分等级球状TiO2纳米结构的合成、表征和光催化活性

以TiCl3作为钛源,添加聚丙烯酰胺(PAM)和尿素,采用水热方法合成了分等级球状TiO2纳米结构。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线粉末衍射(XRD)、Raman光谱、氮气吸附-脱附分析和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)对产物的形貌、晶相组成、孔结构和紫外-可见光谱性质进行了表征。结果表明,制备的直径为400～600nm的球状TiO2纳米结构由粒径为20～40nm的纳米粒子组装而成。PAM和尿素对分等级球状TiO2纳米结构的形貌和晶相组成有着重要影响。对紫外光照射下分等级球状TiO2纳米结构在甲基橙降解中的光催化活性也进行了研究。     

立方状和球状氧化亚铜的制备及其光催化性质

利用室温液相还原法和低温水热法制备了立方状和球状氧化亚铜,通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜对合成产物进行了表征。 以合成产物光催化降解偶氮染料甲基橙为模型,研究了不同形貌Cu2O的光催化性能,结果表明,球状氧化亚铜对甲基橙的脱色率达89.0%,球状氧化亚铜/Fenton复合体系中甲基橙的脱色率达98.2%。 初步探讨了Cu2O粉体催化降解甲基橙的过程和机理。     

立方晶型Sb2O3纳米晶的合成及光催化性能

采用沉淀法合成了立方晶型Sb2O3纳米晶,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和电子自旋共振谱(ESR)等对样品进行了详细的表征。以紫外光光催化降解甲基橙为反应模型评价了样品的光催化性能。结果表明:沉淀法合成的立方晶型Sb2O3纳米晶颗粒小,表现出良好的光催化性能。对立方晶型Sb2O3纳米晶光催化降解甲基橙的原因进行了探讨,并提出了降解甲基橙的反应机理。     

ZnS微米花的水热合成及光催化性质研究

本文采用简便的水热法一步合成ZnS微米花,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等表征手段研究了合成产物的形貌及微观结构,并考察了合成产物的光催化性质。合成产物的光催化测试结果表明,在紫外光辐照下,产物对亚甲基蓝、甲基橙和曙红都有很好的降解效果。为了测试产物循环利用的光催化能力,对其进行了5次降解实验,结果显示产物依然保持良好的光催化活性。     

BiOCl纳米材料的常温制备及其光催化性能

在室温下，采用水解法，以五水合硝酸铋和氯化钾为主要原料，通过改变乙二醇的量以制备出具有不同结构的BiOCl-5,BiOCl-15,BiOCl-25光催化纳米材料。考察了不同BiOCl材料光催化降解甲基橙过程中的BiOCl投加量、pH值、温度、照射光源等因素对降解效率的影响，结果表明：在35℃,pH4.4条件下，加入1.7 g·L^-1 BiOCl-25的甲基橙溶液在紫外光照射下降解320 min,其催化降解效率最高，可达94.3%。     

ZnO自组装薄膜的可控生长及其光催化性能

通过改变工艺参数, 制得了粒径可控的ZnO自组装薄膜. 该薄膜在可见光区域出现了光子带隙. 以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了ZnO自组装薄膜的光催化活性. 利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了ZnO的晶体结构和微观形貌. 实验结果表明, ZnO自组装薄膜在太阳光照射下表现出良好的光催化性能, 其光催化活性随着ZnO颗粒粒径的减小而提高. ZnO自组装薄膜光催化降解甲基橙的反应符合一级反应动力学规律.     

微乳液法制备超细K2Ln2Ti3O10及其光催化活性研究

以钛酸四丁酯、氢氧化钾和镧系金属氧化物为原料。采用微乳液法制备了系列超细K2Ln2Ti3O10（Ln=La．Ce,Pr．Nd，Sm，Eu，Gd）光催化剂。并考察了其光催化活性。通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和紫外可见吸收光谱（UV—Vis）对其进行了表征。结果表明：用微乳液法制备催化剂可以在较低的温度下（900℃），用较短的烧结时间（3h）合成结晶度高、粒径较小（200Mm）的K2Ln2Ti3O10钙钛矿型层状结构化合物。催化剂在紫外光和可见光条件下均具有光催化降解甲基橙的活性。紫外光条件下可以明显提高光催化降解活性，降解率达到60％。     

纳米TiO_2薄膜的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶法制备了以玻璃为基底具有高光催化活性,表面均匀、透明、无裂纹的纳米TiO2薄膜.研究了反应物配比对薄膜表面形貌、透光率和光催化活性的影响,确定了最佳反应物配比.采用扣除背景干扰的方法,利用甲基橙的降解率对TiO2薄膜的光催化性能进行了评价,对其透光率、光催化活性以及物相形貌进行了表征.结果表明,在最佳反应物配比条件下,所制备的TiO2薄膜表面光滑平整,粒径为纳米级且分布均匀,具有80%高透光率和99%高光催化活性.     

