PbMoO4微晶的水热合成及光催化性能

以钼酸铵、硝酸铅为原料,采用水热法合成了纳米PbMoO₄光催化剂,并采用光还原处理对其进行表面载Ag修饰。借助X-射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（FE-SEM）和紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）等测试手段对样品进行表征,并以罗丹明B为模型污染物,考察了纳米PbMoO₄光催化剂的催化活性,研究了样品的制备条件和表面载银对催化剂活性的影响。XRD分析结果表明,所得样品为四方晶系结构,且产物纯度高;样品的形貌分析和光催化活性实验结果表明,水热体系的pH值对产物的形貌和活性影响显著,且表面载银可显著提高催化剂的可见光催化活性。     

La-Ce-TiO_2纳米光催化剂的溶胶-微波法合成、谱学表征及其活性研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-微波法(Sol-Microwave Method)合成了镧和铈共掺型纳米TiO2粉体(La-Ce-TiO2),借助XRD、XPS和UV-Vis等测试手段对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了掺杂量对样品光催化活性的影响规律.XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且稀土元素镧和铈掺杂后纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;XPS分析表明,镧和铈掺杂后样品表面存在大量的氧缺位;UV-Vis吸收光谱表明,所得粉体在400 nm以下均有连续宽化的吸收带,且La和Ce掺杂后样品对光的吸收显著增强,这足由于La(Ⅲ)-O荷移跃迁以及Ce(Ⅳ)f→d跃迁和Ce(Ⅳ)-O荷移跃迁所致;光催化实验表明,La和Ce共掺杂能显著提高纳米TiO2的光催化活性,其中当La(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)掺杂量分别为2%和0.04%时,纳米TiO2光催化剂具有较高的催化活性,自然光照射下光催化氧化处理卷烟厂蒸叶车间废水,效果较好,废水COD去除率达到86.11%.     

Bi2WO6纳米晶的制备、表征及光催化性能

以硝酸铋、钨酸钠等为原料,利用水热法在150℃下反应24h得到Bi2WO6纳米晶。X射线粉末衍射结果表明,所制备的Bi2WO6属于正交晶系,晶胞参数为a=5.457,b=16.435及c=5.438。XPS结果表明所制造的Bi2WO6纯度较高。研究了分别以水、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇为溶剂时所制备Bi2WO6样品在可见光激发下对罗丹明B的降解活性,结果表明,以乙二醇为溶剂时,Bi2WO6光催化活性最佳,主要是由于在乙二醇中制备的Bi2WO6分散性好,粒径小,对紫外-可见光具有较大波长范围的吸收所致。另外,研究了以水为溶剂时溶液pH及添加表面活性剂等对所制备Bi2WO6光催化活性的影响,结果表明,反应温度为140～150℃,pH在1.0附近及添加SDS后所制备Bi2WO6光催化活性较佳。荧光光谱分析发现,添加表面活性剂的样品发射荧光的强度较弱,表明载流子复合程度低,因而光催化效率高。     

镉掺杂氧化锌纳米花的制备及其光催化活性

以氯化锌、氯化镉、氢氧化钠为原料,采用水热法合成Cd掺杂纳米花状ZnO光催化剂,并通过该样品对罗丹明B水溶液的降解来研究其光催化活性。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、光致发光谱(PL)及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段对材料物性进行表征。实验结果表明:当掺杂Cd2+时,样品形貌发生变化、粒径减小;掺杂Cd2+后的ZnO的吸收边和紫外峰对比于纯ZnO均发生红移,禁带宽度由3.24 eV减小到3.16 eV。通过光催化实验分析可知,掺杂后纳米ZnO光催化剂对罗丹明B水溶液的降解率有所提高,光照3 h其降解率高达98%,说明与纯ZnO相比,Cd掺杂ZnO纳米花具有更高的光催化活性。     

镉掺杂氧化锌纳米花的制备及其光催化活性

以氯化锌、氯化镉、氢氧化钠为原料,采用水热法合成Cd掺杂纳米花状ZnO光催化剂,并通过该样品对罗丹明B水溶液的降解来研究其光催化活性。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能量色散谱（EDS）、光致发光谱（PL）及紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等测试手段对材料物性进行表征。实验结果表明：当掺杂Cd²⁺时,样品形貌发生变化、粒径减小;掺杂Cd²⁺后的ZnO的吸收边和紫外峰对比于纯ZnO均发生红移,禁带宽度由3.24 eV 减小到3.16 eV。通过光催化实验分析可知,掺杂后纳米ZnO光催化剂对罗丹明B 水溶液的降解率有所提高,光照3 h其降解率高达98%,说明与纯ZnO相比,Cd掺杂ZnO纳米花具有更高的光催化活性。     

