油水自组装制备Ag@AgBr/BiOBr高效可见光催化剂

采用油水自组装法制备Ag@AgBr表面修饰三维花状结构BiOBr复合光催化剂(Ag@AgBr/BiOBr),利用XRD、SEM、TEM、EDX、DRS、XPS、PL及EIS等手段对光催化剂的结构和性能进行了表征,并研究了可见光下降解亚甲基蓝(MB)的催化性能.研究表明:Ag@AgBr粒径约为20nm,均匀分散在花状微球BiOBr表面上;贵金属Ag的表面等离子体效应可显著增强可见光利用率,并有效促进光生电子空穴对的分离,Ag@AgBr(15wt%)/BiOBr光催化剂展现出最优的催化活性,可见光照射30min对MB的降解率将近90%,淬灭实验表明·O₂^-,h⁺和Br⁰均为活性物种.结合理论分析与实验结果提出复合光催化剂的降解机理.     

高效Ag@AgBr等离子体光催化剂的制备及可见光活性研究

采用水热法和光致还原法制备了具有等离子体共振效应的Ag@AgBr可见光催化剂,利用XRD,SEM,EDX,DRS和XPS等手段对产物的结构和性能进行表征,并研究了催化剂在可见光下对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能,考察了催化剂的循环使用及捕获剂对Ag@AgBr光催化性能的影响.结果表明:贵金属Ag纳米粒子的表面等离子体共振效应可显著增强Ag@AgBr对可见光的吸收;催化剂对罗丹明B具有较高的可见光降解活性和稳定性,在可见光下照射90 min,对罗丹明B的降解率达95%以上,光催化剂循环使用5次仍具有良好的光催化降解活性;淬灭实验表明在Ag@AgBr降解罗丹明B过程中,吸附在催化剂表面的h+、·OH、O2·-是主要的活性物种.     

ZnPc/ZnO、ZnTSPc/ZnO的原位自组装合成及可见光光催化

本文采用原位合成方法制备了不同物质的量配比的zinc phthalocyanine (ZnPc)/ZnO、zinc tetrasulfonated phthalocyanine (ZnTSPc)/ZnO复合材料，通过UV-Vis、FTIR和荧光光谱等表征手段，确定了ZnPc、ZnTSPc在ZnO表面的原位形成及两者之间的键合方式，采用荧光光谱仪及单光子计数的方法测定复合前后ZnPc、ZnTSPc荧光强度、寿命的变化，并对其敏化光催化机理进行研究。结果表明，ZnPc与ZnO之间不存在电子转移，而ZnTSPc通过磺酸基与ZnO表面Zn²⁺形成-SO₃-Zn键，有利于其激发态向半导体ZnO导带注入电子；在1.0mol%(ZnTSPc与ZnO物质的量比)ZnTSPc/ZnO复合材料中，ZnTSPc与ZnO之间的电子转移速率k_et=6.1×10⁷ s^-1；ZnPc经能量转移产生单线态氧，可提高ZnO可见光光降解效率，而ZnTSPc键合于ZnO后，ZnTSPc既可通过能量转移产生单线态氧，亦可通过电子转移产生超氧负离子自由基，获得更高的光催化效率。     

基于苯烯的可见光引发聚合诱导自组装的研究

以商用蓝光LED为光源,聚2-乙烯基吡啶(P2VP)为大分子链转移剂,未添加光引发剂或光催化剂,在常温下甲醇溶液中进行了苯乙烯(St)的光引发聚合诱导自组装(PISA).考察了当P2VP的分子量为4000,[St]:[P2VP]=4000:1时,聚合时间对聚2-乙烯基吡啶嵌段聚苯乙烯(P2VP-b-PSt)纳米粒形貌的...     

g-C_3N_4/BiOBr异质结光催化剂的制备与可见光催化活性

以三聚氰胺作为合成g-C_3N_4纳米片的前躯体,以Bi(NO3)3·5H2O和KBr作为合成BiOBr的原料,采用水热法构建g-C_3N_4/Bi OBr二维异质结可见光催化剂,有效的晶面复合和合适的能带组合有助于增强g-C_3N_4和BiOBr的可见光催化活性。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见漫反射光谱(UVvis DRS)等方法表征其结构、光学性质以及组成结构。在可见光(λ420 nm)下以光催化降解RhB来评价合成催化剂的光催化活性,结果表明,g-C_3N_4/BiOBr光催化降解罗丹明B(Rh B)的效率高于单体g-C_3N_4和BiOBr,并对g-C_3N_4/BiOBr增强可见光催化RhB机理进行解释。     

