La掺杂 BiFeO3对苯酚光催化降解性能的影响

苯酚是一种稳定、毒性大且难降解的有机物,对人类和生态环境产生很大威胁,因此急需研发出能有效移除工业废水中苯酚污染物的方法.其中,绿色、高效的光催化氧化技术得到研究人员青睐.在半导体光催化剂中, BiFeO3具有带隙窄(2.2–2.5 eV)、化学稳定性好及成本低等优点,被看作是最有潜力的光催化剂.但是, BiFeO3存在光生电子空穴对复合率高,制备过程中易形成杂质相的缺点,使得其光催化活性很差,限制了 BiFeO3在光催化领域的应用.异种离子的引入能产生杂质能级或裁剪半导体带隙,同时促进光生载流子分离,故可考虑采用离子掺杂改性 BiFeO3的手段来抑制杂质相生成,提高载流子分离,从而提高 BiFeO3的光催化性能.本文以柠檬酸为络合剂,通过一步溶胶凝胶法合成了系列样品 Bi1-xLaxFeO3(摩尔分数x =0,0.10,0.15,0.20).通过 X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)及荧光光谱(PL)等手段对不同样品的物相、形貌、表面价态和光学性能进行了表征.并通过活性物种捕获实验和羟基自由基(?OH)产生实验分析了 Bi0.85La0.15FeO3样品在苯酚降解过程中的主要活性物种和降解机理.相对于单相 BiFeO3, La改性 BiFeO3催化剂的光降解苯酚性能均有提高,其中 La最佳掺杂量为0.15.在模拟太阳光下照射180 min后, Bi0.85La0.15FeO3的光催化活性达到96%,同时 COD去除率达到81.53%,并表现出好的循环使用活性和稳定性.研究发现,该光催化过程中主要的活性物种为?OH. XRD, SEM, TEM和 EDS结果表明, La元素掺杂进 BiFeO3结构中,且各元素分布均匀,同时,适量 La元素掺杂能有效抑制杂质相 Bi25FeO40的形成,而且 La掺杂 BiFeO3样品的颗粒尺寸略有减小,有利于电子空穴转移. XPS显示, La改性 BiFeO3样品的表面有氧空位形成,将有利于有机物的吸附和降解;另外,羟基氧和吸附氧含量增大,有利于活性氧物种形成. UV-Vis DRS和 PL测试证明, La改性后的样品对可见光的响应增强,样品带隙变窄,产生杂质能级,抑制了光生载流子复合,有利于产生更多载流子来促进活性物种形成,从而提高光催化活性.氧物种捕获实验说明,在 Bi0.85La0.15FeO3参与的苯酚降解过程中的主要活性物种是?OH,同时?OH的产生实验也证明了在光照下?OH在 Bi0.85La0.15FeO3光催化剂表面持续产生,并提出了光催化降解机理.     

中孔TUD负载的氧化铬掺杂氧化钛光催化降解苯酚（英文）

中孔的TUD-1负载的氧化铬掺杂TiO_2(Cr-TiO_2)有望用于紫外光照射下光催化降解苯酚的催化剂.低角X射线衍射和红外结果证实该样品中TUD-1存在无定形和中孔硅酸盐框架.TUD-1的中孔结构进一步得到N_2吸附-脱附的证实:为IV型等温线,并具有窄的孔径分布(3.9 nm)和高的比表面积(490 m~2/g).透射电镜结果表明,所制样品保持了纳米颗粒和多孔孔道结构.TUD-1中负载Cr-TiO_2后使得带隙能量增加.与未负载的Cr-TiO_2相比,所有TUD-1负载的Cr-TiO_2光催化剂表现出更高的紫外光下降解苯酚的活性.其中Si/Ti摩尔比为30的Cr-TiO_2/TUD-1样品的光催化活性最高(82%).苯酚的光催化降解遵循一级Langmuir吸附等温线.     

