蔗糖辅助水热合成BiVO4及其光催化性能研究

以硝酸铋、偏钒酸铵为主要原料,蔗糖为辅助剂,采用水热法合成单斜相BiVO4.主要研究了蔗糖及其用量对合成产物性能的影响.借助XRD、SEM、紫外-可见分光光度计对合成产物的物相组成、微观形貌及光催化性能进行表征.结果表明:在水热合成过程中,蔗糖的添加对BiVO4的合成有抑制作用.在后期热处理中,蔗糖的加入可以提高产物的结晶质量.光催化降解亚甲蓝结果表明,当蔗糖添加量为60mol;时,合成产物的光催化性能达到最佳,在高压汞灯照射180 min时,亚甲蓝的降解率达95.5;,比同条件下纯BiVO4对亚甲蓝的降解率提高近40;.     

ZnO/g-C3N4复合光催化剂制备及其光催化性能研究

以硝酸锌、三聚氰胺为原料,采用热解法合成ZnO掺杂g-C3N4复合光催化剂.利用XRD、SEM、UV-Vis等对合成产物的组成、形貌及光吸收性能进行了表征.研究了热解温度及ZnO的掺杂量对合成产物性能的影响,并以亚甲蓝溶液为模拟污染物,对合成ZnO/g-C3N4进行光催化性能评价.结果表明:ZnO掺杂有利于提高ZnO/g-C3N4复合材料的光催化性能,当热解温度为650℃、保温时间为60 min、ZnO的掺杂量为2.5wt;时,合成的ZnO/g-C3N4光催化性能最佳,在高压汞灯照射240 min时,对亚甲蓝溶液的降解率为84.1;,比同条件下单一g-C3N4光催化性能提高26.2;.     

一步法合成ZnO/BiVO4复合光催化剂及其光催化性能研究

以硝酸锌、硝酸铋、偏钒酸铵等为主要原料,采用水热法一步合成ZnO/BiVO4复合光催化剂,研究了ZnO复合量对合成产物性能的影响,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计等分析测试手段对样品的组成、形貌和光吸收特性进行表征.以亚甲蓝的脱色降解为模式反应,考察了样品的光催化性能.结果表明:ZnO的复合对产物的组成和形貌影响显著,与纯BiVO4相比,ZnO/BiVO4复合光催化剂的光催化性能有所提高.当ZnO的复合量为5;(质量百分比,下同)时,产物的光催化性能最佳,在高压汞灯照射240 min条件下,对亚甲蓝的降解率达87.4;,而同条件下纯BiVO4对亚甲蓝的降解率为82.2;.     

水热法合成ZnO/BiVO4复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法制备ZnO/BiVO4复合光催化剂,研究了ZnO复合方式(直接和原位)对合成ZnO/BiVO4光催化剂性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET、紫外-可见分光光度计等检测手段对产物的晶体结构、微观形貌、比表面积和光吸收特性进行了表征.结果表明:ZnO的复合对产物的组成及形貌均有影响,复合产物中有V2 O5、Bi2 O3生成,但仍以单斜BiVO4为主.与纯BiVO4相比,复合后的BiVO4结晶度变差、粒度变小,但光催化性能提高.采用直接复合法制备的ZnO/BiVO4光催化性能提高更明显,在高压汞灯照射240 min时,亚甲蓝的降解率达90.4;,相同条件下纯BiVO4对亚甲蓝的降解率仅为82.2;.     

整体利用钛精矿制备多相复合型光催化粉体

以攀枝花钛精矿为原料,加入一定配比的氧化锌,采用固相反应煅烧法制备具有光催化作用的多相复合粉体.利用X射线荧光光谱、X射线粉末衍射、BET氮气吸附法、紫外-可见漫反射吸收光谱、紫外-可见分光光度法对原料及合成粉体进行性能表征.主要研究了煅烧温度对合成粉体的物相组成、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响.实验结果表明:随着煅烧温度的升高,粉体的物相组成发生变化,比表面积减小,光催化活性降低.加入20;ZnO、在600℃热处理1 h制备的粉体具有最高的光催化活性,对甲基橙溶液的光催化降解效率达到90;.     

氧化锌空心球的制备及其光催化性能研究

以葡萄糖、尿素和醋酸锌为原料在低温下合成了炭微球,高温煅烧后制备了氧化锌空心微球.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对制得的样品进行了表征.以甲基橙溶液为研究对象考察了氧化锌空心微球的光催化性能.实验结果表明,当葡萄糖和醋酸锌质量比为3∶1时,制备的ZnO微球具有较好的光催化性能.     

固相法合成NaA型粉煤灰沸石对染料废水的吸附性能研究

以粉煤灰为原料,采用固相法合成NaA型粉煤灰沸石.通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、溶液浓度以及吸附温度对粉煤灰沸石吸附脱除亚甲蓝性能的影响.通过SME、XRD对产品进行表征,探讨了亚甲蓝在粉煤灰沸石上的吸附行为.结果表明:经XRD分析,合成产物主要为NaA型沸石.SEM分析表明,产物分别具有纺锤体及NaA型沸石立方体骨架结构;在吸附温度25 ℃,pH值>5,粉煤灰沸石投加量8 g·L-1,吸附30 min时,NaA型沸石对初始浓度为50~100 mg·L-1的亚甲蓝去除率均可达90;以上,较粉煤灰提高了45;;与商品沸石的吸附性能相当.合成的粉煤灰沸石吸附亚甲蓝过程符合Langmuir模型,其为单分子层吸附.     

