pH值对水热法制备的Bi4Ti3O12晶体光催化活性的影响

采用无助剂、非模板的水热法可控制备Bi4Ti3O12（BIT）晶体．通过调节反应物的pH值可以选择性地获得BIT纳米球、纳米带和纳米片．通过对不同pH值制备的样品的结构分析研究了这些不同形貌的形成机制．pH值为1制备的IT样品在可见光下光催化活性最高．基于不同pH值制备的BIT样品的形状、尺寸和局部结构振动分析了光催化活性不同的原因。     

Defect-enhanced Photocatalytic Activity of ZnO Micro/nanostructures

ZnO micro/nanocrystals with controlled oxygen defects are successfully prepared through annealing precursors obtained via a simple solvothermal method. The size and surface defects of the as-synthesized ZnO mi- cro/nanocrystals increase with the solvent volume ratio of water/ethanol increasing; the BET surface areas of the corresponding samples decrease during these processes; photoluminescence reveals that the type and concentration of surface defects （oxygen vacancy and interstitial oxygen） are quite different for the samples prepared via different solvent volume ratio of water/ethanol. In addition, it is found that the photocatalytic activity of the synthesized ZnO nanocrystals is mainly dependent on the concentration of surface defects. The sample with more surface defects ex- hibits higher photocatalytic activity toward the degradation of methylene blue （MB）. The possible photocatalytic mechanism is discussed in detail.     

Si掺杂TiO2纤维的溶胶-凝胶法制备及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法并结合水蒸气活化制备了Si掺杂TiO₂纤维, 通过TG-DSC, XRD, FT-IR, UV-Vis-DRS, N₂吸附-脱附, SEM等手段对纤维样品的结构参数及其表面形貌进行了表征, 并以活性艳红X-3B模拟废水体系评价了其光催化活性．结果表明, 与纯TiO₂产物相比, 适量Si掺杂制得的产物是具有丰富介孔结构的TiO₂长纤维, 不仅热稳定性和晶型稳定性俱佳, 而且光催化活性得以显著提高, 经900 ℃热处理后仍能保持结晶完好的锐钛矿相; 在Si/Ti摩尔比为0.15时, 其比表面积和孔容最大, 光催化活性最佳, 该纤维作为光催化剂反应75 min, 水中X-3B的降解率可达99.6%.     

苯乙烯协助水热制备高催化活性ZnO管

采用苯乙烯微球为模板水热合成了直径为1~2μm,管壁厚度约200nm的ZnO管。用SEM和XRD对制得的样品进行表征,结果表明,醋酸锌浓度和水热时间在ZnO管的制备过程中起到重要作用。在实验结果的基础上,提出了ZnO管的形成机理。紫外-可见吸收光谱计算出ZnO管的禁带宽度为2.96eV,合成的ZnO管对罗丹明B具有很高的紫外光催化活性。     

苯乙烯协助水热制备高催化活性ZnO管(英文)

采用苯乙烯微球为模板水热合成了直径为1~2μm,管壁厚度约200nm的ZnO管。用SEM和XRD对制得的样品进行表征,结果表明,醋酸锌浓度和水热时间在ZnO管的制备过程中起到重要作用。在实验结果的基础上,提出了ZnO管的形成机理。紫外-可见吸收光谱计算出ZnO管的禁带宽度为2.96eV,合成的ZnO管对罗丹明B具有很高的紫外光催化活性。     

Preparation and Photocatalytic Activity of Ce,H3PW12O40 co-doped TiO2 Hollow Fibers

A series of Ce, H3PW12O40 co-doped TiO2 hollow fibers photocatalysts have been prepared by sol-gel method using ammonium ceric nitrate, H3PW12O40 and tetrabutyltitanate as precursors and cotton fibers as template, followed by calcination at 500 ℃ in N2 atmosphere for 2 h. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, nitrogen adsorption-desorption mea- surements, and UV-Vis spectroscopy are employed to characterize the morphology, crystal structure, surface structure, and optical absorption properties of the samples. The photo- catalytic performance of the samples has been studied by photodegradation phenol in water under UV and visible light irradiation. The results show that the TiO2 fiber materials have hollow structures, and the co-doped TiO2 hollow fibers exhibit higher photocatalytic activities for the degradation of phenol than un-doped, single-doped TiO2 hollow fibers under UV and visible light. In addition, the recyclability of co-doped TiO2 fibers is also confirmed that the TiO2 fiber retains ca. 90% of its activity after being used four times. It is shown that the co-doped TiO2 fibers can be activated by visible light and may be potentially applied to the treatment of water contaminated by organic pollutants. The synergistic effect of Ce and H3PW12O40 co-doping plays an important role in improving the photocatalytic activity.     

