卟啉锡敏化TiO2纳米管的光催化活性和光电性能

制备了反-二羟基-5,10,15,10-四苯基卟啉锡敏化的TiO₂纳米管,并以对硝基苯酚为模型污染物,对其在可见光照射下的光催化活性进行了研究。同时,将卟啉锡敏化的TiO₂纳米粒子作为参照物,探讨了形貌对催化剂光催化活性的影响。实验结果表明,卟啉锡的引入可以明显地增强TiO₂纳米管的可见光催化活性。与TiO₂纳米粒子相比,卟啉锡对TiO₂纳米管的敏化作用更加显著,表明催化剂的形貌在光催化过程中具有重要作用。此外,我们还考察了卟啉锡敏化的TiO₂纳米管的光电化学行为,并与其光催化活性相关联。最后,对卟啉锡的敏化机理进行了初步的探讨。     

ZnO纳米管的光学性质及其对甲基橙降解的光催化活性

以十二烷基硫酸钠为模板剂采用水热法合成了ZnO纳米管,以尿素和ZnSO4为原料制备了ZnO纳米颗粒,并应用透射电镜、x射线衍射、光致发射光谱、拉曼光谱、比表面积测定、傅里叶红外光谱和紫外-可见漫反射光谱等技术对样品进行了表征.结果表明,ZnO纳米管的比表面积较大,在λ≈650nm的可见光波段ZnO纳米管开始出现吸收峰,而ZnO纳米颗粒在可见光波段几乎没有吸收.ZnO纳米管和纳米颗粒在紫外光照射下均对甲基橙有降解作用,其中ZnO纳米管的光催化活性较高.随着催化剂用量的增加和光照时间的延长,甲基橙降解率逐渐提高;甲基橙浓度的增大使甲基橙降解率降低.     

卟啉锡敏化TiO_2纳米管的光催化活性和光电性能

制备了反-二羟基-5,10,15,10-四苯基卟啉锡敏化的TiO2纳米管,并以对硝基苯酚为模型污染物,对其在可见光照射下的光催化活性进行了研究。同时,将卟啉锡敏化的TiO2纳米粒子作为参照物,探讨了形貌对催化剂光催化活性的影响。实验结果表明,卟啉锡的引入可以明显地增强TiO2纳米管的可见光催化活性。与TiO2纳米粒子相比,卟啉锡对TiO2纳米管的敏化作用更加显著,表明催化剂的形貌在光催化过程中具有重要作用。此外,我们还考察了卟啉锡敏化的TiO2纳米管的光电化学行为,并与其光催化活性相关联。最后,对卟啉锡的敏化机理进行了初步的探讨。     

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。     

低带隙氮杂稠环共轭微孔聚合物用于光催化染料的降解

利用1,2,4,5-苯四胺和环己六酮单体之间缩合反应得到一种具有低带隙(1.22 eV)的氮杂稠环共轭微孔聚合物(aza-CMP)。光催化降解实验证明aza-CMP可以在可见光和近红外光下进行高效光氧化反应,有效地驱动催化各种有机染料例如刚果红、罗丹明B和甲基橙的降解。对比试验表明,相比其他常见光催化剂如P25二氧化钛(P25-TiO_2)、石墨相碳化氮(g-C3N4)和银负载二氧化钛(Ag-TiO_2),aza-CMP具有更加高效的有机污染物光催化降解性能。此外,多次循环光催化实验表明,aza-CMP在催化过程中的结构非常稳定,在多次降解循环实验后仍能保持其分子结构和高催化活性,进一步说明光催化降解有机分子染料的活性来源于光生空穴和单线态氧。最后,液相色谱-质谱联用分析清楚地验证了aza-CMP催化降解有机染料的途径。     

