氧化钛-氧化石墨插层结构及其光催化性能(英文)

采用氧化石墨(GO)和硫酸钛作为初始反应物,在低温下(80℃)制备了纳米级的氧化钛-氧化石墨插层(TiO2-GO)复合材料,研究了这一复合材料的紫外光催化性能.结果表明,在采用TiO2-GO插层复合材料对甲基橙溶液进行紫外光催化降解时,其降解效率η=1.17mg·min-1·g-1,明显优于德固赛P25氧化钛粉.通过对TiO2-GO插层复合材料进行X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等测试,表征了产物的晶相结构、界面状况及其显微结构.结果表明:插层结构中的TiO2晶粒为锐钛矿和金红石的混合相,且锐钛矿相含量大于金红石相含量;氧化石墨层间的含氧基团如C襒O,基本被还原.对TiO2-GO插层复合材料的形成机理以及该材料具有优越光催化性能的原因进行了探讨.     

不同晶型WO3·0.33H2O的结构及性能

以Na2WO4.2H2O为主要原料,采用液相法(80℃)和离子交换-水热法(150℃)分别制备了六方WO3.0.33H2O和以正交相为主的混合晶型WO3.0.33H2O。通过对2种晶型WO3.0.33H2O材料进行X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安测试,表征了产物的晶相和结构等。正交WO.30.33H2O结构中由于相邻钨氧八面体层的相互位移而形成空隙,六方WO3.0.33H2O结构中没有位移则形成孔道;正交WO3.0.33H2O具有比六方WO3.0.33H2O更短键长的W=O和更负的导带位置。紫外-可见透射光谱研究表明,六方WO.30.33H2O具有更明显的电致变色效应,可能是因为结构中的孔道使H+易扩散使六方WO.30.33H2O更易发生氧化还原反应。光催化性能研究表明,正交WO3.0.33H2O具有更负的导带位置,价带电子跃迁后易于向电子受体转移,抑制了电子和空穴的复合,使得混合晶型WO3.0.33H2O的紫外光光催化能力相对六方WO.30.33H2O更强。     

ZnO/RGO复合材料的结构及其光催化性能研究

本实验以ZnSO₄和氧化石墨(Graphite Oxide,GO)原料,在低温环境下(60 ℃)制备了层状ZnO/RGO(ZnO/Reduced Graphite Oxide)复合材料。通过对ZnO/RGO复合材料进行XRD、FTIR、XPS和FE-SEM等测试,表征了产物的晶相结构、界面状况及微观形貌特征。氧化石墨在与ZnO的复合反应过程中其活性基团消失或减弱,氧化石墨自身被还原为一种类石墨物质(Reduced GO,RGO);GO的预处理过程对产物的形貌有较大影响,采用稀碱溶液对石墨的剥离处理有利于产物的层状结构形成。本文还以甲基橙为目标降解物,考察了不同条件下所得催化剂的紫外光催化性能。研究表明,ZnO/RGO纳米复合材料大大提高了ZnO紫外光催化活性。光致发光谱(PL)显示,ZnO/RGO复合材料的荧光发射峰强度比纯ZnO有较大降低,说明ZnO的光激发电子在氧化石墨的还原产物RGO和ZnO纳米颗粒之间存在界面电子转移效应,因而抑制了ZnO中光生电子-空穴对的复合,从而提高了ZnO的光催化性能。