紫外光照射下丙炔光催化水解反应的研究 Ⅰ．纳米二氧化钛光催化剂的性能

 采用5种不同的纳米二氧化钛为光催化剂,考察了它们在丙炔水解反应中的光催化活性,并用X射线衍射和漫反射紫外－可见吸收光谱技术进行了表征．研究了催化剂表面物理化学性质与在丙炔光催化水解反应中的构效关系．实验结果表明,纳米二氧化钛光催化剂能够引发丙炔的光催化水解反应,生成乙烷和乙烯等产物;锐钛矿相纳米二氧化钛具有较高的光催化活性,在晶型相同的情况下,影响光催化活性的主要因素是催化剂的粒径和比表面积．     

微囊藻毒素在单波长紫外光照射下的光降解动态研究

研究了两种微囊藻毒素在两种紫外光照射下的光降解行为,研究结果表明:UV-C是降解微囊藻毒素较好的光源;光照强度是影响毒素降解重要的因素,其次是温度和酸度;在UV-C的照射下,水体腐殖质对光降解具有抑制作用;微囊藻毒素的光解反应符合准一级动力学模型.同时本工作还按实际环境水体中毒素的含量水平进行了模拟研究,发现紫外光UV-C对环境水体中低含量的微囊藻毒素具有很强的去除能力.为今后发展无毒、高效、经济实用的饮用水处理技术做了有益的探索.     

紫外光照射二氧化钛纳米管沉积纳米金颗粒应用于染料敏化太阳能电池

通过紫外光照射成功把金粒子沉积到二氧化钛纳米管的管壁中。通过扫描电镜、能谱和X射线衍射进行表征。沉积所得的金粒子为高度分散的纳米级粒子,并且金颗粒的粒径和密度可通过沉积时间控制。应用于染料敏化太阳电池中,由于金颗粒存在表面等离子增强效应,可提高电池的光电转换效率。然而随着沉积时间增长,沉积的金颗粒粒径会增大,所得电池的效率将会下降。     

紫外光下纳米TiO2 薄膜亲水性机理的电化学研究

The nanometer films of TiO2 were prepared by sol-gel method on ITO（Indium-tin oxide,SnO2:In） substrate. The TiO2 film was the anatase phase with a particle size of 100 nm from the measurements of X-ray diffraction and AFM（Atomic-Force-Microscope）. Electrochemical characteristics of ITO/ TiO2 electrode under UV（ultraviolet）irradiation were investigated using the method of cyclic voltammetry. A new oxidative peak was observed at 0.035 V when the TiO2 electrode was irradiated by 253.7 nm UV light for a certain time. The peak current increased with the irradiation time. It was assumed that the new oxidative peak resulted from Ti3+,which was formed during the UV illumination. The changes of hydrophilicity of the TiO2 thin film on ITO under UV light were also observed. It was assumed that the changes of hydrophilicity of the films may be related with the formation of Ti3+ on the surface when the film was irradiated by UV light.     

SiO2负载的TiO2光催化剂可见光催化降解染料污染物

 采用酸催化溶胶-凝胶法制备了SiO2负载的TiO2光催化剂,考察了制备条件对负载型TiO2光催化剂的晶相、结构、比表面积和可见光催化活性的影响. 结果表明,采用SiO2为载体时,TiO2以纳米颗粒的形态分散在载体表面,负载型TiO2/SiO2催化剂的比表面积大、等电点低而且热稳定性能良好. 偶氮染料酸性橙7的可见光催化降解实验结果表明,染料污染物在催化剂表面的吸附是影响催化剂可见光催化活性的重要因素. 与试剂TiO2样品相比,负载型TiO2/SiO2光催化剂具有更好的光催化活性和沉降性能.     

