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可见光响应的稀土离子掺杂TiO2-还原石墨烯
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作者 李冰蕊 潘家豪 +2 位作者 吴礼光 王挺 祝轶琛 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期173-185,I0002共14页
利用吸附相反应技术耦合溶剂热处理过程,制备了可见光响应的La和Yb掺杂的TiO2-还原石墨烯催化剂。结构表征和模拟海水中的苯酚光降解实验表明,吸附相反应制备后掺杂的稀土离子分散于TiO2晶格结构中,促进了TiO2从锐钛矿到金红石的转变从... 利用吸附相反应技术耦合溶剂热处理过程,制备了可见光响应的La和Yb掺杂的TiO2-还原石墨烯催化剂。结构表征和模拟海水中的苯酚光降解实验表明,吸附相反应制备后掺杂的稀土离子分散于TiO2晶格结构中,促进了TiO2从锐钛矿到金红石的转变从而形成混晶结构,并在催化剂中引入了少量Ti^3+离子。而Ti^3+的自掺杂作用可以显著提升催化剂的可见光响应和可见光催化活性,光降解5 h后对模拟海水中苯酚最高去除率在80%以上。可见光催化活性的大小是由催化剂中Ti^3+含量决定的,掺杂引入的混晶结构越多, Ti^3+含量越高,因而催化剂的可见光降解活性也越高。过多稀土离子会聚集在锐钛矿周围抑制晶型转变,减少了催化剂中的Ti^3+含量,也降低了催化剂可见光降解活性。 展开更多
关键词 海水体系 吸附相反应技术 可见光催化 Ti3+自掺杂 稀土
用吸附相反应技术制备弱光响应的铈掺杂TiO2复合光催化剂 预览 被引量:2
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作者 李冰蕊 潘家豪 +2 位作者 王挺 吴礼光 许智勇 《纺织学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期67-73,共7页
为拓展多相光催化的实际应用和满足环境治理的严格要求,利用吸附相反应技术设计并制备了弱紫外光响应高效的TiO2多组分催化剂。借助透射电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和X射线衍射分析了不同焙烧温度下铈离子掺杂量对催化剂形貌的... 为拓展多相光催化的实际应用和满足环境治理的严格要求,利用吸附相反应技术设计并制备了弱紫外光响应高效的TiO2多组分催化剂。借助透射电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和X射线衍射分析了不同焙烧温度下铈离子掺杂量对催化剂形貌的影响,并结合光致发光光谱和弱光降解甲基橙过程,探索了催化剂结构变化对光生载流子复合率和弱光催化活性的影响。结果表明,当掺杂量较低(小于0.10%)时,铈离子掺入引起TiO2晶格膨胀,从而引入光生载流子的浅能级捕获中心,提升了催化活性;在较高掺杂量(0.20%以上)时,铈离子掺入抑制了TiO2结晶,催化剂中大量无定形TiO2严重抑制了其活性;焙烧温度越高,铈离子掺杂量对催化剂结构和活性的影响越显著;降解高浓度甲基橙时,催化性能最好的催化剂的活性是商用P25的2倍多。 展开更多
关键词 吸附相反应技术 铈离子掺杂 光催化 复合光催化剂 甲基橙高效降解
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TiO2复合催化剂弱光催化降解模拟海水中苯酚及其催化活性的影响 被引量:7
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作者 许智勇 李冰蕊 +3 位作者 潘家豪 王挺 吴礼光 祝轶琛 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第12期4593-4601,共9页
为了获得适用于海水中有机污染物光降解催化剂,分别选用纳米SiO_2粒子和氧化石墨烯GO为载体,利用吸附相反应技术并结合热处理过程制备了基于TiO_2的复合催化剂,研究了弱光(光强小于1mW·cm~(-3))激发下复合催化剂光催化降解模... 为了获得适用于海水中有机污染物光降解催化剂,分别选用纳米SiO_2粒子和氧化石墨烯GO为载体,利用吸附相反应技术并结合热处理过程制备了基于TiO_2的复合催化剂,研究了弱光(光强小于1mW·cm~(-3))激发下复合催化剂光催化降解模拟海水中苯酚.结果表明,吸附相反应技术结合焙烧得到的La^3+掺杂TiO_2-SiO_2,表面亲水性较强和对苯酚吸附能力较弱,难以克服盐离子的干扰并有效降解模拟海水中高浓度苯酚.而吸附相反应技术结合醇溶剂热还原处理后,La^3+掺杂TiO_2-SiO_2催化剂表面亲水性显著减弱,但该催化剂在模拟海水中不能形成稳定的悬浮体系.吸附相反应技术得到的TiO_2-GO和La^3+掺杂TiO_2-GO中,TiO_2粒子粒径小于10nm且均匀负载于GO的表面.醇溶剂热还原处理可使TiO_2形成晶型结构,从而提高其催化活性,同时还能将GO表面的含氧基团还原,降低催化剂表面亲水性.从而提升催化剂对苯酚的吸附能力和对盐离子的抗干扰能力.另外,还原GO与小粒径TiO_2粒子紧密结合,使光生电子能很快转移至还原GO表面,增大光生电荷分离率,进一步提升催化剂的光降解性能. 展开更多
