Na2Ta2O6光催化剂的合成、表征及光催化性能分析

通过结合固相反应与水热法制得一种新型的光催化剂Na2Ta2O6,并对其进行了XRD、SEM表征。由紫外可见漫反射光谱推测其禁带宽度约为4.6 eV,并对其在紫外光区下光催化降解碱性藏花红溶液的行为进行了研究。发现其具有好的结晶性、特殊的棒状结构以及较好的光催化活性。     

Nd2O3·BaO·Al2O3·6B2O3的晶体结构

Nd_2O_3·BaO·Al_2O_3·6B_2O,晶体属六方晶体系,空间群为D_h-P62m晶胞参数a=4.566(2)A.Z=24.92(1)A,Z=1。由PW1100四园衍射仪收集到1460个独立衍射强度,用SNELX-76程序中的直接法解得晶体结构,全矩阵最小二乘方法修正结构参数,最后得到偏离因子R=8.80％(未校正吸收),全部计算在SORDCP/M-68K微处理机上完成,晶胞中2/3的B原于位于四面体内,形成[B_2O_5]~4-团,另外1/3的B原子,连结33个O原子形成[B_2O_3]中性团。由对称面联系的[B_2O_3]团的B与B原子之间借助范德华键键合,结构上的这一特点,与硼酸铝钡钕晶体垂直C轴方向有明显解理性质完成一致。这一晶体的结构式可表示为Nd_2BaAl_2O_(1-x)[B_2O_5]_4[B_4O_(4+x+(2-x))]     

铈掺杂TiO2光催化剂的制备及其催化性能

以TiCl4为原料、Ce(NO3)3·6H2O为稀土掺杂剂,制备了不同掺杂量的Ce/TiO2粉体,并进行了DTA-TG,XRD,SEM和TEM表征.实验主要考察铈掺杂对TiO2粉体的表面形状和光催化活性的影响.结果表明,掺铈能明显改善样品的团聚状态,有利于样品比表面积的增大.SEM和TEM对500℃的焙烧样品表征结果,掺杂样品二次颗粒的成孔性远好于没有掺杂的纯样品.掺杂量从m(CeO2)=0.5%增加到m(CeO2)=8%,样品的比表面积增加了74m2·g-1;活性评价结果表明,掺杂铈可有效提高催化剂的光催化活性,其中m(CeO2)=1%的样品活性最好.     

柠檬酸盐热解法制备YBa2Cu3O7-δ超导体

按摩尔比Y:Ba:Cu=1:2:3称取Y_2O_3(5N)、BaCO_3(A.R.)和CuO(A.R.)。先将Y_2O_3放入大烧杯中,加适量65％～68％的HNO_3,加热使之反应溶解为无色透明溶液;再加入CuO和蒸馏水,溶解为蓝色溶液;加HNO_3和蒸馏水,倒入BaCO_3,加热至溶液透明。再加进与金属原子总数比1:1的柠檬酸,不断搅拌使之溶解。以分析纯的氨水调节pH到6-7,得到蓝黑色透明溶液。将该溶液在电炉上加热沸腾,接近蒸干时溶液不断鼓泡,成为胶状溶液。最后     

WO3-TiO2薄膜型复合光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶法在多孔钛片上制备了WO     

Y2O3和Nd2O3介孔薄膜的制备与表征

以聚乙烯合丁烯-嵌-聚氧乙烯嵌段共聚物(PHB-PEO)作模板, 采用蒸发诱导自组装方法, 分别制备了Y2O3和Nd2O3介孔薄膜. 用小角、广角X射线衍射和透射电子显微镜对薄膜样品在不同的热处理阶段进行了表征. 结果表明, 所制备的Y2O3和Nd2O3薄膜样品呈现一种大孔径(平均孔径分别约为11.5和12.5 nm)、有序的立方扭曲球形孔排列、稳定于450 ℃并具有部分晶态孔壁结构的介孔薄膜材料.     

