Er3+:YAlO3/Fe或Co掺杂ZnO包覆物的制备及光催化活性研究

主要对ZnO半导体材料进行改性,分别通过溶胶凝胶、超声分散和溶液沸腾的方法合成了Er3+:YAlO3/Fe或Co掺杂ZnO复合物光催化剂,并且采用XRD和SEM进行表征,研究了各种因素在太阳光照射下降解酸性红B的催化活性,也考察了Er3+:YAlO3包覆量、Er3+:YA-lO3/Fe或Co掺杂ZnO、太阳光照射时间、处理温度和处理时间对降解率的影响,并通过HPLC进一步验证偶氮品红的降解程度。实验结果表明,加入上转换发光剂(Er3+:YAlO3占催化剂总量25%最好)之后降解率大幅度增加,改性后的光催化剂能有效地降解染料废水。     

中空管状g-C3N4/Ag3PO4复合催化剂的制备及其可见光催化性能

用化学沉淀法制备中空管状g-C₃N₄/Ag₃PO₄复合催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱对其结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明：Ag₃PO₄纳米颗粒均匀地分散在中空管状g-C₃N₄表面,两者紧密结合形成异质结。研究复合催化剂在可见光照射下降解盐酸四环素(TC)的光催化活性。结果显示：复合催化剂在80 min内对TC的降解率为98%,其降解反应速率常数是纯相Ag₃PO₄的3倍。经过5次循环实验后复合催化剂对于TC的降解率仍保持87%,具有优良的循环稳定性。捕获实验表明空穴(h⁺)和超氧负离子(·O^-₂)是光催化反应过程中的主要活性物种。根据能带理论,提出了复合催化剂异质结的Z型光催化机理。     

g-C3N4/BiVO4复合光催化剂的合成及其光催化活性研究

以g-C_3N_4和BiVO_4为主要原料,用高温水热法合成出BiVO4/g-C_3N_4复合催化剂。采用X-射线衍射(PXRD)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis),对复合催化剂BiVO_4/g-C_3N_4的结构进行表征。在可见光下,考察此复合催化剂对亚甲基蓝的降解性能。研究发现,复合催化剂具有g-C_3N_4和BiVO_4结构特征,在X-射线衍射峰上显示出轻微的宽化,质量比为10%的BiVO_4/g-C_3N_4光催化剂降解活性最好,其降解率在360分钟能达到70.6%。     

H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(锐钛)的超声制备及降解染料的研究

采用超声法,在80℃下,制备了H3PW12O40/TiO2(锐钛)复合催化剂,并采用XRD、FT-IR等方法对样品进行了表征。通过染料刚果红和亚甲基蓝为模拟污染物的光催化降解实验考察了复合催化剂的光催化活性。结果表明,在太阳光下,复合光催化剂的催化活性高于单体TiO2,H3PW12O40/TiO2(锐钛)在90min内,对溶液中刚果红的去除率达99.17%,对亚甲基蓝溶液的TOC去除率达73.17%。复合催化剂在反复实验5次后,仍能保持有效的催化性能。     

Fe3+-TiO2/SiO2光催化降解罗丹明B的研究

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的Fe3+-TiO2/SiO2光催化剂,并采用SEM,Raman和DRS等手段对其进行了分析和表征.以氙灯为光源,通过对可溶性染料罗丹明B的降解反应,考察了Fe3+-TiO2/SiO2催化剂的光催化活性,探讨了光催化反应中溶液pH值和起始浓度对催化反应的影响.     

具有可见光催化活性的Ag_3PO_4/NaNbO_3复合材料的合成与表征

采用共沉淀法制备了Ag_3PO_4/NaNbO_3复合半导体光催化剂,利用X-射线衍射、X射线光电子能谱、紫外漫反射和扫描电镜等方法对合成样品进行表征.测试了样品对亚甲基蓝溶液的光催化降解活性,复合材料的催化活性远高于单体的Ag_3PO_4和NaNbO_3.     

