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％。     

钨磷酸催化H2O2氧化降解壳聚糖

钨磷酸催化H2O2氧化降解壳聚糖;壳聚糖;钨磷酸;H2O2;催化降解     

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．     

掺杂金属离子改性的TiO2薄膜光催化剂的研制

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂，着重考察了掺杂铈、镧、钨等金属离子改性的TiO2薄膜的光催化活性，研究了其紫外-可见光透过性能，甲基橙水溶液的光催化降解实验表明：掺杂铈、镧、钨三种金属离子后，TiO2薄膜的光催化活性均有不同程度的提高，最佳掺杂浓度分别为3．0％、1．0％、0．5％，其中掺杂铈的TiO2薄膜光催化活性最高。     

纳米复合Y2O3／TiO2的制备、表征及其光催化性能研究

采用溶胶－凝胶法制备复合半导体Y2O3／TiO2,掺入Y2O3会阻碍锐钛矿晶相的出现,掺入浓度越大,TiO2锐钛矿（101）峰强度减小越大,平均晶粒直径与颗粒直径减小,比表面积增大;Y2O3／TiO2具有高热稳定性与高比表面积,由于量子尺寸效应,掺入Y2O3使光催化剂的拉曼峰发生微小位移,在380－460nm范围内,使反射率增强,以亚甲基蓝与甲基橙溶液光 经降解为模型反应,掺入Y2O3,复合光催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化脱色降解一级动力学常数明显低于纯TiO2的;掺入5％的10％Y2O3,复合光催化剂对甲基橙溶液的光催化脱色降解一有动力学均常数高于纯TiO2的,掺入浓度太高反而有害,讨论了掺入Y2O3后光物理性质的变化与其光催化活性的关系。     

一维链状希夫碱铜配合物的高效光芬顿试剂活性

合成了2个希夫碱配合物[Cu(HL1)Cl O4]n(1)和[Cu(HL2)NO3]n(2)(H2L1=N-[(2-oxy-acetate)benzyl]-2-amino ethanol,H2L2=Nsalicylidene-3-amino propanol),并将其在无酸化条件下用作甲基橙降解的光芬顿催化剂。1和2均为一维链状结构且铜为六配位的拉长八面体配位构型。它们均具有优秀的均相光芬顿试剂活性且1的光催化活性更优秀。实验结果表明,本研究中的配体结构对铜配合物的光催化活性有影响。     

Ag2S2O7/Ag2O纳米颗粒异质结构的制备及其太阳光全光谱光催化降解应用

Ag2O是优良的感光材料,很少作为光催化材料,而常被用作光催化材料的共催化剂.此外,由于Ag2O禁带宽度窄,且可有效吸收近红外光,因而不能用于全太阳光谱的光催化应用中.同时很少被用作NIR催化剂.本文中不仅研究了纳米Ag2O颗粒的UV-Vis光催化性能,而且还系统探究了其NIR光催化活性.由于在紫外线和可见光的照射下,Ag2O纳米颗粒易发生光还原失活,因而对Ag2O表面硫化处理,使其表面上生长Ag2S2O7层以形成Ag2S2O7/Ag2O异质结,探究了该异质结UV-Vis光催化活性及其光催化循环稳定性;同时,考察了其近红外光催化及其重复使用性能.利用沉淀法成功制备了Ag2O纳米颗粒,并通过在其表面部分硫化处理得到Ag2S2O7,成功构筑Ag2S2O7/Ag2O异质结构,并研究了该Ag2S2O7/Ag2O异质结构UV-Vis-NIR光催化降解有机污染物性能.研究表明,Ag2O纳米颗粒在光子能量较低的NIR照射条件下具有较强的光催化活性,但UV-Vis照射下,虽然Ag2O具有光催化活性,但易发生光还原生成单质银,降低其光催化稳定性;Ag2S2O7/Ag2O纳米异质结,虽然在UV-Vis-NIR范围内光催化活性略降于Ag2O,但稳定性显著提高,总体来看,Ag2S2O7/Ag2O异质结构在全光谱催化方面更具优势.这主要是由于Ag2O表面部分硫化得到的Ag2S2O7纳米颗粒,且二者之间能带匹配促进了光生载流子分离,同时Ag2O表面的Ag2S2O7颗粒直接吸收能量较高的UV-Vis,进而保护内部Ag2O,抑制了其自身还原,可显著提高Ag2S2O7/Ag2O异质结在UV-Vis-NIR催化活性及稳定性.实验结果分析表明,Ag2S2O7/Ag2O异质结纳米颗粒在UV-Vis-NIR条件下均具有稳定且高效的光催化活性,其主要原因为:(1)具有窄带隙的Ag2O可有效拓宽该异质结的光谱吸收;(2)Ag2S2O7/Ag2O异质结能带匹配可有效促使光生载流子分离;(3)Ag2O颗粒表面的Ag2S2O7纳米颗粒可有效提高Ag2S2O7/Ag2O异质结纳米颗粒的光化学稳定性,尤其是在UV-Vis条件下的化学稳定性.Ag2O纳米颗粒受到光照(UV-Vis-NIR)激发后产生电子-空穴对,由于Ag2S2O7与Ag2O能带位置的匹配,Ag2O导带的光生电子注入Ag2S2O7的导带;而Ag2S2O7价带的光生空穴注入Ag2O的价带.Ag2O表面的Ag2S2O7颗粒可有效捕捉电子,从而阻止Ag2O产生的电子-空穴对复合,进而提高光催化活性;同时当光子能量较高(UV以及部分短波长的Vis)时,Ag2O表面的Ag2S2O7颗粒直接吸收该部分光能,进而保护内部Ag2O发生自身还原,因此,Ag2S2O7/Ag2O异质结纳米颗粒在UV,Vis及NIR条件下均具有稳定且高效的光催化活性,在高效利用全光谱光催化降解有机污染物方面具有较大的潜力.     