多孔碳负载纳米TiO2光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在多孔碳表面负载纳米TiO2光催化剂.探讨了不同浸泡时间、热处理温度和热处理时间对样品光催化性能的影响.采用XRD、SEM和紫外-可见光分光光度测试手段对所制备的材料进行表征,并分析各因素对光催化性能的影响.SEM的分析结果表明TiO2是以颗粒或者层的形式覆盖到多孔碳的孔道结构上的,且负载情况良好;光催化正交优化实验得到了各因素对多孔碳负载TiO2光催化性能影响的主次顺序:浸泡时间＞热处理温度＞热处理时间;优化后的实验工艺方案为:浸泡时间60 min、热处理温度700℃、热处理时间60 min.     

硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶与负压负载法结合,以硝酸锌为前驱物,无水乙醇为溶剂,聚乙二醇为分散剂,硅藻土为载体,制备硅藻土/纳米氧化锌,并与Hummers法制得的氧化石墨烯进行复合,得到硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料,通过SEM、XRD、BET、IR对样品进行了表征分析,研究了硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的结构、形貌、孔径分布情况,氧化石墨烯的引入对光催化性能的影响.结果表明:硅藻土对纳米氧化锌的负载,采用负压负载方法优于普通负载方法,氧化石墨烯的质量分数为5;时,硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的2 h的光降解率达到最大值88.7;,比同时间的纯纳米氧化锌高出63;,比硅藻土高出83.3;.     

可控形貌纳米氧化锌的制备及光学性能研究

以氯化锌为原料,以不同有机胺(乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺)作为碱源,在160℃下合成出了不同形貌的纳米氧化锌.采用XRD、SEN、IR等对产物的结构和形貌进行了表征,研究了不同有机胺对纳米氧化锌形貌及发光性能的影响.结果表明:所制备的试样均为结晶良好的六方纤锌矿结构.乙胺和乙二胺在浓度为0.3 mol/L时,制备的氧化锌为棒状;二乙胺和三乙胺的浓度为0.3 mol/L时,制备的氧化锌为颗粒状.纳米氧化锌在424 nm和474 nm波长处呈现出蓝光发光峰,在525 nm波长处呈现出绿光发光峰.且在纳米尺度附近棒状氧化锌的发光强度要强于颗粒状的,当氧化锌的长度增加到微米范围时,发光强度反而降低.     

Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝染料的光催化降解行为研究

采用浸渍法制备Sm2O3掺杂TiO2的负载型光催化剂Sm2O3/TiO2,考察其在紫外可见光区对亚甲基蓝的光降解行为.利用XRD、N2吸附、SEM、TEM、XPS和ICP-OES等手段表征Sm2O3/TiO2样品,考察Sm2 O3掺杂量和亚甲基蓝浓度对亚甲基蓝紫外光降解活性的影响和催化剂Sm2O3/TiO2的催化稳定性.结果表明,Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝的紫外光降解活性高于TiO2,这归因子掺杂Sm2O3引起TiO2的晶体缺陷.这种晶体缺陷作为光生电子和空穴的陷阱实现光生电子-空穴对的有效分离,从而提高Sm2O3/TiO2的光催化活性.Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝的光降解活性随着Sm2O3掺杂量的增加先增大后减小,随着亚甲基蓝浓度的增大而减小.Sm2 O3掺杂量5.0wt;的Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝紫外光降解的7次循环实验未出现明显失活.     

金属镍掺杂g-C3N4的制备及其光降解性能

采用浸渍法制备不同掺杂量的负载型光催化剂Ni/g-C3N4,并考察其在可见光照下对亚甲基蓝的光降解性能.利用XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS、N2-sorption和ICP-OES等手段表征Ni/g-C3N4样品.研究表明,Ni/g-C3N4催化剂的光催化活性随着金属镍粒子掺杂量的增加而增大,随着亚甲基蓝浓度的增大而减小,其中金属镍掺杂量4.0wt;的样品4-Ni/g-C3N4表现出优异的光催化活性和光降解稳定性.这是由于4-Ni/g-C3N4样品的光降解过程中产生了超氧自由基、羟基自由基和空穴等活性物质,其中超氧自由基起主导作用.金属Ni0离子在光生电子作用下生成Ni2+,O2分子得到电子生成O2·-自由基.这些活性物质的产生有助于光生电子-空穴对的分离和抑制其复合速率,从而实现可见光下高效催化降解亚甲基蓝.     

