BiOBr/TiO_2异质结催化剂的制备及其可见光催化活性

将碱热法和溶剂热法相结合,制备了不同配比的BiOBr/TiO_2异质结催化剂,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等技术对其结构、形貌和光学性能进行表征,并探讨BiOBr和TiO_2的配比对罗丹明B(RhB)脱色率的影响。结果显示,该异质结催化剂由锐钛矿相TiO_2纳米颗粒附着生长在BiOBr花状球表面构成;BiOBr和TiO_2摩尔比为1∶2的BiOBr/TiO_2催化剂在可见光照射下催化反应15min,RhB脱色率达96.5%;催化剂循环使用4次后,RhB脱色率仅降低7.94%,稳定性较好。Mott-Schottky曲线表明,该催化剂光催化活性的提升主要是由于在BiOBr和TiO_2界面上形成了p-n结,使电子-空穴对得到有效分离。光催化机理研究结果表明,O·-2是光催化反应过程中的主要活性物种,RhB的脱色主要是由于脱乙基和苯环开环氧化导致。     

高效BiOI/BiOBr可见光催化剂的制备、性能及机理研究

利用无机原料水热合成法制备BiOI/BiOBr复合可见光催化剂,通过XRD、SEM、EDS、DRS、I-t响应曲线等手段对催化剂的物相组成和光化学性能进行了系统表征.以RhB为目标污染物,考察了催化剂的光催化活性并对最优比例催化剂的稳定性进行评价,通过ESR分析和自由基捕获实验探究了RhB的光催化降解机制.研究结果表明:无机原料水热合成法可成功制备纯度高、结晶性能良好的BiOI/BiOBr复合可见光催化剂;BiOI的复合降低了BiOBr光催化剂的电子-空穴的复合,拓宽其可见光响应范围,提高了光催化降解活性,其中质量比为8%的BiOI/BiOBr活性最佳,可见光照21min后RhB的脱色率可达100%,是纯BiOBr的1.50倍,且重复使用5次后仍具有较高的光催化活性;复合催化剂光催化降解RhB的过程中,参与降解的主要活性物种为空穴(h+)和超氧自由基(·O-2).     

BiOBr光催化剂的制备与应用研究进展

相比TiO2光催化剂,BiOBr以优异的可见光光催化特性在高级氧化技术的研究中成为热点.本文综述了BiOBr的物质结构、物理化学性质,及其光催化特性,归纳总结了其制备及改性方法的优缺点和不同制备条件下BiOBr晶体的生成机理,并重点阐述了BiOBr可见光光催化氧化降解有毒有机物的机理,简述了BiOBr在光催化领域的应用前景.     

氯氧化铁的制备及可见光催化性能

以氯化铁和氧化铁为原料,采用化学气相迁移法在密封条件下制备氯氧化铁(FeOCl)催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射光谱(XRD)、X光电子能谱(XPS)等分析手段对催化剂进行表征,研究了罗丹明B(RhB)初始浓度、H2O2添加量、催化剂用量、初始pH值等对RhB脱色率的影响.结果表明:在催化剂用量为0.5g·L-1、RhB初始浓度为100mg·L-1、H2O2浓度为20mmol·L-1、初始pH值为4.5时,可见光下经过15min的催化反应,RhB脱色率达到99%以上;初始pH值为7.0时,经过40min,RhB的脱色率也可达到95.5%;添加一定量的H2O2,能够促进羟基自由基(·OH)生成,提高脱色效率;催化剂稳定性良好,3次重复催化实验后,RhB的脱色率无明显降低.     

离子交换法制备介孔TiO2/CdS纳米复合光催化剂及性能研究

使用离子交换法制备了介孔TiO2/CdS纳米复合光催化材料.利用X射线衍射、高分辨率透射电镜、氮气吸附-脱附分析、红外光谱和紫外-可见漫反射光谱等手段对制备的介孔TiO2/CdS纳米复合光催化材料的微观结构和光吸收性质进行了研究,并选择染料罗丹明B和茜素红作为底物在可见光下考察了催化材料的光催化活性.结果表明:离子交换法制备介孔TiO2/CdS的光催化活性显著高于沉淀法制备的TiO2/CdS.     