分光光度法测定二氧化钛悬浮体系中甲基橙及光催化降解效果的表征

首次利用三波长分光光度法在二氧化钛（TiO2）悬浮体系中直接测定了甲基橙（AO）并用于光催化降解效果的表征。根据三波长原理，用计算机程序选出的最佳三波长组合为420、476和516nm。在浑浊度不同的二氧化钛悬浮体系中，用三波长法直接测定了标准加入的甲基橙，其回收率为96．7％～101％；同样，在浑浊度一定的悬浮体系中，测定了不同浓度的甲基橙，回收率为99．0％～101％。该法用于表征紫外光照射下的二氧化钛（P25，TiO2纤维）光催化降解甲基橙实际体系，其实际效果与常规测量体系得出的结论完全一致，且不同浑浊度下测量结果的重现性良好。结果表明，三波长分光光度法可以有效地消除悬浮体系中浑浊的干扰，为实现二氧化钛光催化体系的在线监测及光催化降解机理的动力学研究提供了一条可行的途径。     

球形Bi4Ti3O12制备及其可见光催化性能

采用水热法合成球形钛酸铋复合氧化物光催化剂,利用SEM、XRD和UV-Vis DRS等表征手段对复合氧化物的晶体结构、微观形貌和光学性能进行了分析,结果表明,制备的钛酸铋复合氧化物为10 nm的球形颗粒,具有良好的晶型结构,禁带宽度为2.7 nm,有较好的可见光吸收能力。以亚甲基蓝、甲基橙及酸性品红为目标污染物,研究了复合氧化物在可见光下的光催化降解有机污染物的性能,并对光催化降解机理进行了探讨。结果表明,在可见光照射下,该复合氧化物对酸性品红降解效果明显优于亚甲基蓝和甲基橙,光照150 min下,降解率可达91%。     

螺吡喃功能化UiO-66光响应吸附剂的制备及其性能

将光响应分子甲基螺吡喃SP-CH₃引入UiO-66的非极性孔笼中,构筑吸附活性位可光控调节的光响应吸附剂。SP-CH₃功能化的吸附剂完好保留了载体UiO-66的骨架和孔道结构。以阴离子染料甲基橙为探针,研究了吸附剂在不同光照条件下的吸附和解吸性能。结果表明,经紫外光照后,吸附剂对甲基橙的吸附量为41.99 mg·g^-1,相较于可见光照后样品的吸附量提升57.56%,吸附作用增强;经可见光照后,甲基橙的脱附量为81.6%。本策略通过光照刺激改变UiO-66孔笼中SP-CH₃的构型及表面电荷性质,即对吸附活性位进行光控调节,在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附。     

螺吡喃功能化UiO-66光响应吸附剂的制备及其性能

将光响应分子甲基螺吡喃SP-CH₃引入UiO-66的非极性孔笼中,构筑吸附活性位可光控调节的光响应吸附剂。SP-CH₃功能化的吸附剂完好保留了载体UiO-66的骨架和孔道结构。以阴离子染料甲基橙为探针,研究了吸附剂在不同光照条件下的吸附和解吸性能。结果表明,经紫外光照后,吸附剂对甲基橙的吸附量为41.99 mg·g^-1,相较于可见光照后样品的吸附量提升57.56%,吸附作用增强;经可见光照后,甲基橙的脱附量为81.6%。本策略通过光照刺激改变UiO-66孔笼中SP-CH₃的构型及表面电荷性质,即对吸附活性位进行光控调节,在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附。     

螺吡喃功能化UiO-66光响应吸附剂的制备及其性能

将光响应分子甲基螺吡喃SP-CH₃引入UiO-66的非极性孔笼中,构筑吸附活性位可光控调节的光响应吸附剂。SP-CH₃功能化的吸附剂完好保留了载体UiO-66的骨架和孔道结构。以阴离子染料甲基橙为探针,研究了吸附剂在不同光照条件下的吸附和解吸性能。结果表明,经紫外光照后,吸附剂对甲基橙的吸附量为41.99 mg·g^-1,相较于可见光照后样品的吸附量提升57.56%,吸附作用增强;经可见光照后,甲基橙的脱附量为81.6%。本策略通过光照刺激改变UiO-66孔笼中SP-CH₃的构型及表面电荷性质,即对吸附活性位进行光控调节,在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附。     

Cu2+/TiO2对甲基橙的光催化降解机理

以自制的掺铜离子的混晶型二氧化钛为光催化剂,考察了甲基橙光催化降解过程中pH值和光源的影响,提出了两种不同的光催化降解机理:在高压汞灯照射下,TiO2的价带电子被激发到导带,光生电子和空穴主要通过Cu2+ 的短路循环而复合,光催化剂的活性降低;在太阳光照射下,甲基橙发生自身光敏化氧化反应,受激电子从单线态或三线态的甲基橙分子跃迁到TiO2的导带,Cu2+起到电荷传递中继站的作用,加速了注入电子向H2O2的转移,从而促进了甲基橙的光催化降解。     

Design of Cadmium Hydroxyapatite Hierarchical Structures with Adjustable Morphology by a Template-free Hydrothermal Route

