花状CeO2/TiO2异质结的构筑及光催化性能

采用溶剂热法制备了三维花状CeO₂/TiO₂异质结光催化剂,然后以甲基橙(MO)为模拟有机污染物,在氙灯照射下考察了其光催化活性。结果表明,花状结构由纳米片和纳米颗粒复合而成,纳米片上均匀地附着CeO₂颗粒。Ce/Ti的物质的量之比(n_Ce/n_Ti)和溶剂热时间影响异质结的光催化性能,当n_Ce/n_Ti=0.1、溶剂热时间为6 h时,CeO₂/TiO₂的光催化活性达到最佳,氙灯照射50 min的降解率达95%,光催化活性优于纯TiO₂,这主要是CeO₂和TiO₂形成了异质结,有利于光生电子和空穴的分离。     

BiPO4@Ag3PO4核/壳异质结的制备及光催化性能

采用简单的水热法结合离子交换法制备了BiPO4@Ag3PO4核/壳异质结光催化剂,采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对催化剂的形貌、组成、晶型和光物理性质等进行了研究,用罗丹明B(RhB)为模拟水体中有机污染物分别在可见光和模拟太阳光照条件下对催化剂的催化活性进行了测试.结果表明,负载Ag3PO4的BiPO4微米棒具有较高的可见光响应,其核/壳异质结结构有利于光生电子-空穴对的有效分离和提高对RhB的光催化降解效率,在可见光和模拟太阳光照射条件下分别在60和40 min可使RhB完全脱色降解.活性物种检测实验结果证明,该催化剂在污染物降解过程中主要的机理是光生空穴的直接氧化.     

磁性Ag@Fe3O4@C负载纳米金的制备及其SERS性能

利用一步溶剂热法制备了具有核壳结构的Ag@Fe_3O_4磁性纳米颗粒,然后以葡萄糖作为碳源对Ag@Fe_3O_4进行包覆,再利用酰胺化反应成功的将聚乙烯亚胺(PEI)修饰到Ag@Fe_3O_4@C表面,最后以N-Au共价键的方式将Au纳米粒子组装到Ag@Fe_3O_4@C表面。以4-巯基苯甲酸(4MBA)为拉曼活性探针分子来考察该复合纳米材料的表面增强拉曼(SERS)性能。通过控制Au纳米粒子的加入量,来调节Ag@Fe_3O_4@C-Au复合纳米材料的SERS活性。通过实验测试及利用时域有限差分法(FDTD)得出不同纳米金用量包覆的Ag@Fe_3O_4@C磁性纳米颗粒对4MBA的SERS效果依次为Ag@Fe_3O_4@C-Au-40Ag@Fe_3O_4@C-Au-10Ag@Fe_3O_4@C-Au-60Ag@Fe_3O_4@C,其中Ag@Fe_3O_4@C-Au-40的饱和磁化强度为411 A·g-1,其对4MBA的检测限为1×10-9 mol·L-1。这种功能性复合材料既具有良好的SERS活性,又可通过外加磁场的方式实现对待测分子的分离、富集。     

磁性Ag@Fe3O4@C负载纳米金的制备及其SERS性能

利用一步溶剂热法制备了具有核壳结构的Ag@Fe₃O₄磁性纳米颗粒,然后以葡萄糖作为碳源对Ag@Fe₃O₄进行包覆,再利用酰胺化反应成功的将聚乙烯亚胺（PEI）修饰到Ag@Fe₃O₄@C表面,最后以N-Au共价键的方式将Au纳米粒子组装到Ag@Fe₃O₄@C表面。以4-巯基苯甲酸（4MBA）为拉曼活性探针分子来考察该复合纳米材料的表面增强拉曼（SERS）性能。通过控制Au纳米粒子的加入量,来调节Ag@Fe₃O₄@C-Au复合纳米材料的SERS活性。通过实验测试及利用时域有限差分法（FDTD）得出不同纳米金用量包覆的Ag@Fe₃O₄@C磁性纳米颗粒对4MBA的SERS效果依次为Ag@Fe₃O₄@C-Au-40 > Ag@Fe₃O₄@C-Au-10 > Ag@Fe₃O₄@C-Au-60 > Ag@Fe₃O₄@C,其中Ag@Fe₃O₄@C-Au-40的饱和磁化强度为411 A·g^-1,其对4MBA的检测限为1×10^-9 mol·L^-1。这种功能性复合材料既具有良好的SERS活性,又可通过外加磁场的方式实现对待测分子的分离、富集。     