TiO2柱撑蒙脱土的制备及其对品红降解的催化反应

基于TiO2光催化剂的优良光催化活性,采用酸性溶胶法合成了TiO2柱撑蒙脱土复合光催化剂,利用IR,UV-Vis,TG/DTA,XRD及SEM等手段对复合催化剂进行了表征,通过太阳光对酸性品红光催化降解实验,考察了催化剂的光催化活性。该催化剂比纳米TiO2对酸性品红的光催化降解反应表现出更高的催化活性,而且更易于沉降、回收。当TiO2柱撑蒙脱土光催化剂的用量为0.2 g.(100 mL)-1,酸性品红溶液的pH值为3时,在太阳光下40 min内酸性品红基本降解完全,而且该降解过程符合Langmuir-Hin-shelwood方程。X射线衍射(XRD)分析表明钛柱撑蒙脱土的层间距较钠基蒙脱土有明显的增大,紫外-可见吸收光谱表明TiO2柱撑蒙脱土比纳米TiO2具有更高的光吸收效率。     

磁载光催化剂ZnO/ SiO2/γ-Fe2O3的光催化性能

本文采用液相沉积法制备出了纳米SiO2/γ-Fe2O3复合粒子,在其表面负载ZnO, 从而得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/SiO2/γ-Fe2O3, 并通过XRD和TEM等测试技术对样品进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰等为降解对象, 研究了磁载光催化剂ZnO/SiO2/γ-Fe2O3在紫外光下的光催化活性。结果表明, 在γ-Fe2O3和ZnO之间包覆一层无定形SiO2可使催化剂降佳率由20.76%提高到95.63%,并且该磁载光催化剂对染料有较好的降解效果, 在三次循环使用后仍能保持较好的光催化性能.     

Ag-TiO_2/KIT-6复合纳米光催化剂的研究

以有序介孔SiO2(简称KIT-6)为载体,采用钛酸丁酯水解法将纳米TiO2与KIT-6复合,并通过沉积沉淀法将纳米Ag粒子负载于其上,首次制得Ag-TiO2/KIT-6复合光催化剂,并采用相同的方法制备了一系列相关的催化剂.以光催化降解甲基橙来评价其催化性能,光催化活性顺序为Ag-TiO2/KIT-6＞Ag/TiO2＞TiO2/KIT-6＞TiO2＞Ag/KIT-6.利用XRD、N2物理吸附、XPS、UV-Vis DRS和TEM对系列催化剂进行表征,结果表明Ag-TiO2之间形成的异质结和催化剂的大比表面积是Ag-TiO2/KIT-6具有最高光催化活性的重要原因.其中Ag-TiO2之间的异质结结构,有效抑制了光生电子和光生空穴在TiO2表面和体相内部的复合,提高了光催化活性;此外Ag-TiO2/KIT-6的大比表面积大大提高了催化剂的吸附能力,增加了催化剂与污染物的接触,达到快速光催化降解污染物的目的.     

不同干燥法制备纳米TiO2光催化剂的光谱研究

本文分别用常态、超临界乙醇和超临界CO2干燥法干燥钛酸正丁酯的醇凝胶，制备纳米TiO2光催化剂。应用XRD，FTIR，FT－Raman和Fluorescent spectrum(FS)等光谱技术对催化剂进行了表征。以光催化降解罗丹明B为模型反应，比较所得样品光催化活性。实验结果表明，不同干燥方法对催化剂的晶相结构、半导体能带结构、光吸收性能、表面性质及光催化活性均产生显著的影响，用超临界CO2干燥法制备的TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。     

