低温水热法制备高催化效率钒酸铋可见光催化剂

采用低温水热合成法,通过控制反应体系pH值实现了对晶体形貌的调控,制备了高催化效率的单斜相钒酸铋催化剂.对样品进行了X射线衍射、紫外可见漫反射吸收光谱、扫描电镜和比表面积分析,并以罗丹明B的降解考察了样品的光催化活性.结果表明,反应体系pH值影响钒酸铋的形貌和光催化性能,pH值为7条件下制备得到的BiVO4样品对罗丹明B的光催化降解率最大,光催化反应lh对罗丹明B的降解率为93.56;.H2O2作为电子捕获剂,与电子反应形成羟基自由基,抑制电子和空穴对的复合,H2O2协同催化显著提高了光催化效率.     

铋基碘氧化物/煤矸石复合粉体的制备及光催化性能

以表面改性的煤矸石粉、硝酸铋和碘化钾为原料,采用超声法制备了BiOI/煤矸石复合粉体和Bi5 O7I/Bi4O5I2/煤矸石复合粉体,利用XRD、SEM、EDS对所制得的样品进行了表征,并以模拟太阳光为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果表明:BiOI/煤矸石复合粉体和Bi5O7I/Bi4O5I2/煤矸石复合粉体均表现出较高的可见光光催化降解能力,并且Bi5O7I/Bi4O5I2/煤矸石复合粉体的光催化活性要大于BiOI/煤矸石复合粉体的光催化活性.Bi5O7I/Bi4O5I2/煤矸石复合粉体三次循环利用后光催化2h对罗丹明B的降解率仍可达到88.9;,可重复使用.     

溶剂热法制备片状结构CaTiO3及光催化性能研究

在无模板或无表面活性剂条件下,利用溶剂热制备片状结构的CaTiO3.探究了水热时间对CaTiO3显微结构和在紫外光下催化降解罗丹明B溶液的光催化活性.分析了CaTiO3光催化剂加入量和不同pH值的罗丹明B溶液对样品光催化性能的影响.通过扫描电镜(FESEM)、X-衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-vis)和比表面积分析仪(BET)对样品进行了性能表征.实验结果表明:当水热时间24 h时制备了具有较好光催化性能的CaTiO3片状结构.同时加入0.1g CaTiO3样品降解pH值为9的罗丹明B溶液中,在紫外光的照射下CaTiO3样品光催化降解效果最好,60 min可达到K=0.0526 min-,其降解完后的溶液pH呈现中性,对环境不会造成酸碱污染.     

CuO/氧化石墨烯复合材料合成、表征及光催化研究

以醋酸铜Cu(Ac)2和氧化石墨烯(GO)为原料,去离子水作溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,通过水热反应制备了CuO/GO纳米复合材料.傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)以及光电子能谱仪(XPS)和透射电镜(TEM)对合成的复合材料结构表征以及形貌分析,结果发现CuO纳米粒子均匀地分散在GO上.并将制备的复合材料对罗丹明B溶液进行光催化降解研究,结果发现在光反应80 min后,罗丹明B的浓度降低率达到85;,因此CuO/GO复合材料对罗丹明B表现出了良好的光催化性能.     

微波合成Bi2S3/g-C3N4复合光催化剂及其光催化性能研究

采用微波合成法制备了Bi2 S3/g-C3 N4复合光催化剂,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见-漫反射吸收光谱(Uv-vis)、物理吸附仪(BET)等对其进行了表征,以罗丹明B(RhB)为目标化合物对其光催化性能进行了评价.结果表明,与纯Bi2 S3和g-C3 N4相比,复合样品的禁带宽度变小,比表面积增大,光生载流子的复合效率降低,显著提高了其光催化降解RhB的效率.复合样品5-CNBS对RhB的降解率达99;以上,分别是纯g-C3 N4和Bi2 S3单体对RhB降解效率的1.59倍和4.95倍.     

