超薄石墨相氮化碳纳米片的构建及其光催化作用

通过简单调整g-C₃N₄的热聚合方式,一步构筑了超薄氮化碳纳米片,厚度在0.2~0.4 nm左右,分布均匀,比表面积可以达到99 m²·g^-1。光催化性能测试结果表明,随着纳米片比表面积的增大,材料除了表现出优异的光解水性能以外,还在微生物领域表现出一定的抗菌性能,且活性随着聚合温度的升高、纳米片层的变薄而逐渐提高。     

多孔碳纳米片的合成及在钠离子电池中的应用

本文以氯化钠为硬模板、硝酸镍为金属源、葡萄糖为碳源,在氮气气氛中于750 ^oC通过一步热解法合成嵌镍碳纳米片,然后经酸处理得到多孔碳纳米片. 通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）和比表面积测定（BET）表征多孔碳纳米片的形貌和结构. 结果显示：多孔碳纳米片孔分布均匀,孔径大小均一;经过酸处理后,碳材料的石墨化程度降低;具有较大的比表面积（约340 m²•g^-1）. 电化学测试表明,电极在100mA•g^-1电流密度下,经过200周循环放电后比容量可维持在309.4 mAh•g^-1,甚至在1000 mA•g^-1 的大电流下其放电比容量仍然可达到173mAh•g^-1,表现出良好的循环稳定性和倍率性能,其在钠离子电池负极材料方面具有潜在的应用前景.     

多孔SiC纳米片的原位合成及光催化性能

以可膨胀石墨作为原材料,通过高温膨化和机械砂磨得到石墨薄片,再以石墨薄片作为模板合成了不同比表面积的碳化硅纳米片(SiCNSs).探究了比表面积对SiCNSs光催化制氢性能的影响.结果表明,SiCNSs的比表面积对其产氢性能影响显著,提高光催化剂的比表面积有利于增强其产氢活性.SiCNSs的最大比表面积可达149 m2...     

金属纳米粒子/聚合物体系的稳定性及其机理

金属纳米粒子由于其小的尺寸和大的比表面积等特点,使其具有独特的热性能、电性能、磁性能和光性能,以及很强的团聚趋势。因此金属纳米粒子是否被稳定在纳米尺度内,是它们能否表现出独特性能的关键。本文综述了非离子聚合物、聚电解质、两亲聚合物、双亲水聚合物、树状聚合物对金属纳米粒子的稳定作用及其稳定机理的研究进展。     

低氧掺杂纳米石墨片的制备及其电化学性能

采用一种新颖的物理方法——磁力研磨法制备石墨片纳米材料,该方法能够高效的将初始鳞片石墨剥离破碎至纳米级别。研究发现,制备得到的纳米石墨片(Graphite nanosheet)具有一定的含氧官能团,并且随研磨时间增加,其比表面积可增加至804m~2·g~(-1)。电化学性能测试结果表明,在0.1 A·g~(-1)的电流密度下,最大比电容量可达到266.8 F·g~(-1),体现出了良好的电化学性能。     

金属纳米粒子/聚合物体系的稳定性及其机理

金属纳米粒子由于其小的尺寸和大的比表面积等特点,使其具有独特的热性能、电性能、磁性能和光性能,以及很强的团聚趋势.因此金属纳米粒子是否被稳定在纳米尺度内,是它们能否表现出独特性能的关键.本文综述了非离子聚合物、聚电解质、两亲聚合物、双亲水聚合物、树状聚合物对金属纳米粒子的稳定作用及其稳定机理的研究进展.     

金属纳米粒子/聚合物体系的稳定性及其机理

金属纳米粒子由于其小的尺寸和大的比表面积等特点，使其具有独特的热性能、电性能、磁性能和光性能，以及很强的团聚趋势。因此金属纳米粒子是否被稳定在纳米尺度内，是它们能否表现出独特性能的关键。本文综述了非离子聚合物、聚电解质、两亲聚合物、双亲水聚合物、树状聚合物对金属纳米粒子的稳定作用及其稳定机理的研究进展。     

