Bi4Ti3O12/BiOBr复合材料的溶剂热合成及可见光催化性能

采用一步溶剂热法合成了Bi4Ti3O12/BiOBr复合光催化剂,采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔径测定仪(BET)以及紫外可见漫反射光谱仪(DRS)等对样品的组成、形貌及可见光催化性能等进行了表征,讨论了合成条件对样品光催化活性的影响,探究了光催化反应过程中的活性物种及反应机理.研究结果表明,Bi、Ti、Br的投料比为10∶7∶5、乙二醇为溶剂、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂且加入量为0.2g时,合成样品具有较高的光催化活性和较好的循环稳定性.在7 W LED灯照射140 min后,光催化剂对罗丹明B(RhB)的降解率达到85.1;.·O2-与h+在降解过程中起主要作用.     

不同沉淀剂下水解法制备BiOCl的光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O为原料,乙二醇(ethylene glycol,EG)为溶剂,采用水解法,在不同沉淀剂(NH3·H2O,Na2CO3和CO(NH2)2)条件下制备了BiOCl光催化剂.使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2物理吸附、紫外可见漫反射(DRS)、光致发光(PL)光谱等手段对所制样品进行了表征.以甲基橙染料为降解物,评价了不同沉淀条件对BiOCl光催化性能的影响.结果表明,不同沉淀条件对BiOCl光催化剂的结晶度、晶粒尺寸、形貌、禁带宽度、光生电子空穴对分离效率有明显的影响,进而影响了其光催化活性.其中以尿素为沉淀剂制得的催化剂BiOCl-3在模拟太阳光下降解甲基橙(MO)实验中显示了良好的光催化效率,光照60 min后对MO的降解效率达97;.BiOCl-3较高的光催化活性是由于其具有较高的结晶度、均匀的片状结构、较窄的带隙(2.9 eV)和较高的光生电子-空穴对分离效率.自由基和空穴捕获实验证明,光生空穴是BiOCl-3光催化反应体系中的主要活性物种.此外,所制备的BiOCl-3光催化剂具有较高的光催化稳定性,重复使用4次后对甲基橙的降解率仍保持在89;以上.     

NiFe2O4/g-C3N4的制备及可见光催化降解甲基橙

采用浸渍法制备不同负载量NiFe2 O4的负载型光催化剂NiFe2 O4/g-C3 N4,利用XRD、FT-IR、N2-adsorption、ICP-OES、TEM及XPS等手段表征NiFe2 O4/g-C3 N4样品,并考察其对甲基橙的可见光催化降解性能.结果表明,与NiFe2 O4和g-C3 N4样品相比,负载型NiFe2 O4/g-C3 N4样品对甲基橙具有更好的光催化降解活性,且催化活性随着NiFe2 O4负载量增大(0.5~5.0wt;)而呈现先增大再减小的趋势.NiFe2 O4负载量2.0wt;的样品2-NiFe/CN在可见光照射下对浓度5 mg·L-1的甲基橙表现出最好的降解活性和稳定性.这是因为能带宽度小(1.5 eV)的NiFe2 O4与能带宽度大(2.7 eV)的g-C3 N4形成的异质结催化剂NiFe2 O4/g-C3 N4,有效地促进光生载流子在二者界面快速传递和光生电子-空穴对的有效分离.     

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.     

BiOBrxI1-x半导体微球的制备、热稳定性及其光催化性能

采用溶剂热法制备了一系列花状BiOBrxI1-x复合微球.利用X射线粉末衍射(XRD)、热重(TG)、扫描电镜(SEM)、氮气物理吸附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射(DRS)等手段考察了BiOBrxI1-x复合微球的热稳定性、相组成、形貌、光吸收性能和光催化活性随煅烧温度的变化规律.结果表明,BiOBrxI1-x复合样品的热稳定性小于BiOBr而高于BiOI.在煅烧过程中BiOBrxI1-x逐渐失去碘元素而转变为Bi5O7I,至500℃以后,复合物主要以溴氧铋化合物为主.BiOBrxI1-x在450℃以上煅烧其球形结构遭到破坏,同时比表面积迅速减小.BiOBr0.25 I0.75,BiOBr0.5I0 5光催化活性要高于单纯BiOBr与BiOI.复合样品经过不同温度煅烧后,光催化活性均呈现了不同程度的降低.高温煅烧所引起碘元素的流失、微球结构的破坏,比表面积的减少等因数导致了光催化活性的降低.     

以偏钛酸浆料制备氮掺杂纳米二氧化钛及其可见光催化性能研究

以工业偏钛酸为前驱体、尿素为氮源,混合煅烧制备了不同氮含量的TiO2光催化剂(记为TiO2-xN-温度).用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱和紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)等对催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为目标污染物,评价了样品的可见光光催化活性.结果表明,当催化剂中尿素与TiO2质量比为3∶1,煅烧温度为400℃(即TiO2-3N-400℃)时制得的样品活性最高.500 W的长弧氙灯照射4h,对亚甲基蓝降解率达到93.9;.     

RuO2/BiOCl复合光催化剂的制备及其固氮性能研究

BiOCl在光催化固氮领域中有着广阔的应用价值,但其光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用和发展。本文首先采用水解法制备了一种具有丰富氧空位的新型RuO₂/BiOCl复合光催化剂,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱、电子顺磁共振等对其进行了表征,采用300 W氙灯为模拟太阳光源,评估了其光催化固氮性能。结果表明：当复合催化剂中RuO₂负载量达到0.2%(质量分数)时,RuO₂/BiOCl具有更好的固氮活性,在光照1 h后其最佳活性达到了131.9μmol/L。相较纯BiOCl催化剂,其固氮性能提升了3.5倍。最后,本文对催化剂的反应机理进行了相关探索,为制备具有更高固氮活性的光催化剂提供参考。     

g-C3N4/ZnO复合光催化剂的制备及其光催化活性

以硝酸锌、三聚氰胺、氢氧化钠为原料,采用回流法合成g-C3N4/ZnO复合光催化剂.利用傅里叶红外光谱(FTIR),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)及N2吸附-脱附(BET)等技术对所合成样品的组成和形貌进行表征.在模拟太阳光条件下,以亚甲基蓝为模拟污染物评价催化剂的活性.结果表明,g-C3N4加入量为5wt;,煅烧温度500℃,煅烧时间2 h条件下制备的复合光催化剂具有最佳的光催化活性.5wt;g-C3N4/ZnO复合光催化剂在反应40 min时对亚甲基蓝的降解率可达到98.5;,其光催化降解速率为纯ZnO的2.8倍.     

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.     

BiOBr/Bi/BiPO4复合材料的制备及可见光光催化性能研究

本文成功制备了BiOBr/Bi/BiPO4三元复合光催化剂,并通过对甲基橙(MO)降解活性的测试发现,在可见光条件下,BiOBr/Bi/BiPO4表现出优良的光催化活性.采用XRD、XPS和HRTEM对所制备催化剂的结构、组成和形貌进行表征,DRS表征说明单质Bi的加入有利于可见光吸收光谱的拓宽,PL和PC表征说明单质Bi的等离子共振效应有利于复合光催化剂光生载流子的分离,从而提高复合光催化剂的光催化降解活性.