热分解法制备Fe_2O_3修饰的TiO_2纳米管阵列及其光电性能研究

为提高TiO_2纳米管阵列(TiO_2-NTs)的可见光活性,通过阳极氧化和热分解法制备了Fe_2O_3纳米粒子修饰的TiO_2纳米管阵列(Fe_2O_3/TiO_2-NTs)。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-vis DRS)等对产物进行了相关表征,同时测试了产物的光电性能及其光催化降解甲基橙的性能。结果显示,Fe_2O_3/TiO_2-NTs的光电流强度和光催化降解率分别是是TiO_2-NTs的19倍和8.7倍。     

热分解法制备Fe2O3修饰的TiO2纳米管阵列及其光电性能研究

为提高TiO_2纳米管阵列(TiO_2-NTs)的可见光活性,通过阳极氧化和热分解法制备了Fe_2O_3纳米粒子修饰的TiO_2纳米管阵列(Fe_2O_3/TiO_2-NTs)。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-vis DRS)等对产物进行了相关表征,同时测试了产物的光电性能及其光催化降解甲基橙的性能。结果显示,Fe_2O_3/TiO_2-NTs的光电流强度和光催化降解率分别是是TiO_2-NTs的19倍和8.7倍。     

γ-Fe_2O_3纳米立方块修饰的Graphene/CdS复合光催化材料的合成及性能研究

利用普鲁士蓝(PB)作为γ-Fe_2O_3前驱体,先依次在氧化石墨烯(GO)片上负载PB和CdS纳米粒子,再将其置于惰性气体(N2)氛围下进行煅烧,成功制备出CdS/RGO/γ-Fe_2O_3三元复合光催化剂.通过改变PB负载量可以得到不同γ-Fe_2O_3含量的三元光催化剂,且PB的方块状形貌在煅烧后得以保持.利用XRD、EDS、TEM、FT-IR、UV-vis等手段对所制备的样品进行组成、结构、形貌、光吸收等的分析表征,并以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物研究上述催化剂对有机污染物的光催化降解性能.与二元复合物CdS/RGO相比,三元CdS/RGO/γ-Fe_2O_3光催化剂表现出更强的可见光催化活性,这说明γ-Fe_2O_3在光催化过程中起了重要作用.而且,由于γ-Fe_2O_3具有铁磁性,在外加磁场的作用下可以将光催化剂从反应体系中快速分离回收.同时,还研究了CdS/RGO/γ-Fe_2O_3光催化剂的降解动力学过程,并通过光催化剂的荧光表征和活性基团捕获实验,提出了光催化降解的机理.     

Fe_3O_4/g-C_3N_4复合催化剂增强芬顿/光-芬顿和类过氧化酶反应的活性及稳定性(英文)

