王培霞[1]2007年在《TiO_2薄膜光催化剂的制备及光催化降解模拟室内挥发性有机污染物研究》文中指出随着人们居住条件的日益改善，楼房建筑、室内装修以及日用生活品的使用引起的室内污染问题越来越严重。室内挥发性有机污染气体(VOCs)的危害及其去除已成为研究的热重点。目前，关于室内污染气体光催化降解的研究还不多，在空气处理设备方面的实际应用研究也很少。室内挥发性有机污染气体在二氧化钛的光催化作用下可以降解成二氧化碳和水，因而用二氧化钛光催化降解有害气体，改善日益恶化的室内空气质量，不失为一种很好的解决办法。本文着眼于室内污染现状，研究了玻璃弹簧负载TiO_2薄膜光催化剂的制备以及改性，设计了一种模拟气体光催化反应装置，并对模拟污染气体进行了光催化降解研究。用浸渍-提拉法制备玻璃弹簧负载型TiO_2薄膜催化剂以及掺铈Ce-TiO_2光催化剂和掺银Ag-TiO_2光催化剂，选择了对人体健康危害比较严重的几种室内污染气体：苯、甲醛、丙酮、甲苯和对二甲苯为目标污染物，用自行设计的模拟室内有机污染物光催化降解装置，研究了所制备的光催化剂对污染气体的降解效果，并考察了气体流量、掺杂以及混合对VOCs最终降解效果的影响。本文做的研究和结果主要有：(1)本实验制备的纯纳米TiO_2溶胶-凝胶溶液有良好的稳定性能；用此溶胶制备的玻璃弹簧负载型TiO_2薄膜分布均匀，薄膜透明，无剥落物。通过对实验所制备的溶胶-凝胶和负载型TiO_2膜光催化剂进行DSC-TG、UV-VIS、SEM表征与分析得出，玻璃弹簧负载TiO_2薄膜的最佳烧结温度定为510℃，最佳镀膜层数为五层。(2)为了提高TiO_2光催化剂的催化性能，进行了金属掺杂改性研究，发现掺杂Ce-TiO_2催化剂与TiO_2的最大吸收波长相比发生了红移，而银的掺杂则使TiO_2发生了微弱的蓝移；通过降解实验发现，催化剂中掺杂金属离子能影响催化剂的降解效果，依次为Ce-TiO_2＞TiO_2＞Ag-TiO_2。(3)在自制的模拟气体光催化反应装置中，定性研究了玻璃弹簧负载TiO_2薄膜光催化剂光催化处理苯和甲醛，得到比较好的降解效果。(4)用制备的Ce-TiO_2催化剂和Ag-TiO_2催化剂进行了光催化降解苯和甲醛实验研究，并考虑了低流量范围内流量对降解效率的影响。实验发现：低流量范围内流量对苯的降解效率影响比对甲醛的影响明显；光催化降解过程中，温度变化不大，反应生成热很少；由于气体流量、催化剂对气体的吸附以及反应生成的水蒸气的影响，光催化降解过程中，反应系统气相体系的相对湿度会有所变化。(5)用制备的催化剂进行了丙酮、甲苯和对二甲苯混合物的光催化降解实验发现：气体的流量对丙酮、甲苯和对二甲苯叁种气体的降解效果有显着影响；在本实验条件下，丙酮、甲苯和对二甲苯的达到最佳降解率时的流量分别为3 L／min、5 L／min和7 L／min；叁种气体混合后会影响其中各组分的降解效果，混合物中的丙酮、对二甲苯组分相对于单一组分来说降解率降低，而甲苯降解率却增高。
黄杰[2]2008年在《二氧化钛薄膜光催化降解甲醛的初步研究》文中研究指明随着人们生活水平的日益提高,人们逐渐开始追求更为舒适的生活,室内装修和家居成为其中的一个部分。而由于室内装修引起的甲醛污染也日益严重,引起了人们的广泛关注。近年来,人们发现,光催化氧化法用于深度净化挥发性有机污染物有着显着的效果。二氧化钛以其无毒、催化活性高、易制备、成本低、稳定性好等诸多优点而得到人们的重视。将二氧化钛负载在某些载体上,不仅不会影响到降解效率,还有利于回收。本实验即是考察二氧化钛在部分载体上降解效率,同时也要易于制备。