PREPARATION OF TiO2 PHOTOCATALYST ANCHORED ON ACTIVATED CARBON FIBERS AND ITS PHOTODEGRADATION OF METHYLENE BLUE

TiO2 particulate photocatalyst anchored on activated carbon fibers (ACFs) was prepared by a molecular adsorption-deposition method. The TiO2 particles deposited on the carbon fibers formed a coating of about 100 nm in thickness. The photocatalyst prepared was characterized by means of SEM, EDS, XRD and UV-vis adsorption spectroscopy. Anatase-type TiO2 was uniquely developed, and the micrographic structure of ACFs was not damaged during preparation. The roomy space between adjacent carbon fibers could allow UV-light to penetrate into the felt-form photocatalyst to a certain depth, so that a three dimensional environment was formed for the photocatalytic reaction.Such TiO2/ACFs photocatalyst exhibited its photocatalytic reactivity in photodegradation of concentrated methylene blue(MB) solutions. The MB molecules in the bulk solutions was supposed to be condensed around TiO2 particles by adsorption by ACFs. Therefore, the photocatalyst possesses the combined effect of adsorption by activated carbon fibers and photocatalytic reactivity of anatase-type TiO2 on MB photodegradation.     

一维Bi2Fe4O9纳米棒阵列的无模板水热合成

以物质的量的比为1：1的Bi（NO₃）₃·5H₂O和Fe（NO₃）₃·9H₂O为反应原料,以NaOH为矿化剂,利用水热法在Ti基板上成功制备出一维Bi₂Fe₄O₉纳米棒阵列。对该纳米棒阵列分别进行XRD、FE-SEM、HR-TEM和UV-Vis测试,得到Bi₂Fe₄O₉纳米棒的直径为100nm,长度为3~4μm,并表现出良好的光吸收性能,禁带宽度约为1.9eV,对甲基紫溶液的光降解率达到86%,其活性明显高于市售P25（TiO₂）。该纳米棒阵列的生长方式完全遵循奥斯瓦尔德熟化（Ostwald ripening）单晶生长机理。     

静电纺丝制备g-C3N4/C纳米纤维及其可见光降解性能

采用g-C₃N₄纳米片与聚丙烯腈进行静电复合纺丝,再经预氧化和碳化制得g-C₃N₄/C纳米纤维。利用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱（Raman）和扫描电子显微镜（SEM）对样品结构和形貌进行表征,通过紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）分析可见光响应性。研究表明,复合纳米纤维对罗丹明B表现出较好的可见光降解活性,源于无定形相/石墨相混合结构的碳基体能够降低g-C₃N₄的光生电子-空穴对复合的几率。复合纳米纤维膜在光催化降解搅拌条件下始终能保持完整,经过多次回收和光催化实验,对罗丹明B的光降解率依然较高,表现出较优异的循环利用稳定性。     

Fe3O4/MAl水滑石(M=Zn、Co、Ni)复合物光催化降解亚甲基蓝的性能、动力学与机理

基于低成本、无毒害、光吸收性强的四氧化三铁（Fe₃O₄）和大比表面、高稳定性的水滑石（LDHs）,制备了Fe₃O₄@MAl-LDHs （M=Zn、Co、Ni）复合物并用于典型偶氮染料亚甲基蓝的光催化降解。通过X射线粉末衍射（XRD）、紫外可见（UV-Vis）吸收光谱、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及N₂吸附-脱附测试表征了复合材料的组成与结构。光催化实验表明,最佳反应条件为催化剂用量50 mg、光照强度500 W、pH=9、反应温度40℃,此时,Fe₃O₄@MAl-LDHs复合材料对亚甲基蓝的降解率从LDHs的23.2%大幅提升到87.0%。LDHs对亚甲基蓝的降解主要来自·OH,而Fe₃O₄@CoAl-LDHs光降解活性的贡献主要由·OH和空穴提供。此外,LDHs和Fe₃O₄@CoAl-LDHs的电化学性质也存在较大差异。     

有机硅功能化碳纳米球:合成及可见光催化活性

以柠檬酸为碳源,3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为功能化试剂,乙二醇为溶剂,溶剂热法制备了具有上下转换发光性质的有机硅功能化的碳纳米球(SiCNs)。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等对合成的SiCNs进行了表征。结果表明,在APTES与柠檬酸质量比为2.0时,180℃反应5 h可以制备出尺寸分布在30~50 nm之间均一球形的SiCNs。可见光辐射下,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物研究了SiCNs样品的光催化降解活性,通过活性物种的分析对催化降解体系的光催化机理进行了探讨。结果表明,可见光照射120 min,SiCNs样品对MB溶液的降解率可以达到99%,经过5次循环使用降解率仍保持在96%以上。SiCNs样品展现了优异的可见光催化活性及良好的稳定性。     

光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂光降解甲基橙过程中的活性物种(英文)

采用光沉积法制备了光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂.通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱和光电流等表征手段研究了催化剂的结构和性质.TEM表明二氧化钛纳米管经光照后仍然保持良好的管状结构;XPS结果表明大部分Pd以零价形式存在.以甲基橙溶液作为模拟废液研究了催化剂在紫外光及模拟日光条件下的光催化活性.当Pd的负载量为0.3 wt%时,催化剂的光催化活性最高并且优于P25的光催化活性.另外,通过在光降解过程中加入不同的捕获剂研究了不同氧化活性组分的作用.结果表明,光生空穴(hrb+)在光催化降解过程中起主要作用.     