ZnO/WO_3微米球制备及其光催化性能研究

以醋酸锌和氧化钨(WO_3)为前躯体,通过液相溶胶凝胶法制备氧化锌/氧化钨(ZnO/WO_3)微米球光催化剂,利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、紫外可见分光光度计等测试方法对样品形貌、组成和光吸收性能进行表征.以染料亚甲基蓝为目标降解物,在紫外光照射下,研究所制备样品的光催化活性.结果表明,W的加入可有效提高ZnO光催化活性.当ZnO中W掺杂浓度为4 mol%时,实验制备出的ZnO/WO_3微米球光催化剂的催化效果相对于其他浓度最好,通过紫外光光照仅需80 min即可使亚甲基蓝的降解率达95%.     

Fe/ACF@OMC复合阴极的制备及其在多相电-Fenton中的应用

以活性碳纤维(ACF)为基体材料,硝酸铁为铁源,乙酰丙酮为分散剂,酚醛树脂为碳源,采用浸渍-溶剂挥发自组装-碳化组合方法制备了铁负载有序介孔碳(OMC)包覆的活性碳纤维复合材料Fe/ACF@OMC.通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征.表征结果显示,该复合材料具有规则的介孔孔道结构,乙酰丙酮的投加有效减小了负载铁物种的粒径,铁物种晶相包括α-Fe2O3、γ-Fe2O3和单质铁,表面价态组成为Fe2+(39.5%)和Fe3+(60.5%).以Fe/ACF@OMC为阴极构建多相电-Fenton体系,可以实现在广泛pH值范围(3.0~10.0)内对活性艳红X-3B的脱色降解和TOC(总有机碳)去除.该脱色降解反应符合一级反应动力学,最优条件下X-3B的准一级降解速率常数达0.048min-1,240min TOC去除率达到45%.荧光检测证实,羟基自由基是该体系的主要活性氧化物种.Fe/ACF@OMC循环使用5次后,X-3B的脱色率无显著下降.     

Tb3+掺杂纳米WO3的制备及其光催化性能

用Na2WO4和盐酸反应新生成的H2WO4与Tb(NO3)3,H2C2O4作起始原料,制备了稀土离子Tb3+掺杂的WO3纳米粉体,并采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、漫反射光谱(DRS)和光电子能谱(XPS)等手段对其结构进行了表征.实验证明,稀土离子Tb3+的掺杂能拓展WO3的光响应范围,显著提高WO3对可溶性染料罗丹明B的光催化降解率和抗光腐蚀性.     

Co_3O_4/BiOI复合催化剂的制备及其光催化性能

考察了两种方法制备的BiOI光催化剂,结果显示溶剂热法制备的BiOI比液相沉淀法制备的BiOI具有更好的光催化活性.然后,以溶剂热法制备的BiOI采用浸渍法制备了CoOx/BiOI复合催化剂,用X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-vis)漫反射光谱、透射电子显微镜(TEM)等手段对其进行了表征,探讨了煅烧温度,煅烧时间以及Co掺杂量对其光催化性能的影响.结果显示:在300℃煅烧2h,Co的掺杂量为2.0%(Co/BiOI)的条件下,CoOx/BiOI复合物紫外光催化活性最高.结构研究表明,Co是以Co3O4的形式呈针状分布在团聚后的BiOI的表面,这有效地促进了BiOI的光催化性能.     

累托石-TiO2薄膜的制备及其降解染料废水

以累托石和钛酸丁酯为主要原料制备出累托石-TiO2薄膜，将其负载在玻璃表面上，研究了其在紫外光和太阳光下催化降解甲基橙的性能．实验结果表明：在相同的制备条件下，累托石-TiO：薄膜的光催化活性高于TiO2薄膜的光催化活性；制备累托石-TiO2薄膜时，薄膜的层数影响其催化活性；以累托石-TiO2薄膜为催化剂，在太阳光下降解甲基橙7h，甲基橙脱色率为52．9％．     

