离子液体辅助超声法合成Zn1-xCdxS纳米粒子及光催化性能研究

以硝酸锌,氯化镉和硫代乙酰胺为原料,以离子液体的水溶液为溶剂,用超声法成功合成了Zn1-xCdxS(x=0～1)纳米粒子.用XRD,SEM,以及UV-Vis等手段对所制备样品的晶型、形貌和光学特性进行了表征;以紫外光为光源、罗丹明B为目标降解物质评价了Zn1-xCdxS纳米粒子的光催化活性.结果表明,通过调整Zn和Cd的配比可获得不同粒径的Zn1-xCdxS纳米粒子,随着x值的增大纳米粒子的吸收带边发生红移,光催化降解罗丹明B的能力变强,Zn0.25Cd0.75S拥有最高的光催化性能.对比实验表明,离子液体和超声的协同作用可获得较小粒径的纳米粒子和较强的光催化活性,这可能源于离子液体在初生纳米粒子上的吸附和超声作用下的快速成核作用.     

硫源和六元瓜环对硫化镉性质的影响

以硫代硫酸钠和硫脲为硫源,氯化镉为镉源,六元瓜环(Q[6])为修饰剂,采用水热法制备Q[6]/CdS复合光催化剂.利用傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射和扫描电子显微镜对产物进行结构和形貌表征,考察Q[6]和硫源对产物结构和性能的影响.结果表明,硫源对产物形貌和结构都有影响,Q[6]对硫化镉光催化性能有增强作用,15 mg Q[6]/CdS能使50 mL,6 mg/L的次甲基蓝溶液反应200 min时的降解率达到93.0;以上.     

Ag3PO4/ATP纳米复合材料的制备及可见光催化性能研究

以天然矿物凹凸棒石(简称ATP)为载体,在其表面原位生成纳米Ag3PO4,制备Ag3POJATP复合光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(Uv-vis DRS)等测试方法对复合材料的表面结构、形貌、光响应性能进行了研究.结果表明:Ag3PO4/ATP复合光催化剂中Ag3PO4-以纳米微球均匀分布在ATP表面,平均直径12.5 nm.进一步通过150 W碘钨灯下降解甲基橙(MO)的实验,研究了光催化材料的可见光催化性能.实验结果表明,Ag3PO4、Ag3PO4/ATP在可见光下具有光催化活性,Ag3PO4/ATP的光催化性能优于Ag3PO4,2.5h对甲基橙的降解率达到93.4;.     

溶剂热合成介孔氧化硅负载纳米硫化镉光催化剂及其光催化性能研究

以St(o)ber法合成的介孔氧化硅为载体,通过溶剂热法合成了介孔氧化硅负载纳米CdS光催化剂.利用XRD、SEM、比表面仪等分析手段对其结构和形貌进行了表征,并研究了其光催化性能.结果表明:介孔二氧化硅负载的纳米硫化镉为六方晶型,其颗粒尺寸约为20～30 nm.纳米CdS被负载后堵塞了二氧化硅的部分介孔孔道,致使其比表面积从590.5 m2/g下降到497.7 m2/g,孔体积也明显下降.利用介孔氧化硅负载纳米硫化镉作为光催化剂可见光光降解罗丹明B的实验结果表明,由于其介孔结构而使其对罗丹明B有较强吸附,从其光催化反应动力学方程可以看出纳米CdS被介孔二氧化硅负载后提高了其光催化反应速率.     

水热法制备铁酸铋及光催化性能研究

以金属硝酸盐、硝酸、氢氧化钠和去离子水为原料,采用水热合成法来制备铁酸铋.研究了水热温度、pH值、水热反应时间对合成反应的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜、热重分析仪、振动样品磁强计等手段对制备的铁酸铋纳米粉体的相结构、微观形貌进行了表征.结果表明,水热产物和形貌依赖于水热反应条件,通过水热反应条件的调控,制备出平均粒径在300hm左右的BiFeO3纳米颗粒.最后,以甲基橙为目标降解物,研究了BiFeO3纳米颗粒在可见光下的光催化性能.光催化实验显示制备的铁酸铋纳米颗粒在可见光下具有良好的光催化活性.     

不同磷源制备磷酸铋及其光催化性能研究

三种不同磷源在超声作用下制备磷酸铋,磷酸氢二钠为磷源制备棒状磷酸铋,咪唑磷酸盐离子液为磷源制备梭状磷酸铋,三乙烯四胺磷酸盐离子液为磷源制备颗粒状磷酸铋.XRD表征分析表明三乙烯四胺磷酸离子液为磷源制备的磷酸铋衍射峰最高,咪唑磷酸盐离子液制备磷酸铋次之,磷酸二氢钠制备的磷酸铋衍射峰最低.紫外-可见分析表明离子液中合成的磷酸铋向低波数发生移动.BET分析表明在磷酸二氢钠、咪唑磷酸盐、三乙烯四胺磷酸盐中合成的磷酸铋的比表面积分别为3.9472 m2/g,11.548 m2/g和24.063 m2/g.三种磷酸铋在紫外光下对亚甲基蓝匀有光催化作用,其中三乙烯四胺磷酸盐离子液为磷源制备的磷酸铋光催化性能最佳,同时考察了三乙基四胺磷酸盐离子液制备磷酸铋以及光催化的条件.     

