氮掺杂石墨烯负载的硫化镉空心球纳米复合材料的光催化性能

通过无模板法一步合成了一种新型N掺杂石墨烯负载的CdS空心球复合材料. 采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、紫外-可见光谱、N₂吸附-脱附、荧光光谱和X射线光电子能谱等技术对该材料进行了表征, 并在可见光照射下测试了其在降解亚甲基蓝和水杨酸中的光催化性能. 结果表明, 相对于氧化石墨烯负载硫化镉空心球和单独的硫化镉空心球, 氮掺杂石墨烯负载的硫化镉空心球具有更高的光催化活性和稳定性. 这是由于氮掺杂的石墨烯能充当优异的电子受体和传输体, 从而抑制了载流子的复合. 另外发现, 羟基自由基是可见光下降解亚甲基蓝的主要活性物种.     

N掺杂TiO_2纳米粒子表面光生电荷特性与光催化活性

以尿素为氮源,采用水热法制备了不同N掺杂量的TiO2(N-TiO2)光催化剂.利用X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),X射线光电子能谱(XPS)及荧光(PL)光谱等技术对其进行了系统的表征.以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)溶液的脱色降解为模型反应,分别考察了N-TiO2光催化剂在紫外和可见光区的光催化活性.利用表面光伏(SPV)和瞬态光伏(TPV)技术研究了N-TiO2纳米粒子表面光生电荷的产生和传输机制,并探讨了光生电荷与光催化活性之间的关系.结果显示,随着N含量的增大,TiO2表面光伏响应阈值红移,可见光部分光电压响应强度逐渐增强,瞬态光伏响应达到最大值的时间亦有着不同程度的延迟.这表明适量的N掺杂能够提高TiO2纳米粒子中光生载流子的分离效率,相应地延长载流子的传输时间,增加光生电荷的寿命,从而促进其光催化活性;而过量的N掺杂则增加了TiO2纳米粒子中光生载流子的复合中心,抑制其光催化活性.     

Ag改性纳米ZnO薄膜及光催化活性

采用溶胶-凝胶法和光还原沉积贵金属法结合制备出Ag改性的纳米ZnO薄膜。利用FESEM、XPS、ESR、UV-Vis分析了纳米Ag-ZnO薄膜的表面形貌、表面组成和光谱特征。FESEM分析表明银在纳米ZnO薄膜表面形成原子簇而没有形成均匀覆盖层。XPS分析表明负载在纳米ZnO薄膜表面的银以Ag⁰形式存在; 相对于纳米ZnO薄膜, 纳米Ag-ZnO薄膜中晶格氧的含量有所下降,而表面羟基氧和吸附氧的含量显著增加。纳米Ag-ZnO薄膜的ESR峰强比纳米ZnO薄膜大,表明纳米Ag-ZnO薄膜中束缚单电子的氧空位的浓度高于纳米ZnO薄膜。UV-Vis分析纳米Ag-ZnO薄膜的紫外可见吸收光谱可能是纳米银粒子与纳米ZnO薄膜共同作用的结果。以甲基橙为模拟污染物,考察了纳米Ag-ZnO薄膜的光催化活性以及银沉积量对催化剂活性的影响。光催化降解结果表明,银的沉积量为0.018 2 mg·cm^-2的纳米Ag-ZnO薄膜的光催化活性最高,在紫外光照射3 h后甲基橙降解率约为78%,而纳米ZnO薄膜约为62%。     

基于纳米ZnO/聚苯乙烯的复合材料光催化性能研究

通过将聚苯乙烯与纳米氧化锌前驱体共混制备了复合材料前驱体,运用TG-DTA联机分析得到了其分解温度及相关热分解数据;前驱体经适当温度煅烧后得复合材料光催化剂,运用TEM、XRD、FT-IR、UV-Vis、ESR等测试手段进行了表征。在荧光灯作用下对复合材料光催化性能进行了检测,并与相同条件下纳米氧化锌的光催化性能进行了比对分析。结果表明,该复合材料在荧光作用下对甲基橙催化降解11h后,甲基橙的降解率为35%,与纳米氧化锌催化降解甲基橙5%的降解率相比有较大程度的提高。     

Al-Y共掺杂对ZnO纳米棒形成及光催化活性的影响

以Zn(NO3)2·6H2O,Al(NO3)3·9H2O,Y(NO3)3·6H2O和Na OH为原料,采用溶液法制备了Al-Y共掺杂Zn O光催化剂(Al-Y/Zn O),并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)考察了Al,Y共掺杂对Zn O纳米棒形成及形貌的影响。结果表明,Al-Y共掺杂对Zn O晶粒大小基本没有影响,但会严重抑制Zn O纳米棒的生成,促使碱式硝酸锌(Zn5(OH)8(NO3)2·2H2O)的生成。以甲基橙(MO)为模型污染物考察了Al-Y共掺杂对Zn O纳米棒光催化活性的影响。结果发现,适量的Al-Y共掺杂会显著提高Zn O纳米棒的光催化活性。     