Mn掺杂的铁电半导体BiFeO_3本征光催化氧化水活性的研究（英文）

开发稳定高效的可见光吸收的氧化物半导体光催化剂是太阳能光催化分解水的一个重要研究方向.最近我们提出(J.Mater.Chem.A,2020,8,6863-6873),具有室温铁电性质的Bi FeO_3(BFO)薄膜体系表现出低光电流密度响应是由于铁电畴壁/界面处的电荷复合,而该作用在纳米粒子催化剂体系中应该会大大减少.为了证明这一观点,我们通过溶胶-凝胶法合成了BFO纳米粒子,并进行了Mn掺杂获得了Mn-BFO.光催化水氧化反应表明,纯BFO具有光催化氧化水的活性,析氧数率达到70μmol h~(-1) g~(-1);而Mn掺杂量优化(0.05%)后的Mn-BFO在可见光(??420 nm)照射下的析氧活性大大提高,达到255?mol h~(-1) g~(-1).带隙研究表明,通过改变Mn的掺杂量,可以将Mn-BFO的带隙从2.1 eV调整为1.36 eV.DFT计算表明,表面的Fe物种是水氧化的活性位点,而不是Mn物种,因为Mn掺杂后Fe物种的水氧化过电势0.51 V,是所考察的表面Fe和Mn物种中过电势中最低的.因此,Mn-BFO光催化水氧化活性的增强可归因于半导体带隙变窄后吸收更多的可见光、降低了的水氧化过电势以及抑制光生电荷复合这几项的协同效应.这项工作表明,锰掺杂是提高纳米粒子铁电BFO光催化剂固有光催化水氧化活性的有效策略.本文采用溶胶-凝胶法成功制备了锰掺杂的BFO样品,并使用XRD,DRS,Mott-Schottky,XPS和PL等进行了表征.XRD分析结果表明,Mn掺杂后,BFO的(110)和(104)衍射峰向高位衍射角方向位移合并产生一个更宽的峰,表明Mn的掺杂引起BFO晶格结构变形.DRS光谱分析表明,Mn的掺杂可以拓展可见光的吸收,从纯BFO的550 nm吸收边(对应于2.1 eV的带隙)扩展到BFO-2的800 nm(对应于1.46 eV的带隙)吸收带边.这些结果与用DFT计算DOS分析得到的BFO和BFO-2理论带隙值2.05和1.53 eV一致.Mott-Schottky分析表明,BFO和BFO-2是p型半导体,其平带(Vfb)电势分别为1.7和1.6 V vs NHE,VB位置估计分别为2.0和1.9 V vs NHE,而CB位置估计分别为-0.11和0.44 V vs NHE.因此,Mn-BFO在热力学有利于光催化OER但不利于HER.从Mn-BFO的XPS光谱可以看出除了Bi,Fe和O光谱外,也可以在641.20和652.7 eV处观察到出Mn2p_(3/2)和2p_(1/2),表明Mn是以Mn~(3+)的形式均匀地掺入BFO的晶格中.对一系列不同含量Mn掺杂的Mn-BFO的光催化OER活性表明研究表明,0.05%Mn掺杂的BFO-2的光催化OER活性最优,其析氧活性达到255μmol h~(-1) g~(-1),这是迄今为止未加载任何助催化剂的BFO的最高固有光催化OER活性值.PL光谱(290 nm激发)显示,与纯BFO相比,BFO-2的荧光强度弱得多,表明Mn的掺杂可以抑制光生电荷的复合.DFT计算显示,BFO的表面Fe活性中心的OER过电势为0.93 V;而对于Mn掺杂的BFO-2,理论计算得到表面Fe中心和Mn中心的析氧过电位分别为0.51和0.60 V.由此可见,Mn掺杂不改变BFO的析氧活性中心,但是可大大降低Fe活性中心OER过电位,这与锰掺杂的BFO-2表现出比BFO更高光催化氧化水的催化活性实验结果相一致.综上所述,在纳米粒子光催化体系中,Mn掺杂的BFO可以促进可见光的吸收,促进光生电荷有效分离,降低表面Fe基活性中心氧化水的过电位,从而显著提高光催化氧化水的活性.Mn的掺杂对于铁电性质的影响及其光催化活性的关系,有待进一步探索.     