不同光源下累托石-TiO2降解染料废水

以TiCl4和累托石为主要原料制备了累托石-TiO2光催化剂，研究了在紫外光和太阳光下，其降解甲基橙溶液的光催化性能．实验结果表明：在紫外灯光下反应30min，分别以TiO2和累托石-TiO2为催化剂降解甲基橙溶液，甲基橙脱色率分别为50%和93％．催化剂在相同的制备条件下，累托石-TiO2的光催化活性约为TiO2的两倍；在太阳光下，分别以TiO2和累托石-TiO2为催化剂降解甲基橙溶液6h，甲基橙的脱色率分别为62．9％和87．6％．     

Pt /TiO? 的光催化氧化性能

以 TiO?或载铂 TiO?为催化剂 ,利用波长为 254nm 的紫外光辐照 ,研究了可溶性染料 3B艳红和活性艳蓝KN -R的光催化氧化 , 探讨了催化剂的焙烧温度及投料量、 染料水溶液的 pH 值等因素对光催化氧化性能的影响 . 结果表明 ,经 350℃焙烧的 Pt / TiO?催化剂对 3B艳红或活性艳蓝 KN-R染料溶液有良好的光催化氧化活性 ,酸性溶液对染料的光催化氧化有利 . 染料光催化氧化近似遵循一级反应动力学 .     

两种形貌纳米α-Fe_2O_3@C的制备及其吸附性能

利用分步水热、双氧水氧化辅助pH值调控制备了荔枝状、菱形两种形貌α-Fe_2O_3@C核壳结构的纳米吸附剂.透射电镜测试结果显示:荔枝状α-Fe_2O_3@C粒径为2.5μm,壳层为50nm;菱形α-Fe_2O_3@C粒径约5μm,壳层为10nm.荔枝状α-Fe_2O_3@C、菱形α-Fe_2O_3@C及α-Fe_2O_3对罗丹明B(RhB)的吸附平衡时间均为12h,α-Fe_2O_3对RhB的吸附符合准一级动力学模型;荔枝状与菱形α-Fe_2O_3@C对RhB的吸附同时符合准一级动力学方程与准二级动力学方程;3种材料对RhB的吸附等温线均符合Langmuir方程.3个样品对RhB的吸附脱色效率由高到低的顺序为:荔枝状α-Fe_2O_3@C,菱形α-Fe_2O_3@C,α-Fe_2O_3;核壳结构中的C=O键等活性基团有助于提高吸附作用,加强吸附效果,荔枝状α-Fe_2O_3@C使用4次后脱色率下降15.11%,菱形的α-Fe_2O_3@C使用4次后脱色率仅下降12.56%.     

N掺杂TiO2纳米管阵列可见光催化降解六氯苯

以氨水为氮源,采用阳极氧化法和湿化学法合成N掺杂TiO2纳米管阵列,并通过可见光光催化降解六氯苯(HCB)废水,评价其催化活性.同时,分析了煅烧温度、氮源、掺氮量、HCB浓度、HCB溶液pH值对N掺杂TiO2纳米管阵列光催化性能的影响.结果表明:在煅烧温度为450℃的条件下,以1.0mol/L氨水为N源合成的TiO2纳米管阵列光催化性能最佳,中性条件下降解效率最好.该催化剂循环使用6次仍具有良好的光催化性能.     

太阳能光催化降解水面石油的研究

制备了一种负载有纳米TiO2微粒能漂浮在水面与原油接触的光活性催化剂.测定了用这种光催化剂在紫外光源照射下对水面原油的光催化降解速率.报道了直接在太阳光照射下对水面原油的光催化降解实验结果.实验表明,TiO2光催化不仅能有效的降解水面石油污染物,并能抑制原油在自然氧化过程中形成的有害共聚物.     