实验选取了生活中常见的叁种薄膜物质:玻璃、玻璃纤维、不锈钢网。通过对比实验找到每种载体负载二氧化钛后降解甲醛的最佳条件。本实验采用的是自制间歇式不锈钢反应器,甲醛的检测方法为国标乙酰丙酮法。实验考察了玻璃、玻璃纤维、不锈钢网作为二氧化钛载体,分别对甲醛进行光催化降解实验,都有较高的降解效率。其中60目的不锈钢网镀膜叁次、在500℃下煅烧30—60min、抑制剂添加5ml时降解效率最高,可达到86%以上,较之20、40、80目的不锈钢网薄膜,有非常明显的优势。玻璃纤维的最佳降解效率为84%,在抑制剂添加量为5ml、500℃下煅烧30min制得。玻璃薄膜的最佳降解效率为80%,在抑制剂添加量为5ml、500℃下煅烧30—60min制得。不锈钢网薄膜相对于玻璃纤维薄膜的降解效率虽然没有明显的优势,但在薄膜的准备过程和提拉过程中,玻璃纤维难以控制,所以,在实际生活中,不锈钢网薄膜的可行性相对较强。另外,紫外灯的主波长对本实验中各薄膜的光催化降解效率的影响不是很大,而紫外灯的强度对降解效率有一定的影响,当紫外灯与薄膜的距离到30cm时,光催化降解效率就会明显降低。
张亚宁[3]2007年在《掺碳纳米TiO_2制备及光催化降解VOCs的研究》文中研究说明本文采用C_3H_8／空气火焰气相法(CVD)制备了掺碳纳米TiO_2光催化剂，用透射电镜，X射线衍射仪，电子探针及UV光谱对催化剂进行了表征。利用自制的连续管式光催化氧化装置和掺碳纳米TiO_2薄膜研究了挥发性有机气体(VOCs)：苯、甲苯、甲醇、丙酮和正庚烷的光催化降解规律；探讨了相对湿度、初始浓度、气体流量及光照强度等因素对光催化降解反应的影响；并与P25粉的光催化性能进行了比较。结果表明：(1)CVD法制备的纳米TiO_2光催化剂，颗粒球形度好、粒径在40～80nm之间；最大吸光度值所对应的波长为200～320nm；含碳量约为4.6％；晶型组成主要为锐钛矿型，金红石的含量约为22.43％；(2)在相对湿度为8％～80％范围内，苯的光催化降解率随着相对湿度的增大而增大；甲苯在相对湿度为60％时达到最好降解效果，当相对湿度增大到80％时光催化效果降低；(3)将正交实验设计及实验方案应用于气相甲醇、丙酮和正庚烷光催化降解研究，实验结果表明：叁者最高降解率分别为84.5％、93.39％和93.45％；(4)有254nm紫外灯参与的光催化实验可以大大提高有机气体的光催化降解率；在日光灯的照射下，掺碳纳米TiO_2对气相甲醇、丙酮和正庚烷具有一定的光催化氧化能力；(5)较P25粉，在相同的光催化操作条件下：气相苯的平均降解率达15％，高于P25粉10％的降解率；气相甲苯在初始阶段具有较高的反应速率；气相甲醇、丙酮和正庚烷的降解率略低于P25粉。理论上，初步对光催化反应动力学进行了探讨；并通过建立反应-扩散模型对光催化反应器内有机气体浓度分布进行了数值模拟。结果表明：(1)有机气体光催化反应满足Langmuir-Hinshelwood动力学特性。(2)低浓度光催化反应条件下，光催化反应级数为一级反应。(3)通过修正拟一级反应速率常数k′可以很好地描述反应器中有机气体的浓度分布。最后，完成了多组分有机气体光催化实验和光催化剂活性以及稳定性测定。实验结果表明：在较低初始浓度下，各组分降解率分别为：甲醇74.62％、甲苯23.19％、正庚烷19.75％、苯14.47％以及丙酮12.67％。掺碳纳米TiO_2光催化剂在约43小时反应时间内，保持了较高的光催化活性和稳定性。