光催化苯制苯酚的研究进展（英文）

苯酚作为一种重要的有机化学品,广泛用于制造树脂、合成橡胶、染料和药品等行业.然而,传统的苯酚生产方法——联苯法存在着许多问题,如反应条件苛刻和产物纯度低等,这些问题严重制约了苯酚的工业化生产应用.因此,开发一种高效、绿色的苯酚制备方法十分必要.目前,苯一步法制苯酚反应备受关注,然而,实现该反应难度很大.首先,苯分子的C(sp²)-H键活化在化学反应中比较稳定,难以高效活化.其次,相比惰性反应物苯,产物苯酚分子本身更易氧化,使反应的选择性调控成为挑战.光催化选择性氧化苯制苯酚具有反应条件温和、选择性高和产物纯度高等优点,是一种很有工业应用前景的苯酚制备方法.本文系统总结了近年来多相光催化氧化苯制苯酚的研究进展,包括从光催化剂设计原则、改性策略、反应机理分析、影响反应动力学的因素、反应器设计和光催化剂失活机制等方面.首先,单原子、层状双氢氧化物和金属簇构成的光催化剂具有高效催化作用和良好的反应选择性.其次,在光催化反应过程中,光催化剂的设计和合成是非常关键的,可以通过调节光催化剂的组成和结构来提高反应效率和选择性.此外,基于原位表征和密度泛函理论计算的机理研究也为光催...     

Bi掺杂NaTaO_3中Bi的化学价态对其光催化性能的影响（英文）

分别采用Na Bi O3和Bi(NO3)3为Bi源制备了Bi掺杂Na Ta O3光催化剂,研究了Bi离子的价态对Na Ta O3光催化分解水制氢性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见吸收光谱研究了催化剂的晶体结构、Bi离子的化学状态和催化剂的光学吸收性能.以光催化分解水制氢反应研究了Bi离子掺杂Na Ta O3的催化性能.XRD结果表明,对于两个不同Bi源掺杂的Na Ta O3样品,Bi离子的掺杂没有改变催化剂的单斜相结构,但拉曼光谱证实Bi离子的掺杂致使Ta–O–Ta键角偏离了180o.XPS结果表明,以Bi(NO3)3为Bi源时,Bi离子以Bi3+掺杂于Na Ta O3的A位;当以Na Bi O3为原料时,Bi3+和Bi5+共掺杂于Na Ta O3的A位.两种不同Bi源掺杂得到的样品在紫外-可见吸收光谱中给出了相似的光学吸收,但Bi3+的掺杂对Na Ta O3光催化性能影响不大,而Bi3+和Bi5+共掺杂大大提高了Na Ta O3的光解水制氢性能.Bi离子取代Na离子在A位的掺杂,在Na Ta O3结构中引入了能够促进载流子分离的空位和缺陷;与此同时,Bi的掺杂导致Ta–O–Ta键角偏离180o而不利于载流子迁移.对于Bi3+掺杂的Na Ta O3样品,这两种作用相互抵消,使得其催化性能与Na Ta O3相比没有变化;而Bi3+和Bi5+的共掺杂和高价态Bi5+的掺杂引入了更多的空位和缺陷,提高了光生电子-空穴的分离效率,从而提高了光催化产氢性能.研究表明,光催化过程中载流子的迁移是影响催化性能的重要因素,而在ABO3钙钛矿结构的A位引入高价态离子是促进光生载流子分离的有效途径.     

