层状光催化材料H2La2Ti3O10/CdS的制备及其性质研究

通过改善酸交换过程,用分步柱撑法制备了一种新的层柱材料H2La2Ti3O10/CdS.用X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（IR）、比表面（BET）等方法对材料进行了表征;以光催化降解苯胺为探针对材料的活性进行了研究.结果表明： 通过柱撑CdS,H2La2Ti3O10的光催化性能得到明显提高;同时,对试验条件进行了优化,得到了最佳催化反应条件.     

SiO_2@Fe_3O_4负载TiO_2光催化降解活性艳蓝X-BR性能研究

以Fe3O4为磁性内核,Si O2修饰的Fe3O4为载体,采用凝胶法制备核-壳结构的磁性Ti O2光催化剂,并以透射电镜(TEM)和磁强计(VSM)对产物进行表征。通过批处理试验研究了磁性Ti O2光催化剂对活性艳兰X-BR的光催化降解性能,结果表明所制备的磁性Ti O2光催化剂呈100-120 nm球状,分散性好,具有较好的磁性分离能力。催化剂与紫外光共处理活性艳兰X-BR的光催化降解率可达到90%以上,降解趋势符合一级和二级动力学拟合。考察了磁性Ti O2光催化剂的重复利用和催化能力的稳定性,能够满足磁性回收和再催化使用的要求。     

PbS插层K2Ti4O9催化剂：制备及光催化制氢活性

利用高温固相反应、离子交换、层间插入反应和硫化处理制备了PbS插层的K2Ti4O9催化剂。利用XRD、TEM、SEM、XRF、PL和紫外-可见漫反射光谱对催化剂进行了表征,考察了催化剂紫外光和可见光光催化制氢活性。结果表明,制备的PbS插层K2Ti4O9催化剂对可见光的吸收范围较宽,其吸收边界约为710 nm,在紫外光和可见光下3 h累积产氢量可达到115.46 mmol.gcat-1和0.92 mmol.gcat-1,与CdS插层K2Ti4O9催化剂相比具有更高的催化活性。     

活性炭负载TiO2-Fe3O4磁性光催化剂的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离的活性炭（AC）负载磁性光催化剂（TiO2-Fe3O4／AC）．样品通过SEM-EDX和X射线衍射法进行表征．通过在紫外光照射下降解亚甲基蓝评价其光催化降解能力．结果表明：负载22％Fe3O4的光催化剂（含20％TiO2和58％AC）的光催化活性最强（120min时亚甲基蓝的降解率达到87％,是纯TiO2的2．7倍）;磁性光催化剂可实现磁分离回收．     

硼掺杂对K2La2Ti3O10光催化分解水制氢活性的影响

通过溶胶-凝胶法制备了层状钙钛矿复合氧化物K2La2Ti3O10 及B掺杂的K2La2Ti3O10, 并采用X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等对制得样品进行了表征. 以I-为电子给体,分别在紫外和可见光辐射下研究了所制得样品光催化分解水的产氢活性; 采用第一性原理,计算了B掺杂对K2La2Ti3O10 半导体能带结构和态密度的影响,从电子结构的变化揭示了掺杂引起光催化活性差异的原因. 结果表明, B的掺入能够提高K2La2Ti3O10 的光解水产氢活性且存在合适的B掺杂浓度. 当B与Ti的摩尔比为0.01∶1时,紫外光催化分解水产氢速率为151.7 μmol/(L·h), 比未掺杂B的K2La2Ti3O10 产氢速率提高166%; 当B与Ti的摩尔比为0.02∶1时,可见光催化分解水产氢速率为85.2 μmol/(L·h), 为未掺杂B的K2La2Ti3O10 产氢速率的5.2倍.     

纳米TiO2低温制备及光催化降解有毒有机污染物

通过设计不同的实验方案低温（180℃）制备得到纳米TiO2,并在紫外光（λ≤387nm）照射下利用有机染料罗丹明B（Rhodamine B,RhB）光催化降解为探针反应,以有机污染物降解活性最佳为目的,优选低温制备得到纳米TiO2最佳方案．结果表明以Ti（SO4）2为原料,在低温条件下通过蒸汽热法制得TiO2为最佳方案．对制备高催化活性的纳米TiO2利用透射电子显微镜（TEM）,X射线衍射仪（XRD）对其进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了纳米TiO2制备时反应温度和反应时间对其粒径大小、晶型转变以及光催化活性的影响．实验结果表明：在以紫外光（λ≤387nm）照射下的探针反应有良好的光催化降解效果为条件,优选低温制备得到纳米TiO2最佳反应温度为180℃,最佳反应时间为12h．通过紫外-可见光谱（UV—vis）、红外光谱（FTIR）和总有机碳（TOC）的测定分析,发现UV／TiO2体系在pH=3．00的条件下,能使RhB发生有效的降解和矿化,矿化率达到93．2％．     