王萃[4]2007年在《掺杂改性TiO_2薄膜光催化降解甲醛的研究》文中研究表明近些年来,由于人民生活水平的提高,室内装修日益风靡,而由此引起的室内有机物的污染也越来越严重。在众多的室内污染物中,甲醛以其来源广,毒性大,污染时间长等特点,已成为主要的室内污染物之一。因此,由甲醛引起的室内污染也引起了人们的普遍关注,对甲醛污染物的治理成为研究的热点。用作污染物深度净化的光催化氧化法是环境污染治理技术中的一种新技术。TiO_2光催化剂以其无毒,催化性能高,稳定性高等优点受到了广泛关注,已在降解废水中有机污染物、去除有害气体、杀菌和净化空气等方面展示了广阔的应用前景。但总的来说TiO_2用于室内空气中甲醛的催化降解还不多。由于TiO_2光催化剂禁带较宽,空穴-电子对的产生需要紫外光激发,对可见光的利用率低,导致量子效率很低,致使光催化活性不高。研究表明,在催化剂中掺杂金属和非金属离子等,能在一定程度上扩展光吸收范围。本文以钛酸丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法成功制备出均匀稳定的掺Fe溶胶,并在此基础上,制备出双元素Fe、Si掺杂溶胶。通过实验,考察了水的加入量、pH值等因素对溶胶-凝胶制备工艺的影响。通过自行设计的实验装置,考察了制备出的两种掺杂TiO_2薄膜对甲醛的降解效率。结果表明,双元素Fe,Si掺杂二氧化钛薄膜比Fe掺杂TiO_2薄膜的光催化降解效率有所提高,大约提高了20%。并且考察了掺杂组分,煅烧温度,膜厚等对甲醛降解效率的影响。最后,对光催化降解甲醛的动力学原理进行了研究和分析,结果得出,其光催化反应符合Langmuir-Hinshelwood方程。
杨庆[5]2005年在《金属基负载TiO_2多孔性薄膜光催化剂的制备及应用研究》文中研究表明TiO_2光催化技术是一项高效节能的绿色环保技术。本文采用溶胶—凝胶工艺,以钛酸丁酯(Ti(OC_4H_9)_4)为前驱体,聚乙二醇(PEG)为造孔剂,在不锈钢丝网载体上制备了金属基负载TiO_2多孔性薄膜光催化剂。运用动态粘度法考察了制备TiO_2多孔性薄膜所用的TiO_2-PEG溶胶体系的稳定性。借助TG-DSC、IR、SEM、BET、XRD、Raman光谱等测试方法表征了TiO_2多孔性薄膜。TiO_2多孔性薄膜的应用性能通过光催化降解气相甲醛和光催化杀菌等实验进行了评价。此外,还探索了制备方法和载体的改变对TiO_2多孔性薄膜应用性能的影响。实验结果表明,TiO_2-PEG溶胶体系的原料配比与制备条件的改变均会影响该溶胶体系的稳定性。本研究所用的TiO_2-PEG溶胶体系的各组分物质量配比是Ti(OC_4H_9)_4:H_2O:C_2H_5OH:NH(C_2H_4OH)_2:PEG_(800)=1:2.5:70:0.5:0.1。通过控制制备条件得到的TiO_2薄膜具有锐钛晶型和多孔性结构。TiO_2多孔性薄膜的光催化性能与催化剂载体、实验光源、甲醛初始浓度等实验条件以及镀膜次数、煅烧温度和溶胶粘度等制备条件均密切相关。镀膜所用溶胶粘度应控制在10mPa·s～20mPa·s之间,450℃热处理、镀膜4次制备的TiO_2多孔性薄膜具有较高的活性和稳定性,其对气相甲醛降解率比普通TiO_2薄膜高28.8%,制备的TiO_2多孔性薄膜连续使用4次后,甲醛降解率仍维持在80%以上。TiO_2多孔性薄膜包装存放