仲钨酸盐A柱撑化合物Mg12Al6(OH)36(W7O24)·4H2O的合成及其光催化性能研究

光催化降解水中有机污染物并使之矿化为无机物的技术正在引起众多学者的关注[1～3]. 目前, 两类主要的光催化剂为半导体金属氧簇和多金属氧酸盐簇(POM). 然而, 这两类催化剂在使用过程中都存在着催化剂难以回收的缺点. 将POM嵌入层柱双氢氧化物(LDH)中制备POM柱撑化合物是固载POM的有效途径之一[4]. 均相体系中仲钨酸盐A(W7O6-24)的光化学活性已有研究, 它可使22种卤代烃完全降解和矿化[5]. 本文通过阴离子交换反应制备了水不溶性的仲钨酸盐A柱撑化合物Mg12Al6(OH)36(W7O24)*4H2O(缩为Mg2Al-W7), 所用前躯体为Mg4Al2(OH)12TA*xH2O (简写为Mg2Al-TA, TA2-= 对苯二甲酸根离子). Mg2Al-W7在非均相体系中的光化学行为通过水溶液中有机氯杀虫剂六六六(C6H6Cl6, 用HCH表示)的降解与矿化进行了研究. 据报道, 由于六六六非常稳定和难于降解, 目前农田中仍存在数以千吨计的残留的六六六, 国外文献近期仍在报道TiO2光催化降解六六六的方法[6,7]. 我们的研究表明, Mg2Al-W7对降解及矿化六六六有活性, 且催化剂易于分离回收, 并可用于再循环. 这些特点为Mg2Al-W7光催化降解水中其它有机污染物的研究与应用奠定了基础.     

一维链状希夫碱铜配合物的高效光芬顿试剂活性（英文）

合成了2个希夫碱配合物[Cu(HL1)Cl O4]n(1)和[Cu(HL2)NO3]n(2)(H2L1=N-[(2-oxy-acetate)benzyl]-2-amino ethanol,H2L2=Nsalicylidene-3-amino propanol),并将其在无酸化条件下用作甲基橙降解的光芬顿催化剂。1和2均为一维链状结构且铜为六配位的拉长八面体配位构型。它们均具有优秀的均相光芬顿试剂活性且1的光催化活性更优秀。实验结果表明,本研究中的配体结构对铜配合物的光催化活性有影响。     

Microwave-assisted Synthesis and Photocatalytic Properties of ZnFe2O4/CNT Nanocompistes

以碳纳米管(CNTs)为模板,硝酸锌和硝酸铁为原料,采用微波法合成了CNTs负载ZnFe2O4纳米粒子(1)的复合材料1/CNTs(2),其结构和形貌经XRD,SEM,TEM和EDS表征.以罗丹明B的光催化降解为探针反应,考察了2的光催化降解活性.结果表明:立方尖晶石结构的1均匀地负载在CNTs表面;在紫外光照射下,罗丹明B的光催化降解反应遵循一级反应动力学;2对罗丹明B的光催化降解活性明显高于1.     