Ｌa1—xSrxMn0.7Zn0.3O3＋λ钙钛矿的制备及稀燃条件下氮氧化物的催化还原性能

利用微乳液法和共沉淀法制备了Ｌa1-xSrxMn0.7Zn0.3O3 λ纳米钙钛矿材料，研究了在稀燃条件下对一氧化氮（NO）还原催化活性。结果表明，在10％O2的富氧气氛下，利用微乳液法得到的Ｌa1-xSrxMn0.7Zn0.3O3 λ催化剂的NO转化率在430℃达到80％左右，与之相比，共沉淀法得到的试样只有48％。XRD分析发现，Sr^2 进入钙钛矿晶格，部分取代La^3 ，使催化剂活性提高，而过量的Sr^2 则导致Mn 由三价变为四价，形成SrMnO3，催化活性降低。表面形貌照片表明微乳液法制备的纳米粒子粒径较小，尺寸分布均匀。     

超临界流体干燥法制备纳米TiO2－ZnO复合催化剂及其对苯酚降解的光催化性能

 以TiCl4和Zn（NO3）2·6H2O为原料，采用溶胶－凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2－ZnO（7～10nm）复合催化剂，并用XRD和TEM等手段进行了表征．以苯酚光催化降解为模型反应对所制备催化剂的催化性能进行了评价．结果表明，与单组分TiO2及普通干燥法制备的TiO2－ZnO催化剂相比较，纳米TiO2－ZnO复合粒子的光催化活性有较大提高．用超临界干燥法制备的催化剂具有粒径小、分布窄、比表面积大、分散性好和光催化活性高等特点．采用超临界流体干燥法可直接制得纳米TiO2（锐钛矿型）－ZnO（非晶态）复合催化剂，可实现干燥、晶化一步完成．复合催化剂中ZnO的最佳掺入量为x（ZnO）＝0．8％．超临界流体干燥法是制备纳米材料的一种新技术，具有产物容易收集和溶剂可回收利用等优点．     

硼族元素掺杂对K2La2Ti3O10光催化产氢性能的影响

通过溶胶.凝胶法制备了层状钙钛矿结构的K2La2Ti3O10及硼族元素掺杂的K2La2Ti3O10,采用X-射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DRS)等对K2La2Ti3O10及硼族元素掺杂K2La2Ti3O10进行表征.以I-为电子给体、分别在紫外和可见光辐射下研究了K2La2Ti3O10及硼族元素掺杂K2La2Ti3O10光催化分解水的产氢活性;采用第一性原理,计算了硼族元素掺杂对K2La2Ti3O10半导体能带结构和态密度的影响.从电子结构的变化揭示了掺杂引起光催化活性差异的原因.研究结果表明,硼族元素的掺入能够改善和提高K2La2Ti3O10的光解水产氢活性;在B,Al,Ga,In与Ti的物质的量的比为0.01:1的情况下,K2La2Ti3O10紫外光催化分解水产氢速率分别为151.7、119.6、155和119.2 umol·L-1·h-1,比K2La2Ti3O10掺杂改性前产氢速率分别提高了166%、110%、172%和109%,可见光分解水的产氢速率为67.0、60.5、55.0和50.0umol·L-1·h-1,分别为K2La2Ti3O10掺杂改性前产氢速率的4、3.7、3.3和3倍.     

