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相似文献
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1.
Cu(Ⅱ)/TiO_2/H_2O_2联合体系中甲基橙的太阳光催化降解   总被引:3,自引:0,他引:3  
以钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料通过回流水解,制备了过渡金属Cu(Ⅱ)离子掺杂的TiO2光催化剂.通过TG DTA,IR,XRD对其进行了表征.结果表明:未经热处理的Cu(Ⅱ)/TiO2粉体为锐钛矿和板钛矿的混合晶型.在H2O2存在,太阳光照射下,甲基橙在该悬浮体系中迅速褪色降解,5min内降解率达90%以上.同时研究了pH值、H2O2浓度、甲基橙用量、光照条件、分散方式等对光催化剂活性的影响.  相似文献   

2.
银促进的TiO2光催化降解甲基橙   总被引:14,自引:0,他引:14  
 采用溶胶-凝胶和水热协同法制备了不同Ag含量的负载型Ag-TiO2样品,这些样品具有较大的比表面积和较小的粒径. 适量负载金属银后的TiO2在紫外及可见光下的光催化活性均得到提高. 银在TiO2上的最佳负载量为0.15%, 过高的负载量反而会降低TiO2光催化降解甲基橙的活性. 由于反应机理的不同,银负载对TiO2可见光下催化活性的提高要明显高于对其紫外光下催化活性的提高. 在可见光照射下,从激发态染料注入到TiO2导带的电子迅速转移到了Ag原子簇, Ag原子簇通过促进电荷分离抑制了电子和染料正离子自由基的复合,从而促进了光催化过程. 研究结果表明,有效地促进电荷分离以及激发态电子和氧气分子的反应是提高染料敏化光催化活性的关键.  相似文献   

3.
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.  相似文献   

4.
由于日益严重的环境和能源危机,可见光催化剂的开发已成为当今最具挑战和紧迫的任务之一.将 TiO2和其它窄禁带半导体复合,已被证明是一种有效的可提高其可见光光催化性能的策略. Cu2O是一种禁带宽度为2.0 eV的 p型窄禁带半导体, InVO4则是一种禁带宽度为2.0 eV的 n型半导体,因它们可用于可见光光解水产氢和有机污染物的可见光降解而在过去的数年中引起了人们广泛的关注.但是纯的 Cu2O和 InVO4由于光生电子空穴对在其内部快速地复合,光催化活性通常都比较低.基于能带工程的策略本文设计了一种新型的可见光响应的 InVO4-Cu2O-TiO2三元纳米异质结,并通过普通的湿化学法进行制备:先通过水热法制备 InVO4,再通过溶胶-凝胶法制备 InVO4-TiO2二元复合物,最后通过沉淀和还原过程制备得到 InVO4-Cu2O-TiO2三元纳米异质结.
  在10%InVO4-40%Cu2O-50%TiO2三元纳米异质结的 X-射线衍射谱中没有观察到明显的杂质峰;通过透射电子显微技术和高分辨透射电子显微技术观察到了它们之间异质结的形成,纳米颗粒的尺寸范围在5?20 nm;经紫外可见漫反射光谱估算得到10%InVO4-40%Cu2O-50%TiO2的禁带宽度为2.78 eV,在可见光区域具有较强的吸收.以普通的9 W节能灯作为可见光光源光照甲基橙5 h后,纯的 InVO4, TiO2和 Cu2O几乎没有光催化活性;10%InVO4-90%TiO2的光催化活性也很低,甲基橙降解率为8%;70%Cu2O-30%TiO2对甲基橙降解率达84%,但初始活性较低;10%InVO4-40%Cu2O-50%TiO2对甲基橙降解率接近90%,并且循环使用6次后,其光催化活性的保持率还维持在90%以上,而50%Cu2O-50%TiO2光催化活性的保持率只有74%.
  经对使用过的10%InVO4-40%Cu2O-50%TiO2进行 X射线光电子能谱表征发现,存在一弱小的 Cu(II)震动卫星峰,表明在 InVO4-Cu2O-TiO2的光催化过程中 Cu2O的光蚀并不严重.从能带工程的角度分析, InVO4-Cu2O-TiO2三元纳米异质结具有优异的可见光催化性能的主要原因为: InVO4的导带电极电位约为?0.5 eV(vs. SHE,下同),价带电位约为+1.5 eV, Cu2O的分别约为?1.6和+0.4 eV,与 TiO2(导带和价带电极电位分别约为?0.23和+2.97 eV)相比,它们的导带位置更负,将它们组装成三元复合结构,可见光激发的导带电子就可能从 InVO4和 Cu2O的导带迁移到 TiO2的导带上去.同时, n型的 TiO2和 InVO4都与 p型的 Cu2O形成 p-n异质结, n型的 TiO2和 InVO4之间形成 n-n异质结,由于 p-n异质结中内电场的存在以及不同能级相互耦合,可进一步促进可见光激发的导带电子从 InVO4和 Cu2O的导带迁移到 TiO2的导带上去,以及可见光激发的价带空穴从 InVO4的价带迁移到 Cu2O的价带上去,从而实现光生载流子空间上的有效分离.本文有望为新型可见光响应的半导体复合催化剂的设计和制备提供新的思路.  相似文献   

5.
碳纳米管负载纳米TiO2复合材料的制备及其性能   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用溶胶-凝胶法, 以钛酸丁酯为原料, 将纳米TiO2负载在碳纳米管(CNTs)表面, 制备了CNT-TiO2光催化复合材料. 通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段研究了复合颗粒的形态结构及包覆情况, 通过UV-Vis漫反射谱分析比较了纯TiO2和CNT-TiO2的吸光性能, 并研究了不同温度热处理的CNT-TiO2光催化剂在紫外光照射下对甲基橙光催化降解的性能. 结果表明, 纳米TiO2颗粒以锐钛矿相存在, 紧密地包附在碳纳米管的管壁上, CNT-TiO2在紫外-可见光波长范围内均有较好的吸光性能, 450 ℃热处理后的复合光催化剂CNT-TiO2比纯TiO2对甲基橙光降解有更高的光催化活性.  相似文献   

6.
在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF6)离子液体中,用微波干燥的方法制备了铁掺杂的纳米TiO2-Fe光催化剂,并以甲基橙为模拟污染物,紫外灯为光源,考察了离子液体加入量、铁掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、煅烧温度、煅烧时间等因素对TiO2-Fe光催化活性的影响.结果表明:在离子液体加入量为5.6 mL,掺杂物质硝酸铁与钛酸丁酯的物质的量百分比为0.005%,于家用微波炉中在210 W功率下干燥17.5 min,再在高温箱式电阻炉中于540℃煅烧处理1.5 h后所制得的TiO2-Fe光催化剂,分别用紫外光照90 min及太阳光照射3 h后,甲基橙都几乎达到完全降解,其活性明显优于未掺杂纯TiO2的光催化活性.  相似文献   

7.
La2O3掺杂TiO2光催化剂的制备和性能   总被引:24,自引:2,他引:24  
采用溶胶-凝胶法制备了La2O3掺杂TiO2纳米光催化剂,并通过XRD、TEM、BET和XPS等手段进行了表征.掺入La2O3后,阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,使TiO2的粒径减小,比表面积增大.以甲基橙为光催化降解反应模型化合物,考察了光催化剂的活性.测定了甲基橙在纯TiO2和La2O3掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数.考察了pH、H2O2对降解性能的影响.讨论了光催化活性与催化剂性质的关系.  相似文献   

8.
钕掺杂提高TiO2光催化活性的机制   总被引:27,自引:4,他引:27  
采用X射线衍射(XRD), BET吸附, X射线光电子能谱(XPS)表征了溶胶凝胶法制备的Nd掺杂TiO2光催化剂的晶体结构、表面电子结构与化学组成. 以甲基橙为有机底物, 测试Nd掺杂对光催化剂吸附性能和光催化活性的影响. 结果表明, Nd掺杂可阻碍TiO2的晶相转变, 减小光催化剂的晶粒尺寸, 比表面积增大. Nd掺杂提高光催化剂表面三价钛(TiⅢ)的含量及其对甲基橙的吸附能力是其提高TiO2光催化降解甲基橙活性的主要原因. Nd掺杂量为1.2%时, 光催化剂活性最高.  相似文献   

9.
TiO2晶型与光催化活性关系的研究   总被引:104,自引:1,他引:103  
随着工业的发展,人类本来很有限的水资源却受到日益严重的污染,清除水体中的有毒有害化学物质已成为环保领域中的一项重要工作,传统的水污染治理方法存在着能耗大、二次污染及降解不完全等缺点,而光催化降解技术可为这些问题提供较好的解决手段。光催化剂多为半导体氧化物,它们在一定波长光的照射下可将价带电子激发到带产生光生电子-空穴对,该光生电子-空穴对具有较强的氧化还原能力,可氧化水体中大部分有机污染物,TiO2以其良好的禁带宽度、较高的催化活性、抗光腐蚀及无毒、稳定性好等优点,已成为光催化剂研究的热点,本文选择具有典型偶氮染料结构的甲基橙水溶液为研究体系,对TiO2晶型与光催化活性之间的关系进行研究,得到一些有益的结果。  相似文献   

10.
纳米复合Y_2O_3/TiO_2的制备、表征及其光催化性能研究   总被引:4,自引:1,他引:3  
采用溶胶 凝胶法制备复合半导体Y2 O3/TiO2 。掺入Y2 O3会阻碍锐钛矿晶相的出现 ,掺入浓度越大 ,TiO2 锐钛矿 (10 1)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 ;Y2 O3/TiO2 具有高热稳定性与高比表面积 ,由于量子尺寸效应 ,掺入Y2 O3使光催化剂的拉曼峰发生微小位移 ,在 3 80~ 460nm范围内 ,使反射率增强。以亚甲基蓝与甲基橙溶液光催化降解为模型反应 ,掺入Y2 O3,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 %和 10 %Y2 O3,复合光催化剂对甲基橙溶液的光催化脱色降解一级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Y2 O3后光物理性质的变化与其光催化活性的关系  相似文献   

11.
以CuSO4和ZnCl2为原料, 采用温和的液相还原法制备得到Cu2O/ZnO微米结构高效光催化剂. 研究了不同[Cu2+]/[Zn2+]比条件下所得Cu2O/ZnO复合物的形貌和光催化活性. 通过5.5 h的光照, Cu2O/ZnO光催化剂对甲基橙染料的降解率为(77.5±0.1)%. 将多形貌Cu2O/ZnO复合物作为阳极, 铂片作为对电极, 中间注入甲基橙溶液, 组装“三明治”结构拟电池, 研究了复合物的光降解机制.  相似文献   

12.
The photocatalytic activity of meso-tetraphenylporphyrins with different metal centers (Fe, Co, Mn and Cu) adsorbed on TiO(2) (Degussa P25) surface has been investigated by carrying out the photodegradation of methyl orange (MO) under visible and ultraviolet light irradiation. The photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), diffuse reflectance UV (DRS-UV-vis) and infrared spectra. Copper porphyrin-sensitized TiO(2) photocatalyst (CuP-TiO(2)) showed excellent activity for the photodegradation of MO whether under visible or ultraviolet light irradiation. Natural Bond Orbital (NBO) charges analysis showed that methyl orange ion is adsorbed easier by CuP-TiO(2) catalyst due to the increase of induced interactions.  相似文献   

13.
Cerium-doped Titanium dioxide (TiO(2)) nanoparticles are prepared by sol-gel method. Doping shifts the UV absorption edge of TiO(2) to the visible region, making it efficient for visible light photocatalysis. Incorporation of cerium decreases the effective band gap of TiO(2) and increases the Urbach energy levels. At the dopant concentrations of 0.015 and 0.025 mol the luminescence intensity increases compared to undoped TiO(2); however, the luminescence is quenched at 0.035 mol. Quenching of luminescence indicates efficient separation of charge carriers. Undoped TiO(2) is showing poor performance in the photocatalytic degradation of methyl orange under visible light. However, on cerium doping its photoactivity is increased, and is drastically enhanced at 0.035 mol of cerium. Further increase in Ce(3+) doping level to 0.045 mol results in the reduction of the photodegradation of the dye. On UV irradiation, entire samples show good photocatalytic activity up to 30 min, but their efficiency decreases when irradiation time is increased to 45 min. Irradiation for longer time results in negative charging of the TiO(2) surface with migrating electrons. The negatively charged surface repels the OH(-) ion and O(2) molecule from adsorbing on its surface thus decreasing the availability of hydroxyl and superoxide radical for dye degradation.  相似文献   

14.
TiO2 pillared bentonite samples dried under different conditions are used to degrade 2,4-dichlorophenol and orange II under UV light irradiation. The supercritical dried sample exhibits a high activity for the photodegradation of 2,4-dichlorophenol and orange II due to its structural features. TOC and COD are measured during the degradation of 2,4-dichlorophenol under UV light irradiation using P25 and TiO2 pillared bentonite samples dried under different conditions. The clay-based catalysts can be readily separated by filtration or sedimentation.  相似文献   

15.
SiO2负载的TiO2光催化剂可见光催化降解染料污染物   总被引:19,自引:0,他引:19  
王侃  陈英旭  叶芬霞 《催化学报》2004,25(12):931-936
 采用酸催化溶胶-凝胶法制备了SiO2负载的TiO2光催化剂,考察了制备条件对负载型TiO2光催化剂的晶相、结构、比表面积和可见光催化活性的影响. 结果表明,采用SiO2为载体时,TiO2以纳米颗粒的形态分散在载体表面,负载型TiO2/SiO2催化剂的比表面积大、等电点低而且热稳定性能良好. 偶氮染料酸性橙7的可见光催化降解实验结果表明,染料污染物在催化剂表面的吸附是影响催化剂可见光催化活性的重要因素. 与试剂TiO2样品相比,负载型TiO2/SiO2光催化剂具有更好的光催化活性和沉降性能.  相似文献   

16.
Well-crystallized iron(III)-doped TiO2 nanopowders with controlled Fe3+ doping concentration and uniform dopant distribution, have been synthesized with plasma oxidative pyrolysis. The photocatalytic reactivity of the synthesized TiO2 nanopowders with a mean particle size of 50-70 nm was quantified in terms of the degradation rates of methyl orange (MO) in aqueous TiO2 suspension under UV (mainly 365 and 316 nm) and visible light irradiation (mainly 405 and 436 nm). The photodecomposition of MO over TiO2 nanopowders followed a distinct two-stage pseudo first order kinetics. Interestingly, the photocatalytic reactivity depends not only on the iron doping concentration but also on the wavelength of the irradiating light. Under UV irradiation, nominally undoped TiO2 had much higher reactivity than Fe3+ -doped TiO2, suggesting that Fe3+ doping (> 0.05 at. %) in TiO2 with a mean particle size of approximately 60 nm was detrimental to the photocatalytic decomposition of methyl orange. Whereas, under visible light irradiation, the Fe3+ -doped TiO2 with an intermediate iron doping concentration of approximately 1 at. % had the highest photocatalytic reactivity due to the narrowing of band gap so that it could effectively absorb the light with longer wavelength. A strategy for improving the photocatalytic reactivity of Fe3+ -doped TiO2 used in the visible light region is also proposed.  相似文献   

17.
丛燕青  李哲  张轶  王齐  徐谦  伏芳霞 《催化学报》2012,33(8):1402-1409
采用阴极电沉积和阳极氧化法制备了Fe2O3改性TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2-NTs)电极,运用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行了表征,考察了其光电化学性能,并研究了复合电极光电催化降解甲基橙染料废水的反应性能.结果表明,Fe2O3的负载成功地将TiO2-NTs的光响应区间拓宽到可见光区域,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极的光电流密度达到TiO2-NTs电极的3倍.在光电催化反应中,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极对甲基橙的脱色效果明显优于TiO2-NTs电极,以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极,光照5min,甲基橙溶液的脱色率可达90%以上.  相似文献   

18.
以Ag2WO4为载体,采用离子交换法合成了新型的AgBr/Ag2WO4复合光催化剂.利用XRD、SEM和UV-Vis对AgBr/Ag2WO4催化剂进行了表征,在可见光条件下(500 W、λ>420 nm)、以甲基橙(MO)为染料模型研究了AgBr/Ag2WO4的光催化活性.结果表明,AgBr/Ag2WO4具有比单独的AgBr和Ag2WO4更佳的催化活性,其中30%-AgBr/Ag2WO4复合催化剂具有最大光催化活性.机理研究表明,在MO的降解过程中,·O2-起主要作用,h+次之而·OH可以忽略.AgBr和Ag2WO4之间构成的异质结有效分离了光生电子和空穴,提高了催化剂的活性.  相似文献   

19.
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。  相似文献   

20.
A novel plasmonic photocatalyst, i.e., acid-etched TiO2 nanobelts attached with Ag/AgI nanoparticles (NPs) was prepared by deposition–precipitation-photoreduction method. Such surface-modified nanobelts had larger area than the normal one. Ag NPs were formed from AgI by photo-reduction under Xenon lamp irradiation. X-ray diffraction, scanning electron microscopy analysis, UV–Vis diffuse reflectance spectra and fluorescence spectra were used to characterize the structure and optical properties of the sample. The obtained sample exhibited strong photodegradation of methyl orange (MO) under visible light irradiation, which were attributed to both the surface plasmon resonance of Ag NPs and the visible light actived AgI. The photodegradation was accomplished by the transfer of photoexcited electrons from the Ag NPs to the acid-etched TiO2 nanobelts. After four cycles of photodegradation the photocatalyst was still stable. This novel photocatalyst had a high potential application in wastewater-treatment and biomedical engineering.  相似文献   

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