纳米TiO2气相光催化氧化苯胺的研究(Ⅰ)

以水玻璃为粘贴剂，稀硫酸溶液为固化剂，采用涂膜法在玻璃纤维布上制备了TiO2复合膜，并用扫描电子显微镜(SEM)观察了其表面形貌．用纳米TiO2复合膜作催化剂对大气环境中苯胺的气相光催化氧化进行了研究，考察了催化剂浓度、苯胺的初始浓度、水蒸气等因素对气态苯胺降解率的影响，并用傅立叶变换红外(FT—IR)光谱法分析了光催化反应中降解的产物．气相光催化苯胺后的实验结果表明：催化剂表面因中间产物的吸附导致失活，而采用把催化剂放置在太阳光下数日或用紫外灯光照一段时间便可使催化剂活性得到恢复．     

Bi_2S_3/BiOCl复合材料的制备及光催化性能的研究

构建复合光催化材料不仅能够拓展单一光催化材料的光谱响应范围,而且能够提高光生载流子的分离效率.为了进一步提高BiOCl在可见光下的光催化性能,本文利用BiOCl与Bi_2S_3溶度积常数的差异,将Na_2S溶液加入到BiOCl纳米片悬浮液中,通过水热反应制备了Bi_2S_3/BiOCl复合光催化材料.探讨分析了Na_2S浓度对所得复合材料光催化还原六价铬[Cr(Ⅵ)]性能的影响.研究结果表明:Bi_2S_3/BiOCl复合材料具有较强的可见光吸收能力和较高的光生载流子分离效率,当Na_2S的浓度为0.016 mol/L时所得复合材料具有最佳的光催化性能.     

含缬氨酸-瓜氨酸肽的两亲性聚合物的胶束组装及其载药性能

以二肽缬氨酸-瓜氨酸(VC)为连接片段合成了一种可酶降解的两亲性聚合物硬脂酸-缬氨酸-瓜氨酸-对氨基苯基碳酸酯-聚乙二醇甲醚(C18-VC-PABC-mPEG).该聚合物在水环境下可自组装形成粒径分布均一的球形胶束,平均粒径约179nm.通过模拟溶酶体条件研究其酶降解行为及其负载抗癌药物阿霉素(DOX)胶束的释药行为,发现聚合物胶束在第7d时,平均粒径由179nm增大到约280nm,且粒径随着时间的延长进一步增加.同时,添加组织蛋白酶B(C_B)的载药胶束的释药量及释药速率均高于未添加C_B的载药胶束.此外,利用人类胰腺癌细胞株(BxPC-3)对聚合物载药胶束、空白胶束和未经负载的游离DOX进行细胞毒性实验,结果表明C_(18)-VCPABC-mPEG胶束几乎没有细胞毒性,且载药胶束的毒性明显低于游离DOX.     

硬脂酸法制备超细二氧化钛及其光催化降解苯酚废水的研究

采用硬脂酸作为防团聚剂改良的溶胶一凝胶法制备了TiO2光催化荆,并用BET、XRD、Raman光谱对样品进行了表征,考察了硬脂酸(STA)和钛酸丁酯摩尔比、焙烧温度以及催化剂用量等条件对催化剂活性的影响.结果表明硬脂酸有效抑制了TiO2光催化荆粒径的增大,增高了TiO2光催化刑晶型转变温度;拉曼数据显示催化剂粒径越小,拉曼特征峰发生蓝移,能级间隔略有增大;硬脂酸(STA)和钛酸丁酯摩尔比为1.51,焙烧温度450℃,催化剂浓度2 g·L-1时催化剂活性最好,300 W高压汞灯光照2 h,对苯酚的降解率达97.0%.     

SnO_2/TiO_2介孔材料的合成及其光催化性能

以水热法制备的纳米二氧化硅(KIT-6)作为硬模板,将不同质量比复合的SnO_2和TiO_2通过溶胶-凝胶法包裹在纳米二氧化硅表面,最后用HF除去模板得到SnO_2/TiO_2介孔材料.采用电子扫描显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(DRS)、氮气吸附-脱附实验、红外光谱(FT-IR)等对其进行表征.结果显示,结果显示,该材料为多孔颗粒,有较大的比表面积(127.62~136.38m2·g-1).TEM测试表明随着SnO_2含量的增多,粒径减小.在避光条件下的吸附亚甲基蓝(MB)实验表明,该介孔材料对MB的吸附能力随着SnO_2含量的增加而增强.紫外光(λ=365nm)降解MB实验表明,SnO_2含量为5%的SnO_2/TiO_2介孔材料对MB的光催化效果最好,150min的脱色率达到97.3%.稳定性实验表明,连续5次光催化实验后,该介孔材料对MB的脱色效果无显著降低,具有良好的稳定性.