CuO/Ce0.5Ti0.5O2的制备与表征及其对NO+CO反应的催化活性

以Ce0.5Ti0.5O2为载体, 采用浸渍法制备了不同负载量的CuO/Ce0.5Ti0.5O2催化剂, 通过TPR、XRD和激光Raman光谱等技术对其进行了表征, 并在色谱-微反装置上考察了催化剂对NO+CO反应催化性能. 结果表明, CuO/Ce0.5Ti0.5O2催化剂对NO+CO反应的活性与CuO负载量有关; 500 ℃焙烧的催化剂, 当CuO的负载量(w)为22%时, 催化剂的活性最好; 14%CuO/Ce0.5Ti0.5O2在700 ℃焙烧具有最佳催化活性, 这可能与复合载体形成了CeTi2O6的结构有关. TPR结果表明, CuO在Ce0.5Ti0.5O2上出现了四种还原能力不同的物种, α和β峰是载体表面高度分散的CuO物种, γ峰是与Ce0.5Ti0.5O2相互作用较强的孤立CuO晶簇的还原峰, δ峰是载体表面晶相CuO的还原峰; XRD结果表明700 ℃焙烧的样品中已出现了新复合氧化物CeTi2O6的晶相峰, 随焙烧温度的升高, 此晶相峰也变得更加明显, 这说明高温焙烧有利于Ce与Ti发生固相反应而形成CeTi2O6结构; Raman结果表明, 焙烧后的Ce0.5Ti0.5O2并不是简单的TiO2和CeO2的复合, 而是形成了新的晶相结构, 这也进一步验证了CeTi2O6结构的生成.     

Pd/N共掺杂TiO2的制备及其光催化活性

将纳米管TiO2浸入含尿素和硝酸钯的乙醇溶液中,将乙醇超声挥发后所得样品先在空气中600℃下煅烧,再在H2气氛中400℃中热还原,得到Pd/N共掺杂TiO2.分别采用DRS、X射线衍射仪及X射线光电子能谱仪分析了掺杂TiO2样品的光吸收能力、晶体结构及表面化学组成;并评价了其对紫外光和可见光照下丙烯降解反应的催化活性.结果表明,共掺杂TiO2样品的活性优于单一Pd或N掺杂TiO2.其原因在于,Pd和N共掺杂具有协同作用,从而共同提高了TiO2的光催化活性.     

Mo掺杂TiO2/AC负载膜的制备及光催化活性

溶胶-凝胶法;Mo掺杂TiO2/AC负载膜的制备及光催化活性     

AuCu/ZnAl-LDO复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用浸渍还原法成功将金铜纳米颗粒负载到锌铝水滑石表面(AuCu/ZnAl-LDHs),焙烧制得复合金属氧化物(AuCu/ZnAlLDO)。通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)技术对材料的晶型、形貌、元素组成以及光吸收性能进行分析。以邻苯二酚为降解物,研究AuCu/ZnAl-LDO在可见光下的光催化性能。实验结果显示:相比于纯锌铝复合金属氧化物(ZnAl-LDO),AuCu/ZnAl-LDO具有更强的可见光吸收能力。Au、Cu负载比例为5∶1,焙烧温度为400℃的催化剂在5 h内对邻苯二酚的降解率为94.5%,其降解的反应速率常数为ZnAl-LDO的13.4倍。此外,借助理论计算推测了AuCu/ZnAl-LDO电子转移的路径,并以此提出可能的光催化降解机理。     

简单水热法合成石墨-CdSe复合材料及其光催化降解有机染料(英文)

A graphene-CdSe composite was synthesized by a facile hydrothermal method,and characterized by X-ray diffraction,scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray analysis,transmission electron microscopy and UV-vis diffuse reflectance spectrophotometry.The graphene-CdSe composite efficiently catalyzed the photodegradation of methylene blue(MB),methyl orange(MO) and rhodamine B(Rh.B) in aqueous solution under UV or visible light irradiation.The graphene-CdSe composite exhibited a higher photocatalyt...     

分级结构MoO2微球的水热合成及光催化降解罗丹明B的性能

采用一锅水热还原路径制备得到均匀单分散、具有分级结构的MoO₂微球。用XRD、FESEM、TEM及紫外-可见吸收光谱对产品进行了表征。结果表明MoO₂微球的尺寸大小为1.5~3.5μm,由微小的纳米片或纳米粒子组装而成。对比实验表明,一些反应参数如还原剂柠檬酸C₆H₈O₇和矿化剂Na₂CO₃的用量极大地影响了MoO₂微球的生长。基于MoO₂微球生长时间演变的对比实验,提出了取向聚集-奥斯瓦尔德熟化生长机制。光催化评价结果表明,钨灯辐照时,在H₂O₂辅助下,MoO₂微球对降解罗丹明B具有较高的催化活性。     

