于新娈
,
王岩
,
孟祥江
,
杨建军
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60597-X
在空气气氛和N2中热处理表面均匀分散有尿素和氯化钯的纳米管钛酸,制备了两个系列Pd/N共掺杂的TiO2光催化剂,并对所得样品进行了X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱和电子自旋共振等表征.结果表明,焙烧气氛对样品的形貌、晶体结构、光谱吸收、生成的氧空位浓度和可见光光催化性能的影响很大,其中在空气气氛中制备的样品光催化性能优于在N2中制备的样品.在可见光(λ≥420 nm)照射下,以丙烯为模型污染物考察了样品的光催化活性,发现在空气中400℃下焙烧的样品具有最佳的可见光催化活性.另外,讨论了Pd/N共掺杂TiO2光催化剂具有可见光响应的机理,认为掺杂的Pd/N元素和制备过程中生成的氧空位是影响可见光催化性能的重要因素.
关键词:
二氧化钛
,
纳米管钛酸
,
钯氮共掺杂
,
氧空位
,
可见光催化
王潇彤
,
李延敏
,
刘新
,
高善民
,
黄柏标
,
戴瑛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60234-5
以TiH2为Ti源， H2O2为氧化剂，首先通过表面氧化得到不同状态的前驱体凝胶，然后采用后续水热处理制备Ti3+自掺杂的纳米TiO2.考察了前驱体凝胶状态及水热处理时间对材料结构和性能的影响.利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、电子顺磁共振波谱和紫外-可见漫反射光谱手段对样品进行表征.以次甲基蓝溶液为模拟废水评价样品的可见光催化降解性能.结果表明，与纯TiO2相比， Ti3+的自掺杂使材料在可见光区有明显的吸收，并具有良好的可见光催化降解性能和循环使用性能.当采用黄色凝胶为前驱体时，在160°C下水热处理24 h所得样品在可见光下光催化降解次甲基蓝的反应速率常数(0.0439 min-1)是纯TiO2的18.3倍.
关键词:
Ti3+自掺杂
,
二氧化钛
,
凝胶
,
水热法
,
可见光催化
李海燕
,
刘金凤
,
钱俊杰
,
李秋叶
,
杨建军
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60124-8
采用水热法,以纳米管钛酸为前驱物制备了Bi掺杂的TiO2,并利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱等手段对样品进行了表征。以甲基橙的光催化降解为模型反应评价了样品的可见光催化性能。结果表明, Bi离子并没有进入TiO2的晶格中,而是以BiOCl的形式存在。所制得的BiOCl/TiO2复合物对甲基橙降解表现出较优越的可见光催化活性；当Bi/Ti摩尔比为1%,水热温度为130oC时,所制催化剂的光催化性能最佳,并对光催化活性提高的机理进行了讨论。同时,该催化剂对4-氯苯酚降解也表现出较高的光催化性能。
关键词:
水热法
,
铋掺杂
,
二氧化钛
,
纳米管钛酸
,
氧空位
,
可见光催化
黄振宇
,
高政纲
,
高善民
,
王青尧
,
王泽岩
,
黄柏标
,
戴瑛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62825-0
作为一种稳定、价廉的光催化剂,TiO2被广泛应用于各种污染物的降解;但是,较大的宽禁带(~3.2 eV)和较低的电子迁移率不仅使TiO2很难吸收可见光,而且光生电子和空穴的复合几率高,从而导致TiO2的总体光电效率不高.因此,设计能够被可见光激发、并具有快速光生电子传输的TiO2一直是研究热点.研究表明,Ti3+自掺杂的TiO2(还原态TiO2-x)不仅能够被可见光激发,而且使TiO2具有良好的电子导电性,从而有利于提高TiO2的光电转换效率.另外,非金属元素的掺杂能够减小TiO2的禁带宽度,使TiO2能够响应可见光并具有良好的可见光催化性能,其中S元素的掺杂被广泛研究.目前,S掺杂纳米TiO2的制备通常采用TiS2,单质S,硫脲、二甲亚砜等为S源,但这类原料通常价格昂贵或者具有一定的毒性,因而实际应用受到限制.而制备Ti3+自掺杂TiO2的方法大都是基于"还原法",在真空或强还原性气氛如H2,CO中加热TiO2,或采用高能粒子(电子、氩离子)轰击.在实际应用中,这些方法存在步骤多、条件苛刻、反应时间长和设备昂贵等不足.而且,还原法反应通常发生在颗粒的表面,形成的Ti3+很容易被空气和水中的溶解O2氧化,降低材料的稳定性.虽然在温和的液相中还原Ti4+可用于制备Ti3+掺杂的TiO2,但是由于反应过程中有副产物生成,需要进行后续处理才能得到纯的Ti3+自掺杂TiO2.因此,设计一种简单的制备S掺杂还原态TiO2-x光催化剂仍具有十分重要的意义.前期我们采用H2O2氧化TiH2得到不同状态的前驱体凝胶,然后进行不同方式的后处理得到Ti3+自掺杂的纳米TiO2.本文以TiH2和H2O2反应得到的黄色前驱体凝胶为Ti源,以价格低廉、无毒、稳定的二氧化硫脲为S源和还原剂,采用不同的方法制备了S掺杂的还原态TiO2-x光催化剂.本文初步研究了在凝胶中加入二氧化硫脲后进行水热处理,以及将干燥的凝胶粉末与二氧化硫脲混合热处理对所得产物的影响.并与纯的TiO2、还原态TiO2-x和S掺杂TiO2的光吸收、电化学、光催化性能进行对比研究.采用X射线衍射、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X-射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、比表面分析和电化学工作站等技术对产物的结构、形貌和光电性能进行了表征.以罗丹明B(RhB)溶液为模拟废水,考察样品的可见光催化性能.结果表明,不同的后续处理方式不仅影响S掺杂TiO2-x的结晶性和形貌,而且影响产物的光吸收性能和电子传输性能,从而使不同条件下所得产物的可见光催化性能不同.其中,采用热处理方式得到的S掺杂TiO2-x样品在可见光下降解RhB的速率分别是纯的TiO2,TiO2-x和S掺杂TiO2的31,2.5和3.6倍,而且样品具有良好的循环稳定性.
关键词:
Ti3+自掺杂
,
二氧化钛
,
硫掺杂
,
二氧化硫脲
,
可见光催化