BiOI/BiVO4异质结光催化剂的合成及其催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法合成具有异质结结构BiOI/BiVO4,以罗丹明B为模型污染物,考察了BiOI/BiVO4的光催化活性,并采用XRD、SEM、FT-IR等进行了表征.结果表明,BiOI/BiVO4具有典型的异质结结构,具有抑制电子-空穴再复合、有效促进光生载流子分离的特点,BiOI的引入没有破坏BiVO4颗粒的晶体结构,仍为单斜相主体物相结构,而是增强了催化剂表面的活性位点,提高光电子的迁移速率.相比于单体钒酸铋,复合后的材料光谱响应范围更宽,同时,复合催化剂比单体钒酸铋的催化活性和稳定性更好,在BiOI的摩尔分数为20;时,复合光催化材料的催化活性最佳,实验条件下罗丹明B降解率为95.7;.     

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.     

Al3+掺杂ZnS纳米晶的合成、表征及其光催化性能

在较温和的溶剂热条件下制备了一系列Al3+掺杂的ZnS纳米晶光催化剂.利用N2物理吸附、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、红外光谱(FT-IR)和光致发光(PL)谱等技术对合成的样品进行了表征.考察了不同含量的Al3掺杂对ZnS的结晶度、比表面积、表面羟基、光吸收性能及其对不同染料的光催化降解性能的影响.结果表明,在140℃下合成的球状ZnS纳米晶具有较好的结晶度;Al3+掺杂在增加催化剂的比表面积的同时丰富了催化剂的表面羟基;此外,掺杂的Al3+可以明显抑制光生电子(e-)和空穴(h+)的复合,提高光催化反应效率.当掺杂最佳含量的6mol; Al时,可使催化剂光催化降解染料酸性橙Ⅱ、亚甲基蓝和罗丹明B的降解率分别提高3.5、1.0和0.9倍.     

高催化效率钒酸铋可见光催化剂的制备及性能研究

采用水热合成法,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为表面活性剂实现对晶体形貌的调控,制备了高催化效率的棒状单斜相钒酸铋催化剂,通过对罗丹明B的催化降解和样品的测试表征,研究了十二烷基苯磺酸钠加入量对钒酸铋光催化性能和形貌的影响.加入十二烷基苯磺酸钠的质量分数0.08;时,制备得到BiVO4样品对罗丹明B的光催化降解效率达到最大.并对H2O2协同催化提高催化效率的机理进行了探讨.     

Ce掺杂ZnO纳米晶的光催化性能研究

以Zn( NO3)3·6H2O、Ce( NO3)3·6H2O为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和Ce/ZnO纳米晶,利用XRD、TEM、BET、UV-Vis漫反射进行表征.以染料罗丹明B为目标降解物考察了样品的光催化活性.结果表明:产物粒子形状基本为球形,结晶良好,属六方晶系结构.相比纯ZnO,Ce/ZnO对光具有更高的吸收利用率,在紫外和可见光下对罗丹明B的降解能力均有明显提高;随Ce掺杂量的增加,样品的粒径减小,比表面积增大,罗丹明B的降解率相应增大,在紫外和可见光下降解率分别可达98.6;、78.3;,其原因在于Ce掺杂有利于在ZnO纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离.     

Ag3PO4/ZnO复合粉体制备及其可见光催化性能

室温下,以ZnO粉体、Na2HPO4、AgNO3和聚乙烯吡咯烷酮为原料,成功制备出了系列Ag3PO4/ZnO复合粉体.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外-可见光谱仪分别对复合粉体的物相、形貌和可见光吸收性能进行了表征.研究了不同摩尔比的Ag3PO4/ZnO复合粉体的光催化性能.结果表明:当ZnO和Ag3PO4摩尔比约为1:1时,所得的Ag3PO4/ZnO复合粉体对罗丹明B染料的可见光催化效果最好,降解率达到99;.     

