PdO/CeO2类芬顿降解酸性橙7和水杨酸的催化性能

采用沉淀-沉积法制备了PdO/CeO2催化剂,并使用X射线衍射、高分辨透射电镜、N2吸附-脱附等温线、X射线光电子能谱和Raman光谱对催化剂进行了表征.表征结果显示, Pd在复合物中以Pd2+形式存在； PdO和CeO2间的相互作用提高了CeO2中的Ce3+含量.通过酸性橙7和水杨酸的类芬顿降解考察了PdO/CeO2的多相类芬顿和可见光芬顿催化活性.结果表明, PdO沉积显著地促进了水杨酸的类芬顿降解,催化剂的PdO含量为1.0 at%时其活性最佳.染料酸性橙7在可见光照射条件下会引发染料光敏化效应.吸附的染料分子在光激发后通过界面电子注入促进了Ce3+自表面过氧物种的再生.由此, PdO负载和可见光照射的共同作用下,1.0 PdO/CeO2催化剂的酸性橙7类芬顿降解速率常数为3.90 h-1,为纯CeO2活性的50倍左右.     

PdO/CeO2类芬顿降解酸性橙7和水杨酸的催化性能

采用沉淀-沉积法制备了PdO/CeO2催化剂,并使用X射线衍射、高分辨透射电镜、N2吸附-脱附等温线、X射线光电子能谱和Raman光谱对催化剂进行了表征.表征结果显示, Pd在复合物中以Pd2+形式存在; PdO和CeO2间的相互作用提高了CeO2中的Ce3+含量.通过酸性橙7和水杨酸的类芬顿降解考察了PdO/CeO2的多相类芬顿和可见光芬顿催化活性.结果表明, PdO沉积显著地促进了水杨酸的类芬顿降解,催化剂的PdO含量为1.0 at%时其活性最佳.染料酸性橙7在可见光照射条件下会引发染料光敏化效应.吸附的染料分子在光激发后通过界面电子注入促进了Ce3+自表面过氧物种的再生.由此, PdO负载和可见光照射的共同作用下,1.0 PdO/CeO2催化剂的酸性橙7类芬顿降解速率常数为3.90 h-1,为纯CeO2活性的50倍左右.     

Pt/BiOCl纳米片的制备、表征及其光催化性能

采用光化学沉积法制备了一系列不同Pt含量的新型Pt/BiOCl纳米片光催化剂,运用N2物理吸附-脱附、X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱、光致发光光谱、紫外-可见漫反射光谱等手段对Pt/BiOCl进行了表征,并以λ=254nm的紫外灯和钨灯为光源,考察了Pt含量对Pt/BiOCl光催化降解酸性橙II活性的影响.结果表明,沉积的Pt对BiOCl样品比表面积的影响不大,但可有效增强催化剂对可见光的吸收能力,显著抑制光生电子与空穴的复合.当Pt含量为1%~2%时,能大幅度提高紫外光下BiOCl催化降解染料的活性,并产生可见光活性.这是由于Pt/BiOCl具有一定的可见光吸收能力,产生了Pt纳米粒子的等离子体光催化作用.     

纳米纤维铁氧化物柱撑蒙脱土可见光助芬顿降解罗丹明B

利用简单的阳离子交换法制备了系列三核铁簇合物插层蒙脱土固相光助芬顿催化剂.利用X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱、X射线精细结构能谱及等离子体发射光谱对催化剂进行了表征.结果表明,经三核铁簇合物柱撑后,蒙脱土的比表面积显著增加,其表面附着少量纳米纤维织构状的无定形铁氧化物.在过氧化氢及可见光激发下,所制催化剂能够快速降解并矿化染料罗丹明B,表现出良好的多相可见光助芬顿性能.结合反应过程中活性物种的表征结果,初步探讨了该催化剂的可见光助芬顿降解机理.     

水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO2催化剂

 以丙酮为溶剂,采用水热法在240 ℃合成了表面吸附有机物的纳米TiO2粉体光催化剂,并采用XRD,TEM,UV-Vis和DRS等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,合成的纳米TiO2催化剂在可见光激发下具有良好的光催化降解甲基橙的性能和较好的热稳定性. 经180,250和365 ℃热处理后,催化剂的晶型和尺寸没有变化,但催化剂表面吸附的有机物发生了明显变化. 催化剂表面吸附的有机物、可见光波段的光响应性能和可见光下催化降解甲基橙的效率之间存在良好的关联性,催化剂表面吸附适量的有机物可提高纳米TiO2催化剂在可见光波段的光响应性能,从而提高其在可见光照射下催化降解甲基橙的性能.     