一维CdTe@C@TiO_2-Au异质结纳米线的制备及其光催化性能（英文）

先利用一步水热法制备了具有核壳结构的CdTe@C纳米线,然后以钛酸异丙酯(TIP)作为钛源对CdTe@C纳米线进行二氧化钛包覆,最后通过原位还原HAuCl_4的方法将Au纳米粒子组装到CdTe@C@TiO_2表面形成CdTe@C@TiO_2-Au一维异质结纳米复合材料。用扫描电镜(SEM),X射线能谱(EDX),透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对材料进行表征。探究了CdTe@C@TiO_2-Au催化剂在模拟可见光下降解罗丹明B(RhB)的光催化性能。实验结果表明:不同催化剂对RhB的光降解率不一样,其效果依次为CdTe@C@TiO_2-AuCdTe@C@TiO_2pure TiO_2,其中CdTe@C@TiO_2-Au能在270 min的模拟太阳光下对RhB的光降解率达95.3%,这主要得益于CdTe、碳层、TiO_2和具有表面等离子效应的纳米Au的共同作用。     

Ag核Au壳双金属复合纳米线的制备及其表面增强拉曼光谱研究

采用氧化铝模板结合交流电沉积技术制备纯银纳米线, 然后通过化学还原方法, 并控制加入的金盐的量, 在已制备好的银线表面包裹不同厚度的金壳层, 得到具有核壳结构的Ag_核Au_壳复合纳米线. 采用电子显微镜(SEM, TEM)和表面增强拉曼光谱对该复合结构纳米线进行相关表征, 纳米线的表面形貌与加入的金盐的量有关. 以苯硫酚(TP)和对巯基苯胺(PATP)为探针分子, 研究了此类复合纳米线的表面增强拉曼散射效应. 并以PATP在金银纳米线表面吸附的表面增强拉曼光谱的差别为探针, 表征了复合纳米线表面金的包裹程度, 结果表明一定厚度的包裹程度可制备无针孔效应的核壳结构金银复合纳米线.     

TiO2纳米线的制备及其光电性能研究

利用在钛箔表面沉积一层TiO₂纳米粒子作为晶种，与NaOH反应，制备了一维物质TiO₂纳米线。并用XRD、SEM、TEM、HRTEM及EDS等分析手段对TiO₂纳米线的成分、形貌、结构进行表征。结果表明，采用该方法制得的TiO₂纳米线直径在20～50 nm左右、长度可达几微米。反应温度能显著影响所得纳米线的形貌。研究了TiO₂纳米线的光电化学性能。随反应温度的升高TiO₂纳米线光电转换效率增大。     

聚吡咯/硫化镉核壳纳米线的制备及整流特性

以无机多孔氧化铝膜为模板,利用气相沉积和原位电化学沉积方法成功地制备了有机-无机杂化聚吡咯/硫化镉核壳纳米线;采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析了聚吡咯/硫化镉核壳纳米线的表面形貌和微结构.结果表明,内部的聚吡咯纳米线紧紧依附在外部的硫化镉纳米管中,并且硫化镉纳米管被聚吡咯全部填充.与此同时,在聚吡咯/硫化镉核壳纳米线中,外部硫化镉壳与内部聚吡咯核之间存在电荷转移;聚吡咯和硫化镉之间形成有机-无机杂化的P-N界面,从而导致单根聚吡咯/硫化镉核壳纳米线显示出不同于外部壳和内部核的整流特性.     