关键词 模拟海水 吸附相反应技术 弱光催化 氧化石墨烯
吸附相反应技术制备微弱光响应的多组分掺杂TiO2催化剂
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作者 王挺 祝轶琛 +1 位作者 孙志轩 吴礼光 《环境科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期559-567,共9页
利用弱光(紫外和可见)激发Ti O2光降解污染物是拓展多相光催化实际应用的关键之一.以吸附相反应技术为基础,利用N掺杂以及共掺杂两种方式制备多组分Ti O2光催化剂,并研究其在弱光下光降解甲基橙的过程.结合紫外可见漫反射光谱、X射线衍... 利用弱光(紫外和可见)激发Ti O2光降解污染物是拓展多相光催化实际应用的关键之一.以吸附相反应技术为基础,利用N掺杂以及共掺杂两种方式制备多组分Ti O2光催化剂,并研究其在弱光下光降解甲基橙的过程.结合紫外可见漫反射光谱、X射线衍射、X射线电子能谱以及光致发光光谱等表征手段,探索焙烧温度、N掺杂量以及共掺杂对催化剂光吸收和可见光响应拓展的影响,进而研究弱光下催化剂活性的变化规律.结果发现,N掺杂可以显著增强催化剂的光吸收,从而显著提升其在弱紫外光下光降解甲基橙催化活性,所有N掺杂催化剂的活性均优于商用P25光催化剂.N掺杂对催化剂的可见光响应拓展作用不大,因而单一N掺杂后大部分催化剂在弱可见光下没有活性,仅5%N掺杂催化剂在900℃热处理后有微弱活性.N和Fe2O3二元耦合形成的共掺杂催化剂中,两者之间的协同作用既增强了复合光催化剂的光吸收,也显著拓展了催化剂的可见光响应,因而得到了在弱可见光下具有良好活性的复合光催化剂. 展开更多
关键词 吸附相反应技术 TIO2 微弱光催化 N掺杂 FE2O3
La3+掺杂对吸附相反应制备TiO2复合催化剂的结晶过程及弱紫外光下活性的影响 被引量:1
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作者 王挺 邢骏 +2 位作者 毛彦东 汤方鹏 吴礼光 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2439-2444,共6页
利用吸附相反应技术制备弱紫外光响应的高效催化剂,并通过XRD、XPS以及HRTEM探索了不同焙烧温度下La3+掺杂量对TiO2结晶过程的影响.结合弱紫外光下甲基橙的降解反应,深入研究催化剂结晶过程的变化对弱紫外光下催化剂活性的影响.结果表... 利用吸附相反应技术制备弱紫外光响应的高效催化剂,并通过XRD、XPS以及HRTEM探索了不同焙烧温度下La3+掺杂量对TiO2结晶过程的影响.结合弱紫外光下甲基橙的降解反应,深入研究催化剂结晶过程的变化对弱紫外光下催化剂活性的影响.结果表明,La3+掺杂会抑制TiO2的结晶过程.当焙烧温度或者掺杂量较低时,La3+不能进入TiO2的晶格结构但会轻微地抑制TiO2的结晶过程;未进入晶格结构的La3+存在会引入光生载流子的浅能级捕获中心,在弱光体系中极大提升了催化剂的活性.当La3+的掺杂量为0.05%(原子分数)时,经过900℃焙烧后催化剂降解能力最高,其活性超过商用P25的2倍多.在较高La3+掺杂量(超过0.20%)时,900℃焙烧后一定量La3+进入TiO2的晶格结构而大大抑制了TiO2结晶;这种强烈的抑制作用使得催化剂中存在大量无定形结构TiO2,无定形TiO2甚至多于700℃焙烧后的催化剂,反而大大抑制了弱光体系中催化剂活性. 展开更多
关键词 La3+掺杂 吸附相反应 TIO2 结晶过程 弱光催化
吸附相反应制备过渡金属离子掺杂TiO2光催化剂 预览 被引量:2
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作者 王挺 汤方鹏 +2 位作者 邢俊 毛彦东 吴礼光 《纺织学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期20-26,共7页
通过吸附相反应技术制备多个过渡金属离子掺杂的TiO2光催化剂,结合甲基橙光降解实验研究不同离子及其掺杂量对复合催化剂结构和活性的影响。TEM和紫外可见光谱分析显示,掺杂对复合光催化剂的形貌和吸收光谱均无影响。XRD结果表明,掺... 通过吸附相反应技术制备多个过渡金属离子掺杂的TiO2光催化剂,结合甲基橙光降解实验研究不同离子及其掺杂量对复合催化剂结构和活性的影响。TEM和紫外可见光谱分析显示,掺杂对复合光催化剂的形貌和吸收光谱均无影响。XRD结果表明,掺杂金属离子进入了TiO2晶格结构取代了Ti^4+而抑制其结晶。掺杂离子大小与Ti^4+越接近或掺杂量越高,其对TiO2结晶的抑制越明显。光降解实验结果表明,Fe^3+和Cd2+的掺杂都存在最优掺杂量,但不同离子半径导致了不同的最优掺杂量。低掺杂量的Co2+对复合催化剂的活性没有影响,较高掺杂量的Co2+容易引起截流子复合而降低其催化活性。 展开更多