BiOBr/BiOI复合体的制备及可见光催化性能

以硝酸铋、碘化钾、溴化钠和聚乙二醇-400为主要原料,利用水热法制备出具有较小粒径的BiOBr/BiOI复合体,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(DRS)等测试手段对样品的形貌、物相组成进行了表征。以罗丹明B为模拟污染物,研究了可见光下所制备样品的光催化性能。结果表明:BiOBr/BiOI复合体的光催化性能高于单一的BiOBr和BiOI,光照80 min后罗丹明B的降解效率可达95.6%。     

聚合物-纳米金在油水界面的自组装及有序结构的构筑

聚合物-纳米金复合物既具有金纳米粒子的光、电及催化性能,又具有聚合物的可加工性及对外界的刺激响应性,因此已成为高分子科学及材料科学研究的热点。本文主要介绍了我们实验室在聚合物-纳米金在油水界面的自组装及有序结构的构筑研究方面的相关工作:(1)利用界面聚合的方法制备侧链接枝亲水性金纳米粒子的聚苯乙烯及杂化聚合物在水溶液中的自组装;(2)亲水性金纳米粒子及疏水性聚合物(或疏水性磁性纳米粒子)在油水界面的自组装研究;(3)利用金纳米粒子为交联点制备具有温度响应性聚合物微凝胶的研究。     

可见光催化剂S/TiO2的制备与表征

The sulfur-doped titanium dioxide (S/TiO₂) was prepared by calcinations. The photocatalytic decomposition of benzoic acid solution was carried out under simulated sun light; the photocatalytic activity is 2.7 times of TiO₂. The results of XRD show that the sulfur can restrain the crystallization transformation of TiO₂ from anatase to rutile, although the calcinations temperature has attained 500 ℃, the crystallization still is anatase entirely. The responsive wavelength range of S/TiO₂ was shifted; it has obvious absorption in the region from 320 to 550 nm. The S (S⁶⁺) substituted for some of the lattice titanium atoms in S/TiO₂. At the same time the XRF also prove the formation of S⁶⁺ and the atomic content is 2.13%.     

湿法水解制备可见光催化剂N/TiO2

The N/TiO₂ was prepared by wet hydrolyzation method. The photocatalytic decomposition of benzoic acid solution was carried out under simulated sun light; the photocatalytic activity was 2.47 times of TiO₂. The products were characterized by XRD, SPS, EFISPS and XPS, respectively. The results of XRD showed that the N could restrain the crystallization transformation of TiO₂ from anatase to rutile. The N/TiO₂ was still n-type semiconductor, and the absorbance wavelength appeared red-shifted by N-doping. The band gap of N/TiO₂ was decreased to 2.7 eV. The amount of doped-N is about 0.94at.%. The binding energy of N1s are 396.62 eV (Ti-N bonds, β-N) and 400.87 eV (N-N bonds, γ-N₂), respectively, and the photocatalytic activity of N/TiO₂ under visible light is related to the β-N. The N atoms replace the O of the TiO₂ and form the Ti-N bonding.     

可见光响应光催化剂Ag/AgCl@NH2-UiO-66的制备及其光催化性能

采用气相扩散-沉积-光还原法制备了可见光响应复合光催化剂Ag/AgCl@NH_2-UiO-66。通过X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、紫外可见漫反射光谱及X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂的结构进行了表征。结果表明Ag/AgCl@NH_2-UiO-66具有优良的光催化活性,可见光条件下(λ≥420nm)对20mg·L~(-1)罗丹明的降解效率14min即可达到98%。     

高效可见光光催化分解水制氢催化剂InVO4/CNTs

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,碳纳米管(CNTs)为载体,采用醇热合成法制备了InVO4/CNTs光催化剂,利用透射电镜、高分辨扫描电镜、X射线衍射、N2吸附和紫外-可见光谱等技术对样品的表面形貌、晶相组成、比表面积和吸光性等物理性质进行了表征,并考察了其在可见光(以300 W氙灯为光源)照射下分解水制氢的催化活性.结果表明,InVO4纳米粒子在CNTs表面分布均匀,粒径约为10 nm,比表面积为102 m2/g.与体相InVO4相比,InVO4/CNTs在可见光区(λ＞420 nm)的吸光性能有显著改善,在氙灯激发下催化活性很高,在纯水及20％甲醇水溶液中光催化反应4 h,平均产氢速率分别为156和217 μmol/(g·h).InVO4/CNTs的高可见光光催化活性与碳纳米管载体的电子特性有关.     

