Ag3PO4/TiO2复合催化剂的制备及光催化性能研究

为提高纳米TiO2的光催化降解性能和稳定性,采用两步水热法制备具有高催化性能的Ag3PO4/TiO2复合催化剂,采用XRD、SEM、EDS、XPS、TEM等仪器对其表面微观形貌和形态大小、表面元素组成、物相结构等进行表征,并研究了TiO2的比表面积和Ag3PO4颗粒尺寸大小对Ag3PO4/TiO2光催化性能的影响.以亚甲基蓝(MB)和苯酚为目标降解物来考察复合光催化剂的光催化性能.结果表明:1h后Ag3PO4、TiO2、Ag3PO4/TiO2对亚甲基蓝的降解率为25;、42;、92;;复合光催化剂Ag3PO4/TiO2经过5次光催化降解实验后,对亚甲基蓝的降解率仍可达78;.     

Cu2O/TiO2-Bi2WO6三元复合催化剂的制备及光催化性能研究

采用水热法制备花状Bi2 WO6,并利用超声分散法制备了Cu2 O/TiO2-Bi2 WO6复合光催化剂,通过FESEM、XRD、XPS、FI-IR、UV-vis DRS和PL对光催化剂进行了分析和表征.表征结果证明:花状Bi2 WO6表面负载着碎片状的TiO2和立方体Cu2 O形成Cu2 O/TiO2-Bi2 WO6复合光催化剂;以短链脂肪酸(SCFAs)为牺牲剂,考察复合光催化剂的光催化产生氢气和烷烃的性能.实验结果表明:Cu2 O/TiO2-Bi2 WO6复合光催化剂以乙酸为牺牲剂,主要产氢气和甲烷,降解率高达91.82;;以丙酸为牺牲剂,产物主要是乙烷和丁烷,降解率高达90.70;;以丁酸为牺牲剂,除了氢气,甲烷,乙烷,丙烷,丁烷外,气体产物还含有一定量的戊烷,其降解率高达91.50;.结合反应液中间产物的成分进行检测,由此推断出光催化反应的可能机理.     

α-Fe2O3/TiO2光催化剂的制备及可见光催化降解罗丹明B的研究

采用浸渍法制备不同掺杂量的负载型光催化剂 α-Fe2O3/TiO2,通过XRD、SEM-EDX、XPS和N2-sorption等手段对其进行表征,并研究其在可见光照射下对罗丹明B的降解性能.考察了不同掺杂量的复合纳米粒子、不同浓度的H2O2溶液、不同pH等条件对可见光降解罗丹明B的影响.结果表明,复合α-Fe2O3/TiO2催化剂的光催化活性均高于单一的α-Fe2O3或TiO2,其中α-Fe2O3掺杂量为6.0wt;的α-Fe2O3/TiO2的光催化活性和光降解稳定性最好.     

可见光响应型Fe掺杂SiO2/TiO2光催化材料的制备及降解水中腐殖酸的研究

采用溶胶凝胶法制备了可见光响应型Fe掺杂SiO2/TiO2光催化材料,并采用TG-DTA、XRD、UV-vis、TEM及XPS等手段对其进行了表征.以水中腐殖酸的降解为探针反应,考察了可见光照射下Fe-SiO2/TiO2的光催化活性.XRD结果表明,Fe离子掺杂可抑制催化剂晶粒尺寸,600℃焙烧后的Fe-SiO2/TiO2为锐钛矿相结构.Ur-vis吸收光谱分析可看出Fe离子掺杂提高了催化剂对可见光的吸收能力,并使催化剂的吸收带边产生了红移.XPS光谱表明,催化剂表面存在着Fe2+和Fe3+.实验结果表明,Fe-SiO2/TiO2在可见光下对腐殖酸的光催化降解率优于SiO2/TiO2和TiO2.Fe-SiO2/TiO2具有较高光催化活性的主要原因为:Fe离子掺杂不仅使SiO2/TiO2催化剂的粒径减小和对可见光的吸收增强,而且在催化剂表面产生了有利于光生e--h+对分离的Fe3+/Fe2+氧化还原循环电对.     

Ti-FAC复合光催化剂的水热-溶胶浸渍法制备及其对水中亚甲基蓝的光催化降解研究

水热-溶胶浸渍法制备可磁分离复合光催化剂分两步进行:首先,水热法将锰锌铁氧体负载于活性炭(AC)上制得软磁性活性炭(FAC),然后钛溶胶浸渍FAC,煅烧后形成软磁性复合光催化剂Ti-FAC.以亚甲基蓝为目标降解物考察了制备参数对其光催化降解率的影响,并使用XRD、SEM和VSM对其晶体结构、形貌和磁性能进行了表征.结果表明:锰锌铁氧体负载最为AC质量的1/8,钛溶胶浸渍两次,在500℃煅烧后所得复合光催化剂光催化活性最高.此复合催化剂上锰锌铁氧体为尖晶石结构,并有轻微烧结;TiO2纳米颗粒为锐钛矿相,均匀分散于AC上或者锰锌铁氧体上.该复合光催化剂具有很好的软磁性和稳定性,在循环使用过程中可采用外加磁场进行固液分离,并经6次循环使用后仍保持较高的光催化降解率.     

