面负载不同量的贵金属（如Ag、Au等）或金属氧化物（如TiO2等）。
3. 对改性后的WO3-x样品进行光催化性能测试。
采用甲基橙作为目标降解物，在紫外光和可见光下分别测试其降解效率。
实验结果表明，掺杂和表面修饰都可以显著提高WO3-x的光催化性能。
掺杂元素可以改变WO3-x的电子结构和晶格缺陷，从而提高其光吸收能力和光生载流子的分离效率。
而表面修饰则可以有效地阻止电子-空穴的复合，提高光生载流子的利用率。
此外，复合材料的制备也可以进一步提高WO3-x的光催化性能。
纳米tio2光催化改性研究
纳米tio2光催化改性研究随着能源供需矛盾的日益凸显，绿色环保技术的必要性也变得越来越突出，而纳米TiO2光催化技术是一种具有重要意义的新型绿色技术。
近年来，纳米TiO2光催化技术一直受到了科学家和工程师们的热烈追捧，因为它能有效地用于净化水、治理空气污染、处理有机废水等，作为一种新型有效、安全、环境友好的能源技术，纳米TiO2光催化技术可以实现可持续发展的技术指标。
由于纳米TiO2的单质结构具有特殊的物理和化学特性，因此它是一种抗腐蚀、耐高温、耐磨性极强的材料，也是纳米TiO2光催化技术开发的基础。
纳米TiO2光催化技术利用纳米TiO2作为催化剂，使其在紫外光下发生化学反应，从而使有毒有害物质分解，是解决环境污染问题的一种有效技术。
研究表明：纳米TiO2光催化技术具有良好的抗腐蚀和抗磨损性，使用寿命长，具有很好的高温稳定性，特别是在纳米TiO2光催化技术中，其具有良好的可循环性，可以多次使用，具有显著的有效性，因此，纳米TiO2的应用也就变得越来越多。
研究发现，纳米TiO2光催化技术能有效地分解有毒有害物质，如氮氧化物、二氧化硫、氯乙烯等，而且其抗腐蚀性和高温稳定性也很好，因此纳米TiO2光催化技术发展前景十分光明。
在近些年中，很多研究机构开展了大量研究，为纳米TiO2光催化技术的发展做出了重要贡献。
比如研究发现：纳米TiO2在改性表面增加金属离子后，光催化活性得到了显著提高，从而改善纳米TiO2活性。
此外，纳米TiO2光催化技术的应用仍在加深探索，比如在水污染控制、空气污染控制等领域，纳米TiO2光催化技术是一种更加有效、安全、环保的工艺处理方法。
综上所述，随着社会发展水平的不断提高，纳米TiO2光催化技术也会越来越受到重视，它将成为解决环境污染问题的重要技术手段。
但是目前纳米TiO2光催化技术仍处于研究阶段，相关研究也仍在不断探索，今后的研究将有助于进一步发挥纳米TiO2光催化技术的潜力，协助解决环境污染问题，实现可持续发展的目标。
《2024年金属离子掺杂二氧化钛光催化剂的改性研究》范文
《金属离子掺杂二氧化钛光催化剂的改性研究》篇一一、引言随着环境问题的日益严重，光催化技术因其独特的优势在污染治理和能源转换领域受到了广泛关注。
其中，二氧化钛（TiO2）作为一种高效的光催化剂，因其化学稳定性好、无毒、成本低等优点备受青睐。
然而，其较宽的禁带宽度和较低的光响应范围限制了其在实际应用中的效果。
为了解决这一问题，研究者们开始探索通过金属离子掺杂来改性二氧化钛，以提高其光催化性能。
本文将重点探讨金属离子掺杂二氧化钛光催化剂的改性研究。
二、金属离子掺杂二氧化钛的改性原理金属离子掺杂二氧化钛的改性原理主要在于通过引入杂质能级，缩小禁带宽度，从而提高二氧化钛的光响应范围。
掺杂的金属离子能够捕获光生电子或空穴，抑制电子-空穴对的复合，从而提高光催化反应的效率。
此外，掺杂还可以改变二氧化钛的晶体结构，增强其光吸收能力和表面活性。
三、常见金属离子掺杂二氧化钛的研究1. 过渡金属离子掺杂：如Fe3+、Co2+、Ni2+等。
这些离子具有未填满的d轨道，能够捕获光生电子或空穴，有效分离电子-空穴对，从而提高光催化活性。