光生电荷梯度连续传递链的构筑及对光催化性能的增强作用

选取能带位置匹配的γ-Bi₂O₃, α-Bi₂O₃和Bi₄Ti₃O₁₂, 采用等体积浸渍法原位构筑了具有梯度能级的Bi₄Ti₃O₁₂@α/γ-Bi₂O₃三元同素结光催化剂. 光催化降解高浓度罗丹明B(RhB)和四氯苯酚(4-CP)的实验结果表明, 相比于γ-Bi₂O₃和α/γ-Bi₂O₃, Bi₄Ti₃O₁₂@α/γ-Bi₂O₃显示出优异的光催化活性, 其中0.5%Bi₄Ti₃O₁₂@α/γ-Bi₂O₃显示了最佳的光催化性能, 光降解RhB(或4-CP)的活性是γ-Bi₂O₃的32倍(或10.4倍)和α/γ-Bi₂O₃的4.4倍(或2.2倍). 光电性质表征结果证实, Bi₄Ti₃O₁₂@α/γ-Bi₂O₃三元同素结具有高效的光生电荷分离和迁移效率, 这是Bi₄Ti₃O₁₂@α/γ-Bi₂O₃三元同素结具有较高光催化性能的主要原因之一.     

自掺杂改性Bi_4O_5X_2(X=Br,I)异质结催化剂的合成及在油田废液处理上的应用

通过调控原料中五水硝酸铋和卤源的比例制备了自掺杂改性Bi_4O_5X_2(X=Br, I)光催化材料,Bi_4O_5X_2(X=Br,I)光催化性能得到明显提升.分别用X射线衍射仪分析催化剂的晶体结构、环境扫描电子显微镜观测催化剂的形貌、紫外可见漫反射分光光度仪测试催化剂的光吸收性能、 ST-MP-9全自动比表面积测试仪测试催化剂的比表面积.通过测定光降解油田污染物丙烯酰胺的吸光度值和化学需氧量(COD)值的变化研究了催化剂的催化活性.结果表明,经过5 h的紫外可见光光降解反应,Bi_4O_5Br_2-Bi2.6降解丙烯酰胺的性能最好,降解率达到58.2%、 COD值降低87.1%.     

水热法制备Ag3PO4/HAP复合光催化剂及其光催化性能（英文）

以牡蛎壳为原料,利用水热法合成高纯度的羟基磷灰石(HAP)载体,经磷酸银负载后,制备出纳米棒状Ag3PO4/HAP复合光催化剂。利用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)对样品进行表征,并考察不同的制备因素对催化剂降解亚甲基蓝溶液性能的影响。结果表明,当质量比为1∶2时制备的1∶2-Ag3PO4/HAP催化剂的表现最为突出,在10 min时即可达到50%的降解率,在40 min时基本降解完全,是一种高效的复合光催化剂。     

煅烧温度对阳极氧化WO3多孔薄膜的形貌及光电化学性能的影响

采用一步式阶跃电压加压方法,在NH4F/(NH4)2SO4电解质溶液中对W片进行阳极氧化处理制备了WO3多孔薄膜,通过后续热处理温度的控制,制备了性能规律性变化的WO3多孔纳米薄膜材料.用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)分析等手段考察了热处理温度对氧化钨晶体结构和形貌影响的规律,在450°C以下的煅烧温度下,薄膜保持50-100nm孔径;通过对光电化学性质、光催化降解甲基橙动力学行为的研究,考察了不同热处理温度对WO3多孔薄膜光电转换性能影响的规律.研究表明,450°C煅烧处理后的WO3薄膜在500W氙灯光源照射及1.2V偏压下,光电流密度达到5.11mA·cm-2;340及400nm单色光辐射下光电转换效率(IPCE)值分别达到87.4%及22.1%.电化学交流阻抗谱显示,450°C煅烧处理后的WO3薄膜表现出最佳的导电率及最小的界面电荷转移电阻.实验结果证明,高结晶度的多孔结构是WO3薄膜具有高光电转换效率的主要因素,控制热处理温度是实现薄膜具有高孔隙率、完整结晶度、低电阻的重要手段.