BiOBr/Bi/BiPO4复合材料的制备及可见光光催化性能研究

本文成功制备了BiOBr/Bi/BiPO4三元复合光催化剂,并通过对甲基橙(MO)降解活性的测试发现,在可见光条件下,BiOBr/Bi/BiPO4表现出优良的光催化活性.采用XRD、XPS和HRTEM对所制备催化剂的结构、组成和形貌进行表征,DRS表征说明单质Bi的加入有利于可见光吸收光谱的拓宽,PL和PC表征说明单质Bi的等离子共振效应有利于复合光催化剂光生载流子的分离,从而提高复合光催化剂的光催化降解活性.     

CuO/SnO_2/TiO_2复合光催化剂的制备及光催化性能

采用硬脂酸法制备了CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂,采用XRD及TG-DTA分析对其物相和热稳定性进行了表征,并通过苯酚的光催化降解行为对所制备催化剂的活性进行了评价.结果表明,经500 ℃热处理的CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂属于单一的锐钛矿相,且铜、锡氧化物的引入抑制了TiO2的结晶和晶粒的生长.当催化剂组成为Cu:Sn:Ti=0.25:5:100(物质的量比),焙烧温度为500 ℃,催化剂投加量为0.5 g·L-1,溶液pH为4.0时,经3 h光催化反应苯酚的降解率达97.1%.     

无机阳离子对BiOCl光催化降解罗丹明B活性的影响

采用简单的水解法在常温下制备出了Bi OCl光催化剂,并对其进行了X-射线衍射(XRD),紫外可见漫反射光谱(DRS),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)表征。考察了6种常见的无机阳离子(Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、Al3+、Fe3+)对Bi OCl光催化降解罗丹明B(Rh B)活性的影响,并以Mg2+和Fe3+为具体研究对象,探讨了离子浓度对Bi OCl光催化活性的影响及其影响机制。结果表明:Cu2+和Mg2+抑制了Rh B的降解;Ca2+和Zn2+对Rh B的降解几乎无影响;而Al3+和Fe3+促进了Rh B的降解;Mg2+的抑制作用是因为Mg2+抑制了·O-2的形成,而Fe3+的促进作用来源于Rh B的吸附随Fe3+加入而增加,并引起光催化活性的上升。     

焦化含酚废水深度处理过程中间产物对苯二酚的测定

对苯二酚是含酚废水深度氧化降解过程中的中间产物之一[1,2],为了掌握酚氧化降解过程的变化规律及其氧化动力学的规律,建立一种快速、准确的中间产物分析方法是非常重要的。对于酚在深度氧化降解过程中生成微量的、且处于混合体系中的对苯二酚的分析测试,目前除用高效液相色谱外[3,4],尚未见其它测试方法的报道。虽然通过GC,LGC等精密分析仪器能实现混合物中多组分的同时测定,但设备价格昂贵,难以在环境监测中普遍推广。因此,本文针对酚深度氧化降解过程中生成的微量降解中间产物--对苯二酚,提出了应用分光光度分析法,并对其测试条件及影响因素进行了探讨。此法的特点是在混合液中不必事先进行分离即可直接进行测定。这对于含酚废水在氧化降解过程中的监测和控制有重要意义。     

BiOCl{001}表面原子与电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了BiOCl{001}的三种不同终端面({001}-1Cl, {001}-BiO 和{001}-2Cl)的表面弛豫、能带结构、电子态密度和表面能. 计算结果表明: {001}-1Cl, {001}-BiO和{001}-2Cl表面均发生明显弛豫, 而在双Cl原子层处的层间距变化较大, 但未出现振荡弛豫现象, 其中{001}-1Cl表面弛豫较小. 与体相BiOCl电子结构相比, BiOCl{001}面具有较窄的带隙宽度, 并呈现较强局域性:对于{001}-BiO表面, 其导带与价带均往低能方向发生较大移动, 并且在导带底部出现表面态; 而{001}-2Cl表面的表面态主要出现在价带顶; {001}-1Cl表面的带隙中则无表面态产生; 表面态的出现导致{001}-BiO面和{001}-2Cl面带隙明显减小. BiOCl{001}三种终端表面的表面能分析结果表明, {001}-1Cl表面的表面能最小(0.09206 J·m^-2), 结构最稳定, 而{001}-BiO表面和{001}-2Cl表面的表面能分别为2.392和2.461 J·m^-2. 理论预测{001}-BiO表面和{001}-2Cl表面具有较高的活性, 但在BiOCl晶体生长过程中不易暴露. 本文计算结果为实验获得BiOCl高活性面{001}给予了基础理论解释, 进一步为BiOCl新型光催化材料的应用研究提供理论指导. 关键词： BiOCl{001}表面 表面弛豫 表面能 第一性原理     

Ag@AgCl/Ag3PO4的可见光光催化性能及机理研究

采用沉淀转换法制备了Ag@AgCl/Ag3PO4可见光光催化材料,并采用XRD、UV-vis、SEM及XPS等手段对其进行了表征.以水中甲基橙的降解为探针反应,考察了可见光照射下Ag@AgCl/Ag3PO4的光催化活性.XRD结果表明催化剂的晶型完整.Uv-vis吸收光谱分析可知Ag@AgCl/Ag3PO4催化剂的带隙明显变窄且对可见光吸收增强.SEM分析结果表明催化剂颗粒在0.5μm左右.XPS光谱表明催化剂表面的Ag0与Ag+含量明显增强.经分析可知,Ag@AgCl/Ag3PO4在可见光下具有较高光催化活性的主要原因可归结为:催化剂带隙能的减小、Ag0与AgCl形成的表面等离子共振效应及强氧化性Cl°的协同作用.     

宽光谱响应CQDs/TiO2复合材料的制备及其光催化活性

通过超声法制备了CQDs/TiO2复合光催化材料,采用XRD、FT-IR、HRTEM、DRS等手段对复合光催化材料的组成、结构和光学特性进行了表征.结果表明CQDs可以成功负载到TiO2表面,并使催化剂的吸收带边产生红移.以罗丹明B(RhB)为目标降解物,模拟太阳光和LED单色光为光源,考察了不同CQDs负载量对TiO2光催化性能的影响,结果表明CQDs/TiO2在模拟太阳光下展现出出色的光催化活性,当CQDs浓度为1.5 mg/mL时光催化降解效率达到最佳,研究还发现所制备的CQDs/TiO2复合材料对光谱的可利用范围大大增宽,甚至在850 nm波长光照下依然可以发挥光催化作用.进一步对样品进行荧光及瞬态光电流表征,结果表明CQDs/TiO2的宽光谱响应主要来源于CQDs的上转换荧光性质.