超疏水二氧化钛薄膜的制备及其经紫外光照射引发的超亲水性研究

通过水热反应,在玻璃基底上沉积生成TiO₂薄膜,TiO₂薄膜呈花朵状,具有微纳米级的复合结构,在其表面有大量的乳状突起,经辛基三甲氧基硅烷表面修饰后表现出良好的超疏水性,静态接触角为164°,滚动角为4°。经紫外光照射4~6 h后,其表面变为超亲水性,接触角接近0°。用红外光谱,X射线光电子能谱(XPS)对其表面物质及元素进行表征,最后用Cassie理论对膜的润湿性进行了分析。     

纳米Fe2O3/膨润土复合催化剂的制备及光催化活性

Using the surfactant（PVA）in the preparation process,the nano-iron oxide / Bentonites were prepared through a reaction between a solution of iron salt and a dispersion of Bentonite clay. The X-ray diffraction（XRD）results reveal that the catalysts mainly consist of α-Fe2O3 . The photo-catalytic activity of iron oxide / Bentonites was examined in the photo-assisted degradation of an organic azo-dye Orange Ⅱ. It is found that the photo-catalytic activity of the catalysts is much higher than that of α-Fe2O3 . The experimental results（using the different catalysts in which the quantities of Fe2O3 are equal）demonstrate that the photo-catalytic activity of catalysts is as follows:Fe-A > Fe-B > Fe-C > Fe-D. In addition,the research shows that Orange Ⅱ degradation ratio of heterogeneous photo-Fenton process is higher than that of homogeneous one.     

纳米二氧化钛的水热法制备及在染料敏化太阳能电池中的应用

分别在盐酸和冰醋酸溶液中水解钛酸四正丁酯,得到前驱体,通过水热法制备锐钛矿型二氧化钛纳米晶体.以纳米二氧化钛为电子传输体组装染料敏化电池,通过XRDI、CP、DRS、TEM、SEM和电池的光电性能测试,研究制备的二氧化钛对电池光电性能的影响.结果表明,水热反应温度对染料敏化太阳能电池光电性能有较大影响,在有机酸介质中制备的二氧化钛具有较高的光电转换效率.     

紫外光照射下ZnO超微粒子表面上的光反应

由于半导体超微粒子具有独特的尺寸量子化效应和表面效应^[1~6],它在利用太阳能光催化降解有机污染物,有机光合成及光电转化等领域中有着极其广泛的应用.目前,大量的工作集中在超微颗粒表面上有机物的光反应过程的研究^[7].     

单晶二氧化钛纳米线的制备及其在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法制备单晶二氧化钛纳米线(SCTNW),在高压高温和强碱作用下,二氧化钛颗粒的(010)晶面被NaOH溶液侵蚀,生成钛酸钠(Na2Ti4O9);经过酸洗后,生成钛酸水合物(H2Ti4O9·H2O),钛酸水合物之间通过氢键连接成线状;烧结失水后,最终形成SCTNW.通过透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量散射谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段进行表征和测试,分析了SCTNW的形成过程,探讨了水热时间对SCTNW形成的影响;将获得的SCTNW共混在二氧化钛纳米颗粒的胶体中,采用刮涂法在柔性钛箔上制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)光阳极,通过扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗谱(EIS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计和电池光电性能等表征和测试,探讨了SCTNW的共混量对柔性DSSC光电性能的影响.实验结果表明:当共混7.5%(w)的SCTNW时,所制备的柔性DSSC在100mW·cm-2模拟太阳光照下,光电转换效率达到6.48%.     

可见光照射下丙炔光催化水解反应的研究 Ⅱ．钒离子对二氧化钛催化性能的影响

 研究了几种不同粒径的TiO2在CH3CCH和H2O的光催化反应中的催化活性．结果表明,利用离子注入法可以拓展纳米TiO2催化剂的光吸收区域,使其吸收带向可见光方向偏移,且偏移程度随着TiO2粒径的增大而增大;特别是注入V离子使TiO2催化剂在可见光区域具有光催化活性．V离子注入后,TiO2催化剂在紫外区域的光催化活性没有下降,但在可见光区域的光催化活性有所提高．在五种光催化剂中,具有中等粒径大小的P－25注入V离子后表现出最高的光催化活性．在太阳光直接照射下,这些光催化剂也具有较高的催化活性．     