水滑石与海泡石复合材料对有机染料的光催化降解性能（英文）

由于ZnCr-LDH纳米粒子具有良好的光催化性能,但极易团聚,在一定程度上制约了它在光催化领域的应用.将水滑石制成核-壳复合材料可以避免粒子团聚,改善其单分散性和稳定性,从而提高光催化活性.本文设计了一种水滑石/海泡石(Sep@LDH)纳米复合材料作为光催化剂,以甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)混合溶液模拟有机染料废水,进行光催化反应.通过XRD,SEM,UV-Vis DRS,PL,TG-DTG和BET/BJH,证明了水滑石成功的生长在海泡石的表面,通过光催化实验详细研究了Sep@LDH纳米复合材料的光催化性能及光降解反应机理.采用共沉淀制备了不同Zn/Cr摩尔比的水滑石纳米材料,对水滑石进行优化,结合表征分析,发现摩尔比为1的ZnCr-LDH其结晶度、层间规整度高,禁带宽度最窄(2.30 eV)和光致发光性能最佳.因而用作后续复合材料的制备.另一方面,我们以酸活化的海泡石(Sep)为载体,采用原位生长法成功制备了一种新型的水滑石/海泡石(Sep@LDH)光催化剂,研究了海泡石的添加量对复合材料性能的影响.结果表明,Sep含量对复合材料形貌、粒径大小、结构以及光学性质影响较大.其中,样品Sep_4@LDH(海泡石添加量为4 g),比表面积最大,因而光催化效率最高.降解动力学结果表明,染料的光降解过程遵循准一级动力学模型.我们通过对活性物种(·OH,h~+,·O_2~-)的考察,研究了光催化降解机理.结果表明,·OH在光降解过程中起着至关重要的作用.Sep_4@LDH复合材料循环使用5次后,MO和MB的光降解率依然分别可以达到86.2%和84.9%,表现出较高的稳定性.     

锌掺杂对SrTiO_3光催化性能的影响

制备了锌掺杂的SrTiO3光催化剂,测试了掺杂样品在400 W高压汞灯照射下,分解纯水制氢的活性。考察了锌的掺杂量及样品的焙烧温度对其光催化活性的影响,并对掺锌与未掺杂样品进行了XRD、UV-vis、XPS及SEM表征分析。结果表明,Zn掺入可显著提高SrTiO3的光催化活性,适宜的锌掺杂摩尔分数为1%左右,相应的掺杂量下,适宜的焙烧温度为950℃左右,上述条件制得掺锌SrTiO3的产氢速率较未掺杂样品提高了120%左右。表征结果显示,掺摩尔分数1%的锌未改变SrTiO3的晶体结构及结晶完整性,但样品表面发生了锌的富集,而且在一定的掺杂范围内,锌掺杂使SrTiO3催化剂的粒度有所增大。推测掺入的Zn与存在于SrTiO3表面的富钛相反应生成Zn2TiO4,使SrTiO3表面的缺陷浓度降低,光催化活性提高。     

碳和钇共掺杂对混相TiO_2光催化性能的影响（英文）

TiO_2因其毒性低、稳定性高、制备成本低廉而获得广泛应用,特别是作为光催化剂在降解环境污染物方面受到了广泛关注;然而,纯TiO_2较大的光生载流子复合率和较宽的带隙限制了其应用.元素掺杂作为一种拓宽光催化剂光吸收能力的方法广泛应用于各种光催化剂的修饰改性,而两种具有光催化性能的TiO_2相共存则能有效抑制光生载流子的复合,因此采取合适的方法有效利用这两种TiO_2改性的方法制备得到更具实际应用潜质的光催化剂具有一定的可行性.本文通过简单的溶胶-凝胶过程向锐钛矿相与金红石相组成的混相TiO_2中共掺杂碳和钇得到了一种活性较高的可见光响应光催化剂.采用粉末X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱和透射电镜等表征手段研究了碳和钇掺杂对TiO_2结构的影响,发现碳掺杂有利于金红石相的形成且材料具有更大的晶粒尺寸,钇掺杂则有利于锐钛矿相的形成且能细化材料的晶粒尺寸,提高材料的比表面积,导致材料更好的光催化活性.材料在30 W荧光灯光照条件下的光催化降解亚甲基蓝(MB)性能的研究显示,C-Y-TiO_2样品具有比单掺杂和未掺杂样品更高的光催化活性,其顺序为C-Y-TiO_2Y-TiO_2C-TiO_2TiO_2≈P25.此外,降解反应动力学研究表明C-Y-TiO_2样品光降解MB的速率是未掺杂样品在相同条件下降解速率的3.5倍.不同钇掺杂含量样品的结构和光催化降解MB的研究结果表明,钇掺杂显著促进了锐钛矿相TiO_2的形成.这说明钇可能仅掺杂进入锐钛矿相,因此合适的钇掺杂量才能有效形成最优化的光催化性能的混相TiO_2.不同热处理温度下获得的样品的光降解MB特性也表明,一定的热处理温度有利于合适的锐钛矿相和金红石相的组成,从而有利于相间的协同效应.紫外-可见光谱和荧光光谱表征分析表明,碳和钇的掺杂都拓展了其吸收光谱到可见光区域,且抑制了光生电子和空穴对的复合,进而提高了材料的光催化活性.碳和钇共掺杂的混相TiO_2具有较高可见光光催化活性的主要原因有两个方面:一是元素掺杂减小了TiO_2的带隙使得材料具有可见光响应;二是金属和非金属元素在锐钛矿相与金红石相TiO_2中不同的掺杂特性形成的协同效应,抑制了光生电子和空穴的复合.     

