Au/BiOBr纳米片的制备、表征及光催化性能

借助贵金属Au的等离子体共振效应,用于提高BiOBr的光吸收性能和导带电子作用,以增强光生电子-空穴分离效率,实现苯酚的有效分解.采用化学还原法制备了一系列不同Au负载量的Au/BiOBr纳米片状光催化剂,并对所制样品采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等现代光谱技术进行了表征分析,以模拟太阳光为光源,考察了Au负载量对BiOBr光催化降解苯酚活性的影响.结果表明,当Au含量为0.5;时,催化剂对苯酚的降解效果达到最佳;捕获实验发现,Au/BiOBr光催化进程中活性物种顺序依次为h+＞·OH＞·O2-;所制催化剂的循环测试表明,Au(0.5wt;)/BiOBr样品具有良好的光催化降解苯酚性能和较高的稳定性.     

BiOBr/Bi/BiPO4复合材料的制备及可见光光催化性能研究

本文成功制备了BiOBr/Bi/BiPO4三元复合光催化剂,并通过对甲基橙(MO)降解活性的测试发现,在可见光条件下,BiOBr/Bi/BiPO4表现出优良的光催化活性.采用XRD、XPS和HRTEM对所制备催化剂的结构、组成和形貌进行表征,DRS表征说明单质Bi的加入有利于可见光吸收光谱的拓宽,PL和PC表征说明单质Bi的等离子共振效应有利于复合光催化剂光生载流子的分离,从而提高复合光催化剂的光催化降解活性.     

BiOBrxI1-x半导体微球的制备、热稳定性及其光催化性能

采用溶剂热法制备了一系列花状BiOBrxI1-x复合微球.利用X射线粉末衍射(XRD)、热重(TG)、扫描电镜(SEM)、氮气物理吸附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射(DRS)等手段考察了BiOBrxI1-x复合微球的热稳定性、相组成、形貌、光吸收性能和光催化活性随煅烧温度的变化规律.结果表明,BiOBrxI1-x复合样品的热稳定性小于BiOBr而高于BiOI.在煅烧过程中BiOBrxI1-x逐渐失去碘元素而转变为Bi5O7I,至500℃以后,复合物主要以溴氧铋化合物为主.BiOBrxI1-x在450℃以上煅烧其球形结构遭到破坏,同时比表面积迅速减小.BiOBr0.25 I0.75,BiOBr0.5I0 5光催化活性要高于单纯BiOBr与BiOI.复合样品经过不同温度煅烧后,光催化活性均呈现了不同程度的降低.高温煅烧所引起碘元素的流失、微球结构的破坏,比表面积的减少等因数导致了光催化活性的降低.     

石墨相氮化碳基复合光催化剂的研究进展

石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种新型的可见光光催化材料.通过构建耦合半导体复合物提高光生载流子的分离效率是目前增强光催化活性的有效方法之一.本文对g-C3N4基复合光催化材料的研究进展进行了综述,主要介绍了金属氧化物、金属硫化物、Ag系半导体、Bi系半导体与g-C3N4构筑复合物的相关研究,此复合物在光催化降解污染物、光解水制氢、光催化抗菌及光催化还原CO2为碳氢燃料等应用领域展现出优于单一g-C3N4的性能.     

基于晶体学原理的高效光催化材料的设计与制备

光催化技术是一种将太阳能转换为化学能的新技术,基于该技术可利用半导体光催化材料实现光催化分解水制氢、二氧化碳还原制备有机物、降解有机污染物等,是解决未来能源和环境问题的潜在途径之一。然而,作为光催化技术的核心,光催化材料面临着光吸收范围窄、光生载流子分离效率低等问题,这些问题严重制约着光催化能量转化效率及其实际应用。针对制约光催化材料活性的关键科学问题,近年来本课题组从晶体学基本原理出发,基于半导体材料结构与性能的关系,通过对半导体材料的晶体结构、电子结构、微结构参数进行设计与调控,探索制备了一系列具有宽光谱响应范围、高载流子分离效率的新型高效光催化材料,为设计制备新型高效光催化材料提供了一些新的设计思路和材料制备方法。     

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.     

