钒氮共掺杂TiO2降解亚甲基蓝影响因素的研究

用溶胶-凝胶法制备钒氮共掺杂TiO2光催化剂,以亚甲基蓝的降解率为评价指标,考察钒氮共掺杂TiO2光催化降解亚甲基蓝的影响因素.结果表明,钒氮共掺杂能显著提高TiO2的光催化活性;在本实验条件下,钒氮添加量(与Ti的摩尔比)分别为0.1%、10%的TiO2于600℃焙烧、投入量为3g/L、溶液pH值为4~7、超声振荡30min、光照催化氧化处理4h的条件对处理低浓度亚甲基蓝溶液效果最好.     

双元素掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

以浸渍法、共沉淀法和溶胶-凝胶法制备得到了双元素钕和铁掺杂的纳米TiO2光催化剂,考察了它们对光降解亚甲基蓝的催化活性.结果表明,亚甲基蓝的光催化降解可用假一级动力学方程表示.以一定比例掺杂钕、铁离子可提高TiO2的光催化活性,尤其是在自然光下TiO2的光催化活性.在一定比例钕、铁掺杂后,共沉淀法制备的掺杂型TiO2的光催化活性接近于用溶胶-凝胶法制备的掺杂型TiO2.     

F掺杂膨润土负载PbSnO_3复合光催化剂的制备及对亚甲基蓝的光催化降解性能

以NH_4F为氟源、膨润土为载体,采用水热合成法制备出了F掺杂膨润土负载PbSnO_3复合光催化剂.采用XRD、IR、SEM等分析手段对样品的形貌和结构进行了表征.并在可见光条件下,以亚甲基蓝溶液作为目标降解物,研究了其光催化性能.结果表明:当光照时间为12 min、F掺杂质量分数为0.04%、光催化剂用量为40mg/L时,其对亚甲基蓝溶液降解效率最高,降解率超过97%.     

新型光催化剂BiVO4的制备及光催化性能

采用水热合成法,以Bi(NO3)3.5H2O和NH4VO3为原料,制备可见光催化剂钒酸铋(BiVO4),通过XRD、SEM、EDS等手段对样品进行表征.结果表明,在水热合成体系中,通过改变反应物的量和添加一定的试剂以及改变水热反应的时间,可以控制界面的张力,进而影响晶体的生长,得到了哑铃形、球形、束状、棒状、片状、花状及块状等不同形貌的BiVO4.最后以罗丹明B为降解对象对BiVO4的光催化性能进行了研究,得出在可见光条件下BiVO4具有较好的催化活性.     

掺杂Zn2+纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝

印染废水治理是水系环境治理的重点,而亚甲基蓝是印染废水中典型的有机污染物。本研究选用掺杂Zn2+的纳米TiO2作为光催化剂对亚甲基蓝进行降解研究。XRD谱图分析表明,Zn2+的掺入可改变纳米TiO2锐钛矿型和金红石型的组成。制备工艺参数对样品光催化降解亚甲基蓝的活性具有很大影响,纯TiO2样品在450℃焙烧时的活性较其他温度的高;而掺杂Zn2+的样品则在500℃焙烧时的光催化活性相对最佳。催化剂的加入量过高或过低都不利于光催化活性的提高,催化剂的加入量为1g/L时,光催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好;Zn2+掺入量为0.5%时,掺杂粉体的光催化活性相对较高。随着掺杂量的进一步增加,光催化活性降低。被降解有机物浓度过高时,紫外光较难到达催化剂表面,光的利用率降低,导致催化剂活性降低。亚甲基蓝的初始浓度为5mg/L时的降解速率较快。     

粉煤灰负载TiO2 光催化剂制备及降解亚甲基蓝研究

以粉煤灰为载体,采用溶胶-凝胶法一步合成负载型TiO_2光催化剂,通过SEM、UVVis、XRD对样品进行了表征,并进行了可见光催化降解亚甲基蓝试验,结果显示,Fe的掺杂能抑制TiO_2晶粒的生长,在700 W氙灯下光照120 min,0. 15 g TiO_2:0. 7wt%Fe光催化剂可使30 mL(5 mg/L)的亚甲基蓝溶液脱色95%。     