不同晶型TiO2的制备与光催化性能研究

采用溶胶凝胶法,利用不同温度热处理制备了不同晶体结构的TiO2纳米晶.利用XRD、SEM、EDS、XPS等分析方法对样品的晶体结构、形貌、化学元素组成以及价态进行了表征.结果表明400 ℃、500 ℃热处理TiO2为锐钛矿晶型,600 ℃ 热处理为锐钛矿金红石混合晶型,700 ℃热处理为金红石晶型,单颗粒子呈现类似球形形貌.以罗丹明B为目标污染物,测试了样品的光催化性能,结果表明400 ℃热处理TiO2具有最高的光催化活性,3 h后对罗丹明B的降解率达到94.6;,其反应速率常数达到0.969 h-1.     

稀土金属Ce3+掺杂ZnO材料的光催化机理

通过溶胶凝胶法制备了光催化活性更高的Ce∶ZnO复合粉体光催化材料,并采用X射线衍射(XRD)、电子顺磁共振(EPR)、紫外可见光谱(UV-Vis)技术对所制备的粉体样品的晶体种类及结构、自由基种类及含量、光催化效率进行表征分析。复合样品的X射线衍射测试结果显示,随着掺杂浓度的增加,先后检测到CeO₂的(111)和(200)晶面特征峰,且衍射峰强度逐渐增强。此外,适量的掺杂(c(Ce³⁺)=2%)可减小ZnO晶体的晶粒尺寸。电子顺磁共振测试结果显示,Ce∶ZnO复合光催化材料中存在三类自由基,分别是Zn-H络合物、正一价氧空位、CeO₂表面吸附的超氧根离子。紫外可见光谱测试表明,适量的掺杂可有效提高ZnO催化剂的光催化活性,综合分析显示,ZnO光催化活性提高的主要原因是Ce³⁺的掺入使得材料中电子数量增多,进而提高了活性自由基·O^-₂的数量。本文通过EPR技术和XRD衍射技术,成功表征了Ce³⁺掺杂对ZnO材料中自由基种类合成的影响过程,并结合UV-Vis技术,对Ce∶ZnO复合材料光催化降解甲基橙的过程中的电子转移过程作出了合理的解释。     

插层法制备g-C3N4/高岭石复合材料及其光学性能

高岭石表面与层间具有较高的活性和良好的规范性,因而适合对其进行化学修饰,在催化剂负载方面值得深入研究.本文以甲氧基嫁接的高岭石为前躯体,采用置换插层法制备出高岭石/三聚氰胺插层复合物,进一步在550 ℃煅烧获得g-C3N4/高岭石复合光催化剂.利用X射线衍射、傅里叶红外和热重-差热分析等手段对复合光催化材料进行表征,并对其光催化性能进行研究.结果表明,当高岭石与光催化剂前驱体三聚氰胺质量比为1∶1和1∶2时,较难缩聚得到g-C3N4;然而,当高岭石与三聚氰胺质量比为1∶3、1∶4、1∶5时,可获得不同g-C3N4占比的复合材料,其整体分散状况因高岭石的加入而有效改善,这表明高岭石的加入能有效避免g-C3N4的团聚.所制备的高岭石负载石墨相氮化碳光催化材料具有较好的光学性能,在探索经济、高效、绿色矿物基复合光催化剂方面研究具有重要意义.     

纳米TiO2薄膜的制备与光催化性能研究

以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法,在不同的水解温度下,在硅藻土基多孔陶瓷上负载纳米TiO2薄膜,结合XRD和TEM对负载的纳米TiO2粒径进行了表征。对比分析了测试方法及水解温度对纳米TiO2粒径的影响。以罗丹明B为目标降解物,考察了水解温度对光催化剂活性的影响。结果表明:样品经550℃煅烧后,TiO2薄膜为锐钛矿型;水解温度为50℃时TiO2粒径小于水解温度为75℃时所负载纳米TiO2粒径;两种方法所测TiO2粒径有一定差异:dXRD>dTEM;水解温度为50℃所负载纳米TiO2薄膜,紫外光照300 min,对罗丹明B的去除率为89.9%,而75℃时,样品在紫外光照330 min,对罗丹明B的去除率为78.6%。     

Hydroxyapatite/Anatase Photocatalytic Core–Shell Composite Prepared by Sol‒Gel Processing