球状MoS_2/WO_3复合半导体制备及其对RhB的光催化性能

采用水热法成功制备了MoS_2/WO3复合半导体光催化剂,分别通过SEM、TEM、EDS、XRD、Raman和DRS对催化剂的形貌,组成及结构进行表征,并用BET模型计算比表面积。对比发现球状MoS_2/WO3对罗丹明B(Rh B)的光降解效率明显高于纯WO3、片状MoS_2/WO3复合半导体。针对球状MoS_2/WO3复合半导体,分别研究了MoS_2不同负载量(0.5%,1%,2%,5%,10%)对Rh B光催化降解性能的影响,结果表明MoS_2含量为2%时催化效果最佳。同时,研究了溶液的p H值(p H=1,3,6,7,11)对光催化降解反应活性的影响,结果显示p H=6时降解率最高。当催化剂量增加到1 g·L-1时,30 min后Rh B降解率达到96.6%。球状MoS_2/WO3的瞬态光电流为0.050 6 m A·cm-2,比纯WO3提高了2.4倍。经过5次循环实验,球状MoS_2/WO3复合半导体催化剂仍能保持90%的高降解率。     

磁性γ-Fe2O3/BiOCl/BiVO4复合材料的制备及其光催化性能研究

采用γ-Fe2O3掺杂对Bi OCl/Bi VO4进行改性。通过超声-水热法合成出粒径在1.5~2.0μm、表面附着Bi OCl纳米片和球形颗粒γ-Fe2O3的Bi VO4微米块状磁性γ-Fe2O3/Bi OCl/Bi VO4复合光催化剂。结合XRD、SEM、UV-Vis DRS等表征手段对复合材料的组成、形貌、光学性质进行表征,通过光催化降解若丹明B溶液对其光催化性能进行评价。结果表明,使用过的15%γ-Fe2O3/Bi OCl/Bi VO4复合光催化剂可以通过外磁场作用很容易地与反应溶液分离,且仍具有较高的可见光催化活性和稳定性,其重复使用4次后,对若丹明B的降解率和光催化剂的回收率变化不明显,仍达到88.6%和90.3%。     

负载型钴锰复合氧化物臭氧辅助催化降解低浓度甲醛的性能研究

制备了负载型钴锰复合氧化物Co-MnOx/ZSM-5催化剂,采用浸渍法将催化剂负载到堇青石蜂窝陶瓷上,在密封舱内进行催化降解甲醛研究,考察了室温下臭氧辅助催化降解室内低浓度甲醛的特性.同时,也探讨了催化剂制备工艺对催化剂活性的影响.实验结果表明:在500℃煅烧温度条件下制备的10%Co-MnOx/ZSM-5催化剂具有最高的催化活性.通过XRD、BET、TEM、XPS和TG-DSC等手段的表征结果表明,其高活性可能是主要来自于形成的CoMnO3晶相和Mn4+与Mn3+价态共存.     

Ag3PO4的可见光光催化性能及机理分析

采用沉淀置换法制备了可见光光催化剂Ag3PO4,利用XRD、UV-Vis及XPS等对其进行了结构特性分析,以水中微污染有机物的降解评价了Ag3PO4的光催化活性,并通过活性物种及能带结构的分析对催化剂的光催化机理进行了推测。结果表明,Ag3PO4的带隙能约为1.9 eV、催化剂表面存在的Ag+可捕获光生e-、催化剂的价带电位较低,这有利于Ag3PO4在可见光照射下产生的e--h+的分离及活性物种.OH的形成。经60 min可见光光催化反应,15 mg.L-1的甲基橙和腐殖酸的降解率分别达97%和82%,比同等条件下TiO2-P25的降解率还高40%和25%,光催化剂Ag3PO4的用量为0.6 g.L-1。     

Fe_3O_4/SrTiO_3复合光催化剂降解甲基橙

用共沉淀法制备了SrTiO3光催化剂及Fe3O4/SrTiO3复合光催化剂.通过紫外-可见漫反射光谱、XRD、SEM-EDX对其进行表征,以甲基橙为探针分子考察其光催化性能.结果表明,适量Fe3O4的掺入可明显提高Sr-TiO3光催化剂对可见光的吸收,从而增强其光催化性能;在光降解甲基橙的反应中,掺杂10%Fe3O4的SrTiO3光催化剂其催化活性是纯SrTiO3光催化剂的两倍.     