微波助离子液体中锌和氮共掺杂TiO2催化剂的制备及微波强化光催化氧化活性

在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF6）离子液体介质中,采用微波干燥的方法制备了锌和氮共掺杂的TiO2催化剂TiO2-Zn-N,分别采用IR、XRD、SEM、BET对催化剂结构进行了测试和表征。室温条件下,以甲基橙和苯酚溶液为模拟污染物,在微波超声波组合催化合成仪中,分别利用微波辐射（MW）、紫外光照（UV）、微波辐射-紫外光照（MW-UV）和太阳光照射（SL）等降解方式,着重考察了制备条件对TiO2-Zn-N光催化活性的影响。结果表明,在离子液体用量为5.6 mL、Zn掺杂量n(Zn)/n(Ti)=0.015:1、N掺杂量n(N)/n(Ti)=4:1、微波干燥功率350 W、微波干燥时间20 min、煅烧温度700 ℃、煅烧时间2 h的条件下所制得的TiO2-Zn-N催化剂具有较高的光催化活性;在MW、UV、MW-UV和SL四种降解条件下,TiO2-Zn-N对甲基橙的降解率分别为29.6%、95.4%、99.2%和79.2%;并且在前三种降解条件下,甲基橙降解率始终是：MW-UV> UV> MW。这表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化催化剂降解甲基橙的作用。     

酸化对层状K2La2Ti3O10光催化活性的影响

本文通过高温固相反应合成了一种层状金属氧化物K₂La₂Ti₃O₁₀,利用离子交换反应对其在不同条件下进行酸化.并通过对甲基橙溶液的降解对其光催化活性进行评价,结果发现,酸化后K₂La₂Ti₃O₁₀的光催化活性有显著提高.通过对样品的结构、XRD、DRS分析,对这种现象做出了几种可能的解释.     

Fabrication of nanoreactors based on polyoxoperoxometalates and enhancement of their catalytic activity

The nanoreactors were fabricated by reacting amphiphilic quaternary ammoniums and polyoxoperoxometalates K_n[PW_12-xTi_x- O_40-x（O₂）_x]（x=1,2 and 3;n = 5,7 and 9）(K₅[PW₁₁TiO₃₉（O₂）],K₇[PW₁₀Ti₂O₃₈（O₂）₂]and K₉[PW₉Ti₃O₃₇（O₂）₃]).Fourier transform infrared spectroscopy（FT-IR）,transmission electron microscopy（TEM） were used to characterize the resulting samples. This kind of nanocatalysts could promote NH₄SCN’ degradation into simple inorganic compounds such as SO₄^2-,HCO₃^- and NO₃^- only using oxygen as an oxidant under room conditions.     

球磨法制备异质结型光催化剂ZnO/Bi_4Ti_3O_(12)及催化性能

本文用水作为分散介质,掺杂一定量的ZnO于Bi_4Ti_3O_(12)中,采用高能球磨法制备了异质结型光催化剂ZnO/Bi_4Ti_3O_(12).利用UV-Vis、XRD、SEM和PL等仪器对样品进行了分析与表征.以375 W中压汞灯为光源,通过对亚甲基蓝的氧化来研究其光催化活性.结果表明,对于光氧化亚甲基蓝(MB),异质结型光催化剂ZnO/Bi_4Ti_3O_(12)光催化活性高于钛酸铋的光催化活性.当ZnO的掺杂量分别是0.0和0.5wt.%,异质结型光催化剂ZnO/Bi_4Ti_3O_(12)对亚甲基蓝光氧化率分别达到50.2和80.3 %.     

层状纳米光催化复合材料H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2的合成及性质

用固相合成法制备出K0.8Fe0.8Ti1.2O4,并用离子交换反应制备出H0.8Fe0.8Ti1.2O4;通过C3H7NH2层间膨胀,TiO2粒子的插入和紫外光分解等反应,合成出一种新的层状光催化纳米复合材料-H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2.X射线衍射和漫反射等表征结果表明 该样品的层间高度为0.47nm,禁带能隙为2.18和2.88eV.用(>400 nm的光照射30 min,0.4 g样品可使甲基橙溶液(20 mg/L)的降解率达到22.1%.而同样条件下标准TiO2(P-25)仅为6.2%,表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.     

几种钛酸钾纤维的合成及其相关性研究

本文以Ｋ＿２ＣＯ＿３和ＴｉＯ＿２为主要原料，采用混练－干燥－煅烧三步法合成出了Ｋ＿２Ｔｉ＿２Ｏ＿５、Ｋ＿２Ｔｉ＿４Ｏ＿９、Ｋ＿２Ｔｉ＿６Ｏ＿１３三种形式的钛酸钾纤维物质。测定了它们的ＸＲＤ、ＤＴＡ－ＴＧ、ＳＥＭ、ＩＣＰ、激光拉曼等有关特征数据和谱图，并对它们之间的相互关系进行了研究。     