铁掺杂HTiNbO_5纳米片及其催化环氧苯乙烷醇解的性能

通过先将层状HTiNbO5用四丁基氢氧化铵层离成单层纳米片,然后与铁溶胶重组,最后在不同温度(200~500℃)下焙烧,得到了一系列铁掺杂的HTiNbO5纳米片。研究结果表明,铁溶胶掺杂有利于提高催化剂的比表面积和酸性,所得催化剂在环氧苯乙烷的醇解反应中表现出很好的催化效果。其中,水解时间为1 h的铁溶胶与HTiNbO5纳米片重组且在400℃下焙烧后所得催化剂的催化效果最好,优于未掺杂和Fe3+直接絮凝的HTiNbO5纳米片。     

CdS柱撑钛铌酸介孔复合材料的制备与光解水制氢活性

以钛铌酸纳米片层为主体,CdS纳米颗粒为客体,通过剥离-重堆积法合成了不同投料比的CdS-TiNbO5介孔复合材料,材料的层间距为1.19nm,比表面积约为93m2·g-1。CdS-TiNbO5复合材料表现出良好的光解水制氢活性,当投料比nCdS∶nHTiNbO5=1∶2时,复合材料在模拟太阳光和可见光下的产氢速率分别为231和184μmol·h-1·g-1,是CdS的8.6和9.7倍。复合材料光催化活性的提高归因于比表面积的增加和光生载流子的有效分离。     

介孔Fe-Cu复合金属氧化物纳米粉催化剂催化低温CO氧化

以环氧丙烷为凝胶剂,采用简便低廉的无表面活性剂的溶胶-凝胶法制备了一系列不同Cu/Fe摩尔比的高比表面积介孔Fe-Cu复合氧化物纳米粉末。运用微反应器-色谱体系考察了它们在低温CO氧化反应中的催化性能。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、热重-差热分析、程序升温还原、傅里叶变换红外光谱和透射电镜对所制样品进行了表征。结果表明,这些介孔Fe-Cu复合氧化物催化剂具有纳米晶结构、窄的孔径分布和高的比表面积,在低温CO氧化反应中表现出高的活性和稳定性。 CuO的添加影响了Fe2O3的结构和催化性能。当CuO含量为15 mol%时,催化剂具有最高的比表面积和催化活性,在低温CO氧化反应中表现出较高的催化稳定性。     

Enhanced sunlight-driven photocatalytic performance of Bi-doped CdMoO4 benefited from efficient separation of photogenerated charge pairs

In this paper, to further boost the photocatalytic performance of CdMoO₄, Bi³⁺ was successfully doped into CdMoO₄ by a facile microwave hydrothermal method. The Bi-doped CdMoO₄ photocatalysts prepared were characterized by Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, X-ray diffraction (XRD), UV–Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electron spin-resonance (ESR) and surface photovoltage spectroscopy (SPS). The results exhibit that doping Bi³⁺ into CdMoO₄ remarkably boosts the separation rate of photoinduced charge pairs and the specific surface area, decrease the crystal size, narrows the band gap of the CdMoO₄ and induces the binding energy shift of Cd, all these advantageous factors result in the promoted photocatalytic performance of CdMoO₄. Using rhodamine B (RhB) as model toxic pollutant, the photocatalytic activities of the photocatalysts were evaluated under a 500 W Xe lamp irradiation. When the molar ratio of Bi/Cd is 0.2%, Bi-CdMoO₄ prepared displays the best photocatalytic performance, the photocatalytic performance of the 0.2% sample is more than twice of that of the reference CdMoO₄.     

形貌可控ZnO微纳米结构的水热合成及光催化性能

以乙醇胺为辅助溶剂,采用水热合成法,制备了花状、梭状和剑状的ZnO微纳米结构。采用扫描电镜（SEM）、Ｘ射线衍射（XRD）、光致发光光谱（PL）和拉曼光谱等测试手段对样品的形貌、结构、晶相等进行了表征。结果表明所有样品均为六方纤锌矿结构ZnO;其形貌和结晶度可通过改变物质的量的配比n_Zn²⁺/n_OH^-来调控。探讨了反应物配比对产物形貌结构的影响,乙醇胺对不同形貌ZnO的制备起到至关重要作用。以亚甲基蓝为目标降解物,采用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）并结合低温氮吸附-脱附比表面测试（BET）,研究了花状、梭状和剑状ZnO的光催化活性。结果表明,与商用ZnO相比,制备的ZnO具有更好的光催化活性;样品催化活性与其比表面积不成正比,具有最小比表面积的花状ZnO拥有最好的光催化活性,这可能是由于其低的结晶度和特殊的花状形貌所致。     