模板水热法纳米TiO2制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂,钛酸四正丁酯(TBOT)为钛源,水热法制备纳米TiO2。采用XRD,SEM、TEM和UV-Vis DRS等测试手段对其形貌和结构进行表征。通过对甲基橙的光催化降解实验,探讨了焙烧温度、催化剂用量和溶液pH值对光催化性能的影响。结果表明,TiO2具有锐钛矿相,平均晶粒尺寸约为23.2 nm,TiO2颗粒呈片层状或由片层状堆积的疏松圆球形,经超声后即分散为八面体晶粒。550℃焙烧的样品,紫外光照3 h后,对甲基橙的降解率可达84.2%。相比普通水热法,采用模板剂法制得的TiO2吸收带发生红移,因而也具有较好的可见光催化活性。     

硼硫共掺杂TiO2的光催化性能及掺杂机理

采用水热法制备了硼硫共掺杂的TiO2光催化剂(TiO2-B-S),并用其光催化降解甲基橙.结果表明,在240℃下水热反应12h时制得的TiO2-B-S具有较高的催化活性,紫外光照射50min和太阳光照射230min时对甲基橙的降解率分别达99.8%和81%.X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱等研究表明,TiO2-B-S为锐钛矿晶型,硫硼掺杂能抑制TiO2粒径的生长;TiO2-B-S同时具有较高的紫外光和可见光活性的原因可能是掺杂的硼以B3 进入晶格中,导致TiO2晶格畸变,带隙变窄.掺杂的硼和硫还提高了TiO2的表面酸度和对可见光的吸收.     

铋铁复合氧化物光催化材料的制备及其性能研究

采用共沉淀法制备了一系列铋铁复合氧化物光催化剂,并以可见光降解甲基橙为模型反应,研究其在可见光照射下降解甲基橙的光催化性能。详细考察了p H值、铋铁摩尔比、煅烧温度等对其光催化性能的影响。在优化条件下,铋铁摩尔比为2∶1、p H=3~4时制备出的样品具有较好的光催化性能,甲基橙的降解率可达到91.95%。     

暴露{001}面TiO2纳米片分等级花状结构的制备及其光催化活性

以钛酸盐纳米管为前驱体,在HF-H2O-C2H5OH的混合溶液中,采用一种简单的醇热方法合成了具有87%暴露{001}面的TiO2纳米片自组装形成的分等级花状TiO2超结构.运用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和N2吸附-脱附等方法对样品进行了表征,并在紫外光照射下于空气和溶液中分别考察了其光催化降解丙酮和甲基橙反应活性...     

复合碳纳米管增强纳米Ag_2CO_3的可见光催化活性和稳定性

在二甲基甲酰胺溶液中,通过简单的沉淀法制备了纳米Ag2CO3和碳纳米管(CNT)的复合物.用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱(DRS)表征了所制备的Ag2CO3/CNT复合物,通过在可见光下降解甲基橙(MO)检测了样品的光催化活性.结果表明,纳米Ag2CO3颗粒与CNT结合良好.CNT的含量为1.5%(w)的Ag2CO3/1.5%CNT复合物活性最高,经过60 min的降解,甲基橙的降解率达到93%.与纯相纳米Ag2CO3比较,CNT的加入还提高了Ag2CO3的稳定性,经过三次循环降解,Ag2CO3/1.5%CNT复合物还能降解81%的甲基橙,而纳米Ag2CO3只能降解59.5%的甲基橙.其活性和稳定性提高的原因是由于CNT的高导电性,它不仅促进了电子-空穴对的分离,还能快速转移产生的光生电子.     

掺镁钛酸钡纳米棒的水热合成和光催化性能

用水热法制备掺镁钛酸钡(Ba1-xMgxTiO3(x=0,0.10,0.20,0.30,0.40),BMT)纳米粉体。运用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱技术(DRS)等手段对样品进行了表征,并在可见光照射下于溶液中考察了其光催化降解甲基橙反应活性。结果表明,通过控制氢氧根浓度可以得到不同形貌的纳米粉体。基于不同条件下制备的样品的微结构分析,提出了这些不同形貌的形成机制。制备出的BMT材料的带隙能约为2.61 eV。光催化反应结果表明BMT的光催化活性比掺氮TiO2高得多。OH-浓度为8 mol·L-1时制备的BMT纳米棒光催化效率最高,经可见光照射360 min,浓度为0.01 mmol·L-1甲基橙溶液的降解率可达到93.0%,且循环使用4次后,其光催化活性并没有明显降低,表明BMT是一种稳定有效的可见光催化剂.     