同时，它们还能引起二氧化钛晶体结构的变化，扩大其光吸收范围。
2. 稀土金属离子掺杂：如Ce4+、La3+等。
稀土金属离子具有独特的电子结构和丰富的能级，可以改变二氧化钛的光吸收性能和电子传输特性，提高其光催化效率。
此外，稀土金属离子还能提高二氧化钛的稳定性和耐光腐蚀性能。
四、金属离子掺杂二氧化钛的制备方法1. 溶胶-凝胶法：通过将金属盐溶液与二氧化钛前驱体混合，形成溶胶后进行凝胶化处理，再经过热处理得到掺杂的二氧化钛。
这种方法操作简单，掺杂均匀。
2. 浸渍法：将二氧化钛置于含有金属离子的溶液中浸泡，使金属离子吸附在二氧化钛表面或渗入其内部。
这种方法可以实现对二氧化钛表面的均匀掺杂。
3. 化学气相沉积法：通过在气相中反应生成二氧化钛和金属氧化物，再将它们沉积在一起形成掺杂的二氧化钛。
这种方法可以得到高纯度的掺杂二氧化钛，但设备成本较高。
二氧化钛光催化特性的改性
将光催化剂的粒子纳M化，从理论上将产生如下的四个效应，可以有效提高量子产率，利于光催化反应［12］。
a.能级移动由量子效应引起的导带电子和价带空穴的能级移动，使光催化剂的还原性和氧化性增大，使得不被普通微M级粒子还原的分子可被超微粒子还原。
这个效应可认为与电极反应中电压增大的效果类似。
这是因为超微粒子的电子俘获能级在导带附近上升，并且这种能级的的移动伴随着吸收光谱向短波方向移动。
因而如果想用太阳光中的可见光为光源，必须使用能隙比较窄的半导体材料。
b5E2RGbCAPb.光激发位置趋于表面半导体的粒径变小，光激发产生的电子-空穴对能很快到达催化剂表面。
由于反应是在表面进行的，可以使更多的光生电子和空穴被氧化剂或还原剂吸收，有效减少电子和空穴的复合，因而氧化或还原的速率就会增加。
plEanqFDPwC.电荷分离的空间变小半导体光催化剂内部会产生空间电荷层，这种电势梯度避免了光激发的电子- 空穴对的复合。
然而，电子-空穴对在狭小的空间产生，复合的几率也会增加。
由于表面的氧化-还原反应与复合反应竞争，粒径的减小也可能引起反应速率的降低。
DXDiTa9E3dd.表面积增大对于所有的催化剂，超微粒子化将使表面积增大，从而使催化剂活性增大。
对于粒径在12〜150 nm的TiO2光催化剂，从水或乙醇中产生的氢活性与粒径成反比关系［13］，其原因不仅在于催化剂表面积的增大，而且与能量状态有关。
RTCrpUDGiT1.5.2可见光敏化可见光敏化是指光催化剂表面经物理或化学吸附一些有机物，经一定波长的光激发后产生光生电子，然后注入到半导体光催化剂的导带上，从而在TiO2中产生载流子的过程。
由于TiO2的带隙较宽，只能吸收紫外光区光子。
而敏化作用可以提高光激发过程的效率，通过激发光敏剂把电子注入到半导体的价带上，从而扩展了光催化剂激发波长的响应范围，使之有利于降解有机化合物。
敏化剂对半导体的激发、电荷转移和敏化剂再生进行过程如图1-4所示［14］。
ZnO光催化剂的改性研究
ZnO光催化剂的改性研究
谷孝雨;李鹏艳;郭亚楠;崔文权
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2018(046)014
【摘要】近年来,半导体光催化剂作为一种"绿色技术"受到了越来越多的关注,ZnO 由于具有3.37 eV的适当带隙,成本低,环保等特点,已被系统地作为光催化剂进行研究.然而,较大带隙导致对可见光的利用率低,且光生电子-空穴对能够快速内部重组,限制了其在实际中的应用.为了解决这些问题,研究人员做了很多改性研究.本文主要综述了rGO/ZnO、g-C3 N4/ZnO、TiO2/ZnO和CdS/ZnO复合材料的改性研究.