李佳[6]2017年在《氧化石墨烯和铈共掺杂二氧化钛的制备及光催化性能研究》文中指出近年来,空气污染事件频频发生,已成为全球关注的环境问题。我们熟知的甲醛是主要的空气污染物之一,它的释放年限可达到3-15年之久。世界卫生组织已将其定义为一级致癌物,即对人类有确凿肯定的致癌性,如何有效地对其进行处理一直是国内外专家学者的研究重点。半导体光催化氧化技术被认为是最有前途的一种空气净化方法。它的主要特点是利用光激发催化剂生成电子-空穴对及其它强氧化性物质将有机污染物降解成无毒的二氧化碳和水。本文首先制备了具有可见光响应的氧化石墨烯-铈-二氧化钛(GO-Ce-TiO_2)粉体型光催化剂,选择亚甲基蓝为目标降解物,研究催化剂的光催化活性和降解机理。然后在此基础上,制备了更利于实际使用的薄膜型GO-Ce-TiO_2光催化剂,选择甲醛作为实验对象,研究了该薄膜催化剂对低浓度甲醛的可见光催化降解效果和市场应用可能。运用响应曲面法(RSM)对GO-Ce-TiO_2薄膜的制备过程进行了优化分析,确定了最佳制备条件并建立Ce-GO-TiO_2光催化甲醛的二次多项式数学模型用于多元回归分析,通过模型来指导和简化实验。最后运用CFD模拟技术研究了加载GO-Ce-TiO_2薄膜的车载空气净化器安装在车内不同位置时对车内速度场和甲醛浓度场的影响,探讨了不同的气流组织形式对车内空气质量的影响。本文的研究内容主要有:以钛酸四丁酯作为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2及GO和Ce 单、共掺杂 TiO_2 光催化剂粉体(GO-TiO_2,Ce-TiO_2 和 GO-Ce-TiO_2)。用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)等技术手段对上述光催化剂的晶体结构、表面微观等进行表征。结果表明:二氧化钛和铈的氧化物分布在氧化石墨烯片层的表面,形成粒径在5 nm左右的介孔型催化剂。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了不同掺杂量及煅烧温度的催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化降解能力的影响。发现GO-Ce-TiO_2粉体的最佳煅烧温度是300 ℃,最佳煅烧时间是2h,当氧化石墨烯和铈的掺杂量(质量比)分别为2%和6%时,GO-Ce-TiO_2的催化活性最佳。为了提高粉体型催化剂的应用能力,进行了催化剂成膜的实验研究,发现在GO、Ce和TiO_2形成一体溶胶时,运用浸渍提拉法在玻璃基片上涂布该溶胶,再通过高温反应即可制备出GO和Ce共掺TiO_2的复合可见光催化薄膜。实验结果表明,GO-Ce-TiO_2复合薄膜与TiO_2的最大吸收波长相比,明显红移到了可见光区域,450 min内对甲醛的降解率达到了 83.8%。根据响应曲面法对影响Ce-GO-TiO_2光催化剂制备的煅烧温度、时间和成分配比等因素进行了优化研究,并通过Box-Behnken中心组合设计方法展开了光催化降解甲醛的实验。据实验结果获得的回归模型显示:煅烧温度和煅烧时间这两个因素对甲醛的降解率影响最大,且两者间存在显着的交互影响;四个影响因素的重要性排序为:煅烧温度>煅烧时间>GO掺杂量>Ce掺杂量。且在煅烧温度为300 ℃、煅烧时间为2 h、GO的掺杂量为0.2%和Ce的掺杂量为0.4%的最优制备条件下,甲醛去除率的实验值与响应曲面模型给出的预测值非常接近,说明响应曲面法在Ce-GO-TiO_2的最佳制备条件研究中具备一定的可靠性。结合汽车的物理模型与CFD模拟仿真技术,对车内速度场和甲醛浓度场分别进行了数值模拟计算,考虑了甲醛的扩散特性及加载GO-Ce-TiO_2薄膜的车载空气净化器安装位置对甲醛去除效果的影响,研究结论表明:甲醛浓度的分布受到车内气流组织湍流强度的影响,在送风口,回风口及其它湍流强度较强的区域,甲醛浓度会因此降低;而在湍流强度较小的地方,则会引起甲醛浓度的升高。通过比较,车载空气净化器放置在车顶中部比放在座间储物箱上和后备箱隔板上要好,能更好的促进车内人员呼吸区域甲醛的有效降低,从而达到净化的目的。该研究为车载空气净化器在车内的实际应用提供了一些理论参考。