La和Zn掺杂铌酸铋的光催化降解性能及其机理

用化学共沉淀法制备了镧和锌掺杂的铌酸铋纳米颗粒,表征了制备样品的微观结构和光催化降解性能。结果表明制备的样品对RhB表现出良好的可见光催化降解活性,且光催化效果受各种因素的影响。其中,Bi_(0.96)La_(0.04)NbO_4用量为0.15 g时,对pH=4、50 m L浓度为5 mg·L-1 RhB溶液的光催化效果最佳。光催化机理研究表明催化剂在可见光照射下产生的电子空穴对Rh B的降解起主要作用。该催化剂的制备方法简单、光催化性能稳定,5次循环后的活性仍大于95%。     

La和Zn掺杂铌酸铋的光催化降解性能及其机理

用化学共沉淀法制备了镧和锌掺杂的铌酸铋纳米颗粒,表征了制备样品的微观结构和光催化降解性能。结果表明制备的样品对RhB表现出良好的可见光催化降解活性,且光催化效果受各种因素的影响。其中,Bi_0.96La_0.04NbO₄用量为0.15 g时,对pH=4、50 mL浓度为5 mg·L^-1 RhB溶液的光催化效果最佳。光催化机理研究表明催化剂在可见光照射下产生的电子空穴对RhB的降解起主要作用。该催化剂的制备方法简单、光催化性能稳定,5次循环后的活性仍大于95%。     

CuWO_4促进金红石TiO_2光催化降解苯酚及其可能机理（英文）

已知金红石光催化降解水中有机物的活性远低于锐钛矿和板钛矿。本文报道,加入少量钨酸铜能显著加快金红石光催化降解水中苯酚。反应速率增加的幅度不仅远高于在相同煅烧温度(600°C)下制得的锐钛矿和板钛矿,而且随金红石煅烧温度(150-800°C)的增加持续增加。这些现象说明通过加入助催化剂钨酸铜,高温焙烧温度合成的金红石所具有的高的固有光催化活性可以被开发出来。此外,在过量苯酚存在下,H_2O_2的生成量随钨酸铜的加入量而先增加后减少,并且该趋势与苯酚降解速率基本一致。钨酸铜的这种正效应归结于固态的钨酸铜,而不是溶于水中的铜离子。(光)电化学测试表明,体系发生了从受光激发的金红石到钨酸铜的电子转移。这将提高光生载流子的分离效率,从而增大了O_2还原和苯酚降解的速率。     