石墨相的氮化碳(g-C_3N_4)已被广泛用于光催化、水分解、光子检测器、电池、以及光电阴极.与其他光催化材料相比,g-C_3N_4具有价格低廉,易制备,无毒无污染等优点.此外,C_3N_4具有适宜的带隙(2.7 eV),能有效地吸收可见光.有关C_3N_4的光催化研究很多,但是其降解效率受限于电子空穴对的快速复合.因此,为了提高C_3N_4光催化反应效率,需要对其进行改性.磁铁矿(Fe_3O_4)广泛用于光催化和芬顿/光-芬顿反应.Fe_3O_4晶体具有反式尖晶石结构,其中Fe~(2+)和Fe~(3+)同时存在.研究表明,磁铁矿在酸性条件下催化效果显著,然而,它的比表面积小,随着反应时间的推移,铁离子会溶出,不利于有机物降解反应.因此,近来许多研究着重于磁铁矿复合物的制备,以提高磁铁矿的稳定性及催化性能.本文通过惰性氛围高温焙烧三聚氰胺制备了g-C_3N_4,再通过氯化铁和乙酸钠在乙醇中于180°C溶剂热反应,制备Fe_3O_4纳米粒子,最后通过静电自组装过程制备出Fe_3O_4/g-C_3N_4纳米复合材料.利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子光谱(XPS)等手段验证其组成和结构.XRD结果表明,Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料中可以清晰看到Fe_3O_4和g-C_3N_4的衍射峰,说明这两种材料的晶相得以保持.SEM和TEM结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒很好地附着在g-C_3N_4薄片上.XPS结果表明,氮化碳中存在典型的三种N峰;此外还存在铁的两种价态.光-芬顿活性测试中,相同条件下,Fe_3O_4/g-C_3N_4在60 min内将罗丹明B(RhB)几乎降解完全,而单组份的Fe_3O_4或g-C_3N_4对RhB的降解小于50%.可见,复合后的Fe_3O_4/g-C_3N_4光催化性能得到很大提升.单g-C_3N_4本身由于快速的电子空穴复合以及对双氧水的弱亲和力,因而对Rh B降解效果差.单独的Fe_3O_4由于在中性或者碱性条件下反而会抑制光催化芬顿活性.对于制备的Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料,具有以下优点:(1)电子在Fe~(3+)和g-C_3N_4的LUMO轨道上的转移降低了电子-空穴对的复合;(2)Fe_3O_4均匀分布在g-C_3N_4上,对于H_2O_2的吸附提供了有利的高比表面积;(3)Fe_3O_4和g-C_3N_4之间的界面相互作用使得Fe_3O_4的稳定性提高.通过降解RhB的动力学研究,得到反应速率为0.02 min~(–1),属准一级反应.分析检测结果表明,光-芬顿反应后,RhB分子被彻底矿化降解,没有中间产物生成,最终降解为CO_2和水.同时,通过对辣根过氧化物酶(HRP)模拟催化进行测试,以3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐(TMB)作为基质,同时添加双氧水和Fe_3O_4/g-C_3N_4,在pH值为4.5条件下,TMB可以被有效氧化.实验表明,Fe_3O_4/g-C_3N_4添加量为25 mg/ml时,对TMB氧化性能最佳.复合催化剂还用于多巴胺的催化氧化反应.结果表明,多巴胺的氧化反应速率常数为1.21 min~(–1),属一级动力学反应.总之,复合材料提高了Rh B的光催化降解活性和稳定性;对TMB和HRP亲和性好,表现出高的类过氧化酶反应活性;有效的多巴胺氧化反应表明其有望用于生物基氧化反应中.实验结果表明,本文发展的Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料为其他类型复合材料的制备与应用提供了新的思路.     

g-C_3N_4/CaTi_2O_5复合材料制备及其光催化性能

利用类石墨氮化碳(g-C_3N_4)和亚稳相钙钛氧化物(CaTi_2O_5)固相法制备C_3N_4/CaTi_2O_5复合材料。利用X射线衍射(XRD)、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱分析仪(EDS)和N2吸附-脱附对样品的显微结构和比表面积进行检测分析,并用紫外-可见吸收光度计(UV-Vis)测试了样品的光吸收性能,研究C_3N_4与CaTi_2O_5物质的量之比(nC_3N_4/nCaTi_2O_5)对C_3N_4/CaTi_2O_5复合样品的物相结构和微观形貌的影响,同时考察C_3N_4/CaTi_2O_5复合样品在可见光照射下光催化降解罗丹明染料效果。实验结果表明:相比纯C_3N_4和CaTi_2O_5样品,C_3N_4/CaTi_2O_5复合样品在可见光下具有较高的光催化性能,随着nC_3N_4/nCaTi_2O_5增加,样品的光催化降解率随之增加而后降低,当nC_3N_4/nCaTi_2O_5=1∶1时,样品的光催化降解率达到最大值99.5%,并且循环重复利用5次后,样品的光催化剂降解率仍几乎保持不变。复合样品光催化性能提高主要归因于复合能级结构有效地抑制了电子和空穴复合所致。     

磁性γ-Fe_2O_3/La/Bi_2WO_6复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用γ-Fe_2O_3掺杂对La/Bi_2WO_6进行改性。通过超声-水热法合成出粒径在0.2-1.0μm,表面附着γ-Fe_2O_3球形颗粒的La/Bi_2WO_6纳米片状的磁性γ-Fe_2O_3/La/Bi_2WO_6复合光催化剂。结合XRD、SEM等表征手段对复合材料的组成、形貌、光学性质进行表征,通过光催化降解罗丹明B溶液对其光催化性能进行评价。结果表明:γ-Fe_2O_3/La/Bi_2WO_6复合光催化剂可以通过外磁场作用很容易的与反应溶液分离,且仍具有较高的可见光催化活性和稳定性,其重复使用3次后,对罗丹明B的降解率变化不明显,仍达到95.3%。     