殷竟洲[7]2006年在《二氧化钛溶胶—凝胶制备及光催化性能研究》文中指出本文制备了醇体系和水体系两种二氧化钛(TiO_2)溶胶。用醇体系的溶胶制备了稳定性好、有较高光催化活性的TiO_2薄膜;用水体系的溶胶在低温下制备了有光催化活性的TiO_2膜。具体研究内容如下: (1) 以钛酸丁酯为前躯体,异丙醇为溶剂,乙酰丙酮为鳌合剂,硝酸为催化剂制备了醇体系的溶胶,用浸渍提拉法制备了TiO_2薄膜。 考察了加水量,焙烧温度,镀膜次数等条件对TiO_2膜光催化降解甲醛溶液的影响。结果表明,用r=6(r为水与钛酸丁酯的摩尔比)的溶胶,镀膜5次,在450℃焙烧1h有较好的光催化活性。利用扫描电镜(SEM),X-射线衍射分析(XRD),热重(TG)分析等表征手段,考察了加水量对TiO_2性能的影响。从SEM来看,用r=6的溶胶制备的TiO_2薄膜表面较粗糙一些。干凝胶的TG分析表明,r=6的比r=2的更容易脱除有机物和水分。XRD结果表明,r=6比r=2样品由锐钛矿向金红石相转变温度要高出60℃左右。 在自然光(太阳光)照射下,考察了TiO_2薄膜的光催化活性。制备的TiO_2光催化活性高于Degussa P_(25),且稳定性好,可重复多次使用。具有一定的实际应用价值。 (2) 以钛酸丁酯为前躯体,水为溶剂,硝酸、醋酸为催化剂,在低温(40℃)下制备了以水体系的溶胶。用浸渍提拉法制备了TiO_2薄膜。 用光催化分解硬酯酸来表征TiO_2薄膜的光催化活性,结果表明,制备的TiO_2薄膜不需经过高温处理,就有较好的光催化活性。可以在塑料等不耐高温的载载体上制备出有光催化活性的TiO_2薄膜。 改变溶胶制备温度和酸催化剂的种类,制备了不同的溶胶,并将溶胶制成粉末,在不同的温度下处理。结果表明,随溶胶制备温度的提高,样品中金红石相的含量越少。醋酸不仅能抑制板钛矿相的生成,而且增加了锐钛矿相向金红石相转变的温度。
孙瑶毅[8]2004年在《纳米TiO_2薄膜的制备及光催化降解甲醛气体的实验研究》文中研究说明近年来，人们将光催化技术用于去污、除臭及空气净化等方面做了广泛的研究。但TiO_2粉体难以实际应用，故如何制备高性能的TiO_2光催化活性膜是其应用化必须解决的关键问题。本论文用丙烷／空气火焰法制得的纳米TiO_2粉末水解成胶，浸涂石英基体上制备TiO_2光催化活性膜是一项极具应用前景的研究工作。 本论文介绍了纳米TiO_2光催化降解甲醛的机理；用液相沉积法在石英基片上制备出纳米TiO_2薄膜，利用分光光度计间接测量TiO_2薄膜厚度，研究了超声波震荡、胶体浓度、沉积时间及沉积次数对薄膜厚度的影响；借鉴气体吸附理论，初步建立了制备TiO_2薄膜的沉积动力学模型。 本论文建立了光催化连续管式反应器，通过光催化降解甲醛气体的实验来表征纳米TiO_2薄膜的光催化活性，实验研究了薄膜类型与膜厚对甲醛转化率的影响。通过建立管式反应器模型，计算了光催化反应速率常数，并与文献结果进行了比较。