TiO2/SnO2复合光催化剂的制备及性能

采用特殊液相沉淀法制备纳米级的TiO2/SnO2复合粒子,对制备的纳米TiO2/SnO2采用XRD、TEM等手段进行了表征。用它做催化剂在日光下对甲基橙溶液进行了光催化实验。结果表明,纳米级TiO2/SnO2复合催化剂比纯TiO2的催化活性好,当SnO2摩尔百分数为20%时效果最佳,在60min内对10mg/L的甲基橙水溶液的降解率高达90.2%,具有较好的光催化活性。     

A twice liquid arc discharge approach for synthesis of visible-light-active nanocrystalline Ag:ZnO photocatalyst

Ag:ZnO hybrid nanostructures were successfully prepared by a twice arc discharge method in liquid. The visible light photocatalytic activities were successfully demonstrated for the degradation of Rhodamine B (Rh. B), Methyl orange (MO), and Methylene blue (MB) as standard organic compounds under the irradiation of 90 W halogen light for 2 h. The Ag:ZnO nanostructures were characterized by X-Ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), and ultraviolet-visible absorption spectroscopy (UV-Vis). The results revealed that the Ag:ZnO nanostructures extended the light absorption spectrum toward the visible region and significantly enhanced the Rh. B photodegradation under visible light irradiation. 3 mM Ag:ZnO nanostructures exhibited highest photocatalytic efficiency. It has been confirmed that the Ag:ZnO nanostructures could be excited by visible light (E<3.3 eV). The significant enhancement in the Ag:ZnO nanostructures photocatalytic activity under visible light irradiation can be ascribed to the effect of physisorbed noble metal Ag by acting as electron traps in ZnO band gap. A mechanism for photocatalytic degradation of organic pollutant over Ag:ZnO photocatalyst was proposed based on our observations.     

Effect of multi-walled carbon nanotubes loaded with Ag nanoparticles on the photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light irradiation

Multi-walled carbon nanotubes loaded with Ag nanoparticles (Ag/MWNTs) were prepared by two methods (direct photoreduction and thermal decomposition). The photocatalytic activity of Ag/MWNTs for the degradation of rhodamine B (RhB) under visible light irradiation was investigated in detail. The adsorption and photocatalytic activity tests indicated that the MWNTs served as both an adsorbent and a visible light photocatalyst. The photocatalytic activity of MWNTs was remarkably enhanced when the Ag nanoparticles were loaded on the surface of MWNTs. Moreover, the visible light photocatalytic activity of Ag/MWNTs depended on the synthetic route. On the basis of the experimental results, a possible visible light photocatalytic degradation mechanism was discussed.     

Ag/K_4Nb_6O_(17)异质结催化剂的制备、光谱分析及光催化性能研究

采用低温水热法成功制备了层状的K4Nb6O17半导体光催化材料。考虑到水热合成的K4Nb6O17表面多羟基(Nb—OH)和端氧(Nb O,Nb—O-)的特点,采用Ag(en)2+配合物前驱体法制备了高度均匀分散的Ag/K4Nb6O17异质结光催化剂,光催化性能评价结果表明,半导体K4Nb6O17表面负载极少量的Ag,其光催化降解甲基橙活性便得到大幅度提高,Ag的最佳负载量为0.5 at%。综合XRD,FTIR,UV-VisDRS,XRF和TEM表征结果,对Ag/K4Nb6O17异质结光催化剂的作用机制进行了较详细地阐述并获得如下结论:(1)K4Nb6O17提供了降解有机染料分子的电子和空穴;(2)K4Nb6O17纳米晶上Ag粒子作为光生电子接受器,促进了金属-半导体界面上电荷的转移,有效地分离了光生电子-空穴对,提高了光催化活性。     

离子液体辅助N,S,F共掺杂纳米TiO2的制备与表征

以TiCl4、硫脲和离子液体([C6mim]+[BF4]-)为原料,采用微波催化水解法合成掺杂的纳米TiO2前驱体,在NH3/N2气氛中经程序升温煅烧处理制得N,S,F共掺杂TiO2光催化剂(N—S—F—TiO2)。采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis/DRS)等对该光催化剂的结构和性能进行表征。结果表明,该光催化剂为锐钛矿晶型,具有较高的纯度和结晶度,掺杂在TiO2晶体中形成Ti—O—N键,Ti—O—S键,Ti—S键,而F以TiOF2形态掺杂。在可见光区400～550nm具有强吸收,且在600～800nm出现一个较强的吸收带。实验表明,使用[C6mim]+[BF4]-与H2O的体积比为5/95所制得的光催化剂对甲基橙降解的催化活性最高,可见光照射200min降解率达95%。多掺杂的协同效应使得N—S—F—TiO2具有对可见光的强烈吸收和较高的可见光催化活性。     