Pd@SiO2/Al2O3的制备及其催化氧化CO性能评价

从Pd纳米粒子出发制备具有核壳结构的Pd@SiO₂纳米粒子,并将其负载于不同形貌Al₂O₃载体上,制备出具有良好CO催化氧化活性的催化剂。以纳米球形Al₂O₃为载体时,Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂活性优于无核壳结构的Pd/Al₂O₃催化剂。将纳米Pd@SiO₂负载到球形和菱形Al₂O₃上,制备出Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂。结果表明:具有较大比表面积的Al₂O₃载体(球形)有利于Pd@SiO₂的分散,且SiO₂层可以抑制Pd粒子的团聚,能在一定程度上改善催化活性。而较小比表面积的载体(菱形)上出现了Pd@SiO₂的团聚,表现出较低的CO氧化活性,但在降低负载量后,CO氧化活性明显提高。该结果为推动新型热稳定、高效纳米三效催化剂的研发具有一定的启示意义。     

n-型多孔Si/TiO2纳米线异质结构的制备及光电化学性能

采用光辅助电化学腐蚀法制备了n-型多孔硅衬底, 再采用水热法在其表面生长TiO₂纳米线制得了三维n-型多孔Si/TiO₂纳米线异质结构. 通过X射线衍射、 扫描电子显微镜和X射线能量散射等表征证实了n-型多孔Si/TiO₂纳米线异质结构的形成. 紫外-可见漫反射光谱测试结果表明, n-型多孔硅与TiO₂纳米线的复合提高了紫外-可见波段的光吸收. 光电性能测试结果表明, 3个样品中n-型多孔Si/TiO₂纳米线异质结作为光电极的光电流最高, 这说明n-型多孔Si/TiO₂纳米线作为光电极具有更高的光电化学分解水性能.     

一步法制备二氧化钛-金复合材料及其光解水制氢性能

以钛粉为还原剂,氯金酸为氧化剂,将二者在180 ℃水热反应釜中发生氧化还原反应,最终生成直径800 nm左右的TiO₂,比表面积为3.5 m²/g左右,其表面均匀担载了直径20 nm左右的金纳米颗粒。 采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见漫反射光谱、光电流密度、光催化制氢性能等测试表征了该复合催化剂的结构及性能。 结果表明,一步法制备的复合催化剂形貌规整,TiO₂为锐钛矿晶型,金纳米颗粒的局域表面等离子体共振(LSPR)作用促进了催化剂对可见光有较强的吸收,催化剂催化产氢性能伴随金含量增大存在先增后减规律,可见光下最大产氢速率为0.1 μmol/(g·h),光催化活性表现稳定。     

g-C3N4/Ag/TiO2复合材料的构筑及其光催化性能（英文）

以合成的g-C3N4纳米片和Ag/TiO2空心微球为原料,采用机械搅拌的方法构筑了g-C3N4/Ag/TiO2三元复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)对g-C3N4/Ag/TiO2进行了表征。研究表明,g-C3N4/Ag/TiO2是由Ag/TiO2微球和g-C3N4纳米片复合而成的。与TiO2相比,其可见光响应范围延长,光生载流子的分离速率加快。在室温下,用降解罗丹明B的反应考察了g-C3N4/Ag/TiO2的可见光催化活性。研究表明,光照180 min时,g-C3N4(0.5%)/Ag/TiO2显示了最高的光催化活性(91.9%),分别是TiO2和Ag/TiO2的7.5和1.8倍。光催化活性的提高与合理的异质结构建和Ag的导电性能有关。     

