材料期刊网

原位合成稳定的Ti3+自修饰介孔TiO2光催化剂在环境净化中的应用

温美成 , 章姗姗 , 戴文锐 , 李贵生 , 张蝶青

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)60992-5

半导体光催化剂TiO2因具有绿色环保无污染、化学稳定性好及可实现稳定产氢等优点而广泛应用于光解水、废水处理和空气净化等领域.然而,锐钛矿相TiO2禁带宽度约为3.2 eV,仅对紫外光响应.而在太阳光中,44%左右为可见光,紫外光仅占不到4%.为了提高TiO2对太阳光的利用率和在可见光照射下的光催化活性,近年来人们采用掺杂金属/非金属离子以及与可见光催化剂复合等方法对TiO2进行改性.但是这些离子掺杂的方法会不可避免地在TiO2晶格中形成结构缺陷,这些结构缺陷作为光生电子和空穴的复合中心不利于电子和空穴分离.最近研究表明,通过Ti3+自掺杂可以很好提高TiO2可见光催化活性,但是目前制备Ti3+掺杂TiO2的方法较复杂,形成的Ti3+掺杂易在表面积聚而被进一步氧化,影响其光催化稳定性,不利于实际应用.因此,开发具有良好电子-空穴分离效率的可见光催化剂引起了广泛的研究兴趣.本文通过原位自掺杂Ti3+来提高TiO2可见光光催化活性.以TiCl3为钛源, H2O为溶剂, F127为软模板,采用溶剂挥发诱导自组装的方法制备了蠕虫状Ti3+自掺杂的介孔TiO2.采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、紫外-可见漫反射(UV-vis)、透射电子显微镜和电子顺磁共振(EPR)对所制备样品结构、结晶度和形貌等进行了表征分析.通过控制表面活性剂用量和焙烧温度优化了Ti3+自掺杂介孔TiO2的光催化活性.结果表明,在模拟太阳光照射下,所制样品对气相光催化氧化NO和水相降解有机染料亚甲基蓝表现出优异的催化性能和稳定性. Ti3+自掺杂介孔TiO2有效扩展了催化剂的光吸收范围,提高了光生电子空穴的迁移效率.其优异的光催化活性和稳定性主要归因于掺杂在TiO2骨架中的Ti3+和所合成催化剂多孔性之间的协同效果.固体UV-vis结果表明,所合成的TiO2具有很好的可见光响应,主要归因于在TiO2材料合成过程中,部分Ti3+未被完全氧化, Ti3+掺入可以有效降低TiO2的禁带宽度.通过计算可知合成的TiO2禁带宽度为2.7 eV.通过低温EPR测试进一步证明了Ti3+的存在,而且Ti3+主要掺杂在TiO2体相中. N2物理吸附结果表明,随焙烧温度不断提高,所得产物的比表面积先增加后减少,当焙烧温度在500 oC时,比表面积最大,但至550 oC时,比表面积、孔径和孔体积增大,表明催化剂的孔结构被破坏.表面活性剂F127的用量对样品比表面积和孔径大小也有影响,当其用量为0.54 g时,所得产物的比表面积最大.我们将所合成的TiO2应用于污染气体NO的氧化,考察了焙烧温度和表面活性剂用量对光催化剂性能的影响.结果表明,当表面活性剂用量为0.54 g,焙烧温度为500oC时,所制催化剂在模拟太阳光和可见光照射下都表现出最好的NO去除转化率.将使用过的催化剂离心洗涤后进行连续反应3.5 h,依然保持很高的NO去除转化率.催化剂高活性及稳定性的主要原因是Ti3+的掺杂将TiO2光响应范围拓展到可见光区域,且Ti3+掺杂和介孔结构之间的协同作用有利于促进光生电子和空穴的分离.当催化剂在低于500 oC焙烧时,所得催化剂结晶度较低,不利于光生电子-空穴的分离,而高温焙烧则会导致催化剂介孔结构遭到破坏,不利于NO气体吸附和产物脱附.表面活性剂对催化剂活性影响较小,在可见光照射下催化剂均表现出很好的光催化活性.此外,该Ti3+自掺杂介孔TiO2在液相条件下对有机染料亚甲基蓝也表现出很好的去除效果,可见光照射2 h,亚甲基蓝去除率接近100%.