【总页数】4页(P4-6,14)
【作者】谷孝雨;李鹏艳;郭亚楠;崔文权
【作者单位】华北理工大学化学工程学院, 河北唐山 063200;华北理工大学化学工程学院, 河北唐山 063200;华北理工大学化学工程学院, 河北唐山 063200;华北理工大学化学工程学院, 河北唐山 063200
【正文语种】中文
【中图分类】O614.2
【相关文献】
1.均匀沉淀法制备ZnO、Fe/ZnO光催化剂 [J], 富笑男;郭叶飞;陈锦涛
2.铋基卤氧化物光催化剂的改性研究进展 [J], 于苗苗;张静
3.铋基卤氧化物光催化剂的改性研究进展 [J], 于苗苗;张静
4.纳米ZnO光催化剂改性研究的新进展 [J], 王红玉;张雅迪;赵芳;马娅;苏雪花
5.可见光催化剂氧化铋的改性研究进展 [J], 张永辉;陈雪冰;张静
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二氧化钛光催化剂的改性研究
二氧化钛光催化剂的改性研究
张海禄;童仕唐;王大春
【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2003(026)003
【摘要】采用金属Ag,Fe3+和Cu2+ 等离子在几种改性条件下对处理TiO2光催化活性的影响,并对光催化机理和反应动力学作了初步探讨.结果表明,与未改性样品比较,处理后的TiO2的光催化活性得到了明显提高.对Ag改性后的TiO2进行红外干燥和超声波振荡处理,对Fe3+改性后的TiO2进行磁处理,催化活性进一步提高.试验中光催化氧化过程反应的控制为表面反应控制,在低反应浓度条件下,反应级数为宏观一级.
【总页数】4页(P247-250)
【作者】张海禄;童仕唐;王大春
【作者单位】武汉科技大学化工与资源环境学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学化工与资源环境学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学化工与资源环境学院,湖北,武汉,430081
【正文语种】中文
【中图分类】O643
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5.影响二氧化钛光催化剂光催化活性的因素以及光催化剂的制备与应用 [J], 湛社霞
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2.1.3 共掺杂
大量文献报道某些金属阳离子有较好的 可见光响应特性，但是掺杂会降低其紫外光 活性。而尽管某些非金属的掺杂不影响其在 紫外光下的活性，但它的掺杂对TiO2的改性 并不明显。已有文献报道适量离子共掺杂 TiO2产生协同催化效应。
2.2 贵金属沉积
目前常采用Ru、Pd、Pt、Au等贵金属沉积于TiO2表面。 张金龙利用溶胶一凝胶法制备了Pd、Pt沉积于V5+注入的 TiO2上的新型光催化剂，其在可见光下对丙炔的光催化活性 要比未沉积时高几十倍。相对于其他方法而言，贵金属沉积 法对TiO2改性效果比较明显，在其表面沉积金属能明显提高 一些有机物的降解速率，但选用贵金属沉积法对催化剂进行 改性的成本相对较高，而且贵金属沉积改性的TiO2对有机物 光催化降解具有选择性。
3 结语
某些金属阳离子有较好的可见光响应特性，但掺杂会降
