Z型光催化剂Sb2WO6/g-C3N4的制备及光催化性能

通过水热反应合成了Sb₂WO₆改性的g-C₃N₄复合材料(Sb₂WO₆ /g-C₃N₄). 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 紫外-可见漫散射反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等表征了样品的性质. 结果表明, Sb₂WO₆在g-C₃N₄的表面上生长, 并且复合材料光吸收能力有一定的增强, 光生电子-空穴的重组率降低. 通过罗丹明B(RhB)的光降解评价了Sb₂WO₆/g-C₃N₄复合材料的光催化性能. 结果表明, 模拟日光下Sb₂WO₆质量分数为10%的Sb₂WO₆/g-C₃N₄复合材料在60 min内对RhB的降解率为99.3%, 高于纯g-C₃N₄和Sb₂WO₆. Sb₂WO₆/g-C₃N₄复合材料的这种高度增强的光催化活性主要归因于强的界面相互作用促进了光生电子-空穴分离和迁移. 添加自由基清除剂的实验结果表明, ·O^2-和h⁺是光催化反应中的主要活性物质. Sb₂WO₆/g-C₃N₄复合材料在几个反应周期内表现出优异的稳定性. 根据实验结果提出了一种可能的Z型光催化机理.     

氧化物晶体与薄膜最新研究进展

在工业发展的进程中,氧化物材料在电子学领域中应用最为广泛.到目前为止,即使是对于氧化物晶体材料,从纳米科技角度来说,研究的趋势是降低尺寸直到很小的尺度.近年来,氧化物的研究目标也发生了显著的变化.本文介绍了作者课题组的与氧化物晶体及薄膜有关的三个研究方向.     

异质结型AgI/AgBr/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

首先以沉积-沉淀法制备AgBr/TiO₂复合催化剂,然后采用离子交换法制备出新型的异质结型AgI/AgBr/TiO₂光催化剂.利用XRD和UV-Vis对AgI/AgBr/TiO₂光催化剂进行了表征.以甲基橙为染料模型,在可见光条件下(500 W、λ>420 nm)研究了AgI的含量对AgI/AgBr/TiO₂催化活性的影响.结果表明,AgI拓展了催化剂的吸收光谱范围;AgI生成量为AgBr的5%时,AgI/AgBr/TiO₂的催化活性最高.AgI/AgBr异质结的形成有利于光生电子和空穴的分离,提高AgI/AgBr/TiO₂的催化活性.     

Visible-Light Activities of Erbium Doped BiVO4 Photocatalysts

Er-doped BiVO₄ composite photocatalyst was hydrothermal synthesized and characterizedby X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray Spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and UV-Vis diffuse reflectance spectra techniques. The activity of the catalyst was determined by oxidative decomposition of methyl orange in aqueous solution under visible-light irradiation. X-ray photoelectron spectroscopy and energy-dispersive X-ray Spectroscopy analysis revealed that the doped Er existed in the form of Er₂O₃. It also showed that the Er doping can enhance the visible-light absorption abilities of catalysts and their visible-light-driven photocatalytic activities in comparison with those of pure BiVO₄.     

铋系半导体光催化材料

近年来,铋系半导体材料因其在可见光辐照下对难降解有机物具有良好的催化作用而成为新型光催化材料的研究热点之一。本文综述了国内外铋系光催化剂的研究动态和主要成果。铋系光催化剂在可见光范围内有明显的吸收,具有较好的光催化活性。此外,大多数铋系光催化剂在反应过程中具有较高的稳定性。通过改进制备方法、掺杂负载、构建异质结等技术,可以有效提高铋系半导体材料的可见光吸收性能或抑制光生电子和空穴的复合,从而进一步提高其光催化性能。尽管铋系光催化剂由于其导带位置比氢的氧化还原电位低,但是通过设计合成新的能带结构可使其满足氧化和还原水的能带要求,从而实现铋系光催化剂在光解水制氢中的应用。最后,对铋系光催化剂未来的发展趋势进行了展望,并强调针对特殊用途和结合量化计算方法对开发新型铋系光催化剂的重要性。     