α-Fe_2O_3的制备及α-Fe_2O_3@SiO_2复合纳米材料的吸附性能

采用不同分子结构的有机含氮化合物作为包裹剂成功制备了具有弱磁性的α-Fe_2O_3纳米颗粒,其形貌可以实现由饼状到不规则长方体及长方体的转变.构成该α-Fe_2O_3纳米颗粒的前驱体α-FeOOH呈现梭形结构,通过一锅法可以在梭形α-FeOOH外面包裹一层介孔二氧化硅,煅烧后制备的α-Fe_2O_3@SiO_2复合纳米材料对水相中的亚甲基蓝有良好的吸附效果,室温下最高去除率达97.3%.针对制备的材料进行了XRD、SEM及磁学性能表征.     

纳米Ag@AgBr表面敏化K_2Ti_4O_9可见光催化剂的微波合成、表征和光催化活性(英文)

利用微波法合成纳米尺寸Ag@AgBr表面敏化K2Ti4O9的复合光催化剂(Ag@AgBr/K2Ti4O9),并通过SEM、X-射线能量色散谱(EDX)、TEM、选定区域电子衍射(SAED)、XRD、紫外-可见漫反射(UV-VisDiffuseReflectance)、XPS等对其进行了表征,同时在可见光下测定催化剂对有机物降解的光催化活性。结果表明,粒径为0.2~0.5μm的Ag@AgBr均匀分散在K2Ti4O9表面,Ag@AgBr/K2Ti4O9对可见光有很好的吸收且Ag@AgBr的担载量影响可见光的吸收。当Ag@AgBr的担载量为25wt%时,复合光催化剂具有最高的光催化活性,光照1h对罗丹明B(RhB)的降解率可达97%。另外,催化剂的担载量和稳定性也做了考察。催化剂较高的光催化活性主要归因于Ag纳米粒子的表面等离子体效应和有效的光生电子-空穴的分离。     

一锅法制备Co3O4/g-C3N4复合光催化剂及其光催化性能

以三聚氰胺和六水合氯化钴为原料,一锅法制备Co_3O_4负载的多孔石墨相氮化碳(Co_3O_4/g-C_3N_4)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、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)、光致发光光谱(PL)等手段对其结构和光学特性进行表征。以盐酸四环素(TC)为目标污染物,评价了不同负载量Co_3O_4/g-C_3N_4复合光催化剂的可见光催化性能。结果表明,所制备的Co_3O_4/g-C_3N_4复合光催化剂为多孔结构,其比表面积较大,并在可见光区域具有显著的吸收。利用原位生成的Co_3O_4纳米粒子在氮化碳表面形成异质结构,可有效转移光生载流子,降低光生电子-空穴的再结合率,从而提高光催化活性。并且存在最佳Co_3O_4复合量,当六水合氯化钴加入量为三聚氰胺的8%(w/w)时,所制备的复合光催化剂CoCN-8具有最佳的光催化性能。在可见光的照射下,60 min内可降解85%的TC,而同样条件下,纯g-C_3N_4仅降解23%的TC。     

异质结型La_2Ti_2O_7/TiO_2复合纳米纤维的制备及光催化降解

以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为模板和反应物,采用水热法合成了具有异质结构的La_2Ti_2O_7/TiO_2复合纳米纤维。将其作为光催化剂,在紫外光和可见光环境中,对模拟有机污染物罗丹明B进行光催化降解。采用XRD,SEM和HRTEM等分析测试手段对样品的组成及形貌进行表征,通过UV-vis漫反射光谱表征其光吸收性能及禁带宽度,测试光催化性能。结果表明:TiO_2纳米纤维形貌得以完好保持,La_2Ti_2O_7纳米晶粒均匀地生长在TiO_2纳米纤维表面形成异质结,减小了TiO_2的带隙宽度,光催化活性提高,光谱响应范围拓宽到可见光区。在紫外光和可见光下均具有良好的光催化活性。     