基于等离子体型Ag@AgBr插层K4Nb6O17的可控合成及光催化性能

在微波辅助条件下采用离子交换和光致还原的方法将Ag@AgBr纳米粒子插层进入K4Nb6O17层间,制备了具有等离子体共振效应的可见光催化剂(记作K4Nb6O17/Ag@AgBr).在胺交换过程中采用不同链长的有机胺对酸交换产物进行柱撑,通过铌酸钾层间距的变化实现层间Ag@AgBr纳米粒子的形貌调控.利用XRD,SEM,EDX,UV-Vis等手段对复合催化剂进行结构、形貌和性质分析,并对复合光催化剂进行了可见光降解亚甲基蓝、甲基橙和苯酚的性能研究.结果表明:改性后的复合光催化剂在可见光区的响应大大增强;3种复合光催化剂对目标污染物均具有良好的可见光催化活性,其中十二胺柱撑的Ag@AgBr插层K4Nb6O17复合光催化剂对亚甲基蓝的移除效果最好.     

Cationic dye-sensitized degradation of sodium hyaluronate through photoinduced electron transfer in the upper excited state

The formation of ground-state complexes of methylene blue (MB) and thionine (TN) with sodium hyaluronate (NaHA) was clearly observed by means of absorption spectra in aqueous solution. Irradiation of the complexes using 313 nm light caused significant degradation of NaHA under oxygen and argon. However, the use of visible light over 400 nm, which gives the lowest excited singlet state of the cationic dyes, caused no degradation. MB and TN were more efficient sensitizers for the degradation of NaHA than rose bengal (RB), although RB is a more efficient singlet oxygen (1O2) sensitizer than the cationic dyes. Under similar conditions the polysaccharides with carboxyl groups, such as alginic acid and polygalacturonic acid, also photodecomposed. However, the polysaccharides without carboxyl groups, such as pullulan and methyl cellulose, did not. The irradiation of the polysaccharides in the presence of powdered titanium dioxide as a photocatalyst to generate the hydroxyl radical (.OH) in aerated aqueous solution caused the fragmentation of all the polymers. It was confirmed that methyl viologen, an electron-accepting sensitizer, formed a charge-transfer complex with NaHA, the irradiation of which caused the efficient degradation of NaHA. In the presence of beta- and gamma-cyclodextrins the MB- and TN-sensitized photodegradation of NaHA was markedly suppressed. This was probably due to the formation of the inclusion complexes comprising the cationic dyes and the cyclodextrins. On the basis of the results obtained we propose that the cationic dye-sensitized degradation of NaHA involves a photoinduced electron-transfer process between the upper excited dyes and the ground-state NaHA and that .OH and 1O2 do not participate in the degradation.     

Y2O3/Ag3VO4复合可见光催化剂的制备及其光催化性能

以Na3VO4.12H2O,AgNO3和Y(NO3)3.6H2O为原料,采用浸渍法制备了Y2O3/Ag3VO4复合可见光催化剂,并用XRD,SEM,XPS,UV-Vis等测试手段表征了试样的结构和性能。结果显示,Y2 O3/Ag3VO4复合可见光催化剂为单斜结构,Y以Y2 O3的形式分散在Ag3VO4晶体的表面。UV-Vis测试结果表明,Y2O3/Ag3VO4较纯Ag3VO4吸收带边发生了红移,在可见光区的吸收增强;以金属卤灯(波长大于400 nm)为光源,研究了Y2O3/Ag3VO4催化剂对甲基橙(MO)的可见光催化降解性能。结果发现,Y2O3/Ag3VO4复合可见光催化剂的光催化活性较纯Ag3VO4均有大幅提高,其中Y掺杂量为4%时活性最高。     

双水杨醛缩二乙烯三胺Cu(Ⅱ)配合物的合成及催化染料降解性能

合成了双水杨醛缩二乙烯三胺席夫碱(H2L)及其Cu2+配合物(CuL·H2O),并对其进行了表征.利用分光光度法考查了CuL·H2O催化降解甲基橙和酸性蓝9的性能,利用HPLC法测定了降解产物.CuL·H2O能催化甲基橙降解,但效果较差,催化降解产物为顺式丁烯二酸.该配合物能催化酸性蓝9降解,37℃条件下降解脱色率达到90%以上,其降解动力学符合酶促反应特征,具有明显的延滞期、线性期和缓慢期.测得米氏常数Km=2.006×10-5mol/L,降解产物为顺式丁烯二酸.推测了CuL·H2O作为仿酶催化剂的催化机理和酸性蓝9的降解机制.说明CuL·H2O具有优良的仿酶特性和底物选择性.     

纳米V2O5／ZnO光催化剂对壬基酚聚氧乙烯醚降解的催化活性

采用氨浸法制备了不同V2O5含量的纳米V2O5/ZnO光催化剂,并用X射线衍射、比表面积测定、透射电镜、X射线光电子能谱和漫反射紫外-可见光谱测定了催化剂的晶型、比表面积、形貌尺寸、表面组成和光谱特征.以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE-10)为模型污染物,分别在紫外光和可见光照射下考察了光催化剂的催化活性.结果表明,随着V2O5含量的增加,V2O5/ZnO的粒径逐渐减小,比表面积逐渐增大.与纳米ZnO样品相比,V2O5/ZnO中V2p的结合能减小,而Zn2p和O1s的结合能增大,V2O5/ZnO表面的羟基氧和吸附氧含量增加.n(V)/n(Zn)=2·5%的V2O5/ZnO光催化剂样品的催化活性最高(在紫外光和可见光照射3h后,NPE-10降解率分别约为79%和62%).     

Mechanism of TiO2-assisted photocatalytic degradation of dyes under visible irradiation: photoelectrocatalytic study by TiO2-film electrodes

Photoelectrocatalytic degradation of various dyes under visible light irradiation with a TiO(2) nanoparticles electrode has been investigated to reveal the mechanism for TiO(2)-assisted photocatalytic degradation of dyes. The degradation of both cationic and anionic dyes at different biases, including the change in the degradation rate of the dyes and the photocurrent change with the bias potential, the degraded intermediates, the voltage-induced adsorption of dyes, the accumulation of electrons in the TiO(2) electrode, the effect of various additives such as benzoquinone (BQ) and N,N-dimethyl aniline (DMA), and the formation of active oxygen species such as O(2)(*-) and H(2)O(2) were examined by UV-visible spectroscopy, HPLC, TOC, and spin-trap ESR spectrometry. It was found that the dyes could controllably interact with the TiO(2) surface by external bias changes and charging of dyes. The cationic dyes such as RhB and MG underwent efficient mineralization at negative bias, but the N-dealkylation process predominated at positive bias under visible light irradiation. The discolorations of the anionic dyes SRB and AR could not be accelerated significantly at either negative or positive bias. At a negative bias of -0.6 V vs SCE, O(2)(*-) and dye(*+) were formed simultaneously at the electrode/electrolyte interface during degradation of cationic RhB. In the case of anionic dyes, however, it is impossible for the O(2)(*-) and dye cationic radical to coexist at the electrode/electrolyte surface. Experimental results imply both the superoxide anionic radical and the dye cationic radical are essential to the mineralization of the dyes under visible light-induced photocatalytic conditions.     

pH值对水热法制备的Bi4Ti3O12晶体光催化活性的影响

采用无助剂、非模板的水热法可控制备Bi4Ti3O12（BIT）晶体．通过调节反应物的pH值可以选择性地获得BIT纳米球、纳米带和纳米片．通过对不同pH值制备的样品的结构分析研究了这些不同形貌的形成机制．pH值为1制备的IT样品在可见光下光催化活性最高．基于不同pH值制备的BIT样品的形状、尺寸和局部结构振动分析了光催化活性不同的原因。     

可见光照射下SiW12O40^4-／Resin光催化剂活化H2O2降解染料的研究

将杂多酸（SiW12O40^4-）负载到阴离子交换树脂上，得到SiW12O40^4-／Resin（SWR）固相光催化剂，在可见光的照射下，可以有效地活化H2O2降解染料．以罗丹明B（RhodamineB，RhB）为模型化合物，研究了不同条件下RhB的降解动力学，以及降解过程中其UV—vis光谱及体系的总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）变化情况，结果表明RhB的共轭芳环结构被破坏，矿化率为24．2％．其它染料如孔雀绿（Malacllite Green，MG）和吖啶橙（Acridine Orange，AO）等也可以被降解和矿化．催化剂的循环实验表明SWR固相光催化剂易于分离，并且具有良好的稳定性，可以重复利用．     

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.     

具有表面等离子体效应的Ag-AgBr/Al2O3光催化性能研究

以介孔γ-Al2O3为载体,通过化学沉积与光还原法制备了Ag-AgBr/Al2O3等离子体诱导可见光催化材料。采用SEM、TEM、XRD及UV-Vis吸收光谱对复合材料进行结构与性能表征,并通过降解亚甲基蓝溶液对其光催化性能进行考察。研究结果表明,在可见光下照射1 h,催化材料对5 mg/L亚甲基蓝溶液的降解率达95%以上,总有机碳去除率为70%。由于表面金属的等离子体共振效应和介孔材料的吸附性能,催化剂具有很高的可见光催化活性和良好的稳定性,在开发新型等离子体诱导可见光催化剂方面应用前景广阔。