硫化锌微米球的水热合成和光催化性能

采用简单的低温水热法成功合成了硫化锌微球.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、光催化、光致发光(PL)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)技术对ZnS样品的结构、形貌及光学和光催化性能进行表征和分析.结果表明ZnS微米球为立方闪锌矿,所制备样品的PL发射中心位于468 rn,室温UV -Vis吸收峰位于276.5nm.光催化性能显示,在自然光照射1h时,甲基橙的降解率达到93.15;.实验制备的硫化锌样品具有较好的光催化性能和应用前景.     

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.     

Zn基ZnO纳米线的水热合成及其光催化性能

以Zn片为基底和锌源,采用正丁胺-水热体系原位生长Zn基ZnO纳米线薄膜.薄膜的形貌、结构、比表面积及光谱性质采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、比表面仪(BET)、荧光光谱仪(PL)及紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis-DRS)进行分析,薄膜的光催化活性通过紫外光降解甲基橙来评价.结果表明,所生长的Zn基ZnO纳米线薄膜对甲基橙具有良好的光催化活性和循环使用性.水热生长12 h的ZnO样品因长径比大,致密度高,比表面积大,结构中的氧空位浓度高,光催化活性最高.     

燃烧剂量对铜氧化物形貌和光催化性能的影响

以硝酸铜为氧化剂,抗坏血酸为还原剂和新型燃烧剂,燃烧法快速合成CuO、CuO/Cu2O、Cu2O.对所制样品进行XRD、SEM、UV、BET表征.当抗坏血酸用量不同时,可制备铜的不同氧化物.CuO、CuO/Cu2O、Cu2O的形貌和粒径不同,光催化效果也不相同.燃烧法制备的Cu2O具有可见光催化效果,90 min亚甲基蓝完全褪色;燃烧法制备的CuO/Cu2O复合氧化物具有紫外光催化效果,240 min亚甲基蓝降解87;.     

离子液体辅助超声制备Cds/Fe2O3及光催化性能研究

以水和离子液体溶液为溶剂采用超声技术制备了CdS/Fe2O3复合光催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面分析(BET)、紫外-可见吸收光谱对CdS/Fe2O3进行了表征.结果表明,在离子液体合成的CdS/Fe2O3具有较大的比表面积,相比于水中合成的CdS/Fe2O3复合物其吸收带边发生红移.光催化实验表明,离子液体中合成的CdS/Fe2O3 (IL)具有较好的光催化活性.这可能是由于离子液体与超声协同对催化剂的形貌、粒径和比表面积起到调控作用.     

铁掺杂氧化锌的制备及其对甲基橙的光催化降解

采用一种简单的方法制备了铁掺杂氧化锌的粉末,将其作为光催化剂对甲基橙(MO)的光催化降解进行了研究.通过X射线衍射图谱(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)对所合成样品进行了表征.结果表明,采用铁掺杂氧化锌光催化剂,甲基橙的光催化降解显示出比纯氧化锌催化剂更高的光催化降解率,这被归因于铁的掺杂使颗粒的表面性质改变,有效的阻止了团聚,改善了紫外可见光的吸收.铁掺杂氧化锌光催化剂是甲基橙光催化降解过程的一种有潜力的光催化剂.     

g-C3N4催化石墨化碳质材料的制备及光催化性能研究

通常采用以氢氧化物作为造孔剂,过渡金属硝酸盐或氯化物作为石墨化催化剂的传统两步法策略制备多孔石墨化碳材料。然而制备过程中多涉及有毒和腐蚀性试剂,且多步骤的过程耗时较长。本文以双氰胺为原料通过热缩聚反应得到g-C₃N₄,采用高铁酸钾为催化剂一步法实现g-C₃N₄的同步碳化-石墨化,并研究其光催化性能。与传统的两步法相比,该方法耗时少、效率高、无污染。与初始的g-C₃N₄材料相比,石墨化g-C₃N₄衍生碳质材料不仅显著改善了可见光的吸收,而且大大增强了光催化活性。研究了不同石墨化温度对g-C₃N₄衍生碳质材料在可见光下降解甲基橙溶液的影响。700 ℃下制备的衍生碳质材料的降解率为12.4 mg/g。光电化学测试结果表明,多孔g-C₃N₄衍生碳质材料的光生载流子密度、电荷分离和光电流(提高了5.4倍)均得到显著提高。因此,该简便、灵活方法为提高g-C₃N₄衍生碳质材料的吸附和光催化性能提供了一种有前景的、高效的途径。     

CdS/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能

采用阳极氧化法在纯钛箔上制备出TiO2纳米管阵列,再通过化学水浴沉积法在TiO2纳米管阵列上负载CdS纳米颗粒.利用XRD、FESEM和UV-Vis分光光度计对样品的晶体结构、微观形貌和光学性质进行表征,并研究了不同含量CdS负载的复合薄膜对光催化降解气相苯性能的影响.结果表明,CdS纳米颗粒均匀沉积到TiO2纳米管阵列上,所制备的复合薄膜光吸收带边均扩展到了可见光区.CdS的修饰大幅度提高了TiO2纳米管阵列对气相苯的光催化降解活性,其中负载CdS质量分数为3;的TiO2纳米管阵列光催化活性最佳,80 min内对气相苯的去除率为80;,终产物CO2的浓度为640 mg/m3.     