形貌可控ZnO微纳米结构的水热合成及光催化性能

以乙醇胺为辅助溶剂,采用水热合成法,制备了花状、梭状和剑状的ZnO微纳米结构。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)和拉曼光谱等测试手段对样品的形貌、结构、晶相等进行了表征。结果表明所有样品均为六方纤锌矿结构ZnO;其形貌和结晶度可通过改变物质的量的配比nZn2+/nOH-来调控。探讨了反应物配比对产物形貌结构的影响,乙醇胺对不同形貌ZnO的制备起到至关重要作用。以亚甲基蓝为目标降解物,采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)并结合低温氮吸附-脱附比表面测试(BET),研究了花状、梭状和剑状ZnO的光催化活性。结果表明,与商用ZnO相比,制备的ZnO具有更好的光催化活性;样品催化活性与其比表面积不成正比,具有最小比表面积的花状ZnO拥有最好的光催化活性,这可能是由于其低的结晶度和特殊的花状形貌所致。     

FeNi层状双氢氧化物/TiO2复合光催化剂的制备及其制氢性能

层状双氢氧化物(LDH)的光生电子-空穴对易复合,虽然纳米薄片的结构促进了载流子分离,但其光催化效率仍然较低。我们利用LDH薄片结构的优势,将FeNi LDH和TiO₂通过静电自组装复合,设计制备出新型高效的FeNi LDH/TiO₂复合光催化材料,评价了其光催化分解水产氢性能。对其结构、光催化性能和光电化学等进行了详细表征。结果表明,FeNi LDH的高比表面积、复合物的异质结结构都有利于光生电荷的转移。光催化产氢结果表明,FeNi LDH/TiO₂复合材料的产氢速率(22.6mmol·g^-1·h^-1)分别比纯TiO₂(0.1 mmol·g^-1·h^-1)和FeNi LDH(0.05 mmol·g^-1·h^-1)提高了226和452倍,表明了异质结在提高LDH光催化效率方面的重要作用。     

可见光响应的镍硅共掺杂二氧化钛及其光催化性能

为了更好地利用太阳光和提高二氧化钛的光催化性能,以钛酸四正丁酯、正硅酸乙酯、六水合硝酸镍为原料,在高压釜中140℃非水溶剂热反应,所得材料经400℃焙烧制得镍硅共掺杂的二氧化钛光催化剂.所得材料用X射线衍射、氮吸附、透射电镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、紫外漫反射等测试手段分析,结果显示所有样品均为锐钛矿型二氧化钛,Si和Ni均掺杂到TiO2体相中,样品具有较大的比表面积,其最大达303.3m2·g-1.在可见光照射下,以降解罗丹明-B为探针反应研究其可见光催化性能,与未掺杂和镍掺杂的二氧化钛相比较,共掺杂的二氧化钛具有更高的可见光催化性能,当Ni/Ti和Si/Ti的物质的量的比分别为0.01和0.20时,可见光催化性能最好.可见光催化性能的提高归因于镍和硅的协同作用.     

RE/TiO2光催化剂的谱学特性与气相光催化性能的研究

采用改进的sol-gel法和浸渍法制备了TiO₂掺杂稀土离子La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Er³⁺、Nd³⁺、Pr³⁺的RE/TiO₂光催化剂,运用FTIR、XRD、TEM、低温氮吸附/脱附、TG/DTA、UV-Vis DRS、表面光电压谱(SPS)等进行表征,以气相光催化降解乙烯、溴代甲烷作为探针反应,阐明了RE/TiO₂光催化剂的谱学特性与气相光催化性能的关系。结果显示,稀土离子掺杂后,TiO₂的锐钛矿含量增加,比表面积增大,粒径变小,吸收边发生蓝移,表面光电压的响应阈值增大,此外,Pr³⁺除外的其它稀土离子掺杂的TiO₂的表面光电压信号增强;光催化降解实验表明,与纯TiO₂相比,La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Er³⁺、Nd³⁺掺杂TiO₂样品上乙烯、溴代甲烷的光催化活性均有不同程度的增强,而且表现出较强的矿化能力。但是,掺杂Pr³⁺的TiO₂的光催化性能降低恰好对应较弱的表面光电压信号。所以,本文认为提高光生电子-空穴对的分离效率是改善光催化性能的关键因素。     

