WO3/ZnO复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用沉淀-研磨法制备了一系列不同WO3含量的WO3/ZnO复合光催化剂,应用N2物理吸附、X射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和光致发光谱等手段对催化剂进行了表征,并以λ=365nm的紫外光为光源,评价了该催化剂光催化降解酸性橙Ⅱ的活性,考察了WO3的复合对WO3/ZnO样品光催化性能的影响.结果表...     

CTAB辅助制备ZnO及其光催化脱色性能研究

本文采用并流沉淀法在CTAB辅助下制备了纳米ZnO光催化剂(ZnO-CTAB),以甲基橙为模拟有机污染物对催化剂的光催化脱色性能进行了考察。用BET比表面(BET)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和表面光电压谱(SPS)对所制备的催化剂进行了表征,结果表明ZnO-CTAB的比表面是ZnO比表面的3倍多,添加CTAB后制备的氧化锌晶粒尺寸更小,ZnO-CTAB局部呈不规则的蜂窝,CTAB辅助制备纳米ZnO有利于光诱导电荷分离。光催化性能测试结果表明ZnO-CTAB催化活性显著提高,ZnO-CTAB催化甲基橙脱色的速率常数ZnO脱色速率常数的3倍。     

负载贵金属光催化剂的光催化活性研究

在注入V离子的二氧化钛光催化剂上负载贵金属,制备了在可见光照射下具有高光催化活性的功能型光催化剂,研究在可见光和太阳光照射下丙炔的光催化水解反应，利用这些改性的二氧化钛构筑太阳能到化学能的转换系统.研究结果发现了V/Pt光催化剂在丙炔和水的光催化水解反应中，由于贵金属的存在，有利于促进发生加氢反应；导致丙烯的生成量增加.在可见光下的光催化活性也和负载贵金属所处的氧化状态有着密切的关系，贵金属完全被还原到0价是提高光催化活性的必要条件.     

Ag-ZnO/凹凸棒石复合光催化剂的制备及性能研究

以凹凸棒石(ATP)为载体,二水合乙酸锌、硝酸银为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界干燥技术制备了Ag-ZnO/ATP复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis对复合光催化剂的结构进行表征,并通过降解亚甲基蓝溶液评估光催化活性。研究结果表明:该方法制得的Ag-ZnO/ATP复合光催化剂颗粒均匀,分散性良好,具有较高的光催化活性。Ag负载量为3wt%,煅烧温度为400℃时制备的复合光催化剂,在紫外灯下降解亚甲基蓝溶液3h后,降解率达98. 2%,COD去除率为96. 8%。制备的复合光催化剂稳定性良好,三次循环回收后,亚甲基蓝溶液的降解率达89. 7%。     

贵金属纳米粒子/硅纳米线复合纳米材料的制备及其催化性能研究

以十二烷基硫酸钠(SDS)作为保护剂, 利用贵金属阳离子(Mⁿ⁺)与HF处理后的硅纳米线(SiNWs)之间的氧化还原反应, 在SiNWs表面负载了贵金属纳米粒子. 通过调控SDS/Mⁿ⁺物质的量比、反应物浓度、反应温度等实验参数, 制备出了金属纳米粒子粒径均一且负载密集的AuNPs/SiNWs, PtNPs/SiNWs复合材料. 将AuNPs/SiNWs复合材料应用在亚甲基蓝的还原反应, 实验结果显示, 60 min内AuNPs/SiNWs可以将55%的亚甲基蓝还原, 表明AuNPs/SiNWs具有良好的催化活性. 这种复合材料易于从反应溶液中分离出来, 可以实现纳米催化剂的循环使用.     

纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

本文以羟丙基纤维素(HPC)作为分散剂,运用沉淀法制备出了粒径均匀的ZnO颗粒.通过透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD),紫外可见光吸收光谱,光致发光谱(PL)对ZnO进行了性能表征,并探讨了其形成机理及制备中的影响因素.利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料罗丹明B进行了光降解实验,实验结果表明,此方法制备的ZnO具有良好的光催化性能,有望在治理环境污染等领域具有良好的应用.     