金属离子对纳米TiO2悬浊液的光催化性能影响的光谱研究

以钛氧有机物为前驱体,利用微乳液法制备了纳米TiO2微晶。用X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)等测试技术对产物进行了表征,并就纳米TiO2悬浊液中加入金属离子后光催化降解甲基橙溶液进行了初步的研究。光谱分析表明,纳米TiO2悬浊液中加入Bi3 离子后对甲基橙溶液的光催化降解有很大的促进作用,Bi3 与TiO2质量比为1∶8及TiO2的浓度为1.6g·L-1时光催化活性最佳。     

10BaF₂:NaF,Na₃AlF₆/TiO₂ composite as a novel visible-light-driven photocatalyst based on upconversion emission

A rare-earth free upconversion luminescent material, 10BaF 2 :NaF, Na 3 AlF 6 , is synthesized by a hydrothermal method. The study of fluorescent spectrum indicates that it can convert visible light (550 nm–610 nm) into ultraviolet light (290 nm–350 nm), and two emission peaks at 304 nm and 324 nm are observed under the excitation of 583 nm at room temperature. Subsequently, 10BaF 2 :NaF, Na 3 AlF 6 /TiO 2 composite photocatalyst is prepared and its catalytic activity is evaluated by the photocatalytic reduction of CO 2 under visible light irradiation (λ > 515 nm). The results show that 10BaF 2 :NaF, Na 3 AlF 6 /TiO 2 is a more effective photocatalyst for CO 2 reduction than pure TiO 2 , their corresponding methanol yields are 179 and 0 μmol/g-cat under the same conditions. Additionally, the mechanism of photocatalytic reduction of CO 2 on 10BaF 2 :NaF, Na 3 AlF 6 /TiO 2 is proposed.     

铁氮共掺杂纳米TiO_2复合膜的制备、光谱分析及光催化活性研究

用溶胶-凝胶法制备铁、氮共掺杂纳米TiO2凝胶,浸渍-提拉法将其镀膜于载玻片表面,经干燥、煅烧,制得Fe-TiO2-xNr复合膜;用XRD,SEM,XPS及UV-Vis对镀膜样品进行了表征.XRD分析表明,Fe-TiO2-xNr膜为锐钛矿结构,少数氮原子替代了TiO2晶格中的氧;SEM照片说明,构成膜的粒子分散均匀,形貌一致,粒径约19 nm:UV-Vis漫反射光谱显示,Fe3+掺杂可使复合膜对可见光的响应红移至740nm处;XPS图谱证明,铁、氮的掺入降低了Ti(2p3/2)电子结合能,从而拓宽了TiO2在可见光区的吸收范围.以光催化降解苏丹红I为模型反应,比较了不同掺杂样品的光催化活性,结果表明,当掺杂的Fe3+相对于Ti4-1的原子比达到0.4%时,复合膜表现出最佳催化性能,4 h后对苏丹红I的降解率达到97%.方法制备的氮和适量铁共掺杂Fe-TiO2-xNr复合膜能协同提高TiO2对可见光的响应能力及光催化活性,在污水处理领域具有潜在的应用价值.     

CdS/TiO2/漂珠复合光催化剂制备及其降解高效氯氰菊酯研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了Cds/TiO2/漂珠复合光催化剂,通过SEM,XRD对其结构进行了表征.以高效氯氰菊酯(BEC)杀虫剂的光催化降解为模型反应,研究了CdS/TiO2/漂珠的光催化性能,探讨了影响催化剂活性的因素及采用太阳光作光源处理BEC的可行性.结果表明,CdS/TiO2/漂珠投加量为3 000mg·L-1,初始浓度为45 mg·L-1、初始pH为6.5,通气量为200 mL·min-1时间为60 min,BEC降解率分别为92.1%(125W高压汞灯)和79.3%(5 W紫外灯),采用太阳光照射300 min,BEC降解率可达93.4%.BEC的降解反应遵从L-H动力学模型,测得反应速率常数9.80 mg·(L·min)-1,吸附常数4.36×10-3 L·mg-1.