Fabrication and photocatalytic property of ZnO/SrTiO3 core/shell nanorod arrays

ZnO/SrTiO₃ core/shell nanorod arrays were fabricated by a facile two‐step method. ZnO nanorod arrays were first hydrothermally grown on Si substrate. Then, using liquid phase deposition method, SrTiO₃ were deposited onto the ZnO nanorods to form core/shell nanorod structures. The morphologies and structures of the products were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and X‐ray diffraction. The photocatalytic behavior of the nanorod arrays was also examined through the photodegradation of methylene blue solution under UV irradiation. It was found that the core/shell nanorod arrays with deposition time of 10 min showed higher photocatalytic activity than bare ZnO nanorod arrays. This enhancement was attributed to the efficient charge separation at the ZnO/SrTiO₃ interface.     

Synthesis of tunable 3D ZnO architectures assemblied with nanoplates

A simple hydrothermal method has been used to synthesize 3D ZnO architectures without any surfactants. The assemblies were composed of thin nanoplates with the thickness of about 35nm. X‐ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and photoluminescence (PL) characterized the structure, morphology and optical property of products. The thickness of plates and assembly pattern can be controlled by adjusting the experimental parameters. Furthermore, these ZnO nanoplate assemblies exhibited enhanced photocatalytic activity in the degradation of methylene blue (MB). (© 2009 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

表面活性剂辅助法制备纳米Z nO及光催化性能研究

以Zn(NO3)2·6H2 O、氨水和不同的表面活性剂为原料,采用沉淀法制备了具有不同微观形貌和尺寸的纳米ZnO,研究表面活性剂对纳米ZnO光催化降解甲基橙性能的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对所制备纳米ZnO的物相、形貌及光吸收性能进行表征,并对其进行光催化性能测试.结果表明,以CTAB为表面活性剂所制备的纳米ZnO,粒径均匀、分散性良好、无明显团聚现象,并且对甲基橙的光催化降解性能最好,在2 h内降解率可达90.6;.     

直流磁控反应溅射法制备工艺参数对TiO2薄膜光催化性能的影响

采用直流磁控反应溅射法在未加热衬底上沉积TiO2薄膜,以紫外灯为光源进行了薄膜光催化降解亚甲基蓝溶液的实验,研究了沉积工艺参数和后处理退火温度对薄膜光催化性能的影响.结果表明:经过500℃退火、厚度较大的薄膜样品光催化效率较高;膜厚基本相同的样品,沉积时电源功率较小、Ar/O2流量比例较小的薄膜光催化效率较高.     

Ag-AgCl/Al2O3复合光催化材料的制备与光催化性能研究

以介孔γ-Al2O3为载体,采用化学沉积-光还原法制备了具有表面金属等离子体效应的Ag-AgCl/Al2O3复合光催化材料.用SEM、TEM、XRD及UV-Vis能谱等对复合材料进行了结构和性能表征,并以10 mg/L的亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物,对复合材料的光催化性能进行了评价.实验结果表明,复合光催化材料在可见光下光照60 min后对亚甲基蓝的降解率达95;以上,总有机碳TOC去除率约为65;,实验制备的Ag-AgCl/Al2O3具有很高的可见光催化活性,循环使用5次后依然具有90;以上的MB降解率.     

Graphene oxide used as a surfactant to induce the flower‐like ZnO microstructures: growth mechanism and enhanced photocatalytic properties

In this paper, graphene oxide (GO) was used as a temple to induce the formation of flower‐like ZnO microparticals compared with surfactants, such as cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and dodecyl dimethyl betaine (BS‐12). The zinc hydroxide carbonate ((Zn₄(CO₃)(OH)₆,ZHC)) was produced by a hydrothermal reaction. The flower‐like ZnO microparticals were gained by calcining ZHC. In the GO medium, the microparticals were assembled by numerous porous nanosheets from one point (initial nucleus) to flower‐like microparticals finally. The nanosheets of graphene oxide and functional groups were likely to contribute to the formation of the precursor, and some nanosheets were retained in the complex. The growth mechanism of ZHC was also proposed in this paper. The photocatalytic activity of the flower‐like ZnO microparticals was evaluated by photo degradation reaction of rhodamine B (RhB). The peony‐like porous ZnO/rGO compounds showed high photocatalytic activity and better than ZnO microparticals formed in the CTAB and BS‐12. These results indicated that GO could be widely used as a surfactant to induce composite materials with special morphology and photoelectric properties, etc.     

稀土Sm掺杂对纳米TiO2结构和可见光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和稀土Sm掺杂TiO2纳米粉体( Sm-TiO2),通过XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis-DRS、PL和Nano-sizer纳米粒度仪等对样品进行表征,以亚甲基蓝( MB)的光催化降解为探针反应,探讨稀土Sm掺杂对纳米TiO2的结构和可见光催化性能的影响。结果表明,Sm掺入TiO2后在表面存在Sm3+和Sm2+两种价态, Sm掺杂抑制了TiO2从锐钛矿向金红石的相转变,阻碍纳米晶粒生长,增加了纳米粉体表面羟基含量;适量的Sm掺杂能使TiO2吸收光谱的阈值波长红移,有效降低光生e-/h+的复合率,提高TiO2光催化活性。热处理温度500℃时,掺杂1.0wt;Sm的纳米TiO2样品在普通日光灯下对MB在6 h内的光催化降解效率达97;,明显高于同等条件下Degussa公司产品P25的降解率56;。