阳离子表面活性剂在膨润土上的有序化作用及吸附热力学

绘制了不同温度下溴化十四烷基吡啶(MPB)在膨润土上的等温吸附曲线, 探讨了MPB的吸附热力学及作用机理; 并用XRD, FTIR和UV固体漫反射表征了MPB在固相上的有序化作用. 研究结果表明, MPB的吸附热力学、作用机制及有序化过程取决于其在膨润土上的负载量. 不同负载量下标准吉布斯自由能ΔGm0<0, 表明为自发吸附过程, 但存在3个不同阶段. 在低负载量(<0.8CEC)时为吸热吸附[焓变ΔHm0=7.92 kJ/mol, 熵变ΔSm0≈110 J/(K·mol)], 以阳离子交换作用吸附为主; 在高负载量阶段为放热吸附[ΔHm0=-34.41 kJ/mol, ΔSm0≈-50 J/(K·mol)], 以脂肪链间的疏水性相互作用为主; 最大吸附量随温度的升高(278 K→328 K), 从2.8CEC降低为1.5CEC, 相应的ΔHm0=-9.74 kJ/mol. 在负载量由低到高的吸附过程中, 吸附态MPB的状态从无序“液态”逐渐演变为有序“固相”, 吸附过程从熵驱动(ΔSm0>0)过渡为焓驱动(ΔHm0<0).     

甲基对硫磷在聚噻吩/纳米二氧化钛修饰玻碳电极上的电化学行为及其测定

用循环伏安法(CV)、线性扫描溶出伏安法(LSSV)研究了甲基对硫磷(MPT)在聚噻吩/纳米二氧化钛修饰玻碳电极(PTh-NTiO2/GCE)上的电化学行为.实验表明,该修饰电极能显著提高MPT的氧化还原峰电流,在B-R缓冲溶液(pH 5.72)中,于-0.662V( vs.SCE)处产生灵敏的不可逆还原峰,其峰电流与...     

水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO2催化剂

 以丙酮为溶剂,采用水热法在240 ℃合成了表面吸附有机物的纳米TiO2粉体光催化剂,并采用XRD,TEM,UV-Vis和DRS等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,合成的纳米TiO2催化剂在可见光激发下具有良好的光催化降解甲基橙的性能和较好的热稳定性. 经180,250和365 ℃热处理后,催化剂的晶型和尺寸没有变化,但催化剂表面吸附的有机物发生了明显变化. 催化剂表面吸附的有机物、可见光波段的光响应性能和可见光下催化降解甲基橙的效率之间存在良好的关联性,催化剂表面吸附适量的有机物可提高纳米TiO2催化剂在可见光波段的光响应性能,从而提高其在可见光照射下催化降解甲基橙的性能.     

乙醇在碳修饰的二氧化钛纳米管负载的钯电催化剂上的催化氧化

 通过有机物分解碳化处理TiO2 纳米管制得了TiO2C, 并以其为载体制备了Pd/TiO2C电催化剂,考察了该催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的活性. 结果表明,碳化导电处理的TiO2C纳米管载体能有效改善催化剂中贵金属的分散度和电极结构,从而提高催化剂的电催化活性. 对催化剂活性组分的优化实验表明, Pd/TiO2C质量比为1/1时催化剂的活性最高. 在1 mol/L KOH溶液中Pd载量均为0.3 mg/cm2的条件下, Pd/TiO2C催化剂对乙醇氧化的催化活性是Pd/C催化剂的3.8倍.     

Eu（Ⅲ）在Na基高庙子膨润土上的吸附作用：实验和构模研究

采用连续电位滴定法研究了不同离子强度下Na基高庙子膨润土（Na-BNT）的表面酸、碱性质;用批式法研究了温度为22±2℃时,离子强度从0．001到0．5mol／L、Eu（Ⅲ）浓度从10曲到10^-4mol／L、pH从3到10．5的广泛实验条件下,Eu（Ⅲ）在Na．BNT上的吸附作用;通过考虑发生在层间位点（1ayersites）和边位点（edgesites）上的表面反应,对比了双层静电模型与非静电模型对宏观实验数据的描述,结果表明,双层静电模型可以描述Na基高庙子膨润土的表面酸碱性质,但对除I=0．1mol／L以外其他离子强度下Eu（Ⅲ）的吸附难以作出合理描述;非静电模型可以定量描述广泛实验条件下Eu（Ⅲ）在Na基高庙子膨润土上的吸附作用,但对pH〉8时Na基高庙子膨润土的表面酸碱性质的描述不够理想;研究结果为解释和预N＋3价镧系和锕系元素在高庙子膨润土上的吸附作用提供了模型参考．     