关键词 金属掺杂 吸附相反应技术 TIO2 结晶过程 甲基橙
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掺杂Fe_2O_3对吸附相反应技术制备TiO_2的形貌和光催化性能的影响 预览 被引量:3
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作者 王挺 吴礼光 蒋新 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第8期 1477-1482,共6页
利用吸附相反应技术制备得到了掺杂不同浓度的Fe2O3的TiO2复合光催化剂。通过透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱和X射线衍射(XRD)研究不同掺杂浓度对TiO2形貌和结晶过程的影响,并利用3种波长光源下的甲基橙光降解实验考评了各个复... 利用吸附相反应技术制备得到了掺杂不同浓度的Fe2O3的TiO2复合光催化剂。通过透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱和X射线衍射(XRD)研究不同掺杂浓度对TiO2形貌和结晶过程的影响,并利用3种波长光源下的甲基橙光降解实验考评了各个复合光催化剂的催化活性。结果表明,掺杂后复合光催化剂中Fe2O3分散性较好较均匀。在TiO2紫外可见吸收光谱中由于Fe2O3的掺杂而出现了红移,而且随着掺杂浓度增加红移越来越明显,复合光催化剂的禁带宽度也越来越小。在焙烧过程中无定形Fe2O3或Fe3+进入了TiO2的晶格结构,从而抑制了TiO2的结晶过程。半导体禁带宽度的减少以及TiO2结晶过程的抑制作用,都导致紫外光下复合光催化剂催化活性的降低。但Fe2O3的掺杂也使得复合光催化剂在可见光区出现了一定的光催化活性。 展开更多
关键词 吸附相反应技术 Fe2O3掺杂 TIO2 光降解 甲基橙
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吸附相反应技术制备双金属Ag-Ni催化剂用于硝基苯液相加氢 预览 被引量:2
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作者 蒋新 董克增 +1 位作者 王海华 王挺 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第9期 1151-1156,共6页
采用吸附相技术在乙醇-水体系中分别制备了硅胶和高岭土负载的Ag-Ni双金属催化剂,并用于硝基苯低温液相加氢制苯胺反应.考察了催化剂中Ni含量和Ni/Ag比对催化剂形貌和活性的影响.结果表明,高岭土或硅胶负载的催化剂在Ni/Ag=5(摩尔比)... 采用吸附相技术在乙醇-水体系中分别制备了硅胶和高岭土负载的Ag-Ni双金属催化剂,并用于硝基苯低温液相加氢制苯胺反应.考察了催化剂中Ni含量和Ni/Ag比对催化剂形貌和活性的影响.结果表明,高岭土或硅胶负载的催化剂在Ni/Ag=5(摩尔比)时活性较高,且都存在一个最佳Ni含量,分别为0.04%和0.03%.在相同条件下,以高岭土负载的Ag-Ni催化剂的活性和苯胺收率更高. 展开更多
关键词 吸附相反应技术 双金属催化剂 硝基苯 液相加氢
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不同制备方法和反应条件对Fe_2O_3形貌和晶型转变的影响 预览 被引量:3
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作者 王挺 蒋新 黄焕聪 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第7期 1153-1158,共6页
研究了吸附相反应技术、浸渍法以及沉淀法制备Fe2O3的过程中,反应环境的变化对粒子形貌和晶型转变过程的影响。当吸附层是主要反应场所时,生成的粒子与SiO2表面以较强的化学键键合,焙烧过程中Fe2O3的晶型变化和粒子团聚被有效地抑制,焙... 研究了吸附相反应技术、浸渍法以及沉淀法制备Fe2O3的过程中,反应环境的变化对粒子形貌和晶型转变过程的影响。当吸附层是主要反应场所时,生成的粒子与SiO2表面以较强的化学键键合,焙烧过程中Fe2O3的晶型变化和粒子团聚被有效地抑制,焙烧后Fe2O3粒子维持稳定的γ-Fe2O3晶型和高分散的小粒子。而在乙醇体相中反应生成的粒子,仅通过物理作用与SiO2表面结合,不能有效抑制其向α-Fe2O3晶型的转变和粒子的团聚。吸附相反应制备过程中,当水量持续增加或者体系温度升高,反应环境逐渐从吸附层向乙醇体相中转变,SiO2对Fe2O3晶型转变的抑制作用减弱,从而导致样品中逐渐出现α-Fe2O3晶型。 展开更多
关键词 吸附相反应技术 反应历程 Fe2O3纳米粒子 Γ-FE2O3 Α-FE2O3 晶型转变
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