关键词: 钛(III)自掺杂 , 介孔二氧化钛 , 溶剂挥发诱导自组装 , 一氧化氮氧化 , 光催化

中国十大币(章)王

徐党校

金属世界 doi:10.3969/j.issn.1000-6826.2000.02.018

关键词:

液晶物理第二章液晶的统计理论

李伯符

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2000.03.009

利用统计物理方法讨论了自由能,在此基础上,详细地推导了只考虑二阶和三阶维里系数近似下,刚性棒状分子的液晶统计理论.介绍了液晶的序参量,讨论了由序参量描述的液晶统计理论.简要地介绍了液晶的相变理论.最后从统计理论出发讨论了液晶的弹性系数与序参数的关系.

关键词: 统计理论 , 自由能 , 相变 , 序参量

王茂章研究员和他的研究活动

杨永岗 , 杨全红

新型炭材料

关键词:

液晶物理第三章液晶的流体力学理论

李伯符

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2000.04.010

讨论了液晶的流体静力学性质，并以魔术螺旋为例分析了力矩平衡条件；讨论了液晶的流体动力学，详细分析了摩擦定律；最后讨论了3种最简单的沿x、 y、 z方向层流。

关键词: 流体静力学 , 流体动力学 , 液晶

桃花开来满眼春--访回天胶业股份有限公司董事长章锋

金属世界

关键词:

评“金属X射线学”

郭可信

金属学报

<正> X射线在金属学及金属物理这一学科中的应用日益广泛,它已经是从事金属研究的科学工作者所不可缺少的工具.同时,金属X射线学也已经成为一门新的边缘学科分支,是金属学及金属物理专业的必修课程.但是,在这方面,迄今为止尚无一本我国科学工作者编写的教材或参考书,仅有的几种译本亦都有内容贫乏与过时的缺点.因此,许顺生同志著的“金属X射线学”的出版是值得欢迎的.本书的内容范围相当广泛,并且是此较全面的.全书共26章,可以粗略地分五个部分:第一部分(1—5章):基本理论,包括X射线物理及晶体学基础,X射线衍射的几何及强度理论;第二部分(6—10章):各种实验方法,如劳厄、周转晶体、粉末及小角度散射法;第三部分(11—15章):X射线晶体学的一

关键词:

腐蚀科学与防护技术 总目录(1989年至1991年)

腐蚀学报（英文）

尸公一匀八U月任,l一.1 111土Q自n舀·专论·‘.卷关子缓蚀剂研究的电化学方法·················,············……曹楚南2 ·综合评述·、‘将石油工业防腐蚀技术推进到一个新水平········..·····……梁翁章1油田腐蚀状况与腐蚀控制··,························一八·,……张兴儒’1微机在地下腐蚀及其阴极保护中的应用…山·······..···……常....

关键词:

“金属学原理”

刘国勋 , 宋维锡 , 宋泝生 , 柯俊 , 章守华

金属学报

<正> 随着我国現代化工业的发展,从事金属材料的工作者的队伍迅速扩大,他們迫切需要較深入地掌握金属学及其近代发展。近年来,虽然出版了一些較深入的金属理論的譯著,但是适合于从事金属的生产和使用的一般工作者,使他們能正确系統地掌握現代金属学的基本概念和基本知識的参考书还是較少的。現代冶金丛书中徐著“金属学原理”的出版,可望滿足一部分这种迫切需要。 全书分八章。第一章金属的結构,介紹了固体金属的結构类型,金属原子大小的概念,晶体中的点、

关键词:

中国腐蚀与防护学会腐蚀电化学及测试仪器使用经验专题讨论会在天津召开

中国腐蚀与防护学报

<正> 中国腐蚀与防护学会腐蚀电化学及测试仪器使用经验专题讨论会1984年4月10日至16日在天津市召开。来自全国各地70多个单位120多名代表出席了这次会议。 会议邀请了上海师院化学系电化学教研室章宗稂副教授报告了美国电化学研究技术近况;天津市电子仪器厂总工程师邹大稼介绍了动态分析与信息革命。 会议分下列六个专题进行了讨论: 1.新研制的仪器和新建立的测试方法

关键词: