BiFeO3空间选择性光化学还原Ag及光催化活性

采用溶胶-凝胶法和光还原沉积法制备出Ag改性的纳米BiFeO₃粒子,对复合材料进行了FESEM、XRD、XPS、FTIR、UV-Vis/DRS等分析和表征。考察了波长365nm以上的光照下,铁磁性材料的空间选择性光化学反应对复合材料的结构、形貌以及光谱性质的影响。以罗丹明B为模拟污染物,考察了纳米Ag-BiFeO₃粒子的可见光光催化活性以及稳定性。结果表明：通过光化学沉积,不仅增强了BiFeO₃在200~800nm光照下的响应,而且抑制了光腐蚀现象,提高了BiFeO₃的稳定性。在波长大于400nm的光照射12h后单纯纳米BiFeO₃粒子对罗丹明B脱色率约为74%,而Ag-BiFeO₃复合材料6h后约为90%,并且重复使用3次后光催化效果基本不变。     

复合光催化剂AgI/AgCl/h-BN的制备及光催化性能

以少层六方氮化硼纳米层状材料为载体,通过水溶性盐晶体模板法和离子交换法制备了h-BN稳定AgI/AgCl的三元复合体系。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM等手段对样品的结构和形貌进行检测分析,利用UV-Vis DRS测试了样品的吸光性能。可见光光催化降解罗丹明B实验表明,光照24 min,AgI/AgCl/h-BN复合光催化材料对罗丹明B的降解率高达93%,远高于实验合成的大块AgCl、AgCl立方块、AgI/AgCl纳米腰果及文献报道的数值。并且三元材料循环利用4次后,对罗丹明B的降解率几乎保持不变。结合光电化学测试、活性物种捕获和电子自旋共振等实验结果,探讨了复合材料光催化活性和稳定性提高的机理。     

静电纺丝技术制备LaCrO4和LaCrO3纳米带及其光催化性质

采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了PVP/[La(NO3)3|Cr(NO3)3]复合纳米带, 经热处理后得到LaCrO4纳米带和LaCrO3纳米带. 采用TG-DTA, XRD, SEM和EDS等测试手段对样品进行了表征. 结果表明, PVP/[La(NO3)3-Cr(NO3)3]复合纳米带表面光滑, 宽度为(9.1±1.9) μm, 厚度约385 nm; 经600 ℃焙烧后得到单斜独居石型LaCrO4纳米带, 宽度为(2.5±0.5) μm, 厚度约100 nm; 当焙烧温度为650~800 ℃时得到LaCrO3多孔纳米带, 属正交晶系, Pbnm空间群, 经650 ℃焙烧后得到的LaCrO3纳米带呈多孔结构, 带宽为(2.4±0.5) μm, 厚度约90 nm; 经800 ℃焙烧后得到的LaCrO3纳米带部分破碎形成LaCrO3纳米粒子, LaCrO3纳米带宽度约(1.3±0.4) μm, 厚度约90 nm, LaCrO3纳米粒子粒径约80 nm. 以罗丹明B为目标降解物, 研究了不同焙烧温度下产物的光催化性能, 其中800 ℃焙烧后得到的样品在紫外光照射下对罗丹明B的降解效果最好, 光照200 min后罗丹明B的降解率为94.6%.     

复合光催化剂AgI/AgCl/h-BN的制备及光催化性能

以少层六方氮化硼纳米层状材料为载体,通过水溶性盐晶体模板法和离子交换法制备了h-BN稳定AgI/AgCl的三元复合体系。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM等手段对样品的结构和形貌进行检测分析,利用UV-Vis DRS测试了样品的吸光性能。可见光光催化降解罗丹明B实验表明,光照24 min,AgI/AgCl/h-BN复合光催化材料对罗丹明B的降解率高达93%,远高于实验合成的大块AgCl、AgCl立方块、AgI/AgCl纳米腰果及文献报道的数值。并且三元材料循环利用4次后,对罗丹明B的降解率几乎保持不变。结合光电化学测试、活性物种捕获和电子自旋共振等实验结果,探讨了复合材料光催化活性和稳定性提高的机理。     

ZnO/CdS复合材料的合成与可见光催化性能

采用喷雾辅助气相沉积法在水热法合成的ZnO纳米线上沉积CdS纳米颗粒。采用X射线衍射仪（XRD）、激光拉曼仪（Raman）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱分析谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱等测试手段对复合光催化剂进行表征。结果表明,3~10 nm的CdS纳米粒子修饰在直径约为100 nm ZnO纳米线的表面。XPS和Raman表明复合材料中ZnO和CdS之间存在化学相互作用。可见光催化降解罗丹明B实验结果表明ZnO/CdS复合材料的催化性能优于单相CdS或ZnO,沉积时间为30 s合成的ZnO/CdS速率常数分别是CdS和ZnO的2.91和4.03倍,且具有较高的稳定性。ZnO/CdS复合材料光催化性能增强的可能原因为光吸收范围的拓展和光生载流子分离效率的提高。     

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.     

BiOCl/BiPO_4复合光催化剂的制备及其性能研究

采用溶剂热法制备了BiPO_4纳米棒,再采用沉积沉淀法在BiPO_4纳米棒上沉积了不同质量比的BiOCl纳米片形成一系列的BiOCl/BiPO_4复合材料.利用扫描电镜、透射电镜、 X射线衍射和紫外可见漫反射光谱等手段对所合成的材料的物理化学性能进行了表征,并通过测试光电流、电化学阻抗、光致发光光谱等,进行光催化降解甲基橙和酸性红Ⅰ染料废水实验,评价了所合成材料的光电化学性能和光催化性能.研究结果表明, BiOCl纳米片(直径范围为100～400 nm)已成功沉积在BiPO_4纳米棒(直径100～200 nm、长度0.3～1.4μm)表面形成复合材料,复合材料没有改变单一材料的晶型和结晶度,其由结晶度较高的独居石结构单斜型BiPO_4和正方相BiOCl组成.与单一BiPO_4纳米棒相比,复合材料的光吸收范围更宽,光催化活性增强,最佳质量比(0.2)的复合材料在光照15 min时对甲基橙的降解率达到96.69%,在光照6 min时对酸性红降解率达到96.21%.根据光电化学性能测试结果 ,复合材料比单一材料具有更好的光生电荷分离效率、转移效率及更慢的复合速率.通过自由基捕获实验及材料的能带结构测算和验证,进一步分析了复合材料的光催化机理,复合材料光催化活性增强的原因是形成了p-n异质结.     

纳米Ag@AgBr表面敏化K_2Ti_4O_9可见光催化剂的微波合成、表征和光催化活性(英文)

利用微波法合成纳米尺寸Ag@AgBr表面敏化K2Ti4O9的复合光催化剂(Ag@AgBr/K2Ti4O9),并通过SEM、X-射线能量色散谱(EDX)、TEM、选定区域电子衍射(SAED)、XRD、紫外-可见漫反射(UV-VisDiffuseReflectance)、XPS等对其进行了表征,同时在可见光下测定催化剂对有机物降解的光催化活性。结果表明,粒径为0.2~0.5μm的Ag@AgBr均匀分散在K2Ti4O9表面,Ag@AgBr/K2Ti4O9对可见光有很好的吸收且Ag@AgBr的担载量影响可见光的吸收。当Ag@AgBr的担载量为25wt%时,复合光催化剂具有最高的光催化活性,光照1h对罗丹明B(RhB)的降解率可达97%。另外,催化剂的担载量和稳定性也做了考察。催化剂较高的光催化活性主要归因于Ag纳米粒子的表面等离子体效应和有效的光生电子-空穴的分离。     

高效Ag@AgBr等离子体光催化剂的制备及可见光活性研究

采用水热法和光致还原法制备了具有等离子体共振效应的Ag@AgBr可见光催化剂,利用XRD,SEM,EDX,DRS和XPS等手段对产物的结构和性能进行表征,并研究了催化剂在可见光下对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能,考察了催化剂的循环使用及捕获剂对Ag@AgBr光催化性能的影响.结果表明:贵金属Ag纳米粒子的表面等离子体共振效应可显著增强Ag@AgBr对可见光的吸收;催化剂对罗丹明B具有较高的可见光降解活性和稳定性,在可见光下照射90 min,对罗丹明B的降解率达95%以上,光催化剂循环使用5次仍具有良好的光催化降解活性;淬灭实验表明在Ag@AgBr降解罗丹明B过程中,吸附在催化剂表面的h+、·OH、O2·-是主要的活性物种.     

纳米TiO2光催化分解罗丹明B的动力学分析

锐钛矿型TiO2禁带宽度为3 2eV,在波长小于387nm的紫外辐射激发下,价带电子跃迁到导带,光生电子和空穴分离,与表面接触组分可发生一系列氧化还原反应,可将有机污染物降解为简单的无机化合物[1]。TiO2微粒粒径的降低(几十纳米),吸收光谱发生蓝移,催化活性随粒径的减小而增强[2,3]。纳米TiO2对罗丹明B的光催化分解过程与罗丹明B在TiO2表面的吸附有关[4]。本文采用自制纳米TiO2在4W紫外灯直接照射下,光分解罗丹明B为表观一级反应,反应速率与罗丹明B起始浓度及催化剂用量有关。1　实验部分纳米TiO2 采用sol gel法制备。分别配制不同…     

纳米氧化铈、铁酸铜的乳化燃烧合成及其光催化性能

采用金属硝酸盐、硝酸铵和油相在乳化剂作用下制备成油包水的乳状液,以燃烧的方式制备了纳米氧化铈(CeO_2)和铁酸铜(CuFe_2O_4),并成功将它们负载到氧化石墨烯(GO)上.实验结果显示:以燃烧法合成的CeO_2和CuFe_2O_4纳米粒子较为纯净,平均粒径分别约为29.1和13.5nm;二者分别负载到GO上后,团聚现象得到一定程度改善,光响应能力得到增强.在汞灯照射下,催化剂GO-CeO_2、GO-CuFe_2O_4对罗丹明B的2h光降解率分别可达92.3%、98.1%.这表明所合成样品GO-CeO_2、GO-CuFe_2O_4具有优异的光催化活性.     

太阳光活性的铁酸铝-二氧化钛纳米复合光催化剂

以共沉淀法制备的铁酸铝和溶胶-凝胶法制备的二氧化钛粉体作为前驱体, 合成了铁酸铝-二氧化钛纳米复合材料, 通过曙红染料和甲基橙的光催化降解来评价该纳米复合材料的光催化活性, 并与单一二氧化钛的光催化性能进行了比较. 实验结果表明: 无论是紫外光还是太阳光的激发下, 铁酸铝-二氧化钛纳米复合材料的光催化活性均优于同样条件下所制备的单一二氧化钛纳米材料, 理想的铁酸铝掺杂浓度分别是1.0%(紫外光)和9.0%(太阳光). 由于在二氧化钛基体中掺入铁酸铝纳米粒子, 既可以促进光生载流子的电荷分离, 又可以使二氧化钛的光响应波长向可见光区域拓展, 提高了太阳能利用率, 从而使其在太阳光下具有更优越的光催化活性.     

PVA在提高TiO2/CdSe异质结光催化活性与抗光腐蚀性能方面的应用及机理

通过阳极氧化法和电化学沉积制备了TiO_2/CdSe异质结膜,并通过旋涂结合后续热处理的方法,在TiO_2/CdSe异质结膜上制备适量脱水态的聚乙烯醇(PVA)来提高TiO_2/CdSe异质结抗光腐蚀性能。采用XRD,SEM,FTIR,UV-Vis,PL,电化学测试,光催化降解罗丹明B等方法对样品的晶体结构、微观形貌、光电化学性能、光催化性能等进行了表征,并通过测定光降解体系中Cd2+的浓度,研究了纳米复合材料的抗光腐蚀性能。结果表明,与TiO_2/CdSe相比,TiO_2/CdSe/PVA纳米复合材料不仅具有更好的可见光光催化活性,还具有良好的可见光光催化稳定性和抗光腐蚀性能。同时,PVA的存在对光催化反应中的二次污染物Cd2+也有抑制作用。     

可见光驱动Au/SrTiO3纳米等离子体光催化剂分解水制氢

采用水热法和光沉积法制备了Au/SrTiO_3纳米等离子体光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、TEM、EDS和DRS等技术对光催化剂的结构、组成、形貌、粒子大小和光吸收性质等进行了表征,考察了Au/SrTiO_3纳米光催化剂在可见光照下的制氢性能。结果表明,采用水热法成功合成了SrTiO_3纳米粒子,通过负载Au纳米粒子后,由于表面等离子体共振效应,增强了其对可见光的吸收。此外,测试了不同Au负载量对SrTiO_3光催化剂在可见光照下制氢活性的影响,其中,5%Au/SrTiO_3光催化剂在可见光照下制氢活性最高,并对其光催化反应机理进行了进一步的探讨。     

核壳结构纳米Cu_2O/Ag的制备、表征和应用研究

通过溶胶-凝胶法制备了单分散性的球形纳米Cu_2O,采用取代反应法在上面负载一层纳米Ag,制备了核壳结构的Cu_2O/Ag纳米复合材料。利用透射电镜(TEM)分析了纳米Cu_2O/Ag的形貌,并用X射线衍射测(XRD)X射线光电子能谱(XPS)分析了其物相组成,利用紫外-可见光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)研究了其光谱特征,以罗丹明B(Rh B)为模型污染物,在紫外光照射下评价了纳米Cu_2O/Ag的光催化活性。结果表明:Cu_2O平均直径为150nm,表面纳米银直径为7nm,形成核壳结构;光催化结果显示,银沉积显著提高了Cu_2O的光催化活性。     

不同水热条件下TiO_2/电气石复合材料的光催化机制

为了解决TiO_2纳米光催化剂易团聚、禁带宽度大的缺点,本文采用水热法制备了TiO_2/电气石(3%)复合材料,研究了水热时间(2~10 h)和水热温度(120~200℃)对TiO_2/电气石(3%)的光催化性能的影响。发现光催化降解罗丹明B的降解率由单独TiO_2的60%提高到加入电气石后的99.4%。电气石具备自发极化电场效应,降低了TiO_2的禁带宽度和光生电子和空穴的复合率。在水热温度160℃、水热时间4 h条件下制备的TiO_2/电气石(3%)表现出最高的光催化降解罗丹明B的性能。说明TiO_2与这种有自发极化的材料复合能够有效提高其光催化性能。     