自然光下Fe3+掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

用溶胶-凝胶法制备了一系列不同Fe^3＋掺杂量（ω0．00％～3．00％）的纳米TiO。光催化剂，利用TEM，XRD，UV—Vis等技术对其形貌和结构进行了表征．以亚甲基蓝（MB）的脱色降解为模型，研究了在自然先条件下Fe^3＋掺杂量对其光催化活性的影响．结果表明．在所研究的掺杂范围内，该纳米粒子的粒径随Fe^3＋掺杂量的增加呈减小趋势；Fe^3＋的掺入不仅可以控制TiO2由锐钛矿向金红石的转变，而且可以使该纳米微粒对光的吸收向可见区拓展；Fe^3＋的适量掺入．可以显著提高纳米TiO2在自然先条件下的催化活性．     

球磨法制备Sc3+和Yb3+掺杂TiO2光催化剂及光催化活性比较

为了比较稀土离子Sc~(3+)和Yb~(3+)掺杂TiO_2的光催化活性,通过粉末X-射线衍射仪(XRD)、紫外可见光谱(UV-vis)对球磨法制备的稀土离子Sc~(3+)和Yb~(3+)掺杂TiO2光催化剂进行表征,并考察300 W中压汞灯光下催化降解亚甲基蓝的活性,分析最佳掺杂量、球磨时间和不同离子掺杂的光催化效果。结果表明,球磨4 h后,两种掺杂稀土离子的TiO_2光催化剂均出现晶型畸变,带隙能变小,对可见光响应均有明显增强。当掺杂摩尔比为2.5%时,Sc~(3+)/TiO_2光催化剂的一级反应速率常数为0.0932 min-1;掺杂摩尔比为3%,Yb3+/TiO_2光催化剂的一级反应速率常数为0.0436 min-1,而纯TiO2催化剂的一级反应速率常数为0.0263 min-1。显然,掺杂后的TiO_2光催化活性显著提高。     

SiC/BiVO_4复合材料光催化降解亚甲基蓝

采用化学沉淀法制备了不同配比的SiC/BiVO_4复合材料,研究了在白炽灯照射下复合材料对亚甲基蓝的光催化降解性能.结果表明:2∶1型SiC/BiVO_4复合材料的光催化降解能力最强,光照60min时亚甲基蓝的降解率达90%;光降解反应速率常数为0.023 1/min,是纯SiC的22倍.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见-漫反射光谱(UV-Vis DRS)表征了SiC/BiVO_4复合材料的结构和形貌特征,初步分析了亚甲基蓝的光催化降解机理.     

煅烧温度对纳米SnO2光催化降解亚甲基蓝的影响

采用四氯化锡与氢氧化钠在92℃下直接沉淀法制备了纳米级SnO2,经不同温度处理得到性质不同的SnO2样品.研究了处理温度对SnO2性质和紫外光(254 nm)照射下降解亚甲基蓝(MB)效率的影响.结果显示:200℃处理样品的降解率最高,超过该温度后,随着处理温度的升高,SnO2的粒径逐渐增大,比表面依次减小,表面吸附的羟基或水的数量减少,则样品的降解率逐渐减小.SnO2降解MB的反应为拟一级反应,满足Langmuir-Hinshelwood模型,且在UV/SnO2降解体系中,羟自由基OH·为主要的活性体,它与MB反应导致其最终分解为CO2、H2O和无机酸根离子等无害物质.     