bi38zno58光催化剂的制备及其光催化性能

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和ZnCl_2为原料,采用700℃高温固相煅烧的方法制备了能响应于太阳光的Bi_(38)ZnO_(58)光催化纳米材料。XRD物相分析表明,该样品为立方晶系结构。SEM和TEM形貌观察发现,该催化剂基本为粒径约100 nm的球形颗粒,且分散性较好。用紫外可见漫反射(UV-Vis)对该光催化剂的光吸收特性进行测定,禁带宽度约为2．13 eV,在紫外光区和可见光区均有较强的光吸收特性。粗略计算Bi_(38)ZnO_(58)光催化剂的价带顶的电势电位约为2．6 eV,表明了该光催化剂具有很强的氧化能力。以12 mg/L的亚甲基兰溶液作为被降解物质,以太阳光为光源研究了Bi_(38)ZnO_(58)光催化剂的光催化活性。测试结果表明．其对亚甲基兰溶液具有较强的光催化降解性能,4 h可将亚甲基兰近乎完全催化降解。此光催化剂可循环使用,循环使用5次后,Bi_(38)ZnO_(58)样品的晶体结构基本未变,光催化效率仍保持在98％以上。     

不同方法制备ZnO材料的光降解性能研究

采用三种不同的方法,制备了微纳米ZnO材料,对最佳性能的ZnO进行了掺Ce研究。通过XRD,IR,SEM,XPS,表面和孔径分析仪和紫外可见吸收光谱手段对ZnO材料进行了表征。以亚甲基蓝为模拟污染物,考察了不同方法制备的ZnO的光催化性能,并研究了降解动力学参数变化。结果表明:制备的ZnO-C的光催化性能最好,结构均匀,且具有一定的稳定性。在紫外光下13min对MB溶液的降解能力:ZnO-CZnO-BZnO-A,对ZnO-C掺铈没有增加光催化活性。制备ZnO-C方法特点是:工艺简单,短时间降解率高,回收利用效果好。     

纳米复合光催化剂TiO_2-ZrO_2的制备、表征及其光催化活性

通过溶胶-凝胶技术制备了不同比例(3:1、1:1、1:3)的纳米复合光催化材料TiO2-ZrO2,采用XRD、N2吸附、SEM-EDX和TPD等测试手段对其进行了表征,探讨了比例不同的TiO2-ZrO2结构的变化规律以及这种变化对催化剂催化活性的影响.通过紫外区和可见区的光催化降解染料亚甲基蓝、罗丹明B的实验,考察了其光催化活性.实验结果表明,不同比例的纳米复合光催化材料TiO2-ZrO2的催化活性均高于单体TiO2和单体ZrO2.     

膨胀石墨层间生长高活性氧化锌及其光催化性能

以醋酸锌和膨胀石墨为原料, 采用真空辅助压力诱导手段使反应溶液注入膨胀石墨层间, 在180℃下溶剂热反应12 h, 一步得到氧化锌纳米棒/石墨烯复合光催化剂, 采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等对复合光催化剂的结构和形貌进行了表征. 结果表明, 合成的氧化锌纳米棒具有六方晶系纤锌矿结构; 氧化锌纳米棒在石墨烯表面分散性较好, 其平均直径约50 nm, 长度约150~200 nm. 所得氧化锌纳米棒/石墨烯复合材料对亚甲基蓝的降解效率优于目前应用最广泛的光催化剂Degussa P25.     

Flower-like Bi2WO6/ZnO composite with excellent photocatalytic capability under visible light irradiation

The photocatalytic ability of ZnO is improved through the addition of flower-like Bi₂WO₆ to prepare a Bi₂WO₆/ZnO composite with visible light activity. The composite is characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy with UV–vis diffuse reflectance spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and N₂ adsorption-desorption isotherms. After modification, the band gap energy of Bi₂WO₆/ZnO is reduced from 3.2 eV for ZnO to 2.6 eV. Under visible light irradiation, the Bi₂WO₆/ZnO composite shows an excellent photocatalytic activity for degrading methylene blue (MB) and tetracycline. The photo-degradation efficiencies of (0.3:1) Bi₂WO₆/ZnO for MB and tetracycline are approximately 246 and 4500 times higher than those of bare ZnO, respectively, and correspondingly, the photo-degradation rates for the two pollutants are approximately 120 and 200 times higher than those with bare ZnO, respectively. Moreover, the photocatalyst of (0.3:1) Bi₂WO₆/ZnO exhibits a higher transient photocurrent density of approximately 4.5 μA compared with those of bare Bi₂WO₆ and ZnO nanoparticles. The successful recombination of Bi₂WO₆ and ZnO enhances the photocatalytic activity and reduces the band gap energy of ZnO, which can be attributed to the effective separation of electron–hole pairs. Active species trapping experiments display that [O₂]^? is the major species involved during photocatalysis rather than ?OH and h⁺. This study provides insight into designing a meaningful visible-light-driven photocatalyst for environmental remediation.     