中孔TUD负载的氧化铬掺杂氧化钛光催化降解苯酚

中孔的TUD-1负载的氧化铬掺杂TiO2(Cr-TiO2)有望用于紫外光照射下光催化降解苯酚的催化剂.低角X射线衍射和红外结果证实该样品中TUD-1存在无定形和中孔硅酸盐框架. TUD-1的中孔结构进一步得到N2吸附-脱附的证实：为IV型等温线,并具有窄的孔径分布(3.9 nm)和高的比表面积(>490 m2/g).透射电镜结果表明,所制样品保持了纳米颗粒和多孔孔道结构. TUD-1中负载Cr-TiO2后使得带隙能量增加.与未负载的Cr-TiO2相比,所有TUD-1负载的Cr-TiO2光催化剂表现出更高的紫外光下降解苯酚的活性.其中Si/Ti摩尔比为30的Cr-TiO2/TUD-1样品的光催化活性最高(82%).苯酚的光催化降解遵循一级Langmuir吸附等温线.     

La1-xSrxFeO3光催化降解水溶性染料

掺杂;光催化活性;La1-xSrxFeO3光催化降解水溶性染料     

BiO3对染料的光催化降解性能

近年来 ,利用半导体材料光催化降解有害污染物已成为比较热门的研究课题之一 [1,2 ] ,因其能有效地利用太阳能并在反应中产生强氧化能力的空穴和羟基自由基 ,因而备受人们的关注 .目前使用较多的是催化活性高 ,稳定性好的 Ti O2 [3] ,但由于其带隙较宽 ( 3.2 e V) ,只能吸收波长 λ≤ 387nm的紫外光 .因此研制新型光催化剂或改善催化效率仍是重要研究课题 .近年来 ,有报道用 Bi2 O3光催化处理含亚硝酸盐废水的实验研究 [4 ] ,结果比较满意 .本研究对 Bi2 O3的制备、表征及其作光催化剂处理各种染料溶液进行实验 ,结果表明 ,Bi2 O3具有较…     

漂浮型BiFeO_3/膨胀珍珠岩的制备及其可见光催化性能（英文）

利用水热法制备了新颖的、漂浮型的膨胀珍珠岩(EP)负载BiFeO_3(BiFeO_3/EP)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)对制备的复合材料进行了表征与分析。SEM和TEM结果清楚地表明BiFeO_3纳米粒子已被负载到EP表面。与纯BiFeO_3相比,BiFeO_3/EP复合材料明显提高了对可见光的吸收能力,减小了带隙宽度,在可见光下对亚甲基蓝(MB)的降解表现出更强的光催化活性。其中,70%BiFeO_3/EP复合材料对MB染料废水的光催化活性最高,其光催化反应一级速率常数是纯BiFeO_3的2.2倍。由于质轻中空的特点,制备的BiFeO_3/EP颗粒漂浮在液面上,有利于相分离和反应后光催化剂的回收。材料的重复性试验表明,复合材料在MB光降解过程中是相当稳定的。     

Sn4+掺杂对TiO2纳米颗粒膜光催化降解苯酚活性的影响

金属离子掺杂能改善TiO2纳米微粒光催化活性,在光降解大气和水污染物的研究中,已引起人们的重视[1,2].实验证明,掺杂物的浓度、掺杂离子的分布、掺杂能级与TiO2能带匹配程度、掺杂离子d电子的组态、电荷的转移和复合等因素对催化剂的光催化活性有直接影响[3].Kamat等[4]曾利用TiO2颗粒与SnO2颗粒混合制膜,使光催化剂活性得到提高.但Sn4+掺杂TiO2用于光催化剂尚少见报道.本文采用等离子体化学气相沉积法(PECVD)[5]制备了Sn4+离子掺杂的TiO2纳米颗粒膜催化剂(TiO2-Sn),考察了其对苯酚的光催化降解活性,讨论了Sn4+离子的掺杂方式及光催化活性提高的机理.     

Fe2O3掺杂对WO3光催化降解有机染料X3B的影响

发展高效的可见光催化剂是太阳能化学利用的一个挑战. 本文采用简单的混合方法, 制备了WO₃和Fe₂O₃的混合物, 研究了该复合氧化物在H₂O₂存在下光催化降解有机染料X3B的活性. 实验表明, 催化剂的光催化活性与其煅烧温度和Fe₂O₃含量有关. 最佳煅烧温度和Fe₂O₃含量分别等于400 °C 和1.0% (w). 根据自由基捕获电子顺磁共振(EPR)波谱分析, 复合氧化物产生羟基自由基的量远高于Fe₂O₃和WO₃. 我们推测, 这种协同效应来源于WO₃和Fe₂O₃之间的电荷转移, 从而加快半导体光生载流子的分离和X3B的光催化降解.     