烧绿石结构La2Ti2-xCoxO7的制备及可见光分解水性能

采用溶胶-凝胶法制备了烧绿石结构的光催化剂La2Ti2-xCoxO7 (x=0, 0.05, 0.10, 0.20), 通过XRD、FT-IR、BET、UV-Vis漫反射光谱等测试手段对催化剂的晶体结构、比表面积以及漫反射光谱进行了表征, 采用光催化反应装置和气相色谱仪对产氢速率进行了测定.研究结果表明, La2Ti2O7只在紫外光下有吸收, 而Co对La2Ti2O7的B位掺杂能使其在可见光区有明显的吸收; La2Ti2O7的Co掺杂不仅提高了其在紫外光照射下分解水制氢的能力, 而且可使其在可见光照射下分解水制氢; 在La2Ti2-xCoxO7(x=0-0.20)系列中, La2Ti1.9Co0.1O7分解水制氢能力最强.     

两类稀土钒酸盐的合成与结构

通过（１）ＬｎＯＣｌ／Ｖ＿２Ｏ＿５，（２）ＬｎＣｌ３／Ｖ及（３）ＬｎＯＣｌ／ＬｎＣｌ／Ｖ＿２Ｏ＿５／Ｖ的高温固态化学反应，得到两种稀土钒酸盐：Ｌｎ＿６Ｖ＿３Ｃｌ＿（１０）Ｏ＿（１２）（Ｌｎ＝Ｌａ）及Ｌｎ＿４Ｖ＿５Ｓｉ＿４Ｏ＿（２２）（Ｌｎ＝Ｌａ～Ｎｄ）。Ｌａ＿６Ｖ＿３Ｏ＿（１０）Ｏ＿（１２）晶体呈浅色透明片状，其结构可认为是由［Ｌａ＿３（ＶＯ＿４）＿３Ｃｌ］单元插入到ＬａＣｌ３结构单元中而形成的，在结构中沿ｃ轴方向存在一系列截面积为１９．１的空洞。Ｌｎ＿４Ｖ＿５Ｓｉ＿４Ｏ＿（２２）（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ）晶体呈，黑色针状，其结构可认为是由交替的稀土钒硅酸盐薄层及钒氧金红石层沿ｃ轴堆叠而表现为准二维Ｃｈｅｖｋｉｎｉｔｅ型结构。     

无机晶须材料的合成与应用

本文综述了无机晶须材料的合成与应用研究现状.近年来我国在这一研究领域取得了很大发展,以"硼酸铝晶须产业化"项目为代表的无机晶须材料的工业化生产,无疑将对我国高技术新材料的发展起极大的促进作用.本文还对几种典型的无机晶须材料--SiC晶须、Al18B4O33晶须、K2Ti6O13晶须、CaCO3晶须、Mg2B2O5晶须、莫来石晶须的合成与应用研究现状作了概述,并就其研究前景作了展望.     

可见光响应光催化剂K4Ce2Ta10O30、K4Ce2Nb10O30及其固溶体的电子结构

基于密度泛函理论(DFT), 采用平面波赝势(PWP)以及广义梯度近似(GGA)方法, 对可见光响应的光催化剂K4Ce2Ta10O30、K4Ce2Nb10O30及其固溶体进行电子结构的第一性原理计算. 结果表明, 光催化剂K4Ce2Ta10O30和K4Ce2Nb10O30的导带分别主要由Ta 5d和Nb 4d组成, 处于高能级的电子未占据态的Ce 4f与其有很明显的重迭, 但由于其高度局域特性,不能很好地参与光生电子在导带中的传导, 从而对光催化活性的贡献很小;而其价带则由O 2p与Ta 5d (Nb 4d)的杂化轨道组成, 同时电子占据态的Ce 4f对价带也有一定的贡献, 各个电子轨道对能带结构的贡献决定了该系列可见光响应光催化剂的物理化学和光催化特性. 固溶体系列中随着Nb含量的增加, 其吸收光谱依次红移, 带隙变窄, 导带底变低, 光生电子的还原能力降低. 在固溶体K4Ce2Ta10-xNbxO30(x=2, 5, 8)中, 由于Ce 4f轨道对价带顶的贡献相对较小, 固溶体的价带顶低于K4Ce2Ta10O30、K4Ce2Nb10O30的价带顶, 光生空穴的氧化能力相对较强. 该系列光催化剂的电子结构分析结果与光催化水分解的活性实验结果有很好的一致性.