Ag/BiOX (X=Cl,Br, I)复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能

采用光化学沉积法制备了一系列不同Ag含量的新型Ag/BiOX(X=Cl,Br,I)复合光催化剂,应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱和N2物理吸附等手段对催化剂进行表征,并以420nm<λ<660nm的可见光为光源,评价了该催化剂光催化降解酸性橙II的活性,考察了不同含量的Ag沉积对BiOX样品光催化性能的影响.N2物理吸附测试结果表明,沉积银在一定程度降低了催化剂的比表面积.UV-Vis测试结果表明,Ag能产生表面等离子共振吸收,有效增强BiOCl和BiOBr对可见光的吸收能力.PL测试结果则表明,Ag能显著抑制光生电子(e-)和空穴(h+)的复合.Ag的存在大幅度提高了BiOX对染料的光催化降解活性.当负载Ag的质量分数(w)为1%-2%时,可使BiOCl、BiOBr和BiOI光催化活性分别提高了10、13和2倍.Ag/BiOX复合光催化剂具有更高催化活性的原因是复合光催化剂对可见光有很强的吸收能力,同时产生了银等离子体光催化作用和银抑制了Ag/BiOX(X=Cl,Br,I)的光生电子-空穴的复合.     

石墨烯氢氧化钴复合催化剂的一步合成及其对酸性橙的催化降解(英文)

用一步合成自组装法制备出了氢氧化钴与还原氧化石墨烯(Co(OH)2/rGO)的复合催化剂,并将其用于水中染料的催化降解实验.通过X射线衍射(XRD),激光拉曼(Raman)光谱,透射电镜(TEM),X射线能量色散谱(EDS)以及X射线光电子能谱(XPS)等一系列分析手段对催化剂的结构形貌进行了详细的表征,表征结果证实氢氧化钴很好地附着在还原石墨烯的表面.最后初步考察了催化剂催化单过硫酸钾(PMS)降解酸性橙(AO7)的性能.结果表明,催化剂显示出了高效的催化性能,酸性橙的色度可在12 min内完全去除,总有机碳(TOC)实验也表明染料降解的同时也可获得较高的矿化度.循环稳定性实验表明在进行到第三次实验时,催化剂仍能保持高的催化活性,将酸性橙在16 min内降解完毕.     

可见光驱动Ag3PO4催化降解罗丹明B和甲基橙

采用简易离子交换法制备可见光驱动Ag3PO4光催化剂.通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱及傅里叶变换红外光谱对所制备的Ag3PO4催化剂进行表征.结果表明,在可见光照射下,Ag3PO4催化剂对罗丹明B降解表现出优越的光催化活性,但对甲基橙的降解活性低,这归因于Ag3PO4催化剂对甲基橙分子吸附量低.可见光照Ag3PO4反应体系中,空穴和超氧自由基共同发挥作用导致罗丹明B和甲基橙光催化降解.在罗丹明B的协助作用下,Ag3PO4催化剂对甲基橙的可见光催化降解活性大大增强,这是由于罗丹明B的存在可产生更多的超氧自由基,从而使甲基橙进一步降解.     

酵母菌模板法制备CeO2空心微球及其光催化性能

以酵母菌为生物模板辅助沉淀法制备了Ce O2空心微球。采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附等对样品进行了表征,结果表明,在600℃煅烧后得到了Ce O2空心微球,其形态与酵母菌一致为椭球体,球壳是由大小约为25 nm的Ce O2纳米颗粒组成,比表面积为22 m2·g-1,远大于未用模板制备的Ce O2微粒的比表面积。通过紫外-可见漫反射测定,得到Ce O2空心微球的禁带宽度为3.03 e V,相比于相同条件下合成的无模板Ce O2禁带宽度(3.42 e V)明显减小。室温下用模拟太阳光照射降解酸性橙7(AO 7)对样品的光催化性能进行了测试,结果表明,在照射120 min之后降解率能达到96%以上,降解效果明显高于未使用模板的Ce O2微粒。对Ce O2空心微球的形成机理进行了分析。     

石墨烯氢氧化钴复合催化剂的一步合成及其对酸性橙的催化降解

用一步合成自组装法制备出了氢氧化钴与还原氧化石墨烯（Co（OH）₂/rGO）的复合催化剂,并将其用于水中染料的催化降解实验. 通过X射线衍射（XRD）,激光拉曼（Raman）光谱,透射电镜（TEM）,X射线能量色散谱（EDS）以及X射线光电子能谱（XPS）等一系列分析手段对催化剂的结构形貌进行了详细的表征,表征结果证实氢氧化钴很好地附着在还原石墨烯的表面. 最后初步考察了催化剂催化单过硫酸钾（PMS）降解酸性橙（AO7）的性能. 结果表明,催化剂显示出了高效的催化性能,酸性橙的色度可在12 min内完全去除,总有机碳（TOC）实验也表明染料降解的同时也可获得较高的矿化度. 循环稳定性实验表明在进行到第三次实验时,催化剂仍能保持高的催化活性,将酸性橙在16 min内降解完毕.     