化学沉淀法制备纳米Fe/TiO2及其光催化活性的研究

以TiCl4为钛前驱体,氨水为沉淀剂,氯化铁为掺杂离子给体,采用化学沉淀法,制备了纯的与铁掺杂的TiO2纳米光催化剂.采用XRD、差热-热重等分析方法对产物进行了表征.通过苯酚水溶液的光催化降解实验研究了样品的光催化性能,考察了Fe3+掺杂量、苯酚溶液的pH值对光催化活性的影响.结果表明:Fe3+掺杂抑制了晶粒长大,细化了晶粒.Fe3+取代晶格中Ti4+的位置或进入间隙位置,引起晶格畸变.适量的Fe3+掺杂能减少光生电子与空穴的复合,提高光催化剂的光催化性能.在本实验条件下,Fe3+掺杂量为0.1 mol;,苯酚溶液的pH为9时,纳米TiO2具有最佳的光催化性能,在20 W 紫外灯照射下降解16 h,降解率达到89.3;.     

具有氧空位Bi_xWO_6(1.81≤x≤2.01)的第一性原理计算和光催化性能研究

为了探索影响Bi_2WO_6光催化性能的内在机制,采用密度泛函理论(DFT)计算和实验研究了非化学计量和氧空位对Bi_2WO_6晶体结构、电子结构和显微结构的影响.采用溶剂热法合成了具有氧空位的非化学计量Bi_xWO_6(x=1.81,1.87,1.89,1.92,2.01)光催化剂.DFT计算结果表明,氧空位的存在可显著减小Bi_2WO_6的带隙,有利于光生电子的生成.实验结果表明,当Bi元素的含量小于化学计量比时,Bi_2WO_6的晶体结构发生了微小变形,Bi元素含量对Bi_2WO_6的显微结构影响不大,但会影响产品氧空位的含量和光吸收性能,并有效抑制电子空穴的复合.Bi_(1.89)WO_6产品的光催化性能最佳,可见光照射180 min后,可降解98%的罗丹明B.采用适当方法,使产品具有氧空位和非化学计量是获得高光催化活性材料的一种有效方法.     

钼网衬底上大面积硅纳米线的制备及其光催化性能研究

硅纳米材料广泛应用于光功能导向的各个领域,发展针对光功能应用及一维硅纳米结构的规模化可控制备方法,实现硅纳米结构的宏量制备,将为硅纳米结构的应用提供材料保障。本文采用简单的化学气相沉积法成功地在Mo网衬底上制备了大面积的硅纳米线(SiNWs),并通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪,对制备的SiNWs进行了详细的研究。通过在低功率紫外光照射下SiNWs对罗丹明B和甲基蓝的光降解能力的研究,发现在Mo网衬底上生长的SiNWs对于有机染料具有很好的降解能力。     

晶面可控BiOCl光催化剂的制备及其催化反应活性研究

以五水合硝酸铋和氯化钾为原料,通过水热法合成了BiOCl光催化剂,并对其结构进行表征,考察了前驱体的pH对催化剂结构和降解8-羟基喹啉活性的影响。结果表明,随前驱体pH的增加,催化剂[001]晶面暴露程度下降,带隙能减小,且催化反应活性降低,这可归因于低的带隙能和高的光生载流子复合效率。进一步考察降解体系pH对催化剂反应活性的影响,结果表明,降解体系pH影响8-羟基喹啉在催化剂表面的吸附行为,进而影响催化剂的反应活性。     

磺化酞菁铝修饰氨基功能化磁性材料及其光敏化降解双酚A

采用溶剂热法制备氨基功能化Fe_3O_4磁性材料(NH_2@nFe_3O_4),通过浸渍法将磺化酞菁铝(AlPcS)负载于NH_2@nFe_3O_4。材料的傅立叶红外、漫反射、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、振动磁强计等表征表明:AlPcS主要通过静电作用与NH_2@nFe_3O_4结合,AlPcS-NH_2@nFe_3O_4平均粒径为127 nm,饱和磁化强度为75.3 emu·g-1。在可见光和空气作用下,该功能化磁性材料对降解弱碱性水溶液中环境内分泌干扰物双酚A(BPA)具有较高的光敏化活性。随着AlPcS负载量的增加活性呈先升高后下降的趋势,负载量为3.4%(质量分数)的复合材料性能最佳,反应60 min后,20.0 mg·L-1BPA降解率为96%;循环使用10次,BPA降解率仍保持93%以上。通过NaN3猝灭实验探讨了反应机理,证实1O2是光敏化过程中的主要活性物种。