ZnO/Ag微米球的合成与光催化性能

用微波辅助多元醇法对预先制备的ZnO微米球进行修饰,合成了载银氧化锌微米球（ZnO/Ag）. 利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见双光束分光光度计和光致发光光谱仪等对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征. 在紫外光照射下,通过亚甲基蓝的降解反应研究了样品的光催化活性. 结果表明,所制备的ZnO/Ag微米球是由面心立方的Ag纳米颗粒附着在纤锌矿结构的ZnO球表面形成;与ZnO相比,ZnO/Ag的紫外-可见光吸收光谱发生明显红移,在紫外和可见光范围均有较强的吸收;随着Ag含量的增加,ZnO/Ag荧光光谱强度先减弱后增强;与ZnO相比,ZnO/Ag的光催化活性明显提高,AgNO₃ 浓度为0.05 mol/L时制得的ZnO/Ag光催化活性最高.     

Photocatalytic decolouration,degradation and disinfection capability of Ag2CO3/ZnO in natural sunlight

In this study, a series of hybrid Ag₂CO₃/ZnO composites were synthesised via a simple precipitation route and investigated for discolouration-degradation of Methylene Blue and disinfection of Escherichia coli in natural sunlight. It was observed that the photonic efficiency of discolouration was more than 6 times that of the conventionally popular TiO₂, under experimental conditions; 100% Total Organic Carbon reduction was observed in 30 ?min and 32% disinfection in an hour. This upswing in the performance is attributed to favourable modulation of the dynamics of charge transfer. The photocatalysts were characterized by X-Ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy, Transmission Electron Microscopy, Brunauer, Emmett and Teller and Ultraviolet–Visible-Near-InfraRed Spectroscopy. An equitable photocatalyst functional mechanism has also been proposed on the basis of Tauc plot and scavenging experiments. The effect of influencing parameters has also been investigated and reported in terms of photonic efficiency. Since the entire study is carried out in direct sunlight, it inherently supports realizable solar energy applications in wastewater treatment.     

n-p异质结型CdS/BiOBr复合光催化剂的制备及性能

采用两步水热法制备了CdS/BiOBr复合光催化剂,并通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对其物相、表面结构、光响应性等性质进行了表征.结果表明,合成的CdS/BiOBr复合材料是n-p型异质结,由CdS颗粒裹附在BiOBr纳米球的表面构成,这种结构不仅具有良好的可见光响应范围,且有利于光生电子的迁移,并有效地抑制光生电子/空穴对的复合.通过光催化降解模拟染料废水和光催化脱除模拟含硫燃料评价了CdS/BiOBr复合材料的可见光催化性能.结果表明,6%(质量分数)CdS/BiOBr降解次甲基蓝的拟一级动力学常数分别为BiOBr和CdS的5.3和9.6倍,脱除噻吩的拟一级动力学常数分别为BiOBr和CdS的1.9和3.2倍.CdS/BiOBr具有良好的光催化稳定性,循环使用5次后,降解率仍能达到90%以上.     

Au纳米粒子负载的ZnO空心球复合材料的光生电荷转移行为及光催化活性

通过简单的两步法合成了不同负载量的Au/ZnO空心球。采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品的形貌、结构、组成和晶相等进行一系列的表征。以罗丹明B (RhB)为目标降解物,探究了Au/ZnO空心球的光催化活性。结果表明,适量Au修饰的ZnO光催化剂在混合光下20 min内对RhB的降解率达到73%。利用表面光电压谱(SPS)和瞬态光电压(TPV)技术,探讨了Au修饰后对ZnO光诱导电荷转移行为与光催化性能之间的关系。结果表明,混合光照下Au/ZnO空心球光降解性能的提高主要归因于作为电子受体的Au纳米粒子与ZnO之间形成的强的电子相互作用。适量Au纳米粒子的负载能够提高ZnO空心球中光生载流子的分离效率,相应地延长载流子的传输时间,增加光生电荷的寿命,从而促进其光催化活性的提高。     