Cl掺杂对氧化亚铜薄膜载流子浓度及寿命的影响

采用三电极体系在硫酸铜-乳酸体系的中电化学沉积法制备Cl∶ Cu2O薄膜,通过光电流(l-t)测试、莫特-肖特基(M-s)曲线测试、光电压衰减测试(V-t),研究Cl离子掺杂对氧化亚铜薄膜性能产生的影响.结果表明当pH值为8.5时,可以获得n型氧化亚铜.随着CuCl2的加入,氧化亚铜薄膜的光电流密度先上升后下降.莫特-肖特基曲线测试的载流子浓度与光电流密度的趋势一致,当CuCl2为40 mmol/L时达到最高值,光电流密度为0.11 mA/cm2(较纯氧化亚铜提高了247.6;),载流子浓度为3.58×1019 cm-3(较纯氧化亚铜的载流子浓度提高了2457;).将光电压衰减测试结果进行拟合后发现在40 mmol/L CuCl2溶液中得到的薄膜,其载流子的半衰期提高到了8.92s,说明较纯氧化亚铜薄膜的光稳定性大大提高了.     

TiO2-ZnTiO3纳米复合薄膜的制备及光催化性能

将ZnO粉末加入TiO2溶胶中制备出TiO2/ZnTiO3复合薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱对其形貌、晶体结构、化学组成和光谱响应特征进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同ZnO掺入比例对复合薄膜光催化性能的影响.结果表明,所得材料的光催化性能与复合结构中TiO2的结晶结构有关.Ti/Zn=6∶1时,所得复合薄膜由锐钛矿相TiO2与钙钛矿相ZnTiO3构成,薄膜中晶粒尺寸较小(约为30 nm)、结晶度较高、催化性能最好.在紫外光下5h可使亚甲基蓝(MB)溶液脱色降解率达到94;,明显高于纯TiO2薄膜(87;).     

水热法制备Mn掺杂ZnO及其光催化性能研究

ZnO是一类具有广阔应用前景的光催化材料,但是光生载流子复合率高等问题限制了其进一步应用.本研究使用水热法制备了Mn掺杂ZnO粉体,测试了该粉体的物相组成、孔隙结构、发光性质和光催化性能.结果表明,当Mn替代0.5;Zn时,Mn占据了ZnO晶格中Zn的位置,粉体粒度小、比表面积大,抑制了光生载流子的复合,降低了禁带宽度,拓宽了光的响应范围.在8 W、365 nm紫外光条件下光照70 min后,制备的Mn0.05 Zn0.95 O粉体对刚果红降解率达到了97.4;,COD去除率达到了76.34;;Mn0.05 Zn0.95 O对罗丹明B吸附最好,对亚甲基蓝降解最好;对刚果红连续降解4个循环后,降解率降低了6.6;.该研究成果为光催化降解有机废水提供了技术支撑.     

Ag/g-C3N4纳米片的制备及可见光催化抗菌性能研究

在液相超声剥离制备g-C3 N4纳米片的基础上,通过光照还原法负载Ag纳米颗粒,成功构筑Ag/g-C3 N4纳米片,通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积和孔分析仪(BET)和瞬态光电流等方法对制备的样品进行表征,考察可见光下杀灭E.coli能力以表征其光催化活性,并通过改进的Hom模型对样品的光催化抗菌动力学进行研究.研究结果表明,3;Ag/g-C3 N4纳米片具有最优的光催化抗菌活性,光催化抗菌曲线拟合的k2值是体相g-C3 N4的2.99倍,是3;Ag/体相g-C3 N4的1.45倍.大的比表面积和良好的光生载流子分离效率是3;Ag/g-C3 N4纳米片具有优异光催化抗菌活性的主要原因.