La和Cu掺杂对纳米TiO2光生电荷性质的影响及其与光催化活性的关系

采用溶胶-水热法制备了未掺杂的和分别掺杂1%(摩尔浓度)La的、Cu的及La和Cu共掺杂的纳米TiO₂, 并主要利用表面光电压谱(SPS)和光致发光光谱(PL)等技术考察了掺杂对纳米TiO₂表面光生电荷性质的影响, 也探讨了其性质与光催化活性的关系. 结果表明: La的掺杂能够抑制TiO₂相变, 同时其不仅促进TiO₂光生载流子分离, 而且丰富了束缚表面态. 但是Cu的掺杂却与La的作用相反. 这些解释了在光催化氧化降解罗丹明B过程中, La掺杂有利于TiO₂光催化活性的提高, 而Cu掺杂对光催化反应是不利的. 此外, La和Cu共掺杂并没有体现出协同效应.     

Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子的制备、表征及光催化活性

 用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了ZnO纳米粒子，采用光还原沉积贵金属的方法制备了Pd／ZnO和Ag／ZnO复合纳米粒子，并利用ICP，XRD，TEM和XPS等测试技术对样品进行了表征，初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因．以光催化氧化气相正庚烷为模型反应，考察了样品的光催化活性以及贵金属沉积量对催化剂活性的影响．结果表明：沉积适量的贵金属，ZnO纳米粒子光催化剂的活性大幅度提高．同时，深入探讨了表面沉积贵金属的ZnO纳米粒子光催化剂活性有所提高的内在原因．     

纳米复合材料Ag/ZnO的制备与微波增强光催化二甲酚橙

采用溶胶凝胶再结合程序升温溶剂热法制备了纳米复合材料Ag/ZnO,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)以及扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)等测试手段对其结构、形貌等进行了表征.结果表明,复合材料中Ag以单质形式存在且掺杂于ZnO表面,产物具有六方晶系纤锌矿结构,其颗粒...     

贵金属负载的棒状ZnO复合光催化剂的制备及其提升的光催化性能

以水热制备的ZnO纳米棒为基底,通过乙二醇液相还原法负载不同贵金属颗粒(Pt、Pd、Ru)构筑贵金属负载的ZnO纳米棒复合光催化剂。实验结果表明在制备条件相同时,Pt/ZnO样品中Pt颗粒尺寸较小,分布均匀;Pd/ZnO样品中Pd颗粒尺寸较大且团聚严重;Ru/ZnO样品则几乎没有Ru颗粒负载。在紫外光照射下降解亚甲基蓝的反应中,Pt/ZnO表现出最高的光催化性能,Pd/ZnO样品次之,而Ru/ZnO则表现出与ZnO纳米棒相似的光催化活性;表明小尺寸和大小均匀的贵金属颗粒对ZnO纳米棒的催化性能有着显著的提升作用。对Pt/ZnO来说,当Pt载量为3.2%时Pt/ZnO催化剂的光催化活性最高。     

凝胶网格控制合成纳米ZnO及其光催化活性

以明胶为反应介质,采用凝胶网格控制合成法制备了单分散球形纳米ZnO光催化剂.利用TG-DTA、XRD、TEM、BET、UV-Vis、HPLC等测试手段对制备过程、样品的结构和性能进行了研究,探讨了明胶浓度、煅烧温度对产物粒径和光催化活性的影响.结果表明:利用凝胶网格控制合成法不仅能够控制纳米微粒的形状和大小,而且可防止沉淀物相互聚集和团聚.以染料罗丹明B溶液为目标降解物,1 h的降解率为99.9%,最佳光催化剂的合成条件:13%明胶浓度、350℃煅烧2 h.     

不同表面形貌Cu2O空心球的制备及光催化性能

采用一步溶剂热法,以Cu(NO_3)_2·3H_2O为铜源,乙二醇(EG)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,高温条件下制备形貌可控的Cu_2O空心球纳米材料。研究Cu(NO_3)_2·3H_2O与PVP的质量比值(w_(Cu(NO_3)_2·3H_2O)/w_(PVP))对Cu2O结构、形貌、比表面积以及光吸收特性的影响,并结合光催化机理讨论其对Cu_2O光催化性能的影响。此外,通过改变反应时间来研究Cu_2O的生长过程。结果表明,w_(Cu(NO_3)_2·3H_2O)/w_(PVP)=45时,得到的形貌为空心球表面覆盖纳米刺的Cu_2O纳米材料光催化性能最佳,在可见光辐照10 min的条件下,对甲基橙的降解率达94.3%。     