Cadmium hydroxyapatite(Cd-Hap) hierarchical structures with novel morphologies were successfully synthesized via a simple template-free and mild hydrothermal method. By properly monitoring the initial p H value of the reaction solutions, the morphology of the Cd-Hap crystals could be tuned to be bunch-like(consist of nanosized cuboids), quasi peanut-like(consist of nanoparticles) and flower-like(consist of assembled bundles units). On the basis of a series of contrast experiments over time, the probable growth mechanism and fabrication process of the products were proposed. The optical and photocatalytic properties of the obtained Cd-Hap hierarchical structures were firstly investigated. The results showed that pure Cd-Hap could only absorb UV light with wavelength shorter than ~350 nm while hydroxyapatite supported Ag_3PO_4 composites showed a pronounced photocatalytic activity upon decomposition of methyl orange dye in aqueous solution under visible light irradiation. The support of hydroxyapatite can also greatly reduce the cost of expensive Ag_3PO_4 photocatalysts in practical applications.     

氧化锌纳米棒的水热合成及其光催化性能

以分析纯ZnO作为锌源、NaOH为矿化剂、盐酸为反应溶液pH调节剂,利用水热反应制备了花状ZnO纳米棒;采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了产物的形貌和结构,考察了水热温度以及Zn2+和OH-浓度比对产物形貌的影响;以甲基橙为目标降解物,采用紫外-可见分光光度计研究了ZnO纳米棒的光催化性能.结果表明,在水热反应温度80℃、Zn2+/OH-浓度比1∶7.5条件下所得ZnO纳米棒呈花状聚合,直径约为200nm,长度约为2μm,具有六方纤锌矿结构.当甲基橙初始浓度为30 mg.L-1、ZnO纳米棒的投放量为1.5g.L-1时,以300W紫外灯照射150min,甲基橙的降解率可达90%.     

纳米ZnO薄膜的制备及其可见光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶方法制备ZnO透明溶胶, 在铝箔上涂膜后经500 ℃处理制得具有可见光响应的纳米ZnO薄膜光催化剂. 以甲基橙模拟有机污染物, 在可见光下研究了薄膜的降解性能, 结果表明, 用一片有效面积为200 cm2的ZnO/Al薄膜作为催化剂, 甲基橙的降解率达到96.3％, 比ZnO负载在玻璃上制得的ZnO/glass薄膜催化剂活性高得多. 采用扫描电镜与原子力显微镜对ZnO/Al薄膜制备条件进行了表征, 结果发现多孔ZnO/Al薄膜比致密ZnO/Al薄膜具有更高的活性, 实验制备的具有高活性的ZnO/Al薄膜颗粒平均直径为52.2 nm. 采用本方法制备的ZnO/Al薄膜是一种具有应用前景的, 能在可见光下降解有机物的有效光催化剂.     

Ni控制掺杂TiO2薄膜的光电化学及光催化活性

采用溶胶-凝胶法通过分步控制工艺制备了镍离子不同掺杂方式的TiO₂薄膜。通过甲基橙的光催化降解动力学来表征其光催化活性。结果表明：镍离子非均匀掺杂在掺杂量0.5%时可以明显增强TiO₂的光催化活性，而均匀掺杂提高TiO₂的光催化活性较小。光电化学表征结果显示：镍离子非均匀掺杂TiO₂薄膜的瞬时光电流信号较强，说明其光生载流子易于生成且分离效果较好；循环伏安曲线表明，光照时Ni非均匀掺杂的TiO₂薄膜改变了体系的氧化还原电位，说明了薄膜内建电场的建立。基于半导体的P-N结原理探讨了镍离子非均匀掺杂TiO₂薄膜的光催化活性机理。     

Photocatalytic properties of ZnO micromaterials prepared by hydrothermal method

ZnO microrods were prepared by a simple and inexpensive hydrothermal method. The structure, morphology and optical properties of the micromaterials were characterized by XRD, FE-SEM and UV–Vis spectroscopy. The FE-SEM micrographs indicated that the sizes of the microrods were 0.2–1 μm in width and 2–5 μm in length. With methyl orange as a model degradation target, photocatalytic performance of the microrods under ultraviolet radiation was evaluated. The results indicate that the photocatalytic activity of ZnO microrods was satisfactory even under low power ultraviolet irradiation.     

光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂光降解甲基橙过程中的活性物种(英文)

采用光沉积法制备了光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂.通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱和光电流等表征手段研究了催化剂的结构和性质.TEM表明二氧化钛纳米管经光照后仍然保持良好的管状结构;XPS结果表明大部分Pd以零价形式存在.以甲基橙溶液作为模拟废液研究了催化剂在紫外光及模拟日光条件下的光催化活性.当Pd的负载量为0.3 wt%时,催化剂的光催化活性最高并且优于P25的光催化活性.另外,通过在光降解过程中加入不同的捕获剂研究了不同氧化活性组分的作用.结果表明,光生空穴(hrb+)在光催化降解过程中起主要作用.