低其紫外光活性。而某些非金属的掺杂不影响其在紫外光下 的活性，但它的掺杂对Ti02的改性并不明显。因此在原有单 一离子掺杂改性的基础上，人们开始关注使用阴离子掺杂、 阴离子与金属阳离子复合掺杂、过渡金属与稀土元素复合掺 杂等方法来改性Ti02 。在选择改性离子时，可以同时选择两 种离子且各自的掺杂能级处于Ti02的价带和导带附近，利用 他们对Ti02作用机理的不同而达到一种协同效应进而降低 Ti02的激发条件，提高其光催化活性。
TiO2光催化剂的改性研究
纲要
1
2
3
4 5
引言 改性的一般方法 结语 问题 致谢
1 引言
TiO2光催化在其解决日益严重的水和空气污染问题的研 究领域发挥的作用日益增长，因此成为国内外催化剂领域研 究的热门课题。但由于TiO2的禁带宽度为3.2eV，对应的激 发波长在387nm，属于紫外光区，而太阳光谱中此波长范围 不到5％。从利用太阳能角度出发，最经济实用的光催化剂 应具有可见光催化活性。如何拓展TiO2的光响应范围也因此 成为光催化最具挑战性的课题之一。拓展TiO2的光响应范围， 是通过金属离子掺杂、贵金属沉积、与其它半导体复合等手 段实现的。
答：主要原因是由于SnO2的导带能 级低于TiO2的导带能级，当用足够 激发能的光照射时，TiO2半导体的 光生电子迁移至SnO2的导带，而光 生空穴则聚集在TiO2表面，从而有 效地延长了光生载流子的寿命，提 高了光催化效率。
2.3 半导体复合
复合半导体材料是指两种或两种以上的半导体材料相复合，这 也是提高TiO2光催化活性的一条有效途径。通过半导体的复合可 提高系统的电荷分离效果，扩展光谱响应的范围。其修饰方法包 括简单的组合、掺杂、多层结构等。Vinodgopoal等比较了SnO2、 TiO2和SnO2/TiO2复合半导体薄膜光催化降解染料苯酚蓝黑(NBB) 的催化活性，发现复合半导体薄膜的光催化活性明显高于其他两 种半导体薄膜，主要原因是由于SnO2的导带能级低于TiO2的导 带能级，当用足够激发能的光照射时，TiO2半导体的光生电子迁 移至SnO2的导带，而光生空穴则聚集在TiO2表面，从而有效地 延长了光生载流子的寿命，提高了光催化效率。
2 改性的主要方法
2.1离子掺杂
2.2贵金属沉积
2.3半导体复合
2.1.1 金属离子掺杂
掺杂金属离子，能引起晶格的畸变，形成缺陷位并对光 催化材料的相转变温度、晶粒大小等产生影响。金属离子作 为电子的有效接受体，可捕获导带中的电子。但金属离子既 可能成为电子或空穴的陷阱而延长其寿命，也可能成为复合 中心反而加快复合过程，所以掺杂剂浓度对反应活性也有很 大的影响，存在一个最佳点。已有文献报道的金属离子掺杂 研究主要涉及的是过渡金属离子掺杂以及稀土金属离子掺杂。
2.1.2 非金属离子掺杂
大量研究表明，金属离子、金属氧化物掺杂有较 好的可见光响应特性，但经常以损失TiO2光催化剂 在紫外光区的光催化活性为代价，且金属离子有最 佳掺杂量，其掺杂会降低紫外光活性。与其他掺杂 方法相比，非金属离子掺杂的条件比较苛刻，但它 能将TiO2的光响应波长拓展至可见光区域外，还能 保持在紫外光区的光催化活性，在利用可见光光催 化方面表现出崭新的应用前景。
4 范围？
提高TiO2的光响应范围有哪些方法？ 2.为什么复合半导体薄膜的光催化 活性明显高于SnO2、TiO2两种半导 体薄膜？
答：由于TiO2的禁带宽度为3.2eV，对应的 激发波长在387nm，属于紫外光区，而太 阳光谱中此波长范围不到5％。从利用太阳 能角度出发，最经济实用的光催化剂应具 有可见光催化活性。拓展TiO2的光响应范 围，是通过离子掺杂、贵金属沉积、与其 它半导体复合等手段实现的。