Highly Efficient Visible‐Light Plasmonic Photocatalyst Ag@AgBr

Visible improvements : Owing to the plasmon resonance of silver nanoparticles deposited on the surface of AgBr, the newly‐prepared plasmonic photocatalyst Ag§AgBr has a strong absorption in the visible region (see picture) and shows high efficiency in the photodegradation of organic pollutants under visible light.

     

BiOBr/BiPO4 p-n异质结光催化剂的一步水热法制备及性能

通过一步水热法成功地制备了BiOBr/BiPO_4 p-n异质结复合光催化剂。采用多种表征手段对样品物理属性进行了表征,包括X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附等温线、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)。样品光催化活性通过可见光(λ420 nm)降解罗丹明B进行评价,考察了BiPO_4含量对所制备光催化材料活性的影响,通过捕获实验确定光催化反应中的主要活性物种,并提出了其光催化机理。研究结果表明,BiPO_4的最佳含量(物质的量分数)为10%,此时所制备催化剂活性最好,其反应速率常数为0.14 min~(-1),约为纯BiOBr的3.7倍,且3次循环使用后仍保持较高的催化活性。催化活性的提高主要由于BiOBr/BiPO_4 p-n异质结的形成,提高了光生载流子的分离效率,从而提高了光催化活性。同时,对污染物吸附能力的提高也起到促进作用。空穴和超氧基阴离子自由基是光催化过程中的主要活性物种,3种活性物种作用大小依次为空穴超氧阴离子自由基羟基自由基。     

TiO2光催化剂可见光化研究进展

TiO2在光催化和光电转换方面应用前景十分广阔,而阻碍其应用的是它的大禁带宽度(E_g=3.2_eV),不能有效地利用太阳能,因此研究开发可见光响应的TiO₂就成为当前光催化剂研究的关键课题.目前TiO₂可见光化的研究取得了一定进展,金属离子掺杂、非金属离子掺杂、离子注入以及染料光敏化等方法都不同程度地实现了TiO₂可见光化.本文综述了目前的研究现状,并对今后的研究提出了展望.     

N掺杂可见光化催化剂的研究

The N-doped, yellow colored titanium oxide photocatalysts were prepared with Ti(SO4)2 and NH4HCO3 as precursors by precipitation method. The photocatalytic ability under the irradiation of UV or visible light for the catalysts prepared was studied by degradation of styphnic acid. The materials were characterized by EDS, XRD, FTIR, UV-Vis DRS, and XPS. The results indicate that the photocatalytic ability of catalysts is improved, especially the ability of visible light response. The results of UV-Vis DRS show that the response wavelength range of N-dopped nitrogen is red shifted, the absorption region is expanded to 476 nm.     

锌掺杂BiOBr合成及可见光下对CO2光催化还原机理

溴氧化铋（BiOBr）半导体已被应用于光催化CO₂还原,但其活性仍然极低。通过简单的水热法合成了Zn-BiOBr光催化剂,并在可见光照射下研究其对CO₂催化效果。结果表明,合成的Zn-BiOBr样品在可见光照射下具有比原BiOBr更高的光催化还原CO₂转化活性,其对CO₂光催化还原速率最高可达到8.49 μmol·h^-1,是原BiOBr的13倍。同时,我们亦对光催化活性增强机理进行了研究,发现在可见光照射下,Zn-BiOBr半导体被激发,产生光致电子空穴对,光诱导电子有效还原CO₂,生成CO。锌的掺杂为BiOBr提供了更合适的带边位置和能带缺陷,降低了光生电子与空穴对的复合速率,大大提高了光催化还原CO₂的能力。     

Ru掺杂BiOBr空心微球的原位合成及其光催化CO_2还原和有机污染物降解性能研究

采用水热法原位合成了Ru掺杂BiOBr空心微球(Ru/BiOBr)复合光催化剂,并对其进行了XRD、 SEM、 TEM、 EDS、 DRS、 EIS等表征.结果表明,所合成的BiOBr材料是由许多小厚度的交错纳米片自组装而成的,同时Ru纳米颗粒成功负载到BiOBr表面,该复合材料对还原CO_2和降解有机模拟污染物(罗丹明B, RhB)具有良好的光催化性能.当Ru的掺杂量为0.4%时复合材料的光催化活性最佳, 4 h后甲醇产量可达1103μmol/g_(cat),并且60 min内对RhB的降解率达到98%.除此之外,还讨论了复合材料的光催化机理和稳定性.