Ag-BiVO_4复合光催化剂的制备及其可见光光催化机理的研究

BiVO4是一种优良的可见光光催化剂,但是低电荷分离效率和表面吸附性差能严重地制约了其光催化活性的提高.我们通过简单易行的一步水热法制备了银-钒酸铋复合光催化剂(Ag-BiVO4).通过XRD、EDS、XPS、SEM、DRS、PL和BET等手段对其结构和光化学性质进行了详细表征.结果表明,银以Ag和Ag2O的形态存在于催化剂表面.在可见光照射下(λ≥420nm),以染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和无色小分子水杨酸(Salicylic acid,SA)为模型污染物,考察了Ag-BiVO4和BiVO4的光催化活性.结果表明:Ag的引入能有效提高BiVO4的可见光催化活性,当Ag掺杂量为1.44%时,其光催化效率最高.吸附实验表明Ag的存在极大地加强了RhB在光催化剂表面的吸附.进一步实验表明Ag2O和Ag的相互协同作用使Ag/Ag2O-BiVO4可见光催化活性得到显著提高,其中Ag2O因与BiVO4形成p-n型异质结对其催化活性起到主导作用.     

二苯甲酮的绿色合成路线研究

用流变相法合成了苯甲酸钙，通过元素分析，红外光谱谱定了它的组成和晶体结构，用DTA和TG研究在它在氮气气氛中的热分解过程，并用红外光谱表征了热分解产物，苯甲酸钙在氮气中分两步分解，首先分解生成碳酸钙和二苯甲酮等，碳酸钙进一步分解生成氧化钙，由此确定了二苯甲酮的绿色合成路线。     

TiO_2负载四羧基苯基卟啉光催化降解有机污染物

分别采用水热法和机械搅拌方式制备了TiO2负载四羧基苯基卟啉(TCPP)光催化剂Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP,运用红外吸收光谱(IR)和紫外可见漫反射吸收光谱(DRS)及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征.Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP分别通过共价键和氢键的方式使TCPP有效负载在TiO2上,它们循环降解RhB五次的降解率仍能分别达到92.0%和68.3%.两种负载型催化剂Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP较TiO2均有更高的可见光催化活性,光照1.5h使RhB完全褪色,Stir-TiO2@TCPP催化光照6h使BA降解92.7%.实验还考察了降解过程中羟基自由基(OH·)和H2O2的变化,发现降解是由于OH·的进攻所致.     

BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4VO_3为原料,控制水溶液介质p H及反应时间,采用水热合成法制备钒酸铋(BiVO_4)及其复合物(BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3).利用X-射线粉末衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射吸收光谱等手段对制备的样品进行了物理表征,结果表明,在控制反应时间为1 h,介质p H值在1.14~9.01之间时,制备的样品为BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3复合物,当p H值增加至10.92时为纯BiVO_4;控制介质p H为7.17,反应时间在1~12 h之间时得到BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3复合光催化剂,反应时间为18 h时为纯BiVO_4.在可见光(λ≥400 nm)照射下,以有机染料罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)为底物,研究不同条件制备的BiVO_4或者复合物为光催化剂的光催化特性,发现p H=7.17,水热反应12 h得到的催化剂(BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3)光催化降解活性高于对照制备的纯BiVO_4.同时在可见光照射下,BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3亦可以有效降解无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP),说明氧化过程涉及到光催化过程.分析BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3复合光催化剂对Rh B光催化降解过程中活性物种,表明在降解过程中主要涉及空穴和超氧氧化,O_2·~-起主要作用.     

乙酸钴热分解机理研究

用DTA和TG测定了乙酸钴[Co(Ac)2.xH2O]在空气和氮气中的DTA和TG曲线，运用微量X射线粉末衍射技术，对乙酸钴热重分解产物进行了表征，DTA、TG和XRD结果表明，乙酸钴有4个结晶水，在空气中，首先失去结晶水，然后分解生成Co3O4，而在氮气中，除失水外，乙酸钴分3步分解，第1步分解失去两个甲基，生成草酸钴；第2步草酸钴进一步分解生成Co3O4，最后生成CoO，研究乙酸钴的热分解机理将为制得高质量的锂离子电池的正负极材料提供帮助。     

纳米氧化锌的制备新方法

使用流变相反应法，用尿素和水对原料氧化锌进行处理，在120℃左右首先制得前驱动，由IR、XRD和TG、DTA表征前驱物为Zn4CO3(OH)6.2H2O。前驱物在300℃分解1h得纳米氧化锌，用XRD和TEM对产物的组成，粒度，形貌进行表征，结果表明，产物纳米氧化锌属于六方晶系，呈球形，大小均匀，平均粒径为30nm左右。