CeO2/TiO2光催化剂的制备及其可见光脱氮性能

采用溶胶-凝胶和浸渍掺杂两步法合成了CeO₂/TiO₂光催化剂,并对催化剂的理化结构进行表征分析;以吡啶-正辛烷体系为模拟油品氮源,研究了该催化剂在可见光作用下的光催化脱氮行为,并探究了光催化脱氮的最佳反应条件。 结果表明,掺杂的铈主要以CeO₂的形式存在,且增强了催化剂在可见光区的吸收;在可见光辐照150 min的条件下,铈的掺杂量质量分数为8%,所制备的CeO₂/TiO₂催化剂投入量为1.0 g/L时,模拟油品中吡啶的脱氮率高达76.45%。     

氮掺杂TiO2光催化剂的制备及可见光催化性能研究

在溶胶-凝胶法基础之上,以尿素为氮源,通过较温和的反应条件来制备氮掺杂TiO₂光催化剂。以亚甲基蓝为模型化合物、日光色镝灯为光源,探索了其可见光光催化性能;并用XRD、低温氮气吸附-脱附技术、UV-Vis等表征了其结构特征;同时以对苯二甲酸为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化体系中·OH自由基的变化规律,进一步验证了其光催化活性规律。结果表明：氮掺杂能引起TiO₂光催化剂的激发吸收光谱明显红移并具较好的可见光响应性;在不同煅烧温度和尿素/钛酸丁酯物质的量的比     

NiO-MoO3/SiO2光催化剂的结构与光吸收性能

采用表面改性法制备了负载型复合半导体NiO-MoO3/SiO2, 用程序升温还原、 X射线衍射、 拉曼光谱、 透射电镜、 比表面积测定和紫外-可见光漫反射光谱技术对固体材料的组成结构和光吸收性能进行了表征. 结果表明, NiO-MoO3/SiO2的平均粒径约为10 nm, 在载体表面存在xNiO·MoO3复合氧化物的微晶, NiO和MoO3在固体材料表面产生相互修饰作用. NiO的加入有助于提高MoO3在载体SiO2表面的分散程度, 抑制MoOx的聚合, 减小微晶尺寸, 而且可以增强固体材料的光吸收性能, 提高复合半导体对光能的利用率.     

B掺杂TiO2/AC光催化剂的制备及活性

以硼酸和钛酸丁酯为主要原料，以活性炭(AC)为载体。用溶胶-凝胶法制备了B掺杂TiO2／AC光催化剂．用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV—VIS)对制得的光催化剂进行了表征．以甲基橙水溶液的光催化脱色反应和氧化乐果水溶液的光催化降解反应。考查了不同B掺杂TiO2／AC光催化剂的活性．结果表明，所有B掺杂TiO2／AC光催化剂均为锐钛矿晶相．B的掺杂未导致TiO2／AC光催化剂的吸收带边发生明显的移动．当B-TiO2质量分数分别为2．0％和2．5％时，TiO2／AC光催化剂的活性有明显的提高．B-TiO2质量分数2．0％时活性最高．但是，当B-TiO2质量分数分别为1．5％和3．0％时。TiO2／AC光催化剂的活性降低．B的缺电子特性可能改变了TiO2能带中的电子密度，使光催化反应中光生电子和空穴的俘获方式发生变化；同时。B的缺电子特性也会使光催化剂表面的Lewis酸强度增强，导致表面吸附OH-数量和目标反应物的吸附方式发生变化．这些可能是B-TiO2／AC光催化剂活性发生变化的主要原因．     