利用TiO_2薄膜光催化降解苯酚(英文)

利用化学气相沉积法制备ＴｉＯ_２Ｗ薄膜,在光催化下降解苯酚溶液。研究结果表明,薄膜沉积条件与降解速率有关,且用硅片作底物,薄膜为锐态晶型时其降解苯酚速率最高。利用光电催化比只用光催化降解苯酚速率高约１０％。用紫外光照射３０分钟,苯酚最大可转化７４％。     

复合微量NCQDs对提高Ag_2CO_3半导体降解苯酚的光催化性能研究(英文)

半导体光催化具有无毒、无污染、低能耗等优点,广泛应用于水溶液中染料、药物分子的降解等.其中Ag_2CO_3半导体因其较窄的带隙能和显著的可见光吸收性能而引起广泛关注.但是Ag_2CO_3在光照下极不稳定.目前,主要是通过引入其它半导体等材料与其进行复合来提其催化活性与稳定性.本文以一种具有良好的水溶性以及能够加快电子转移能力的碳量子点(CQDs)和氮掺杂的碳量子点(NCQDs)作为复合材料,利用简单的沉淀法制备出了CQDs/Ag_2CO_3、NCQDs/Ag_2CO_3等复合材料.结果表明,CQDs和NCQDs的存在能够很好的提升光催化性能.而且发现NCQDs除了具有碳量子点的特性外,还能够诱导电荷离域,更加有效的促进电子的转移.利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、N_2物理吸附、元素成像、紫外-可见光漫反射吸收光谱、红外光谱以及光电流和交流阻抗测试等手段对所制备的CQDs/Ag_2CO_3和NCQDs/Ag_2CO_3进行了表征.结果表明,量子点的存在能够有效增大Ag_2CO_3的比表面积.紫外-可见漫反射吸收结果说明,量子点的存在还能够在一定程度上增大样品的可见光吸收性能.而光电流和交流阻抗测试结果证明,量子点的存在能显著降低载流子的迁移阻力,提高光生电子与空穴的分离效率.在量子点相同含量下,NCQDs能够更加有效的转移载流子.以350 W氙灯加可见光滤光片(λ≥420 nm)作为光源进行光催化降解苯酚的性能测试.结果表明,NCQDs/Ag_2CO_3比CQDs/Ag_2CO_3表现出更高的活性,其对苯酚的降解率约为后者的2倍;同时NCQDs/Ag_2CO_3还具有更佳的稳定性能.自由基捕获试验说明,在光催化过程中,主要的活性物种为?OH与?O_2~-.NCQDs能够提高Ag_2CO_3活性与稳定性的原因在于,NCQDs能够提高了催化剂的比表面积,增强光催化剂的光吸收性能.另外NCQDs能够比CQDs更有效的转移电子,提高光生e~-和h~+的分离效率,产生更多的光催化降解活性物种.     

可见光下Fe~（3＋）掺杂对K2La2Ti3O（10）分解水制氢性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂的Fe-K2La2Ti3O10.光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(DRS)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对其进行了表征和分析,考察了不同掺杂量对K2La2Ti3O10的性质及光催化分解水制氢活性的影响.结果表明,Fe-K2La2Ti3O10.在400-650 nm范围内显示强吸收,光谱响应扩展到可见光区(λ>400 nm),掺杂Fe3+后,K2La2Ti3O10.的可见光区的光催化制氢活性显著提高,掺杂量为nPe/nn=0.04时活性最佳,当催化剂用量为0.1 g,反应液为CH3OH(30 mL)+H2O(90 mL)时,产氢量达到1.92 μmol·h-1,为未掺杂时的4倍.