钛铁矿制备二氧化钛-四氧化三铁复合材料及其光催化应用

TiO_2因具有多种优异的特性被广泛应用在半导体光催化领域,但是纳米结构的TiO_2颗粒细微,在进行光催化反应之后,难以回收再利用。本文以廉价钛铁矿为原料制备光催化剂TiO_2,同时利用副产物铁合成Fe_3O_4,并采用简单温和的浸渍法制备Fe_3O_4/TiO_2磁性复合材料。通过XRD、FT-IR、SEM、EDS等手段对材料形态结构进行表征分析,并以光降解有机污染物若丹明B为探针反应,考察其光催化性能。结果表明,质量比为1∶10的Fe_3O_4/TiO_2复合材料结构稳定、分散均匀,具有最优的光催化活性(波长356nm下反应3h,若丹明B降解率达到64.0%),并表现出良好的重复性。同时,动力学结果显示降解符合一级反应动力学。     

还原石墨烯氧化物/磷酸秘纳米复台物的台成及增强的光催化活性

以石墨烯氧化物和硝酸铋为前驱物、甘油为溶剂,200℃下反应1 h,采用溶剂热方法"一锅煮"合成还原石墨烯氧化物/磷酸铋复合纳米材料.利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、表面增强拉曼光谱和紫外-可见光谱对所合成样品的形貌和结构进行表征.以罗丹明B作为降解模型分子,考察了复合纳米材料在紫外光照射下的光催化活性.实验结果表明,复合纳米材料的光催化活性优于磷酸铋.在2 h内,还原石墨烯氧化物/磷酸铋对罗丹明B降解率为87.5%;而同样条件下,磷酸铋对罗丹明B的降解率仅为45.7%.复合材料光催化活性的提高主要归因于石墨烯纳米片高效的电子受体和传输特性能有效促进电子-空穴对的分离,进而提高了复合材料的降解效率.     

可见光高催化活性GO/Ag3PO4/Ni复合薄膜的制备和性能

以磷酸铵和氧化石墨烯悬浊液的混合液为电解液,采用电化学共沉积法制备了Ag3PO4基GO/Ag3PO4/Ni复合薄膜。运用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对其形貌、物相和光谱特性进行分析。最佳工艺制备的GO/Ag3PO4/Ni复合薄膜呈现出GO包覆在直径为100 nm左右的Ag3PO4纳米球外的表面形貌。GO片与Ag3PO4纳米球之间存在强电荷相互作用。与单独的Ag3PO4纳米球相比,GO片的附着导致带隙缩小,可见光区的吸收率增强。可见光下考察了复合薄膜降解罗丹明B的光催化活性和稳定性,并利用荧光光谱和捕获剂法对薄膜的光催化机理进行了探索。结果表明,GO片的加入不仅显著提高了Ag3PO4的光催化活性,而且提高了Ag3PO4的结构稳定性。光催化降解罗丹明B 60 min时,GO/Ag3PO4/Ni复合薄膜的降解率是Ag3PO4/Ni薄膜的1.32倍。在保持薄膜光催化活性基本不变的前提下可循环使用7次。GO优异的电荷传导性能,以及Ag3PO4纳米球与GO片之间的正协同效应是提高复合薄膜光催化性能的主要原因。     

荧光纳米粒子Ru(bpy)_3/SiO_2的制备及其应用于蛋白质微阵列芯片检测HIV p24抗原

以三联吡啶钌(Ru(bpy)3)为内核材料,通过反相微乳液法合成了表面带氨基的核壳结构荧光纳米粒子Ru(bpy)3/SiO2,利用透射电子显微镜、荧光光谱、紫外-可见光谱等手段进行表征,并进行了光稳定性、荧光分子泄露与纳米粒子表面氨基测定等实验,结果表明: 所合成的纳米粒子表面带氨基活性基团,每毫克纳米粒子约含385 nmol氨基,纳米粒子呈规则球形,大小均一,单分散性好,平均粒径为(70±6) nm,具有很好的光稳定性.用100 W氙灯在最大发射波长照射90 min后,其荧光强度仅衰减8%;在水溶液中不易发生染料泄露,连续超声1 h后,染料泄露少于0.05%.以合成的纳米粒子作荧光探针标记链霉亲和素后应用于蛋白质微阵列芯片检测HIV p24抗原.结果显示,荧光强度与p24浓度呈良好的正相关性,检出限为3.1 μg/L.本纳米粒子作为新型荧光探针,可应用于高灵敏检测的蛋白质微阵列芯片及荧光免疫分析等系统.