Photocatalytic effect of nano-TiO<Subscript>2</Subscript> loaded cement on dye decolorization and <Emphasis Type="Italic">Escherichia coli</Emphasis> inactivation under UV irradiation

In the present study, titanium dioxide (TiO₂) nano-particles were synthesized by sol–gel technique and then used to provide nano-TiO₂ loaded cement samples at 1, 5, and 10 wt% for investigation of Malachite green pigment decomposition and Escherichia coli inactivation under UV irradiation. Surveys conducted on the synthesized TiO₂ nano-particles showed a 100 % anatase phase with a mean particle size of 66.5 nm, surface area of 64.352 m² g^?1, and a porosity volume of 0.1278 cm³ g^?1. Cement samples containing this catalyst exhibited stronger photocatalytic properties as compared to the same amount of pure catalyst. Considering both photocatalytic performance and cost of catalyst, 5 wt% titanium dioxide was suggested to be added to cement. By addition of 1 wt% polycarboxylic copolymer as super-plasticizer to the cement paste, the photocatalytic sample activities were reinforced so that a similar performance could be obtained at 1 wt% catalyst as compared to 5 wt% catalyst without super-plasticizer.     

One-step conversion of Mg2Si into hydrogen-terminated porous silicon nanostructures

A simple, fast, and low-cost acid-treatment method is proposed for the conversion of magnesium silicide (Mg₂Si) into hydrogen-terminated mesoporous silicon nanostructured material (M-pSi). The formation of porosity in M-pSi is attributed to the generation of gas species during the acid treatment, providing a large number of active sites. The adsorption and the photocatalytic performances of M-pSi toward the degradation of methyl orange are investigated. It is found that the mesoporous Si material exhibits an unusual and high photocatalytic ability toward the dye degradation in acidic conditions, outperforming the performance of commercially available Si nanoparticles. This unusual photocatalytic performance is related to the presence of hydrogen-terminated silicon nanostructures with a high surface area of 203 m²/g. The article proposes an alternative way of producing porous silicon materials with enhanced photocatalytic activity.     

水滑石与海泡石复合材料对有机染料的光催化降解性能（英文）

由于ZnCr-LDH纳米粒子具有良好的光催化性能,但极易团聚,在一定程度上制约了它在光催化领域的应用.将水滑石制成核-壳复合材料可以避免粒子团聚,改善其单分散性和稳定性,从而提高光催化活性.本文设计了一种水滑石/海泡石(Sep@LDH)纳米复合材料作为光催化剂,以甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)混合溶液模拟有机染料废水,进行光催化反应.通过XRD,SEM,UV-Vis DRS,PL,TG-DTG和BET/BJH,证明了水滑石成功的生长在海泡石的表面,通过光催化实验详细研究了Sep@LDH纳米复合材料的光催化性能及光降解反应机理.采用共沉淀制备了不同Zn/Cr摩尔比的水滑石纳米材料,对水滑石进行优化,结合表征分析,发现摩尔比为1的ZnCr-LDH其结晶度、层间规整度高,禁带宽度最窄(2.30 eV)和光致发光性能最佳.因而用作后续复合材料的制备.另一方面,我们以酸活化的海泡石(Sep)为载体,采用原位生长法成功制备了一种新型的水滑石/海泡石(Sep@LDH)光催化剂,研究了海泡石的添加量对复合材料性能的影响.结果表明,Sep含量对复合材料形貌、粒径大小、结构以及光学性质影响较大.其中,样品Sep_4@LDH(海泡石添加量为4 g),比表面积最大,因而光催化效率最高.降解动力学结果表明,染料的光降解过程遵循准一级动力学模型.我们通过对活性物种(·OH,h~+,·O_2~-)的考察,研究了光催化降解机理.结果表明,·OH在光降解过程中起着至关重要的作用.Sep_4@LDH复合材料循环使用5次后,MO和MB的光降解率依然分别可以达到86.2%和84.9%,表现出较高的稳定性.