K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O的形貌可控合成及光催化性能

钽酸盐光催化材料往往具有较高的光催化活性.近年报道的钽酸盐光催化剂主要采用传统高温固相法制备,该方法不可避免地导致高温烧结,使合成的钽酸盐颗粒较大,比表面积较小,而且该方法具有不可克服的晶体转变、结晶度差、分解、挥发和纯度低等缺点,使制备的光催化剂活性较低.而纳米材料由于粒径小,提高了电子和空穴的扩散速度,大大降低了电子和空穴在材料内的复合几率,从而使光催化材料活性大幅提高.此外,粒径减小也使表面原子迅速增多,减小了光的漫反射,同时也使光吸收不易达到饱和,有利于提高光吸收效率.因此,制备纳米材料是提高半导体光催化剂活性的有效手段.目前,采用湿化学的溶液合成方法能在较低温度下获得粒度小且均匀、计量比准确的光催化剂粉末,但是合成钽酸盐光催化剂的水溶性钽前体即乙醇钽(或氯化钽)价格昂贵,而且对潮湿极端敏感易水解,使产物纯度降低,不适合工业化生产.近年来,尽管有文献报道以Ta2O5为原料利用水热、溶胶-凝胶和共沉淀等方法制备钽酸盐,但其合成条件苛刻,合成步骤复杂,合成周期较长,耗能大,产物产量较低且不均匀,很难实现产物的形貌控制来筛选出适合光催化反应的材料.目前关于纳米钽酸盐光催化材料形貌控制方面的研究鲜有报道,主要是由于Ta2O5极难溶解,很难实现液相合成.因此,纳米钽酸盐光催化材料的可控制备是研究的难点.我们发展了熔盐-水热制备钽酸盐新方法,实现了K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O的可控制备.利用熔盐法制备一种可溶性钽酸盐前驱体,再通过水热法在液相进一步反应制得纳米钽酸盐光催化材料K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O,通过控制反应条件实现了纳米钽酸盐K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O的形貌调控,得到了纳米球、微球、去顶八面体形貌和类似榴莲形貌等不同形貌,而利用其它制备方法很难控制钽酸盐的形貌.另外,研究了制备材料吸附和光催化降解罗丹明B的性能,发现该材料光催化活性与形貌直接相关.表征结果表明,制备样品的X射线衍射(XRD)谱图尖锐,结晶较好,其各衍射峰位置均与K2Ta2O6一致,为纯相烧绿石结构,属于立方晶系,空间群为Fd3m.通过分析合成材料的元素组成及含量,确定K：Na：Ta比例近似为1.9：0.1：2.为了进一步研究属于烧绿石型化合物K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O的结构,对不同形貌材料进行了红外光谱测试,所有样品在450–1000 cm–1的谱峰可归属于(K, Na)–O和Ta–O键的振动,3300 cm–1左右为晶体结构中水的羟基伸缩振动峰,1720 cm–1左右是晶体结构中水的弯曲振动峰.可以看出,不同形貌材料的红外谱图吸收带宽度和位置十分相似,只存在小的偏移和变化,进一步表明不同形貌的材料具有相似的晶体结构,与XRD结果一致.差热-热重分析确定了结构中所含结晶水数量近似为2.光催化性能测试结果表明,具有纳米球形貌的材料比表面积较大,因而光催化活性最高.     

类钙钛矿结构新钽酸盐KSr2Ta3O10的合成、结构与层间特性

类钙钛矿结构氧化物是由钙钛矿结构基元与其它类型结构基元组合而成的一种超结构复合氧化物.     

Ultrasound-assisted fabrication and characterization of a novel UV-light-responsive Er2Cu2O5 semiconductor nanoparticle Photocatalyst

The photocatalytic procedure is one of the most favorable methods for the elimination of poisonous organic dyes to achieve clean drinking water. In this research, a fast sonochemistry method was accomplished to attain Er₂Cu₂O₅ (ECO) nanoparticles with a progressive photo-degradation catalytic routine. Tetraethylenepentamine (TEPA) was operated as both alkaline and complexing agents to control growth of designed nuclei due to the formation of hydrogen bonds between active surface groups of TEPA and nuclei and, lastly stop nano-product accumulation. The ultrasonic time and power factors in sonochemistry reaction were improved to control the final nanostructures properties. The surface features of products were measured via diverse characterization systems of spectroscopic and microscopic. The elimination of dissimilar artificial dyes was carried out through Er₂Cu₂O₅ nanoparticle catalysts. The outcome of altering of artificial pollutant, pollutant concentration, scavenger, nano-catalyst dosage and solution pH was titled on the proficiency of nano-catalyst utility. Optimized Er₂Cu₂O₅ nanoparticles have an efficiency of 97% for degradation of erythrosine dye in an acidic medium. The possible mechanism of deletion dye by photocatalytic purpose was studied and concluded that ^?O₂^– radicals help UV-degradation of contamination.     

新钽酸盐Ba2LnTi2Ta3O15(Ln=Y、La)的结构与介电性能

通过固相反应法合成了四方钨青铜结构新钽酸盐Ba2LaTi2Ta3O15与Ba2YTi2Ta3O15,分别进行了X射线衍射分析与介电性能测试.结果表明, Ba2LaTi2Ta3O15室温时晶胞参数为a=1.242 64(5) nm, c=0.391 57(2) nm,为四方钨青铜结构顺电相；Ba2YTi2Ta3O15室温时晶胞参数为a=1.236 46(4) nm, c=0.388 60(2) nm,为四方钨青铜结构铁电相,铁电相与顺电相转变温度为180 ℃.频率为1 MHz时, Ba2LaTi2Ta3O15陶瓷的室温相对介电常数为194,介电损耗也降低至8×10－4. Ba2YTi2Ta3O15陶瓷的室温相对介电常数为107.     