Bi3.25Nd0.75Ti3O12纳米结构: 可控合成及其可见光催化活性

用水热法制备不同形貌的掺钕钛酸铋(Bi3.25Nd0.75Ti3O12,BNdT)纳米粉体.透射电子显微镜(TEM)结果表明,通过控制OH-浓度可以得到不同形貌的纳米粉体.基于不同条件下制备的样品微结构分析,提出了这些不同形貌的形成机制.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BNdT样品的带隙能(Eg)约为1.984 eV.利用可见光照射下甲基橙降解实验评价了BNdT样品的光催化性能.结果表明,BNdT的光催化活性比商用TiO2催化剂P25和掺氮TiO2高得多.OH-浓度为10 mol·L-1时制备的BNdT纳米线光催化效率最高,经可见光照射360min,浓度为0.01 mmol·L-1甲基橙溶液的降解率可达到93.0%,且循环使用4次后,其光催化活性并没有明显降低,表明BNdT是一种稳定有效的可见光催化剂.     

Microemulsion Synthesis of Nanosized TiO2 Particles Doping with Rare-Earth and their Photocatalytic Activity

Microemulsion is the easiest and cleanest of the popular methods of synthesizing nanomaterial. This work synthesized the nanosized La-TiO₂ and Ce-TiO₂ particles through the hydrolyzation of tetrabutyl titanate in a Triton X-100/n-hexanol/cyclohexane/water reverse microemulsion. The particles were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR) and thermogravimetry (TG). The photocatalytic activity was evaluated by photocatalytic degradation of methyl orange (MO) under ultraviolet light and visible light irradiation. The results showed that reverse microemulsion produced the nanosized and well-separated particles, which are obviously in degrading MO. Comparing the pure TiO₂ with doping TiO₂, the doping ones are smaller and have better photocatalytic activity, which was best at the molar content of 0.1% for La, whereas for Ce it was 0.5%.     

不同形貌Bi4Ti3O12粒子的可控合成及光催化性能

研究了用一步水热法制备的不同形貌的钛酸铋(Bi₄Ti₃O₁₂, BIT)粒子的光学和可见光催化性能, 并对其晶体结构和微观结构用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段进行了表征. XRD结果表明, 所制备的BIT 样品为层状钙钛矿结构. FESEM结果表明, 通过控制水热过程的反应参数可以得到不同形貌的纳米粒子. 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BIT 样品的带隙能约为2.88-2.93 eV. 利用可见光(λ>420 nm)照射下的甲基橙(MO)降解实验评价了BIT 样品的光催化性能. 结果表明, BIT 的光催化活性比掺氮TiO₂ (N-TiO₂)高得多. 研究了形貌对BIT 光催化性能的影响. 所制备的BIT纳米带光催化效率最高, 经可见光照射360 min, 甲基橙溶液的降解率可达到95.0%.     

Bi3.25Sm0.75Ti3O12纳米线的水热合成及可见光催化性能

用一步水热法制备了直径约为40 nm的Bi3.25Sm0.75Ti3O12(BSmT)纳米线。BSmT纳米线为层状钙钛矿结构。紫外可见漫反射光谱表明,制备出的BSmT材料的带隙能约为2.67 eV。催化反应结果表明,BSmT的光催化活性比掺氮TiO2(N-TiO2)和纯相钛酸铋(Bi4Ti3O12,BIT)高得多,经可见光照射360 min,浓度为0.01 mmol.L-1甲基橙溶液的降解率可达到92.0%。BSmT光催化剂具有更高催化活性的原因是Sm3+离子掺杂拓展了BIT对可见光的吸收范围,同时抑制了BIT的光生电子-空穴的复合。并且BSmT光催化剂经循环使用4次后,其光催化活性并没有明显降低,表明BSmT是一种稳定有效的可见光催化剂。     