CdS纳米晶颗粒薄膜的制备及其光学特性研究

采用化学浴沉积法,以CdCl2·H2O、CS(NH2)2、NH4Cl、NH3·H2O和去离子水作为反应前驱物,在不同的氨水浓度下制备CdS纳米晶颗粒薄膜.通过扫描电镜、X射线衍射、X射线能量色散谱、紫外-可见光透射光谱、椭圆偏振光谱等方法,研究了反应前驱物中氨水浓度对CdS纳米晶颗粒薄膜的表面形貌、晶体结构、S/Cd原子比、光透过率、光学带隙、折射率、消光系数和光学吸收边等物理性能的影响.结果表明:反应前驱物中氨水浓度在0.4～1.0mol/L范围内,可以在衬底上形成均匀致密的CdS纳米晶颗粒薄膜.随着氨水浓度的增加,CdS纳米晶的平均晶粒尺寸逐渐减少,S/Cd原子比逐渐增加,由富Cd型转变为富S型,禁带宽度逐渐增加.在500～1000 nm波段内,折射率的平均值为1.75;消光系数k小于0.07.     

铋铁共掺纳米TiO2复合薄膜的制备及光催化性能

本文以钛酸丁酯、硝酸铋、硝酸铁为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了铋铁共掺的纳米TiO2复合薄膜.用XRD、UV-VIS、SEM及降解率等方法对样品进行了表征.以甲基橙为降解物,考察Bi3+和Fe3+掺杂对TiO2复合薄膜催化剂的光催化活性影响及其机理研究.结果表明Bia+和F3+掺杂后,纳米TiO2复合薄膜光催化活性有了明显的提高.     

亚铁离子的引入对Bi2Fe4O9纳米颗粒光催化性能的影响

本文通过在水热法过程中添加不同含量的FeCl₂合成了一系列Bi₂Fe₄O₉纯相纳米晶,成功地在Bi₂Fe₄O₉中引入了更多低价态的铁离子。紫外可见吸收谱数据证明FeCl₂的加入使得Bi₂Fe₄O₉的光学带隙从2.06 eV降低到1.96 eV。扫描电子显微镜照片和X射线衍射图谱均证明本文合成的样品为纯相正方形片状Bi₂Fe₄O₉纳米晶。在500 W汞灯照射下,对合成的三个Bi₂Fe₄O₉纳米晶样品(S1、S2、S3,分别对应不同FeCl₂含量x=0,0.2 mmol,0.4 mmol)进行甲基橙染料降解实验,结果表明在添加20 μL双氧水时,三个样品的光催化降解速率均最快,其中S3样品的光催化降解速率比S1、S2更快。因此在适当加入双氧水的情况下,FeCl₂的加入可有效提升Bi₂Fe₄O₉光催化降解染料分子的性能。     

聚乙烯醇改性磷酸银的光催化活性研究

在制备的磷酸银表面吸附少量的聚乙烯醇(PVA),并通过热处理制备了DPVA/Ag3 PO4复合材料.使用傅立叶红外光谱法(FT-IR)和荧光光谱法(PL)对DPVA/Ag3 PO4复合材料进行表征.分析得知,经聚乙烯醇复合改性的DPVA/Ag3 PO4复合微粒中存在共轭结构,光生电子-空穴对复合率降低,光催化活性得到显著提高.研究了不同条件(复合比例、热处理温度、热处理时间)下制备的复合光催化剂在可见光下催化降解甲基橙的光催化性能.当PVA与Ag3 PO4质量比为1:4000,热处理温度为190℃,热处理1 h时光催化效果最好.     

Preparation of dendritic‐like CdS by hydrothermal method and its photocatalytic performance

In this article, dendritic‐like CdS has been prepared by a hydrothermal method using thiourea as the sulfur source, and the effects of experimental conditions on the morphologies of CdS have been investigated. The performances of CdS have been analyzed by X‐ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and the fluorescence and photodegradation properties of CdS have also been investigated. The XRD result indicates that the dendritic‐like CdS are of hexagonal phase and they are highly crystallized. Also, the FESEM results show that the ratio of raw material affects the yield of CdS, the reaction time affects the morphology of CdS. The best morphology of CdS is dendritic structures and the length is about 6 μm. The fluorescence spectrum shows three peaks at 470 nm, 513 nm and 547 nm, which indicates that the dendritic‐like CdS mainly emits green and blue fluorescence. Moreover, the dendritic‐like CdS exhibits good photocatalytic activity and its photodegradation rate to methylene blue can reach 92%. The growth mechanism for the formation of CdS with dendritic structure is also described.     

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.