共沉淀法制备稀土Ce掺杂的纳米ZnO及其光催化降解染料的性能

以六水合硝酸锌和六水合硝酸铈?髥为原料,通过共沉淀法制备了一系列稀土Ce掺杂的纳米ZnO,并采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、紫外可见漫反射光谱对其进行了全面表征。部分样品还通过X射线光电子能谱(XPS)和光致荧光光谱(PL)进行了进一步分析。分别在日光和紫外光条件下,对这一系列Ce掺杂的ZnO进行了光催化降解亚甲基蓝的性能研究,得出当Ce的掺杂量为3%(n/n)时(ZnO-3%Ce),其光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝的效率均超过98%。选取ZnO-3%Ce作为催化剂,分别进一步考察其在日光和紫外光下对罗丹明B和甲基橙的光催化降解性能。研究结果表明,ZnO-3%Ce在日光和紫外光下均表现出较好的光催化降解效果,体现出良好的光降解普适性。日光下光降解效率顺序为:亚甲基蓝>罗丹明B>甲基橙,而紫外光下降解效率顺序为:罗丹明B>亚甲基蓝>甲基橙。最后,我们研究了催化剂ZnO-3%Ce的循环利用及稳定性性能。实验结果表明:该催化剂循环使用3次之后,光催化效率仍然稳定在97%以上,并且其结构和组成保持不变,体现出优异的稳定性和应用前景。     

Improving the catalytic activity of magnetic Fe3O4/ZnO-CdO/reduced graphene oxide for ultrasonic degradation of the organic pollutants and the green oxidation of olefins

Magnetic Fe₃O₄/ZnO-CdO/reduced graphene oxide (MFZC/RGO) has been synthesized by simple hydrothermal method. The structure and morphology were investigated by X-ray diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM), Scanning electron microscopy (SEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Diffuse reflectance spectroscopy (DRS), Vibrating sample magnetometer (VSM), Raman and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). MFZC/RGO was applied as catalyst in degradation of methylene blue (MB), rhodamin B (RhB) and methylorange (MO) under ultrasonic irradiation. Based on the results, excellent degradation efficiencies of MB, RhB and MO (>99%) were achieved within 10, 20 and 20 min, respectively under oxygen flow. Moreover the catalytic property of MFZC/RGO was investigated in oxidation of styrene, α-methyl styrene, cyclohexene and cyclooctene under oxygen flow. In addition, MFZC/RGO can be easily collected and separated by an external magnet. The catalyst displayed negligible loss in activity and selectivity within several successive runs due to super paramagnetism.     

Magnetically recoverable Cu2O/Fe3O4 composite photocatalysts：Fabrication and photocatalytic activity

A magnetically separable Cu2O/Fe3O4 magnetic composite photocatalyst was synthesized in large quantities by a fast and simple route. The as-prepared photocatalysts were characterized by scanning electron microscopy （SEM）, transmission electron microscopy （TEM）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and X-ray diffraction （XRD）. Furthermore, the Cu2O/Fe3O4 composite photocatalysts were tested using methyl orange （MO） degradation reaction under visible light irradiation （100 mW/cm2） and demonstrated to have a high photocatalytic efficiency toward the decomposition of MO under visible light irradiation with good recyclability.     

Mesoporous Fe2O3-doped TiO2 nanostructured fibers with higher photocatalytic activity

Mesoporous Fe(2)O(3)-doped TiO(2) nanostructured fibers were fabricated through electrospinning the relevant gel precursor. The prepared fibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and surface analysis, respectively. The photocatalytic activity of these mesoporous composite fibers was evaluated by photocatalytic degradation of methylene blue (MB) in water under UV irradiation. Compared with different types of photocatalysts, the 1% Fe(2)O(3)-doped TiO(2) fibers exhibited super photocatalytic activity.     