多功能核壳结构纳米反应器的构筑及其催化性能

随着纳米科学技术的不断发展,通过调节纳米材料的组成、结构、形貌以及尺寸等,已经能够实现对纳米材料性能调控的目的。为了进一步赋予纳米材料以新的功能,拓展其在材料、化学、生物和医学等领域的应用,开发能够同时实现多种功能的新型纳米材料是非常有意义的。多功能纳米材料的获得方法之一是通过对简单纳米粒子表面包覆具有功能性的材料来实现,形成的复合结构称为核壳结构。核壳结构的核和壳可以由相同或不同的材料组成。通过改变内核和外壳材料的组成、结构以及表面性质等,从而可以赋予核壳结构纳米材料以特殊的光、电、磁、催化、吸附以及生物活性等。在核壳结构的基础上对核与壳进行可控化与功能化的改造,可形成空心结构以及蛋黄壳结构(或称拨浪鼓结构),其中的空腔可作为高效纳米反应器应用于催化的各个分支领域。本综述首先讨论了不同核壳结构纳米反应器的设计,然后重点介绍了这些纳米反应器在催化降解染料污染物、催化加氢反应、催化氧化反应以及催化级联反应这几类反应中的应用。最后,对多功能核壳纳米反应器未来的研究和发展提出了一些展望。     

TiO_2/SBA-15的快速合成法及其催化性能

本文针对传统方法合成TiO2/SBA-15的诸多不足,提出了一种简单而快速合成TiO2/SBA-15的方法。利用孔道内水解法快速合成了不同负载量的TiO2/SBA-15。利用XRD、N2-吸脱附、TEM和UV-Vis对样品的晶体结构、微观形貌、光学吸收特性进行了表征,并研究了不同TiO2负载量催化剂对罗丹明B(RhB)光降解活性的影响。结果表明:利用该方法合成的TiO2/SBA-15光催化活性优于传统浸渍方法合成的TiO2/SBA-15与工业上使用的TiO2纳米颗粒。     

一维CdS/TiO2纳米材料的制备及其光催化性能

采用含有氯化镉和硫脲的钛溶胶对钛酸纳米管载体进行修饰,再经焙烧制得不同CdS含量的一维CdS/TiO2纳米材料.运用X射线衍射、透射电子显微镜、N2吸附-脱附、紫外-可见光谱和X射线光电子能谱等手段表征了材料的结构和性质,并考察了CdS/TiO2样品在紫外光及模拟日光条件下光催化降解甲基橙溶液的活性.结果表明,经高温焙...     

CNTs/TiO2多孔复合膜的组装及光催化性能

提出了一种在掺氟的SnO2(FTO)导电玻璃上组装碳纳米管(CNTs)/Fe-Ni/TiO2多孔复合膜光催化剂的新方法.采用喷涂热解法(SPD)将掺杂镍和铁的含有嵌段聚合物P123的二氧化钛前驱体溶胶涂覆在FTO导电玻璃上,制备Fe-Ni/TiO2多孔膜,再采用化学气相沉积法(CVD)在Fe-Ni/TiO2膜上原位生长CNTs,得到CNTs/Fe-Ni/TiO2多孔复合膜光催化剂.CNTs/Fe-Ni/TiO2复合膜具有多级孔结构特征,在TiO2表面原位生长的CNTs不但具有较好的石墨化结构,且CNTs较均匀地分布在整个膜层的孔中.考察了CNTs/Fe-Ni/TiO2复合膜光催化剂的结构和性能,并通过降解甲基橙溶液评价了复合膜的光催化活性.结果表明,CNTs的复合及铁和镍的掺杂等改性显著提高了TiO2膜材料的光催化活性.     

TiO2纳米纤维无纺布的制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为配位剂与钛酸正丁酯(Ti(C₄H₉O)₄)反应制得前驱体，再以乙醇为溶剂，CH3COOH作为催化剂，采用静电纺丝法制得PVP/TiO₂复合纳米纤维，经550 ℃、700 ℃和900 ℃焙烧后分别得到以锐钛矿型的TiO₂为主、以金红石型TiO₂为主和完全金红石晶型的TiO₂纳米纤维。对所制得的纳米纤维的结晶度、纯度和形貌，分别采用差热-热重分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等进行了表征。光降解苯酚水溶液的实验结果表明，550 ℃下煅烧得到的以锐钛矿占主体的TiO₂纳米纤维，2 h使浓度为50 mg·L^-1苯酚水溶液的降解率超过85%，这充分说明这种TiO₂电纺纳米纤维具有良好的光催化性能。