Fe-Ni 共掺杂 ZnO 的制备及其光催化降解甲基橙活性

 采用溶液法制备了 Fe-Ni 共掺杂 ZnO 光催化剂, 并运用 X 射线衍射、扫描电镜和原子发射光谱等对催化剂进行了表征. 以甲基橙 (MO) 为模型污染物, 评价了样品的光催化活性, 考察了甲基橙初始浓度及其 pH 值, 以及催化剂用量等对光催化反应性能的影响. 结果表明, Fe-Ni 共掺杂降低了 ZnO 的结晶度, 并促进了晶粒的长大. 光催化降解反应表明, Fe-Ni 共掺杂显著提高了 ZnO 光催化降解甲基橙的活性, 当催化剂用量为 0.6 g/L, 经 120 min 紫外光照射时, 可使甲基橙溶液 (10 mg/L) 降解率达到 93.5%. 关键词：铁; 镍; 共掺杂; 氧化锌; 光催化; 甲基橙; 降解     

Cu2O/ZnO的形貌可控制备及光催化性能

以CuSO₄和ZnCl₂为原料, 采用温和的液相还原法制备得到Cu₂O/ZnO微米结构高效光催化剂. 研究了不同[Cu²⁺]/[Zn²⁺]比条件下所得Cu₂O/ZnO复合物的形貌和光催化活性. 通过5.5 h的光照, Cu₂O/ZnO光催化剂对甲基橙染料的降解率为(77.5±0.1)%. 将多形貌Cu₂O/ZnO复合物作为阳极, 铂片作为对电极, 中间注入甲基橙溶液, 组装“三明治”结构拟电池, 研究了复合物的光降解机制.     

Eu3＋、Si4＋共掺杂TiO2光催化剂的协同效应

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了Eu/Ti/Si纳米光催化剂, 并通过XRD、FT-IR、EPR等进行了表征.结果表明,掺入Eu3＋和Si4＋, 阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变, 使TiO2的粒径减小, 且Eu3＋能够促进Si4＋进入TiO2的晶格中.以甲基橙为光催化反应模型化合物, 考察了光催化剂的活性.测定了甲基橙在不同光催化剂上的吸附常数,探讨了催化剂对甲基橙的吸附机理. Eu3＋和Si4＋的最佳掺入量分别为wEu=0.03％、wSiO2=39.06％,且Eu3＋和Si4＋同时掺入TiO2光催化剂产生协同效应.讨论了光催化活性与催化剂性质的关系.     

Preparation of high‐activity AgBr/Ag3PO4 photocatalyst based on hexadecyltrimethylammonium bromide and mechanism of photocatalytic enhancement

A high‐activity AgBr/Ag₃PO₄ heterojunction photocatalyst was synthesized based on hexadecyltrimethylammonium bromide. Its microspheres were characterized using X‐ray diffractometry, transmission electron microscopy and ultraviolet–visible diffuse reflectance spectroscopy. The new photocatalyst with high photocatalytic activity exceptionally outperforms pure Ag₃PO₄ and AgBr in methyl orange degradation. The enhancement of photocatalytic activity is attributed to the efficient separation of electron–hole pairs. In this photocatalytic reaction, h⁺ and ^?O^2? are the main reactive species that induce visible‐light‐driven degradation.     

Eu~(3 )、Si~(4 )共掺杂TiO_2光催化剂的协同效应

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了Eu/Ti/Si纳米光催化剂,并通过XRD、FT-IR、EPR等进行了表征.结果表明,掺入Eu3 和Si4 ,阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,使TiO2的粒径减小,且Eu3 能够促进Si4 进入TiO2的晶格中.以甲基橙为光催化反应模型化合物,考察了光催化剂的活性.测定了甲基橙在不同光催化剂上的吸附常数,探讨了催化剂对甲基橙的吸附机理.Eu3 和Si4 的最佳掺入量分别为wEu=0.03%、wSiO2=39.06%,且Eu3 和Si4 同时掺入TiO2光催化剂产生协同效应.讨论了光催化活性与催化剂性质的关系.     