MoO3/TiO2复合催化剂的制备及光活性

以商业锐钛矿TiO2和钼酸铵水溶液作为前驱体,利用浸渍-焙烧的方法制备了MoO3与TiO2不同质量比率的MoO3/TiO2复合光催化剂.采用X射线衍射、高分辨透射电镜和紫外-可见漫反射对其进行了表征.以甲基橙为光催化反应的模型化合物,评价了其紫外光催化活性和MoO3/TiO2复合光催化剂的紫外产氢活性.通过添加各种自由基清除剂研究了甲基橙在光催化反应过程中的活性物种.结果表明:与纯的MoO3和TiO2相比,20; MoOJTiO2光催化剂在400 ～ 700 nm区域具有更强的光吸收性能并且吸收带边向长波方向移动.在所有MoO3/TiO2样品中,20; MoO3/TiO2光催化剂具有最高的紫外光活性.·OH,h+,·O2-和H2O2,特别是h+,共同支配了甲基橙的光催化降解过程.     

TiO2/L沸石复合光催化剂的制备及其性能研究

以钛酸丁酯为钛源,L沸石为载体,采用溶胶凝胶法制备了TiO2/L沸石复合光催化剂,通过XRD、SEM、BET对样品进行了分析表征.以氙灯为光源,罗丹明B为目标降解物,讨论了影响光催化剂催化性能的重要因素.结果表明,煅烧温度为300℃,负载量为15 mmol/g,催化剂用量为2 g/L,光照时间为120 min时,降解率可达99.86;;将光催化剂重复使用4次,降解率仍可达96.00;,充分体现了样品优良的稳定性;通过对罗丹明B溶液降解过程的动力学讨论得出,光催化降解过程符合一级动力学方程.     

低温下制备具有高光催化降解罗丹明B活性的CuS/TiO2复合材料

采用元素直接反应法,以Cu粉和S粉作为前驱体,将在氯化胆碱与乙二醇的低共熔溶剂中低温(40℃)下生成的CuS原位浸渍到具有锐钛矿晶相的TiO2载体上,成功制备了CuS/TiO2复合型光催化剂.采用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和X光电子能谱(XPS)等对CuS/TiO2的晶相结构、颗粒大小、CuS存在状态以及光学性质进行了表征.以染料罗丹明B的降解为探针反应,研究了CuS对TiO2光催化性能的影响.结果表明,CuS的复合没有影响TiO2的晶相结构和粒径,CuS的复合降低了TiO2带隙能,增加了TiO2对可见光的吸收.CuS/TiO2复合材料的光催化活性比CuS或TiO2的光催化活性都高,而且CuS的含量对CuS/TiO2催化剂的光催化活性有明显影响,0.1wt; CuS/TiO2光催化剂表现了最佳的光催化性能.     

SnO2负载TiO2纳米管的制备与光催化活性

结合阳极氧化法和脉冲沉积法合成SnO2/TiO2纳米管光催化剂,实现了SnO2纳米颗粒在TiO2纳米管表面的均匀负载.利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品进行表征,以甲基橙为模拟污染物,评价了纳米管的光催化活性.结果表明,SnO2/TiO2纳米管经750℃煅烧后主晶相为锐钛矿相TiO2,含少量金红石相TiO2和SnO2,三者两两之间形成三元异质结,促进光生电子-空穴对的分离,此时SnO2/TiO2纳米管表现出最佳的光催化活性,紫外光下对甲基橙1 h分解比例由32.4;提升至96.5;.     

三种改性方法对纳米ZnO催化剂粉体的光催化性能的影响

以SnCl4·5H2O、ZnNO3·6H2O、HCl、NaOH、FeCl3·6H2O为原料,采用共沉淀法制备Fe掺杂纳米ZnO、纳米ZnO/SnO2和Fe掺杂纳米ZnO/SnO2三种复合催化剂粉体,以降解甲基橙溶液反应为模型,研究了不同比例的ZnO/SnO2复合、Fe元素掺杂量以及SnO2复合Fe元素掺杂同时作用对纳米ZnO粉体光催化活性的影响,采用X射线衍射(XRD)测试方法对不同量Fe元素掺杂纳米ZnO粉体进行了表征.采用透射电镜对三种改性方法ZnO粉体进行表征.结果表明:随着ZnO/SnO2的物质的量比增加,ZnO/SnO2复合光催化剂的催化活性先增加,然后降低;随着Fe掺杂量的增加,纳米ZnO粉体的光催化活性先增加,然后降低.三种改性方法都能提高纳米ZnO粉体的光催化活性,其中Fe元素掺杂以及SnO2复合改性纳米ZnO粉体的光催化效果最好,物相为ZnO和SnO2,颗粒尺寸为15 ～20 nm,分散性好,比表面积为68.7m2/g.     

