硅藻土/TiO2/氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究

本文以硅藻土为载体,硫酸氧钛为前驱体,在硅藻土表面原位水解形成二氧化钛纳米颗粒,后经氧化石墨烯修饰改性,得到硅藻土/TiO2/氧化石墨烯三元复合光催化材料.通过SEM、XRD、XPS、IR对样品的晶体结构、形貌及元素形态等进行了表征,研究了复合催化剂对罗丹明B溶液的光催化降解性能.结果表明,硅藻土/TiO2/氧化石墨烯三元复合材料在2 h的光降解率高达99;,比同时间的硅藻土/TiO2二元复合材料高出10;,比硅藻土高出73;,硅藻土作为载体有效的避免了二氧化钛颗粒的团聚,同时氧化石墨烯的高导电性能有效分离光生载流子,从而提高TiO2的光催化活性和反应效率.     

Fe掺杂纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法,无需研磨,制备出不同掺杂浓度的纳米Zn1-xFexO(0.00≤x≤O.03)样品.利用TG-DTA对前驱物样品的成分进行了分析,利用XRD,SEM和UV-Vis等方法对煅烧后样品的结构、形貌及光学性质进行了表征.结果显示:80℃烘干后,未掺杂样品前驱物为Zn3(C6H5O7)2,700℃煅烧后,Zn1-xFexO样品均属六方纤锌矿结构,Fe的掺杂没有引入新的杂相,晶粒均呈现为纳米球形颗粒.其具有很宽的光吸收频段和优异的紫外吸收特性,且随Fe浓度的增大光吸收边发生红移.当x=0.007时纳米Zn1-xFexO的光催化性能最好,对甲基橙溶液的降解效率高达99.71;.     

高岭土/纳米TiO2复合光催化材料制备及性能研究

以高岭土为载体、钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备出高岭土/纳米TiO2复合光催化材料.采用XRD、SEM、EDS等方法对其物相组成和显微结构进行了表征,以亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物对其光催化性能进行了研究.结果表明:高岭石的粒径明显减小,且晶片表面负载了大量10～30nm的锐钛矿相TiO2晶粒.复合光催化材料对MB分子的去除率随光催化反应时间的延长逐步提高,且受TiO2负载量、投入量、MB溶液浓度的影响;当TiO2负载量为5 mmol/g、投入量为2 g/L、MB溶液为10 mg/L时,暗反应吸附1h、光催化90 min后对MB的去除率可达89.26;,显示出较好的光催化性能和去除效果.随着循环利用次数的增加,复合粉体的光催化性能逐步提高,并具有较高的回收率.     

溶胶凝胶法制备氧化石墨烯/氧化铝复合材料

将不同配比的异丙醇铝(AlIP)和氧化石墨烯(GO)水分散液,通过溶胶凝胶法制备了氧化石墨烯/氧化铝复合材料.通过SEM和TEM分析,氧化石墨烯被纳米颗粒包裹.XRD分析显示纳米颗粒的成分是Al2O3,通过原子力显微镜(AFM)分析,纳米颗粒的平均粒径为50 nm.复合材料的生长机理是:首先GO和AlIP分子结合,AlIP水解后在GO表面生成AlOOH的小颗粒,随着反应的继续进行颗粒逐渐长大,通过高温处理,AlOOH转变为Al2O3.     

V-TiO2/凹凸棒石复合光催化材料的制备与研究

以凹凸棒石为载体,钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了V-TiO2/凹凸棒石复合光催化材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对材料的晶体结构、微观形貌及光学性能进行了表征.研究表明:凹凸棒石显著提高了材料的吸附能力,有效抑制了催化剂纳米粒子的团聚;以10 mg/L的罗丹明B溶液为目标降解物,研究了不同热处理温度下制备的V-TiO2/凹凸棒石(V掺量0.5;)在模拟太阳光下的降解效果,结果表明:400℃下煅烧2h的样品性能最优;与其它对照材料相比,V-TiO2/凹凸棒石(V掺量0.5;)复合光催化材料性能更优.     

CuO/氧化石墨烯复合材料合成、表征及光催化研究

以醋酸铜Cu(Ac)2和氧化石墨烯(GO)为原料,去离子水作溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,通过水热反应制备了CuO/GO纳米复合材料.傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)以及光电子能谱仪(XPS)和透射电镜(TEM)对合成的复合材料结构表征以及形貌分析,结果发现CuO纳米粒子均匀地分散在GO上.并将制备的复合材料对罗丹明B溶液进行光催化降解研究,结果发现在光反应80 min后,罗丹明B的浓度降低率达到85;,因此CuO/GO复合材料对罗丹明B表现出了良好的光催化性能.     