光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂光降解甲基橙过程中的活性物种(英文)

采用光沉积法制备了光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂.通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱和光电流等表征手段研究了催化剂的结构和性质.TEM表明二氧化钛纳米管经光照后仍然保持良好的管状结构;XPS结果表明大部分Pd以零价形式存在.以甲基橙溶液作为模拟废液研究了催化剂在紫外光及模拟日光条件下的光催化活性.当Pd的负载量为0.3 wt%时,催化剂的光催化活性最高并且优于P25的光催化活性.另外,通过在光降解过程中加入不同的捕获剂研究了不同氧化活性组分的作用.结果表明,光生空穴(hrb+)在光催化降解过程中起主要作用.     

Ce及N共掺杂改性TiO_2光催化性能及Ce组分的作用

以钛酸正丁酯、硝酸亚铈及氨水为前驱体运用溶胶-凝胶法对TiO2进行Ce及N单一和共掺杂改性,以甲基橙光催化降解为探针考察掺杂组分对催化剂的紫外、可见光活性影响,观察到了Ce及N的单一掺杂及共掺杂催化剂紫外、可见光活性的明显提升。运用X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附(BET)、紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)、程序升温氧脱附(TPD)和程序升温氧化(TPO)等表征手段从催化剂的晶体结构及形貌、比表面积、紫外及可见光响应特性、表面吸附氧量及吸附氧循环性能等方面尝试理解掺杂组分的光活性影响机制。实验结果表明掺杂改性催化剂中适量Ce组分的作用在于通过抑制催化剂的晶粒长大、团聚和锐钛结构向金红石结构的相转变,提高催化剂的光相应强度和拓展光响应范围,增加催化剂表面吸附氧容量和促进催化剂的表面氧循环,有效捕获光生载流子,衍生各类高活性自由基物种和增大催化剂比表面积等方面增进催化剂的光催化性能。     

铈基复合氧化物载体对钯催化剂三效催化性质的影响

采用共沉淀法制备了CeO2,Ce0.6Zr0.4O2和Ce0.6Zr0.3Co0.1Ox载体材料,采用沉积沉淀法制备了Pd/CeO2,Pd/Ce0.6Zr0.4O2和Pd/Ce0.6Zr0.3Co0.1O2-x催化剂。采用X射线衍射、氮气吸脱附、透射电子显微镜和氢气程序升温还原技术对三种催化剂的物化性质进行了表征,研究了其三效催化性质和热稳定性。结果表明:沉积沉淀法能制备出较小粒径且均匀分散的钯催化剂。掺杂钴元素(Co)可以改善载体及催化剂的氧化还原性能,提高催化剂的三效催化活性,并拓宽催化剂的三效工作窗口。Pd/Ce0.6Zr0.3Co0.1O2-x在水热老化后表现出良好的催化活性和优异的氧化还原性能。     

Pd/Ce0.8Zr0.15La0.05Oδ整体催化剂甲苯催化燃烧性能的研究

采用一次浸渍法分别制备了 Pd/Ce0.8Zr0.15La0.05Oδ及Pd/Ce0.8Zr0.2O2整体式蜂窝陶瓷催化剂,考察了不同温度焙烧的两类整体催化剂甲苯催化燃烧性能.通过X射线粉末衍射(XRD)、比表面积、拉曼光谱(Raman)、程序升温还原(H2-TPR)、PdO分散度等表征结果与催化活性进行关联.结果表明,随着焙烧温度升高,催化剂比表面积下降,Raman图谱CeO2及PdO峰强度增加,H2-TPR中Ce4+还原峰向高温方向移动,同时PdO分散度下降,相应甲苯催化氧化活性下降.与CeO0.8Zr0.2O2涂层催化剂相比,La3+掺杂催化剂在高温焙烧时,其比表面积下降较小,Raman光谱表明其氧缺位比铈锆涂层催化剂多,H2TPR谱图中Ce4+还原峰低约60～80℃,PdO分散度亦比末掺杂催化剂高.1000℃焙烧下的甲苯氧化反应活性远高于未掺杂催化剂,说明镧的掺杂提高了铈锆涂层催化剂的高温反应活性及热稳定性.     