宋娜[9]2016年在《二氧化钛复合薄膜的微结构及光催化性能研究》文中认为二氧化钛具有无毒,化学性质稳定,催化效率高,廉价易得等一系列优良性能,因而被广泛地应用于光催化、仿生医学、染料敏化太阳能电池等众多领域。光催化氧化是在能量较高的紫外光照射下,材料表面能够产生具有氧化还原能力的光生电子-空穴对,这些电子和空穴能够与吸附在表面的水、氧气发生一系列氧化还原反应,生成氧自由基和羟基自由基,这些自由基能够将有机污染物降解为小分子的水和二氧化碳等无机物,其过程耗能低且清洁无污染,是极富前景的应用方向。然而单纯二氧化钛的禁带宽度较大(锐钛矿型TiO_2禁带宽度约为3.2eV),只有波长小于387.5nm的紫外光才能激发其产生光催化性能。同时,由紫外光照射激发产生的光生电子-空穴极易复合,这两个方面大大限制了二氧化钛光催化剂的应用。因此,提高二氧化钛的光能利用率,降低光生电子-空穴的复合率,成为当前材料工作者研究的重要任务。本文通过构建纳米微迭层结构、离子掺杂及表面酸化对TiO_2进行了改性,主要研究内容如下:1.纳米微迭层薄膜的制备及性能研究本实验采用溶胶-凝胶法,分别选用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯及二水合醋酸锌作为前驱体,制备了TiO_2、SiO_2及ZnO胶体。后利用浸渍提拉的方法在玻璃基底上制备出SiO_2/TiO_2、ZnO/TiO_2纳米微迭层薄膜。通过观察薄膜对酸性品红的降解效果,确定了SiO_2/TiO_2、ZnO/TiO_2微迭层薄膜的最佳次序和最佳层数。根据掺杂改性后的微迭层薄膜对酸性品红的降解效果确定了Co、F离子单掺、H_3BO_3表面处理的最佳浓度及复合改性的最佳配比。利用最佳浓度和最佳配比的微迭层薄膜分别对甲基绿、土霉素和甲醛进行降解。实验结果表明:通过构建纳米微迭层结构、离子掺杂、酸化处理及复合改性后薄膜的光催化性能有了明显提高,对可见光的利用率增大。2.纳米微迭层薄膜的表征采用紫外-可见分光光度计(UV-vis)、荧光发射光谱仪(PL)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差热-热重分析仪(DTA-TG)等手段对微迭层薄膜进行了一系列的光吸收行为和表面结构的表征。UV-vis和PL结果表明微迭层薄膜及掺杂改性后的微迭层薄膜对可见光的利用率明显提高而且光生电子-空穴的复合率也有一定程度的降低。FE-SEM结果显示微迭层薄膜有明显的层状结构,掺杂改性后粒径分布均匀、表面平整。从XRD及DTA-TG结果可以看出掺杂改性抑制了锐钛矿相TiO_2的晶相变化,金红石及板钛矿相明显减少。3.光催化机理的探讨通过构建纳米微迭层结构,提高了薄膜的光催化性能,明显拓宽了其对可见光的响应范围。主要是由于层与层之间的界面效应所产生的静电场作用使得光生电子-空穴能够有效地分离;同时SiO_2作为具有大比表面积的绝缘体,对光生电子-空穴的传输作用明显,有效延长了光生载流子的寿命。ZnO作为n型半导体,其自身具有光催化能力,经光照射后,能够产生具有氧化还原能力的光生载流子;另外,ZnO与TiO_2能够形成交错能级,在一定程度上降低了TiO_2的带隙能,提高了其光催化性能。离子表面掺杂则具有以下叁个方面的作用:第一,掺杂离子能够在TiO_2内部形成掺杂能级,降低二氧化钛的带隙能,从而使得价带电子更易受光激发;第二,带有正负电荷的离子能够作为电子/空穴捕获阱,捕获电子/空穴,使它们得以有效分离;第叁,进入TiO_2晶格中,产生晶格缺陷,抑制TiO_2晶型变化。表面酸化处理除了能够引入掺杂离子具有以上叁方面作用外,还增加了薄膜表面的羟基自由基数量,有利于其光催化性能的提高。