TiO2/石墨烯纳米复合材料制备及其光催化性能研究

以TiCl3和氧化石墨(GO)为原料,采用简便的原位液相法制备了TiO2/石墨烯(RGO)纳米复合材料.利用XRD、SEM、XPS和UV-Vis光谱表征了其微观结构及性能,实验考察了复合材料光催化还原CO2性能,探究了其光催化反应机理.研究表明,TiO2/石墨烯纳米复合材料具有显著的光催化还原活性,光催化反应产物选择性高,反应6.0h甲醇的累积产量为3.43 mmol/L,石墨烯的协同效应提高了TiO2半导体的光催化活性和反应效率.     

钒掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化活性研究

以钛酸四丁酯为钛前驱体,偏钒酸铵为掺杂离子给体.采用溶胶-凝胶法制备了V掺杂纳米二氧化钛粉体;并使用TGA-DSC、XRD、BET、SEM对其晶化温度与结构进行了表征.结果表明:V掺入促进锐钛矿相向金红石相转变、抑制晶粒长大、增大比表面积,纳米粉体颗粒呈分布较均匀的类球形晶粒.以亚甲基蓝为模型反应,考察了V掺杂量、煅烧温度对催化剂光催化性能的影响,结果表明:V掺杂的TiO2 粉体降解亚甲基蓝符合一级反应动力学规律;晶格中V4+能够作为电荷转移物种,有效的抑制光生电子与空穴的复合,增加了表面空穴浓度,提高TiO2 纳米粉体的光催化活性,当掺杂量为1.5 mol;,煅烧温度为450 ℃时,TiO2 具有最佳的光催化性能.     

F掺杂纳米TiO2/硅藻土复合材料光催化性能研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了F掺杂纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对材料的晶体结构、微观形貌及光学性能进行了表征.结果表明与纯TiO2相比,硅藻土显著提高了材料的吸附能力,有效抑制了催化剂纳米粒子的团聚;F掺杂量为1;时,制备的F-TiO2/硅藻土样品在可见光下对罗丹明B降解效果最好.     

TiO2-ZnTiO3纳米复合薄膜的制备及光催化性能

将ZnO粉末加入TiO2溶胶中制备出TiO2/ZnTiO3复合薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱对其形貌、晶体结构、化学组成和光谱响应特征进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同ZnO掺入比例对复合薄膜光催化性能的影响.结果表明,所得材料的光催化性能与复合结构中TiO2的结晶结构有关.Ti/Zn=6∶1时,所得复合薄膜由锐钛矿相TiO2与钙钛矿相ZnTiO3构成,薄膜中晶粒尺寸较小(约为30 nm)、结晶度较高、催化性能最好.在紫外光下5h可使亚甲基蓝(MB)溶液脱色降解率达到94;,明显高于纯TiO2薄膜(87;).     

Zn掺杂纳米TiO2材料制备与光催化性能的研究

通过水热合成的方法制备了Zn掺杂的纳米TiO2光催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见光分光计进行了物相结构、显微组织及光催化性能的检测与表征.结果表明:在Zn的掺杂量为0.6;时,纳米TiO2光催化剂由单一的锐钛矿相组成,晶粒尺寸约为6~10 nm,对太阳光的吸收波长增加到510 nm,提高对太阳光的利用效率,增强光催化的效果,经光催化反应100 min后,对甲基橙有机物的降解率达到92;.     

TiO2/RGO复合材料的制备与光催化性能研究

采用水热法制备了TiO2/RGO复合物,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等测试方法对制备的复合物进行了表征,紫外-可见光谱结果表明生成的TiO2/RGO复合物的吸收边延长到可见光范围,达到470 nm,并研究了制备的不同质量比TiO2/RGO复合物室温条件在可见光下对目标污染物甲基橙(MO)的光催化降解活性,实验结果表明:质量比为20∶1的TiO2/RGO复合物,2h内的降解率达到89.70;,可见复合物能够有效地提高可见光催化性能.     

