非水溶剂热法制备(001)面暴露的F/TiO2纳米晶及其光催化活性

采用非水体系溶剂热法制备了(001)面暴露的锐钛矿相F/TiO2纳米光催化剂.结果表明,F的掺杂对TiO2纳米单晶的形成影响很大.一方面,F离子作为晶面导向剂稳定(001)晶面,形成(001)面暴露的锐钛矿相TiO2;另一方面,F离子也起到稳定剂作用,抑制纳米粒子的快速生长.以光催化降解甲基橙为模型反应比较了不同F/T...     

粒径可控的纳米铁酸铋的制备及其光催化性能

采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法制备了BiFeO3纳米颗粒,利用热重-差热、红外光谱及X射线衍射等手段研究了干凝胶的热分解及BiFeO3的成相过程.结果表明,在600℃煅烧可制备出高纯的BiFeO3纳米颗粒.同时发现,随着双丙烯酰胺含量的增加,所得样品晶粒尺寸逐渐减小,从而制备出平均粒径约52～110nm的系列BiFeO3颗...     

胶原纤维为模版制备TiO2及La/TiO2纳米纤维及光催化活性研究

以胶原纤维为模版分别负载钛(Ti4+)或钛(Ti4+)和镧(La3+),在高温下煅烧制得TiO2和La/TiO2纳米纤维。通过扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X-射线衍射(XRD)、比表面积和孔径分析、X-射线光电子能谱(XPS)、紫外可见光谱(UV-Vis)等对这2种纳米纤维的结构和物理性能进行了表征。结果表明,TiO2和La/TiO2较完整地保持了胶原纤维的纤维状结构。在600~800℃范围内随着煅烧温度的升高,TiO2和La/TiO2的晶粒尺寸逐渐增大,晶格常数发生各相异性的变化。La/TiO2的相变温度在700~800℃之间,明显高于未掺杂TiO2的相变温度。N2吸附-脱附等温线按Langmiur分类为Ⅳ类,表明TiO2和La/TiO2纳米纤维具有介孔结构。与Degussa P25相比,TiO2和La/TiO2吸收光谱范围明显红移。当以可见光为光源进行酸性橙Ⅱ光助催化降解反应时,TiO2和La/TiO2纳米纤维均表现出比Degussa P25更高的催化活性。     

载有C60的TiO2纳米粒子光催化活性

以水溶性C₆₀和TiO₂粒子为前驱体,采用水热法制备了载有C₆₀的锐钛矿型TiO₂纳米粒子。应用X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱对产物进行了表征。以对-硝基苯酚为模型污染物研究了产物的光催化活性,结果表明适量负载C₆₀可以提高TiO₂纳米粒子的光催化活性,C₆₀起着传输电子、促进TiO₂光生载流子分离的作用,且经7次循环使用后对-硝基苯酚的降解效率仍能达到74%。讨论了载有C₆₀的TiO₂纳米粒子光催化降解对-硝基苯酚的机理。     

可见光光催化剂AgNbO3：柠檬酸络合法制备及其性能

以草酸铌铵和硝酸银为反应物,采用柠檬酸络合法成功的制备了钙钛矿型化合物AgNbO3可见光光催化剂,并运用X射线衍射、紫外-可见漫反射、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱等手段对催化剂进行了表征。同时以可见光为照射光源,以有机染料亚甲基蓝为模拟探针,考察其光催化性质。结果表明800℃所制备的样品具有最佳的光催化性能,其主要降解途径是以脱甲基的形式进行的,与固相法合成的样品相比,柠檬酸络合法所制备的样品具有较好的光催化性能。     