单斜与锐钛矿双晶相TiO2/MWNTs复合材料的制备及其可见光光催化活性

以超强耐酸碱的表面活性剂-丁基封端脂肪醇聚氧乙烯醚作为晶型调节剂,利用钛酸丁酯和氢氧化钠的水热反应制备了单斜相与锐钛矿相双晶相TiO2/多壁碳纳米管(简称MWNTs)复合材料,并考察了复合材料的可见光光催化活性。结果显示:MWNTs的加入可调控TiO2的晶相组成,增强TiO2的光催化活性,其中含5%MWNTs的样品具有较高的催化降解效率;随煅烧温度的升高,样品的光催化活性大幅提升。其机理归因于(1)促进单斜相和锐钛矿相双晶相结构的形成;(2)碳纳米管优良的导电作用及碳纳米管/TiO2间的异质结效应;(3)高温下碳纳米管分解产生的碳元素掺杂作用。     

单斜与锐钛矿双晶相TiO2/MWNTs复合材料的制备及其可见光光催化活性

以超强耐酸碱的表面活性剂-丁基封端脂肪醇聚氧乙烯醚作为晶型调节剂,利用钛酸丁酯和氢氧化钠的水热反应制备了单斜相与锐钛矿相双晶相TiO₂/多壁碳纳米管(简称MWNTs)复合材料,并考察了复合材料的可见光光催化活性。结果显示:MWNTs的加入可调控TiO₂的晶相组成,增强TiO₂的光催化活性,其中含5%MWNTs的样品具有较高的催化降解效率;随煅烧温度的升高,样品的光催化活性大幅提升。其机理归因于(1)促进单斜相和锐钛矿相双晶相结构的形成;(2)碳纳米管优良的导电作用及碳纳米管/TiO₂间的异质结效应;(3)高温下碳纳米管分解产生的碳元素掺杂作用。     

Photocatalytic degradation of amoxicillin by carbon quantum dots modified K2Ti6O13 nanotubes: Effect of light wavelength

Novel carbon quantum dots modified potassium titanate nanotubes (CQDs/K₂Ti₆O₁₃) composite was synthesized and exhibited high photocatalytic activity for degradation of amoxicillin under UV and visible lights with nine wavelengths. Better amoxicillin removal was achieved at lower wavelength irradiation due to its higher photo energy.     

Investigation of the anchoring silane coupling reagent effect in porphyrin sensitized mesoporous V-TiO2 on the photodegradation efficiency of methyl orange under visible light irradiation

In order to efficient utilization of visible light in the photodegradation reaction, mesoporous vanadium doped TiO₂ (V-TiO₂) particles sensitized by tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin (TCPP) dyes were synthesized, and characterized. For investigation of the anchoring coupling between porphyrin and TiO₂ surface, two photocatalyst containing ester-like linkage (TCPP–V-TiO₂) and amide-like linkage (TCPP–NH₂–V-TiO₂) were compared in the photodegradation of methyl orange (MO) aqueous solution. It was found that the photocatalytic activity of the TCPP–V-TiO₂ was higher than TCPP–NH₂–V-TiO₂ (95 % compared to 62 %). Importantly, TCPP–V-TiO₂ was particularly stable in the visible light photocatalytic activity after six cycles.     

Bi3.25La0.75Ti3O12纳米线的可见光催化性能

研究了用一步水热法制备的掺镧钛酸铋(Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂, BLT)纳米线的光学和可见光催化性能, 并对其晶体结构和微观结构用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段进行了表征. 结果表明, 制备的纳米线为纯相的Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂, 平均直径约为25 nm. 室温光致发光谱(PL)显示BLT纳米线在433和565 nm附近有较强的发射峰, 分别对应激子发射和表面缺陷发光. 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BLT样品的带隙能约为2.07 eV. 利用可见光(λ>420 nm)照射下的甲基橙降解实验评价了BLT样品的光催化性能. 结果表明, BLT的光催化活性比商用TiO₂催化剂P25、掺氮TiO₂和纯相钛酸铋(Bi₄Ti₃O₁₂, BIT)高得多. BLT光催化剂具有更高催化活性的原因是La³⁺离子掺杂拓展了BIT对可见光的吸收范围, 同时抑制了BIT的光生电子-空穴的复合.