Fe2O3/TiO2纳米管的制备及其光电催化降解染料废水性能

采用阴极电沉积和阳极氧化法制备了Fe2O3改性TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2-NTs)电极,运用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行了表征,考察了其光电化学性能,并研究了复合电极光电催化降解甲基橙染料废水的反应性能.结果表明,Fe2O3的负载成功地将TiO2-NTs的光响应区间拓宽到可见光区域,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极的光电流密度达到TiO2-NTs电极的3倍.在光电催化反应中,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极对甲基橙的脱色效果明显优于TiO2-NTs电极,以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极,光照5min,甲基橙溶液的脱色率可达90%以上.     

活性炭-铁酸镍磁性催化剂的光催化性能

以活性炭、NiSO4.6H2O和FeCl3.6H2O为主要原料,在180oC水热反应10h制得了磁性纳米材料活性炭-铁酸镍(AC-NiFe2O4),采用X射线粉末衍射法、傅里叶变换红外光谱法、扫描电镜法、透射电镜法及振动样品磁强计对样品进行了表征.在可见光λ>400nm照射下,以AC-NiFe2O4为异相芬顿催化剂,在草酸存在下研究了亚甲蓝、罗丹明B和孔雀石绿光催化降解反应.结果表明,未掺杂AC的NiFe2O4在可见光辐射下基本不催化降解有机物;而掺杂活性炭后反应10h内20.0mg/L有机模拟污染物降解率达到90%以上.催化剂重复循环使用8次以上,其催化活性基本不变.可见AC-NiFe2O4有望用于光催化降解有机污染物中.     

可见光催化剂Ag/Ag_2O制备及其对染料脱色降解

介绍了一个简单易行的综合化学实验——Ag/Ag_2O可见光催化剂的制备及其对染料的脱色降解,以及其教学设计思路。通过液相沉淀法制备Ag_2O,光还原沉积银制备Ag/Ag_2O,借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并以甲基橙降解为模型反应研究其可见光催化降解性能。结果显示,Ag/Ag_2O具有优异的可见光光催化性能。该综合实验运用了大学化学基本知识及学生在基础化学实验阶段学习的材料合成、仪器分析等基本技能,将前沿学术发展、最新研究成果和实践技能融入实验教学,使学生了解化学与材料、环境等学科交叉融合的同时,学生的综合能力得到训练,有助于培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力。     

Ag-AgBr/RGO光催化性能研究

以石墨烯为载体,通过化学沉积与光还原法制备了具有等离子体共振效应的Ag-AgBr/RGO可见光催化剂。采用XRD及UV-Vis吸收光谱对催化剂进行结构与性能表征,并考察其降解甲基橙溶液的光催化性能。研究结果表明,在可见光下照射60min,催化剂对10 mg·L-1甲基橙溶液的降解率达91%。由于表面金属的等离子体共振效应和石墨烯的协同作用,石墨烯为载体的催化剂的可见光催化活性比氧化铝为载体时高。     

用于甲苯催化燃烧的Pd/Ce0.8Zr0.2O2/基底整体催化剂

采用浸渍法制备了Pd/Ce0.8Zr0.2O2/基底整体催化剂,应用热重-差示扫描量热、扫描电镜、X射线衍射、氮吸附、拉曼光谱和程序升温还原等技术手段对催化剂进行了表征,考察了不同温度焙烧的整体催化剂的甲苯催化燃烧性能.结果表明,一层均匀紧密的Ce0.8Zr0.2O2涂层很好地分散在基底表面上,该涂层具有良好的抗振荡性和较高的粘结强度.400℃焙烧的Pd/Ce0.8Zr0.2O2/基底整体催化剂的催化活性最高,甲苯转化率达97%以上的最低反应温度为210℃.此外,Pd/Ce0.8Zr0.2O2/基底整体催化剂具有良好的热稳定性,这可能是因为CeO2-ZrO2固溶体的形成和高温下PdO的稳定存在.     

Zr基载体负载Pd催化剂用于贫燃天然气汽车尾气净化

 采用共沉淀法制备了 ZrO2, Y0.1Zr0.9Ox, Ce0.1Zr0.9Ox 和 Al0.1Zr0.9Ox 系列 Zr 基载体, 并用 N2 吸附-脱附和 X 射线衍射对其进行了表征. 再以此为载体, 采用浸渍法制备了整体式负载 Pd 催化剂, 催化剂涂层的涂覆量为 180 g/L 左右, Pd 含量为 1.25%. 测定了催化剂上 Pd 的分散度. 在模拟的贫燃天然气汽车尾气中考察了催化剂的活性, 并在尾气中有或无 SO2 存在的条件下比较了催化剂活性的差异. 结果表明, Y3+, Ce4+ 或 Al3+ 改性载体负载的 Pd 催化剂的耐硫性能明显改善; 无论尾气中是否存在 SO2, 以 Y3+ 或 Al3+ 改性载体负载的 Pd 催化剂的活性均明显高于 ZrO2 负载体的 Pd 催化剂.