Oxydation intermetallischer Phasen: K4{Na2[Tl2O6]} aus NaTl und K2O2

Oxidation of Intermetallic Phases: K₄{Na₂[Tl₂O₆]} from NaTl and K₂O₂ The hitherto unknown K₄{Na₂[Tl₂O₆]} was prepared in form of transparent, yellow single crystals from NaTl and KO_1,08 (molar ratio 1:1.3; sealed Ag-cylinder; 450°C, 30 d). The structure determination (four-circle diffractometer, MoKα, 1 280 out of 1 523 I_o(hkl), R = 5.75%, R_w = 4.58%) confirms the space group P2₁/c with a = 641.3 pm, b = 691.1 pm, c = 1188.5 pm, β = 95.69° and Z = 2. As characteristic building units of the structure there are doubles of tetrahedra of [Tl₂O₆] and [Na₂O₆]. The compound is isotypic with Cs₆[In₂O₆] and Rb₆[Tl₂O₆]. The Madelung Part of Lattice Energy, MAPLE, the Mean Fictive Ionic Radii, MEFIR, Effective Coordination Numbers, ECoN, and Charge Distribution, CHARDI, are calculated.     

钽酸盐Ba5YTi3Ta7O30的X射线衍射分析及其介电特性

在BaO -TiO2-Ta2O5 体系中通过掺Y3 +合成了钽酸盐Ba5YTi3Ta7O30,采用粉晶X射线衍射 (XRD)对其结构进行了分析 ,并测试了其陶瓷体的介电特性;结果表明 ,Ba5YTi3Ta7O30 在室温下属于填满型四方钨青铜结构顺电相,晶胞参数为a=1.24387(2)nm,c=0.39178(1)nm ,α= β=γ=90° ;频率为1MHz时Ba5YTi3Ta7O30 陶瓷的室温相对介电常数为155 ;而且介电损耗低至0.0009。     

Effect of Magnetic Carrier NiFe2O4 Nanoparticles on Physicochemical and Catalytic Properties of Magnetically Separable Photocatalyst TiO2/NiFe2O4

A series of magnetically separable photocatalyst TiO₂/NiFe₂O₄(TN) with different mass ratios of NiFe₂O₄ to TiO₂ was prepared by sol-gel method. The X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), transmission electron microscopy(TEM), ultraviolet-visible spectroscopy(UV-Vis), Brunauer-Emmett-Teller(BET) surface analysis and photoluminescence spectroscopy(PL) were used to characterize the photocatalyst TN. The XRD patterns of TN indicate that adulterating a smidgen of NiFe₂O₄ into TiO₂(about 0.1%, mass ratio) can promote the phase transformation of TiO₂, however, when the doped amount of NiFe₂O₄ surpasses 1%, the introduction of NiFe₂O₄ can inhibit the growth of TiO₂ crystal grain and reduce the size of TiO₂ crystal grain. The XPS results of TN indicate that some Fe³⁺ replace Ti⁴⁺ of the TiO₂ lattice forming Fe―O―Ti bonds. The PL analysis of TN shows that the NiFe₂O₄ nanoparticles in photocatalyst TN play the role of the effective recombination centre of the photogenerated electrons and holes, leading to the decrease in photocatalytic activity.     

层状纳米光催化复合材料H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2的合成及性质

用固相合成法制备出K0.8Fe0.8Ti1.2O4,并用离子交换反应制备出H0.8Fe0.8Ti1.2O4;通过C3H7NH2层间膨胀,TiO2粒子的插入和紫外光分解等反应,合成出一种新的层状光催化纳米复合材料-H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2.X射线衍射和漫反射等表征结果表明 该样品的层间高度为0.47nm,禁带能隙为2.18和2.88eV.用(>400 nm的光照射30 min,0.4 g样品可使甲基橙溶液(20 mg/L)的降解率达到22.1%.而同样条件下标准TiO2(P-25)仅为6.2%,表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.     

可见光催化剂Ag/Ag_2O制备及其对染料脱色降解

介绍了一个简单易行的综合化学实验——Ag/Ag_2O可见光催化剂的制备及其对染料的脱色降解,以及其教学设计思路。通过液相沉淀法制备Ag_2O,光还原沉积银制备Ag/Ag_2O,借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并以甲基橙降解为模型反应研究其可见光催化降解性能。结果显示,Ag/Ag_2O具有优异的可见光光催化性能。该综合实验运用了大学化学基本知识及学生在基础化学实验阶段学习的材料合成、仪器分析等基本技能,将前沿学术发展、最新研究成果和实践技能融入实验教学,使学生了解化学与材料、环境等学科交叉融合的同时,学生的综合能力得到训练,有助于培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力。