CdS/沸石分子筛复合光催化剂的制备及光催化性能

以煤矸石为原料,经Na2CO3碱熔活化和水热合成获得了沸石分子筛;利用Cd2+对沸石分子筛进行离子交换并通过沉淀过程制得了CdS/沸石分子筛复合粉体.采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所得样品进行表征,并以模拟太阳光为光源,罗丹明B (RhB)为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果显示:沸石分子筛上负载的CdS的晶相为立方相,制得的CdS/沸石分子筛复合粉体具有较好的光催化活性,且三次循环利用后仍具有较好的催化活性,在模拟太阳光辐照下,CdS/zeolite(0.5 M)复合粉体重复利用3次后,处理260 min对RhB的降解率仍可达91.3;.所得粉体对RhB的光催化过程符合一级动力学方程式,光催化过程中,RhB 紫外可见光谱的蓝移现象揭示所得CdS/沸石分子筛可通过脱乙基-共轭显色基团断裂途径降解RhB.     

六方短棒状ZnO/氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

以乙酸锌为锌源,NaOH溶液作为沉淀剂,采用水热法结晶得到六方短棒状ZnO颗粒.再以化学氧化法制备的氧化石墨烯为改性剂,在ZnO颗粒合成过程中加入不同量的氧化石墨烯(GO)分散液.在水热条件下ZnO颗粒与氧化石墨烯片发生自组装形成ZnO/GO复合材料.通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)与紫外-可见漫反射光谱(DRS)对样品的物相组成、显微形貌、官能团特征及光学性质进行表征.在紫外光和可见光照条件下,分别研究了ZnO及不同GO含量的ZnO/GO复合材料对亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性.结果表明:合成的ZnO为六方短棒状形貌,且GO的加入量对样品的形貌产生较大影响,同时GO可以有效促进光生电子和空穴的分离,所得ZnO/GO复合材料在紫外光光照条件下对MB具有良好的光催化降解性能,而在可见光光照下光催化活性很低,从而推测ZnO极性面与非极性面的暴露比例对复合样品的光响应范围及其光催化性能产生重要影响.     

石墨烯/Fe2O3纳米复合材料的制备及其储锂性能研究

采用软化学方法控制氧化石墨表面含氧官能团的数量,一步完成了石墨烯/Fe2O3纳米复合材料的控制合成.采用XRD和Raman光谱分析及TEM表征复合材料的组成、结构和微观形貌特征,并对石墨烯/Fe2O3复合负极的电化学储锂性能进行了研究.结果表明,石墨烯/Fe2O3复合材料作为锂离子电池负极材料具有较高的储锂容量和倍率性能,充放电循环性能稳定.在100 mA/g的电流密度下循环100次,可逆容量为606 mAh/g,放电效率保持在91;;在2 A/g下放电容量是其在250 mA/g下放电容量的58.2;.     

氢氧化镍/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

以六水合硝酸镍和氧化石墨烯为原料,多孔泡沫镍为基底,尿素为沉淀剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,采用简单的一步水热还原法,制备Ni(OH)₂/RGO复合电极材料。对制备得到的Ni(OH)₂/RGO电极材料进行形貌结构表征,并通过循环伏安(CV)和恒电流充放电(GCD)测试研究了材料的电化学性能。通过X射线衍射(XRD)分析确定了Ni(OH)₂和Ni(OH)₂/RGO的晶型,SEM结果表明,丝绸状还原氧化石墨烯片有效且均匀地分布在Ni(OH)₂层的表面,在水热过程中Ni(OH)₂片原位生长在泡沫镍上,形成三维多孔多层多样化结构。与纯Ni(OH)₂相比,1 A/g下纯Ni(OH)₂的比电容为1 930 F/g,而Ni(OH)₂/RGO比电容高达2 508 F/g。这些结果表明Ni(OH)₂/RGO是一种很有前途的超级电容器电极候选材料。     

RGO-BiVO4复合材料的制备及其模拟太阳光光催化性能的研究

通过水热法制备了具有可见光光催化活性的还原氧化石墨烯-钒酸铋(RGO-BiVO4)复合材料.用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis/DRS)、X射线光电子能谱(xPS)、能谱分析(EDS)表征了所制备的样品.在模拟太阳光和可见光下以罗丹明B为目标污染物来检测样品的催化活性.结果表明:GO的负载有效地提高了BiVO4的光催化活性,GO的质量分数为5;时,RGO-BiVO4的光催化活性最好.