林婷[10]2008年在《金属—非金属共掺杂纳米TiO_2的制备及对甲醛的光催化降解作用》文中进行了进一步梳理TiO_2以其安全、廉价、无污染、适用范围广等优点而成为最有开发前途的绿色环保型催化剂。然而，TiO_2光催化剂也存在自身的一些缺陷：①光生电子和空穴易复合，量子产率低；②禁带宽度较大(3．0～3．2eV)，光吸收波长范围狭窄，主要在紫外区，只能利用太阳光中占2～4％的紫外线部分。因此，如何拓展TiO_2光催化剂在可见光区域的光谱响应范围和提高其光催化效率是解决TiO_2光催化技术应用的关键问题。基于TiO_2光催化剂自身的局限性，本研究从纳米TiO_2光催化剂的制备着手，采用sol-gel法，通过对其进行金属(La、Ce、Zr)掺杂、非金属元素S掺杂以及金属La、Ce、Zr与非金属元素S双组分共掺杂改性，制备出了一系列TiO_2及改性TiO_2纳米晶光催化剂。同时，以甲醛的光催化氧化为探针反应，考察改性前后光催化剂的光催化活性。采用金属La、Ce、Zr对TiO_2进行掺杂改性的研究分析结果表明：金属元素抑制晶型转变和晶粒增长，降低电子和空穴的复合几率，从而显着提高了TiO_2催化剂的光催化活性。光催化降解甲醛性能测试实验表明：500℃焙烧制得的5％La-TiO_2和5％Ce-TiO_2、5％Zr-TiO_2样品表现出最佳的光催化活性，其光催化降解速率是性能最好的纯TiO_2样品的1．80倍、1．72倍和1．66倍。研究中以硫脲为硫源，采用简单的催化sol-gel法制备了S掺杂改性TiO_2纳米晶光催化剂。光催化降解甲醛性能测试实验表明：较之于纯TiO_2，S掺杂TiO_2虽在紫外光下的光催化性能有所降低，但在可见光下却表现出良好的可见光活性；其中，焙烧温度为400℃，硫脲使用量为4．0g时，制得的S掺杂TiO_2表现出最佳的光催化活性。首次尝试将叁种金属La、Ce、Zr与非金属元素S进行组合，通过sol-gel法一步直接合成金属La、Ce、Zr与非金属元素S双组分共掺杂改性叁元复合的La-S-TiO_2及Ce-S-TiO_2、Zr-S-TiO_2纳米晶光催化剂样品。实验结果表明：400℃焙烧制得的纯锐钛矿型La-S-TiO_2与Ce-S-TiO_2、Zr-S-TiO_2，在紫外光照下，光催化性能优于纯TiO_2和单一S掺杂TiO_2，但差于单一的金属La、Ce、Zr掺杂TiO_2；在可见光照下，虽然具有了可见光活性，但较之于单一S掺杂TiO_2，并没有使其可见光活性得到进一步提高。
参考文献：
[1]. TiO_2薄膜光催化剂的制备及光催化降解模拟室内挥发性有机污染物研究[D]. 王培霞. 青岛科技大学. 2007
[2]. 二氧化钛薄膜光催化降解甲醛的初步研究[D]. 黄杰. 广东工业大学. 2008
[3]. 掺碳纳米TiO_2制备及光催化降解VOCs的研究[D]. 张亚宁. 大连理工大学. 2007
[4]. 掺杂改性TiO_2薄膜光催化降解甲醛的研究[D]. 王萃. 长安大学. 2007
[5]. 金属基负载TiO_2多孔性薄膜光催化剂的制备及应用研究[D]. 杨庆. 北京化工大学. 2005
[6]. 氧化石墨烯和铈共掺杂二氧化钛的制备及光催化性能研究[D]. 李佳. 湖南大学. 2017
[7]. 二氧化钛溶胶—凝胶制备及光催化性能研究[D]. 殷竟洲. 大连理工大学. 2006
[8]. 纳米TiO_2薄膜的制备及光催化降解甲醛气体的实验研究[D]. 孙瑶毅. 大连理工大学. 2004
[9]. 二氧化钛复合薄膜的微结构及光催化性能研究[D]. 宋娜. 济南大学. 2016
[10]. 金属—非金属共掺杂纳米TiO_2的制备及对甲醛的光催化降解作用[D]. 林婷. 广东工业大学. 2008
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