水热pH值对溴氧化铋组成、形貌及光催化性能的影响

通过调节pH值一步水热法制备溴氧化铋光催化剂,并利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和固体荧光光谱（PL）等方法对其进行表征。在可见光（γ>420 nm）照射下,通过对水溶液中罗丹明B,甲基橙和苯酚的降解效果来评价溴氧化铋的光催化活性。结果表明,由于B9提高了对可见光的吸收以及电子-空穴对的分离效率,B9具有最好的光催化活性,同时探索水热pH值对制备溴氧化铋的形貌和组成的影响,并说明了不同水热pH值下溴氧化铋的合成过程。     

制备方法对AgInO2结构及光催化性能的影响

以离子交换法和"氟化异丙烯膜袋"水热法分别制备了AgInO2,利用XRD、低温氮吸附-脱附、SEM、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis diffuse reflection spectroscopy,DRS)和XPS对不同方法所得到的AgInO2进行了表征;以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)为目标物,在可见光下考察了2种催化剂的光催化性能。结果表明,利用"氟化异丙烯膜袋"水热法制备的样品由于具有更好的结晶度,且在可见光区有更强的吸收,从而表现出了更好的可见光光催化活性(3 h降解RhB达94%。7 h降解MO达83%)。     

单晶MoO3纳米片：静电纺丝法制备及光催化活性

以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和钼酸铵((NH4)6Mo7O24.4H2O)为原料,利用静电纺丝技术结合溶胶过程制备了PVP/(NH4)6Mo7O24.4H2O前躯体,对前躯体缓慢控温处理制备MoO3纳米材料。通过X-射线光电子能谱(XPS)﹑红外光谱(FTIR)﹑X射线粉末衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等表征手段研究了热处理温度对MoO3晶体生长和结构的影响。以亚甲基蓝(MB)的光降解为模型反应,研究了MoO3微纳米材料的光催化性能。结果表明,热处理温度500℃时生成的MoO3纳米片光催化活性最好,并探讨了其光催化机理。     

Sb2O3／TiO2纳米复合物的合成及性质研究

以改进的溶胶-凝胶法制备了Sb2O3／TiO2纳米复合物,用扫描电镜、X射线粉末衍射、傅立叶红外光谱、紫外-可见光谱以及荧光等测试技术对产物进行了分析和表征．结果表明：所得纳米复合物颗粒分散均匀,具有锐钛矿相结构,平均粒径约为10nm．还研究了所得产物的光催化性质、电化学性质及电化学发光行为．结果表明：Sb2O3的掺入可以提高TiO2的光催化效果,当反应物中m（Sb2O3）／m（TiO2）=10％时,所得纳米复合物对亚甲基蓝和罗丹明B的光催化效果最好．     

Fabrication and characterization of Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2@Ho nanostructures as a novel and highly efficient photocatalyst for degradation of organic pollution

In this work we synthesize a novel and highly efficient photocatalyst for degradation of methyl orange and rhodamine B. In addition, a new method for synthesis of Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2@Ho magnetic core-shell nanoparticles with spherical morphology is proposed. The crystal structures, morphology and chemical properties of the as-synthesized nanoparticles were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR), scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM), energy dispersive X-ray(EDS), X-ray diffraction(XRD), UV–vis diffuse reflectance spectroscopy(DRS) and vibrating sample magnetometer(VSM) techniques. The photocatalytic activity of Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2@Ho was investigated by degradation of methyl orange(MO) as cationic dye and rhodamine B(Rh B) as anionic dye in aqueous solution under UV/vis irradiation. The results indicate that about 92.1% of Rh B and78.4% of MO were degraded after 120 and 150 min, respectively. These degradation results show that Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2@Ho nanoparticles are better photocatalyst than Fe3O4@Si O2@TiO 2@Ho for degradation of MO and Rh B. As well as, the catalyst shows high recovery and stability even after several separation cycles.     

磁性碳基磺酸化固体酸催化剂的制备及其催化水解纤维素

以纤维素和硝酸铁为原料,发烟硫酸为磺酸化试剂,采用热解法合成了磁性碳基磺酸化固体酸催化剂(Fe/C-SO3H).利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪和振动样品磁强计(VSM)等手段对催化剂进行了表征,评价了催化剂在纤维素水解反应中的催化活性.结果表明,Fe是以γ-Fe2O3的形式存在于碳本体中,催化剂呈现超顺磁性.对于纤维素的水解反应,在优化条件下,纤维素的转化率可达40.6%.此外,催化剂可稳定分散于反应体系中,并在外加磁场作用下可快速与反应体系分离.但催化剂重复使用时催化活性有所下降,其失活原因经初步认定是由于表面部分磺酸基团在反应过程中脱落.