Fe掺杂ZnO空心微球的制备与光催化性能

ZnO是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,其能带宽度约为3.37eV,在光电子学、传感、光催化、发电等诸多领域都具有巨大的应用潜力。本文采用简单的离子交换和热蒸发法成功制备了Fe掺杂ZnO空心微球,并利用扫描电镜、透射电镜、X射线粉末衍射仪对其形貌、结构以及成分等进行了详细的表征。光吸收测试证明Fe元素掺杂能够扩展ZnO的光吸收波段,实现波长375~600nm的光波吸收。另外,光催化实验证明Fe掺杂ZnO空心微球能够有效地促进罗丹明B的降解,表明合成的Fe掺杂ZnO空心微球是一种优异的光催化剂。     

N-TiO_2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列.扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明:两种阵列的纳米管均为六角形结构,直径约为100nm,壁厚约为20nm;在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中,掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面,仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置;表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化,增强了纳米管阵列的光吸收效率,促进了光生载流子的分离.光催化实验结果表明,N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.     

原位碳、氮共掺杂二氧化钛空心球的制备与可见光光催化性能

在H₂O₂-HF 的乙醇-水混合溶液中, 通过水热处理碳氮化钛(TiCN)制备了碳、氮共掺杂TiO₂ 空心球(CNTH). 用X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X 射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表征了所制备的样品. 在可见光(λ≥400 nm)照射下, 通过降解甲基蓝检测了碳、氮共掺杂TiO₂空心球的光催化活性. 结果表明, 源于TiCN中的部分碳和氮原子原位掺入了TiO₂的晶格中, 部分碳掺入TiO₂点阵的间隙中. 该材料在整个可见光区展示了增强的可见光吸收, 其带边明显红移. 光催化研究表明在强可见光吸收和独特的空心球结构的协同作用下, 碳、氮共掺杂TiO₂空心球展示了比P25更高的可见光光催化活性.     

Fabrication and Visible Light Photocatalytic Activity of Co-doped ZnO Nanorods

Co-doped ZnO nanorods were prepared by electrochemical deposition method in aqueous solution. lb study the as-grown samples, several characterizations were carried out. The scanning electron microscopy（SEM） images show that the samples present a rod-like shape with hexagonal cross sections and roughened surthce. There is a slight shift for （002） diffraction peak of Co-doped ZnO nanorods in XRD because Co2~ ions entered into the ZnO lattice. Energy-dispersive X-ray spectroscopy（EDS） and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS） results also show the exist of Co in the sample. Photoluminescence（PL） spectra of the samples were observed at room tempera- ture, the UV emission of Co-doped ZnO shows a slight red shift compared with that of undoped ZnO. Thus, we can reach the conclusion that Zn2＋ ions have been substituted by Co2. ions in the ZnO samples. In addition, photocatalysis property of Co-doped ZnO nanorods was investigated under the irradiation of visible light. It was found that the degradation rate of methyl orange is increased greatly nanorods. by Co-doped ZnO nanorods in comparison to undoped ZnO     

Two‐Dimensional Hollow TiO2 Nanoplates with Enhanced Photocatalytic Activity

Two‐dimensional anatase TiO₂ hollow nanoplates were firstly synthesized through a facile synthesis route by using α‐Fe₂O₃ nanoplates as removable templates. Two‐dimensional hollow TiO₂ nanoplates with different ratios of anatase and rutile phases were obtained by adjusting the calcining temperature. The average diameters were around 600 nm, and the shell thickness was approximately 30 nm. The photocatalytic performance of TiO₂ was investigated by decomposing rhodamine B under simulated sunlight. Among the TiO₂ samples, the anatase TiO₂ hollow nanoplates manifested a significant enhancement in the photocatalytic performances. The excellent catalytic performance can be attributed to the unique structure of the two‐dimensional anatase TiO₂ hollow nanoplates, including a large surface area and increased dye–photocatalyst contact areas as well as more active sites for photodegradation.     

Ta2O5空心球的制备及光催化性能

采用无皂乳液聚合法合成了粒径为500 nm的聚苯乙烯(PS)球。运用层层自组装技术在PS球表面交替沉积单分子层的TaO3纳米页与聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)多层膜,650℃煅烧除去PS模板和PDDA高分子层后,得到Ta2O5空心球。空心球的直径为500 nm左右,壁厚约10 nm。XRD结果显示该空心球为正交晶系Ta2O5。空心结构显著提高了Ta2O5的光催化活性,在紫外光照射60 min后,Ta2O5空心球降解亚甲基蓝达90%以上,而商品Ta2O5只能降解28%。     

N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板, 采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列. 扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明: 两种阵列的纳米管均为六角形结构, 直径约为100 nm, 壁厚约为20 nm; 在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中, 掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面, 仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置; 表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化, 增强了纳米管阵列的光吸收效率, 促进了光生载流子的分离. 光催化实验结果表明, N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.     

N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板, 采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列. 扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明: 两种阵列的纳米管均为六角形结构, 直径约为100 nm, 壁厚约为20 nm; 在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中, 掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面, 仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置; 表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化, 增强了纳米管阵列的光吸收效率, 促进了光生载流子的分离. 光催化实验结果表明, N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.