制备条件对磷钨酸/BiPO4光催化性能的影响

采用室温反应合成BiPO_4纳米粉末,再以浸渍法制备磷钨酸/BiPO_4(简称HPW/BiPO_4)复合光催化剂。利用粉末X射线衍射(XRD)对样品的结构进行了表征。以罗丹明B为目标污染物,考察了焙烧温度、焙烧时间以及磷钨酸浸渍量对HPW/BiPO_4光催化性能的影响。结果表明:HPW/BiPO_4的光催化性能均随着热处理温度、时间以及磷钨酸浸渍量的增加,先增强后减弱。当磷钨酸浸渍量为30%,焙烧温度为500℃,焙烧时间为3 h时,HPW/BiPO_4的光催化性能最佳。在氙灯下照射180 min,HPW/BiPO_4对罗丹明B的光降解率达到90.8%,比BiPO_4光催化活性提高了66.5%。     

微量Ag_3PO_4改性g-C_3N_4的可见光催化活性研究

采用一种简易方法制备了较低Ag3PO4含量的Ag3PO4/g-C3N4复合可见光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)和X射线光电子能谱(XPS)等对Ag3PO4/gC3N4进行了系统分析与表征。通过在Ag3PO4/g-C3N4存在条件下甲基橙的光降解反应,考察该催化剂的可见光催化活性。结果表明,所制备的复合材料中确实存在Ag3PO4,Ag3PO4的引入对gC3N4晶型结构没有明显的影响,但显著提高了其在可见光区的吸收能力和光生电子/空穴对的分离效率,提高了其可见光催化活性。     

Ag沉积Bi12O17Cl2半导体制备及光催化活性研究

采用光原位还原法制备了一系列Ag沉积的氯氧化铋(Ag/Bi₁₂O₁₇Cl₂)二元复合半导体材料,并对其进行表征。X射线光电子能谱分析证实了样品中存在Ag单质,由于Ag颗粒的局部表面等离子体共振效应使紫外可见漫反射光谱图中可见光吸收能力明显增强,扫描电子显微镜图表明制备的材料具有纳米片堆积形成的三维立体形貌。与纯Bi₁₂O₁₇Cl₂样品相比,复合材料可见光照射下对甲苯醇的光催化选择性氧化性能明显增强,这主要与复合材料中形成了金属−半导体异质结以及Ag的等离子体共振效应相关。     

Study on relaxation oscillation of Er^3＋/Yb^3＋ co-doped phosphate glass optical waveguide laser

Based on the principle and fabrication of the optical waveguide laser, and through the configuration of the energy level of Er^3＋/Yb^3＋. co-doped system, the time-dependent rate equations are formed and then solved by Runge-Kutta algorithm. The dynamic characteristic of the waveguide laser pumped unidirectionally by 980 nm LD is analyzed. The curves of the relaxation oscillation are drawn, showing that the photon number and inverted population vary alternately. The attenuation characteristic of the peak power is studied. It is gained that time constant changes with pump power, length of waveguide and the reflectivity of output mirror. Furthermore, the impact of the above three parameters on the frequency and end-time of relaxation oscillation is discussed. The frequency of relaxation oscillation is proportional to the pump power. Under high reflectivity conditions, the length of waveguide has a weak impact on the frequency. The end-time decreases as the three parameters increase. These features and results provide a theoretical basis for designing the Er^3＋/Yb63＋. co-doped phosphate optical waveguide laser.     

Yb3+/Er3+双掺杂白磷钙石荧光骨修复材料的制备及其发光性能研究

白磷钙石（whitlockite,WH）是人体骨组织中含量第二的骨矿物质,具有良好的生物活性和诱导成骨性能。WH结构的荧光粉由于其结构类型多样、较低的声子能量以及可调谐的光致发光,被广泛应用于LED灯等领域。采用化学沉淀法制备了含不同物质的量比的Yb³⁺和Er³⁺共掺杂白磷钙石的上转换发光纳米材料(Yb³⁺/Er³⁺-WH),在水溶液中有良好的分散性。在980 nm的激光器的激发下,不同比例掺杂的Yb³⁺/Er³⁺-WH纳米颗粒均可发射波长为530、550 nm的绿光和660 nm的红光。由测得的荧光光谱结果可知,当Yb³⁺和Er³⁺的物质的量比为10∶1时,上转换发光强度最高,有较高的能量传递效率。Yb³⁺/Er³⁺ -WH粉体作为具有成骨活性的荧光标记材料在骨修复领域具有一定的应用潜力。     