杂多蓝在可见光照射下对TiO2的光敏作用研究

利用磷钨酸、硅钨酸经光还原后制得的杂多蓝对Pt/TiO₂进行了光敏化. 所制备的催化剂在可见光区对光催化还原水产氢反应具有较高活性. 当以丙三醇为电子给体时, 该催化剂在可见光区(650～700 nm)制氢反应的表观量子效率最高可达3.4%.     

论文Eu(Ⅲ)在Na基高庙子膨润土上的吸附作用:实验和构模研究

采用连续电位滴定法研究了不同离子强度下Na基高庙子膨润土(Na-BNT)的表面酸、碱性质;用批式法研究了温度为22±2℃时,离子强度从0.001到0.5mol/L、Eu(Ⅲ)浓度从10-9到10-4mol/L、pH从3到10.5的广泛实验条件下,Eu(Ⅲ)在Na-BNT上的吸附作用;通过考虑发生在层间位点(layersites)和边位点(edgesites)上的表面反应,对比了双层静电模型与非静电模型对宏观实验数据的描述,结果表明,双层静电模型可以描述Na基高庙子膨润土的表面酸碱性质,但对除I=0.1mol/L以外其他离子强度下Eu(Ⅲ)的吸附难以作出合理描述;非静电模型可以定量描述广泛实验条件下Eu(Ⅲ)在Na基高庙子膨润土上的吸附作用,但对pH>8时Na基高庙子膨润土的表面酸碱性质的描述不够理想;研究结果为解释和预测+3价镧系和锕系元素在高庙子膨润土上的吸附作用提供了模型参考.     

木质素模型化合物在二氧化钛纳米管上光电氧化的动力学研究(英文)

本文用电化学方法制备了二氧化钛纳米管,并用扫描电子显微镜和X衍射对其形貌及组成进行了表征.进一步研究了木质素的两个模型化合物1-(3,4-dimethoxyphenoxy)-2-(2-methoxyphenoxy)-1,3-propanediol(DMP)和3-hydroxy-1-(3,4-dimethoxyphenoxy)-2-(2-methoxyphenoxy)-1,3-propanone(HDM)在二氧化钛纳米管上的光电氧化.在DMP的光电氧化过程中,一个新的紫外吸收峰出现在波长304 nm处.虽然中间体的形成速率随着浓度的增加而增加,却随着温度的增加而减少.尽管HDM和DMP在结构上有很小的差别,在氧化过程中DMP却呈现出很小的吸光度变化,表明HDM不易被光电氧化.量子化学计算结果也表明,DMP更容易被氧化,这个结果与光电氧化的结果相吻合.     

MoS_2/TiO_2复合催化剂的制备及其在紫外光下的光催化制氢活性

为了研究复合光催化剂在光催化中的制氢效率,采用水热法制备了Mo S2纳米片,然后通过水热法在Mo S2纳米片上负载了TiO_2纳米颗粒,形成了Mo S2/TiO_2异质结复合催化剂。采用冷场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、拉曼光谱(Raman),X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构和光学性能表征并进行分析。通过光催化制氢测试对光催化剂进行评价,实验结果表明,在波长为365 nm的紫外光照射下,最高光催化制氢速率为1004μmol·h-1·g-1,对应的催化剂的Mo S2含量为30%,其催化速率远大于单一的Mo S2和TiO_2,表明Mo S2/TiO_2复合催化剂在紫外光照下能显著提高光催化产氢性能。基于Mo S2/TiO_2复合光催化剂优越的光催化产氢性能,本文对复合光催化剂的产氢机理做了研究和分析。