稀土Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响

采用共沉淀-焙烧法合成了一系列不同含量的稀土Ce掺杂的ZnO光催化剂. 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)谱等技术对所制备的光催化剂进行了系列表征. 以酸性橙II脱色降解为模型反应, 考察了掺杂不同含量的铈及不同焙烧温度对ZnO的物理结构和光催化脱色性能的影响. 结果表明: 掺入质量分数(w)为2%的铈可以明显改善氧化锌表面状态, 有利于产生更多的表面羟基; 同时可以抑制光生电子与光生空穴(e^-/h⁺)的复合, 显著提高光催化脱色活性和光催化稳定性; 焙烧温度对光催化剂的晶体结构、表面性能和光催化活性产生较大影响, 500 °C的焙烧处理使样品的结晶度较高, 同时催化剂颗粒粒径较细, 表面具有丰富的羟基. 但过高的焙烧温度(600-800 °C)将导致催化剂的物理结构发生恶化, 降低光催化性能.     

稀土Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响

采用共沉淀-焙烧法合成了一系列不同含量的稀土Ce掺杂的ZnO光催化剂. 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)谱等技术对所制备的光催化剂进行了系列表征. 以酸性橙II脱色降解为模型反应, 考察了掺杂不同含量的铈及不同焙烧温度对ZnO的物理结构和光催化脱色性能的影响. 结果表明: 掺入质量分数(w)为2%的铈可以明显改善氧化锌表面状态, 有利于产生更多的表面羟基; 同时可以抑制光生电子与光生空穴(e^-/h⁺)的复合, 显著提高光催化脱色活性和光催化稳定性; 焙烧温度对光催化剂的晶体结构、表面性能和光催化活性产生较大影响, 500 °C的焙烧处理使样品的结晶度较高, 同时催化剂颗粒粒径较细, 表面具有丰富的羟基. 但过高的焙烧温度(600-800 °C)将导致催化剂的物理结构发生恶化, 降低光催化性能.     

形貌可控ZnO微纳米结构的水热合成及光催化性能

以乙醇胺为辅助溶剂,采用水热合成法,制备了花状、梭状和剑状的ZnO微纳米结构。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)和拉曼光谱等测试手段对样品的形貌、结构、晶相等进行了表征。结果表明所有样品均为六方纤锌矿结构ZnO;其形貌和结晶度可通过改变物质的量的配比nZn2+/nOH-来调控。探讨了反应物配比对产物形貌结构的影响,乙醇胺对不同形貌ZnO的制备起到至关重要作用。以亚甲基蓝为目标降解物,采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)并结合低温氮吸附-脱附比表面测试(BET),研究了花状、梭状和剑状ZnO的光催化活性。结果表明,与商用ZnO相比,制备的ZnO具有更好的光催化活性;样品催化活性与其比表面积不成正比,具有最小比表面积的花状ZnO拥有最好的光催化活性,这可能是由于其低的结晶度和特殊的花状形貌所致。     

磷酸铋纳米棒的可控合成及其光催化性能

采用水热法合成了形貌可控的磷酸铋纳米棒光催化剂,并以亚甲基蓝(MB)为探针研究了其光催化活性.利用粉末X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)对产物进行了表征.研究发现甘油含量、水热时间、水热温度及前驱体浓度会影响磷酸铋纳米棒的形貌及结构.甘油含量和前驱体浓度主要影响产物形貌.随着甘油含量的增加,产物的长径比先增大后减小.前驱体浓度越低,所得BiPO4纳米棒的尺寸越小,长径比越大.水热时间短时,产物结晶度差,且为六方相,时间延长后转化为单斜相.水热温度过低或过高均不利于完美晶体的形成,160°C时产物的结晶度最高.实验结果表明:BiPO4纳米棒在紫外光下具有良好的光催化性能,其光催化活性受长径比和尺寸大小影响的总体趋势是长径比越大,尺寸越小,其光催化活性越强.结晶度对BiPO4的光催化性能影响较大,结晶度越高,其光催化活性越好.单斜相BiPO4的光催化活性较六方相的强.