The conditions for preparing hydroxyapatite/anatase Ca₁₀(PO₄)₆(OH₎₂/TiO₂ nanocomposites with a core–shell structure by sol?gel processing have been optimized. The photocatalytic activity of these nanocomposites is close to that of the commercial photocatalysts based on titanium dioxide (precursor Ti(OBut)₄ concentration 40 vol %, hydroxyapatite/TiO₂ sol ratio 1: 2, annealing temperature 500°C). The photocatalytic activity of hydroxyapatite/TiO₂ composites with different anatase contents has been estimated for the first time from the singlet oxygen yield. It is shown that the degree of modification of apatite particle surface affects significantly the structural characteristics of the hydroxyapatite/TiO₂ composite. An increase in the relative anatase content reduces the sizes of apatite crystallites and increases their specific surface.     

钨基陶瓷结晶釉的快速结晶制备及其光催化性能探索

本文通过对钨基陶瓷结晶釉材料进行了快速结晶制备,所得釉层晶相为WOP2O7结构.通过扫描电镜分析发现其表面具有显著地结晶化特征形貌,进一步结合EDS能谱分析发现其表面形貌有钨基结晶釉相和底釉相两种结构构成.在光催化性能探索中发现该釉层材料在紫外可见光照射下展现出一定的催化降解罗丹明B溶液的能力,为陶瓷结晶釉材料的功能化价值提升提供了参考.     

煅烧温度对络合溶胶-凝胶法制备ZnGa2O4微晶形貌及光催化性能的影响

采用EDTA络合溶胶-凝胶法制备了尖晶石结构的ZnGa2O4微晶.通过XRD、SEM等分析方法对ZnGa2O4微晶进行了测试和表征.研究了不同煅烧温度对其物相组成、显微结构及光催化性能的影响.结果表明,以乙酸锌和氧化镓为反应原料,以乙二胺四乙酸为络合剂,在650～800℃能合成单一物相的ZnGa2O4微晶.在700℃时可以成功制备八面体形的ZnGa2O4微晶,在800℃时可以合成棒状的ZnGa2O4微晶;随着温度从650～800℃逐渐升高,其对罗丹明B的光催化降解性能逐渐提高.     

C3N4-CaTi2O4(OH)2复合粉体的溶剂热制备及光催化性能

利用无水氯化钙-钛酸四正丁酯-无水乙醇体系,通过加入一定摩尔配比的C3N4粉体用溶剂热法制备了C3N4-CaTi2O4(OH)2复合材料粉体.利用X射线衍射(XRD),比表面积(BET)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的显微结构进行检测分析,并利用紫外-可见吸收光度计分析了样品对光的吸收特性,研究不同摩尔配比的C3N4粉体复合量对CaTi2O4(OH)2样品的物相结构、微观形貌以及其光催化性能的影响,并考察了不同光源对所制备样品性能的影响.实验结果表明:C3N4粉体的引入显著提高了CaTi2O4(OH)2样品的光催化活性,且当CaTi2O4(OH)2:C3N4物质的量之比为1:0.75时,复合样品的光催化降解率在250nm光源照射下K可达到最大值0.02338min-1.     

炭吸附水热法制备TmFeO3及其光催化性能研究

利用炭吸附水热法制备钙钛矿型TmFeO₃纳米粉体,通过X射线衍射仪(XRD),热重-差热分析仪(TG-DTA),紫外可见分光光度计(UV-Vis)和气相色谱仪等设备分析晶体比表面积、热稳定性、吸光性能及物相结构。以全谱镝灯为可见光光源,通过催化甲基橙降解,评价TmFeO₃粉体的光催化性能。实验结果表明,炭吸附水热法制得的TmFeO₃粉体有更高的结晶度和热稳定性,且比表面积大,吸收可见光范围增大,吸光性能更好。光催化降解甲基橙实验结果表明,光照140 min时对甲基橙的降解率达88％,是普通水热合成法制得的TmFeO₃催化性能的1.5倍。