Photocatalytic degradation of methyl orange on arrayed porous iron-doped anatase TiO2

Arrayed porous iron-doped TiO₂ was prepared by sol–gel with polystyrene spheres as template and used as photocatalyst for the degradation of methyl orange. The structure and performances of the prepared photocatalyst were characterized with X-ray diffractometer, inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer, scanning electron microscope, UV-visible spectrometer, and methyl orange degradation tests. It is found that the iron dopant does not change the crystal phase of TiO₂ but affects its lattice constant, optical absorption, electronic conductivity, charge-transfer resistance, and activity toward the degradation of methyl orange. The sample doped with 0.01 wt.% Fe (based on Ti) and with smaller pore size exhibits the better photocatalytic activity. The degradation rate of methyl orange on the sample with a pore size of 190 nm is 2.3 times that on the undoped sample with the same pore size.     

球磨法制备复合光催化剂Bi12TiO20/ZnO及其光催化性能

本文用水作为分散介质,采用球磨法掺杂一定量的Bi₁₂TiO₂₀于ZnO中制备复合光催化剂Bi₁₂TiO₂₀/ZnO. 利用UV-Vis、XRD和SEM等仪器对样品进行了分析与表征. 通过对甲基橙的氧化来研究其光催化活性. 结果表明,光催化剂Bi₁₂TiO₂₀/ZnO对甲基橙氧化的催化活性高于氧化锌的催化活性.当Bi₁₂TiO₂₀的掺杂量为0.5%(质量分数),球磨时间为12 h,焙烧温度为300℃时,光照20 min后,复合光催化剂Bi₁₂TiO₂₀/ZnO对甲基橙的降解率可达到95.2%.     

Ce3+电催化降解甲基橙模拟废水的研究

对添加Ce3+的甲基橙模拟废水进行了电催化处理实验,考察了Ce3+电催化降解甲基橙的反应动力学;为探讨Ce3+电催化降解甲基橙的脱色机理,将废水分别置入有隔膜和无隔膜电解槽中,在不同的条件(Ce3+的投加方式、位置和搅拌方式)下进行电解,测定分析了废水在电解过程中铈含量、甲基橙浓度、COD及体系紫外-可见吸收光谱图的变...     

An effective stannic oxide/graphitic carbon nitride (SnO2 NPs@g-C3N4) nanocomposite photocatalyst for organic pollutants degradation under visible-light

Organic compounds have enhanced different industrial outputs, but many related environmental challenges, such as groundwater and surface water pollution related to these compounds, have piqued governments' and citizens' interest worldwide. Photocatalysis has recently been proven to be an effective method of eliminating these pollutants. This study investigated the photocatalytic degradation of 1-naphthyl methylcarbamate (carbaryl pesticide) and methyl orange (dye) using an efficient SnO₂ NPs@g-C₃N₄ nanocomposite photocatalyst. A straightforward solid-state technique created a mesoporous SnO₂ NPs@g-C₃N₄ nanocomposite photocatalyst with various SnO₂ NP concentrations. Various analytical approaches were used to characterize the SnO₂ NPs@g-C₃N₄ nanocomposite photocatalyst, including X-ray powder diffraction (XRD) patterns, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Fourier-transform infrared spectra (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), and ultraviolet–visible spectroscopy (UV–Vis). The degradation of carbaryl, as a model pesticide and methyl orange as a model dye, under visible light was tested to determine the photocatalytic activity of the SnO₂ NPs@g-C₃N₄ nanocomposite with various mass percentages of SnO₂ NPs. The results showed that SnO₂ NPs successfully improved the photoactivity of g-C₃N₄. The photocatalytic activity showed that the carbaryl photodegradation rate increased from 32% by g-C₃N₄ to 85% and 96% for methyl orange by SnO₂ NPs@g-C₃N₄ nanocomposite photocatalyst (20%), indicating that SnO₂ NPs@g-C₃N₄ nanocomposite is a promising photocatalyst for pesticides and dyes. The enhanced photodegradation effectiveness of SnO₂ NPs@g-C₃N₄ nanocomposite photocatalyst was related to increased surface area and improved illumination radiation ability by successfully separating charge carriers.