静电自组装制备纳米TiO2/SiO2光催化材料

采用静电自组装方法制备了纳米TiO2/SiO2光催化材料。采用巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂对SiO2进行干法改性,采用双氧水/冰醋酸将偶联剂巯基基团氧化为磺酸基基团。在正负电荷的吸引下,带负电荷的SiO2与带正电荷的钛聚合阳离子自发地组装在一起,经一定温度热处理得到纳米TiO2/SiO2光催化材料。采用XRD、FTIR、PL、UV-Vis DRS、SEM和ICP等对材料进行了分析和表征。采用甲基橙溶液评价材料的光催化性能。结果表明:SiO2促使锐钛矿的形成,抑制锐钛矿向金红石的转变,减小TiO2的晶粒尺寸,使得TiO2光吸收波长发生蓝移。TiO2与SiO2通过Si-O-Ti键发生结合。采用静电自组装方法制备的材料中TiO2的含量高于传统方法,导致材料的光催化性能有所提高。     

特殊形貌的ZnO晶体：水热法生长及光催化性能

采用水热法制得了微米棒状的ZnO结构,并通过改变降温冷却方式得到了锥形管状的ZnO结构。以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了ZnO的光催化活性。利用XRD和SEM表征了ZnO的晶体结构和微观形貌。结果表明,所得的ZnO晶体在高压汞灯照射下表现出良好的光催化性能,且ZnO锥形管的光催化活性优于微米棒。ZnO晶体光催化降解甲基橙的反应符合一级反应动力学规律。探讨了ZnO锥形管的形成机理以及光催化降解甲基橙的作用机理。     

卟啉敏化的钛酸盐纳米管的可见光催化活性

制备了四碘化5,10,15,20-四(对-N,N,N三甲基苯胺基)卟啉敏化的钛酸盐纳米管(TAPPI-TNTs),并利用甲基橙(MO)作为模型污染物考察了其可见光催化活性。结果表明,TAPPI-TNTs是一个高效的可见光催化剂,在其催化作用下,可见光照射1 h后,甲基橙的降解率为89%。与此相反,纯钛酸盐纳米管并不具有可见光催化活性。此外,TAPPI-TNTs的稳定性较高,可以多次循环使用,在第五次循环中,甲基橙的降解率仍可达到50%以上。这可能是由于带正电荷的卟啉与带负电荷的钛酸盐纳米管之间存在着较强的静电吸引作用,卟啉紧密地吸附在钛酸盐纳米管上,导致卟啉的光激发电子易于向钛酸盐纳米管转移,从而使钛酸盐纳米管得到了有效敏化。     

稀土Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响

采用共沉淀-焙烧法合成了一系列不同含量的稀土Ce掺杂的ZnO光催化剂. 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)谱等技术对所制备的光催化剂进行了系列表征. 以酸性橙II脱色降解为模型反应, 考察了掺杂不同含量的铈及不同焙烧温度对ZnO的物理结构和光催化脱色性能的影响. 结果表明: 掺入质量分数(w)为2%的铈可以明显改善氧化锌表面状态, 有利于产生更多的表面羟基; 同时可以抑制光生电子与光生空穴(e^-/h⁺)的复合, 显著提高光催化脱色活性和光催化稳定性; 焙烧温度对光催化剂的晶体结构、表面性能和光催化活性产生较大影响, 500 °C的焙烧处理使样品的结晶度较高, 同时催化剂颗粒粒径较细, 表面具有丰富的羟基. 但过高的焙烧温度(600-800 °C)将导致催化剂的物理结构发生恶化, 降低光催化性能.     

比表面积和吸附强度对TiO2/活性炭复合体光催化降解酸性红27 活性和动力学的影响

通过超临界预处理和溶胶-凝胶过程, 制备TiO₂/活性炭复合体(TCS), 利用X射线衍射, X光电子能谱和氮气吸附-解吸分析对其结构特征进行表征, 以酸性红27的光催化降解评价复合体的光催化活性. 结果表明: TCS光催化活性比纯TiO₂大, 归功于TiO₂小晶粒尺寸, 对酸性红27和羟基自由基高的吸附量. TCS复合体对酸性红27的降解效率随其比表面积的增大先升高后降低. 通过改进的Langmuir-Hinshelwood模型对酸性红27在不同的复合体上光催化降解动力学行为进行描述, 表明TCS光催化活性的差异主要是由比表面积和吸附强度相互制约所引起. TCS3由于具有适当的比表面积和恰当的吸附强度而具有最高的光催化活性.