Ce~(3+)/TiO_2光催化剂降解孔雀石绿的研究

采用溶胶-凝胶法合成了不同Ce3+掺杂量、不同煅烧温度的Ce3+/TiO2光催化剂,并对所制得的光催化剂进行了系统的表征和光催化活性研究.XRD分析表明,所得粉体为锐钛矿相纳米TiO2,且Ce3+掺杂后,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低,说明稀土Ce3+的掺杂能细化晶粒,稀土离子掺杂也有利于抑制高温时的TiO2晶型由锐钛矿向金红石型的转变;以孔雀石绿为降解物的光催化实验表明,在500℃下煅烧,n(Ce3+)∶n(TiO2)=0.5%的催化剂,加入5mL助催化剂,三基色节能灯照射2.5h,降解率可达70.2%.     

Ce~(3+)、Sm~(3+)共掺杂YAG的制备及其发光性能的研究

用共沉淀法合成YAG:(Ce3+-Sm3+)前驱体后,在N2还原气氛下用高温灼烧法制备YAG:(Ce3+-Sm3+)荧光粉,并对Sm3+的掺杂浓度、样品的晶相以及表面形貌进行研究。同时,也对Sm3+与Ce3+之间Sm3+→Ce3+的能量转移机理进行了讨论。当Sm3+掺杂浓度(Sm3+/Ce3+为10%)时,其发射光谱强度能增加约3倍,并伴有明显的红移;合成的荧光粉体粒径大小在2～4μm时,有望与不同波长的蓝光LED组合,以期获得不同性质的白光LED。     

碳掺杂TiO_2光催化剂处理有机污染物的研究

本文利用自制的碳掺杂改性TiO2光催化剂对甲基橙的光催化降解进行了研究,探索了光催化剂的最佳活性条件.实验表明：催化剂在350℃下焙烧4 h,且负载量为3∶2时光催化活性最佳;当催化剂用量为0.3 g时,光照0.5 h甲基橙的降解率为99%以上;当双氧水用量为2 mL时光催化剂催化活性最高,同时比较了紫外光下和太阳光下降解效果,显然太阳光下效果远远差于紫外光下的降解效果,但催化剂已经向可见光吸收范围转移.     

MB(A2/O)反应器处理城市污水

研制了将MBR和A2/O工艺相结合的新型MB(A2/O)反应器,研究了MB(A2/O)反应器对城市污水的处理效果,并分析了其性能和机理.结果表明:出水COD小于20mg/L,平均去除率达93.80%;NH3-N质量浓度小于8mg/L,去除率可达88.42%;TN质量浓度小于30mg/L,去除率达46.05%;TP质量浓度小于0.3mg/L,去除率达94.70%.试验表明,MB(A2/O)反应器在保留对其他污染物良好去除效果的同时,对TP有极高的去除率,处理后水质满足<城市污水再生利用城市杂用水水质>(GB/T 18920-2002)的要求.     

CDPVC/Ag3PO4复合光催化剂的制备及性能研究

采用溶液浸渍法制备聚氯乙烯/磷酸银(PVC/Ag_3PO_4)复合微粒,经热处理使PVC脱除HCl得到PVC共轭衍生物/Ag_3PO_4(CDPVC/Ag_3PO_4)复合微粒,采用XRD,SEM,UV-vis DRS,PL和XPS等手段对CDPVC/Ag_3PO_4进行了分析表征。通过甲基橙在可见光下的降解反应,考察制备条件对CDPVC/Ag_3PO_4复合微粒可见光催化性能的影响。结果表明,CDPVC的复合有利于Ag_3PO_4微粒的分散,可以显著提高复合微粒的可见光吸收及光生电子-空穴的分离效率,当PVC占Ag_3PO_4的质量分数为0.03%、热处理温度为130℃、热处理时间为2h时,复合微粒表现出良好的可见光催化活性和稳定性。