Ag2O/TiO2异质结的光催化活性及耐光腐蚀性研究

以钛酸丁酯、硝酸铋和硝酸银为原料,FTO为基底,采用水热法结合超声沉积法合成了Ag2 O/TiO2异质结光催化剂.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征.结果表明,Ag2O/TiO2异质结是由直径约200 ～ 300 nm的TiO2纳米棒镶嵌着Ag2O纳米颗粒组成,与TiO2纳米棒阵列相比,Ag2O/TiO2异质结在可见光区有明显的光吸收.Ag2O/TiO2异质结的光催化效率明显提高.尤为重要的是,经光处理后,最终得到稳定的Ag-Ag2O/TiO2三元体系,并对Ag-Ag2 O/TiO2三元体系提高光催化稳定性和活性的机理进行了分析.     

Ag/Bi2S3/Bi2WO6复合催化剂合成及光催化性能研究

以硝酸铋、钨酸钠和硫脲为起始原料,采用一步水热法成功合成Bi2 S3/Bi2 WO6光催化剂,采用光还原法在Bi2S3/Bi2 WO6表面沉积贵金属Ag.采用XRD、XPS、FESEM、TEM和UV-Vis-DRS等手段对Bi2S3/Bi2WO6和Ag/Bi2S3/Bi2WO6进行表征,并以罗丹明B和苯酚作为模型污染物对其光催化性能进行研究.结果证明,耦合Bi2S3可以提高Bi2WO6催化剂的光催化活性,Ag沉积使得其光催化性能进一步提高,且Ag的沉积量与催化剂的活性关系密切,其中5; Ag/Bi2S3/Bi2WO6的光催化效果最好.此外,结合活性物种检测和能带结构分析,对Ag/Bi2S3/Bi2WO6的光催化活性增强机理进行了分析.     

Al2O3膜层制备参数对SiO2/Al2O3/PET复合膜透湿性能的影响

采用磁控溅射工艺在PET衬底上依次沉积了Al2 O3和SiO2薄膜,制备出SiO2/Al2 O3/PET复合膜.利用扫描电镜和透湿仪对复合膜的表面形貌和透湿性能进行表征.研究了制备Al2 O3膜层的射频功率、氩气流量、本底真空度和溅射时间4个参数对复合膜透湿率的影响.结果表明:复合膜的透湿率随着本底真空度的升高而减小,随着射频功率、氩气流量和溅射时间的增加均呈现先减小后增大的变化趋势;4个制备参数对复合膜透湿率的影响程度由大到小依次是本底真空度、氩气流量、射频功率、溅射时间;4个制备参数的较优组合为本地真空度0.5×10-3 Pa,射频功率300 W,溅射时间6 min,氩气流量70 mL·min-1.     

BiVO4/SiO2复合材料的制备及光学性能

以Bi(NO3)3 、NH4VO3 和Na2SiO3为原料,采用沉淀法制备了BiVO4/SiO2复合材料.利用扫描电镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)及紫外-可见光吸收测试(UV-vis)对样品的晶相组成、微观结构和紫外-可见光吸收特性进行了表征.紫外-可见光吸收光谱分析表明:BiVO4/SiO2复合材料具有较宽的紫外-可见光吸收范围,计算其光学带隙为2.39 eV.光催化降价亚甲基蓝性能测试表明:BiVO4包覆SiO2能有效提高其催化性能.     

CeO2/TiO2异质结纳米花的制备及光催化性能研究

异质结催化剂以其优异的光电性能、光催化性能及在降解有机污染物上的实用性,吸引了广大研究者的注意.采用水热法,制备了CeO2/TiO2异质结纳米花,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、和紫外-可见光吸收(UV-vis)等分析手段对制备的样品形貌和结构进行表征,并以甲基橙为目标污染物,考察了样品的光催化性能,并且对光催化降解的机理进行了分析.我们发现,这种异质结构将其紫外-可见光吸收边由紫外光区域拓宽到可见光区域,从而提高光响应范围.研究表明CeO2/TiO2异质结纳米花表现了优异的催化活性,在60 min内降解了98;的甲基橙,这主要是源于其特殊的异质结构,能增强光催化活性.     

Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝染料的光催化降解行为研究

采用浸渍法制备Sm2O3掺杂TiO2的负载型光催化剂Sm2O3/TiO2,考察其在紫外可见光区对亚甲基蓝的光降解行为.利用XRD、N2吸附、SEM、TEM、XPS和ICP-OES等手段表征Sm2O3/TiO2样品,考察Sm2 O3掺杂量和亚甲基蓝浓度对亚甲基蓝紫外光降解活性的影响和催化剂Sm2O3/TiO2的催化稳定性.结果表明,Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝的紫外光降解活性高于TiO2,这归因子掺杂Sm2O3引起TiO2的晶体缺陷.这种晶体缺陷作为光生电子和空穴的陷阱实现光生电子-空穴对的有效分离,从而提高Sm2O3/TiO2的光催化活性.Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝的光降解活性随着Sm2O3掺杂量的增加先增大后减小,随着亚甲基蓝浓度的增大而减小.Sm2 O3掺杂量5.0wt;的Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝紫外光降解的7次循环实验未出现明显失活.     

Sr2+置换改性Ca0.25(Li1/2Sm1/2)0.75TiO3陶瓷的微波介电性能研究

采用固相法制备了(Ca1-xSrx)0.25(Li1/2Sm1/2)0.75TiO3(CSLST-x)( x= 0～1/10)系列微波介质陶瓷材料,研究不同含量的Sr2+含量对该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能影响.在x=1/22～1/10范围内,Sr2+的掺杂不会改变晶体的结构;在1175～1200 ℃烧结时,相同烧结温度下随着Sr2+含量的增加,介电常数εr增大,无载品质因数与谐振频率乘积Qf值降低;置换离子Sr2+的添加使该体系的烧结温度降低了近200 ℃,并保持良好的微波介电性能.其中,x=1/16的CSLST陶瓷在1200 ℃烧结,保温5 h时具有较好的微波介电性能:εr=97.2,Qf=2490 GHz,τf =14.74 ppm/℃.     

CTAB辅助合成SiO2/TiO2核壳微球吸附葡萄糖氧化酶的界面表征

采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助合成SiO2/TiO2核壳微球,并利用XRD、SEM、EDS、BET、BJH及FT-IR等分析方法,对SiO2/TiO2与葡萄糖氧化酶的吸附界面进行表征.结果表明:SiO2/TiO2微球是由TiO2和SiO2组成,直径约250 nm,TiO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2表面;样品吸附葡萄糖氧化酶后的尺寸变化不明显;材料的XRD峰强度有所减弱并且(112)晶面的衍射峰消失;其比表面积和平均孔径均减小;FT-IR分析显示酰胺Ⅱ区特征峰发生转移,肽键N-H平面的弯曲振动和C-N的伸缩振动发生了变化.     

(Ni1/3Nb2/3)1-xTixO2微波介质陶瓷的组织结构及微波介电性能

采用固相反应法制备金红石结构(Ni1/3Nb2/3)1-xTixO2 (NNTO)(0.3≤x≤0.5)微波介质陶瓷,通过XRD、SEM、网络分析仪和激光拉曼光谱研究了组分变化对NNTO陶瓷显微结构、晶体结构和介电性能的影响.研究结果表明,随着x值减小,NNTO陶瓷气孔率和平均孔径增大.Ni2+、Nb5+含量增大将导致钛氧八面体畸变程度增大,晶胞体积增大,振动键能增强.在两者影响因素的共同作用下,NNTO陶瓷介电常数减小,品质因数增大,谐振频率温度系数降低.当Ni、Nb的取代量的摩尔含量为0.3 mol时,经过1150℃,2h的烧结,所获得的NNTO陶瓷样品具有优异的微波介电性能:占r=69,Q×f=17431 GHz,τf=77 ppm/℃.     

Controllable synthesis of TiO2 nanoparticles employing substrate/dielectrophoresis/sol‐gel

Due to size‐dependent catalytic selectivity, the size and special morphology are of great importance to applications of TiO₂. The synthesis method of size and morphology control has been in need of innovation. In this study, TiO₂ nanoparticles(TiO₂‐NPs) with well‐defined morphology and homogenous size were synthesized using a novel method, in which bamboo substrate, dielectrophoresis (DEP) technology and a sol‐gel process were combined(substrate/ DEP/ sol‐gel). Powder X‐ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) techniques were used to characterize the TiO₂‐NPs. Further study showed that, with this combined method, the size and the uniformity of TiO₂‐NPs can be controlled by changing the voltage of DEP. The number and arrangement of TiO₂ nanorods can be controlled by changing the voltage. Substrate/ DEP/ sol‐gel proved to be an efficient way to form special morphologies of TiO₂‐NPs. A visible‐light catalytic activity experiment showed that among three preparation methods, the substrate/ DEP/ sol‐gel method made TiO₂‐NPs with the highest catalytic activity for degradation of methyl orange. TiO₂‐NPs produced by the DEP/ sol‐gel process presented higher catalytic activity than TiO₂‐NPs produced by only a sol‐gel process.