H2O2络合凝胶法制备纳米TiO2/SiO2复合催化剂及其光催化性能

采用H2O2络合凝胶法获得钛的络合物[TiO(H2O2)]2 水溶胶,并与SiO2水溶胶包覆复合,制备了纳米TiO2/SiO2复合半导体催化剂,其结构经XRD和BET表征。以含阳离子艳红染料模拟废水降解为模型反应,考察了复合催化剂的光催化性能。实验结果表明:经650℃焙烧后的复合催化剂中TiO2粒径为9.8 nm,光催化活性最好,SiO2的最佳掺杂量为25%。     

Evaluation of Photocatalytic Activity by Dye Decomposition

A novel rapid evaluation method for the photocatalytic activity of TiO₂ thin films was developed. An organic dye with a polyvinyl alcohol (PVA) binder was spin coated on the TiO₂ thin film, and the decrease in the absorbance of the dye's absorption peak during UV light irradiation was measured. Acid Blue 9 (Brilliant Blue FCF; CI-42090) could be used as the probe, while Methylene Blue (CI-52015) was not applicable to this method because of the reversible color change after the UV irradiation was stopped. PVA has virtually no interaction with oxidizing radicals, therefore, it is regarded as a simple binder holding dye molecules in the coated dye-PVA film. It was found that the ambient humidity during the UV irradiation strongly accelerates the discoloration rate of the dye, probably due to the increase in the photogenerated oxidizing radicals on the TiO₂ surface. This dye discoloration could be explainedby the one-dimensional diffusion model with a first order reaction.     

Bi_2MoO_6/BiVO_4异质结的水热合成和可见光催化活性(英文)

采用一步水热法制备Bi2MoO6/BiVO4复合光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对其晶体结构和微观结构进行了表征.结果表明,Bi2MoO6纳米粒子沉积在BiVO4纳米片表面从而形成异质结结构.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明所制备的Bi2MoO6/BiVO4异质结较纯相Bi2MoO6和BiVO4对可见光吸收更强.由于形成异质结结构及其光吸收性能使Bi2MoO6/BiVO4光催化活性有较大提高.可见光下(λ420 nm)光催化降解罗丹明B(RhB)实验结果表明,Bi2MoO6/BiVO4光催化活性较纯相Bi2MoO6和BiVO4高.Bi2MoO6/BiVO4样品光催化性能提高的原因是Bi2MoO6和BiVO4形成异质结,从而有效抑制光生电子-空穴对的复合,增大了可见光吸收范围及比表面积.     

Zr/Ti摩尔比对锶锆钛复合氧化物在可见光下光催化性能的影响

通过分步沉积法制备了不同Zr/Ti 摩尔比的锶锆钛(SZT)复合氧化物催化剂, 以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱等表征手段考察不同Zr/Ti 摩尔比下SZT催化剂的结构形态, 以可见光下光催化降解亚甲基蓝为模型反应考察样品的光催化活性. 结果表明: Zr/Ti 摩尔比<1 时SZT催化剂发生Zr⁴⁺与Ti⁴⁺同质替换, 引起晶格缺陷, 光催化活性小幅提高; Zr/Ti 摩尔比≥1 时SZT催化剂产生SrZrO₃/Ti_nO_2n-1 (n=4, 9)的新晶相, Ti_nO_2n-1 (n=4, 9)的存在有利于光生电子-空穴的传导与分离, 可大幅提高催化剂光催化活性. 其中, SZT-5/5 表现出最高的光催化活性, 其一级反应速率常数达到0.2133 min^-1, 是同等光照条件下纯SrTiO₃样品(0.0158 min^-1)的13.5倍.     

钛酸纳米管前驱体水热制备TiO2：水热媒介对结晶度及光催化活性的影响

以钛酸纳米管为先驱体,180℃24 h同一水热条件下,利用H2O、HNO3、KBF4以及HNO3+KBF4的4种水热媒介溶液,制备了高结晶度高光催化活性的TiO2,并研究了水热媒介对TiO2结晶度、表面羟基和光催化活性的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外测试(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)进行了结构表征。光催化活性通过降解甲基橙溶液进行了评价。结果表明,与其他3种媒介相比,HNO3+KBF4溶液为水热媒介制备的锐钛矿晶型TiO2,结晶度高,表面羟基含量高,因此,呈现高的光催化活性。     

SBA-15空间限制纳米TiO2颗粒的制备及其光催化性能研究

将硫酸钛浸渍到SBA-15孔道中, 经升温原位沉淀、焙烧得到纳米孔道中均匀分散的锐钛矿相TiO2. 用TEM, BET, XRD, SAXD, Raman, UV-Vis漫反射吸收光谱, XPS, XRF等方法对材料进行了表征. 表征结果表明, 改性后的SBA-15仍保持着有序的孔道, TiO2颗粒较均匀地分布在SBA-15孔道内部, SBA-15孔道合适的纳米尺寸对TiO2颗粒的长大起到较好的限制作用, 从拉曼光谱和XPS数据上看, 未发现有Ti—O—Si键形成, 氧化钛多以TiO2的形式沉积在载体上; 紫外光下的甲基橙光降解结果表明, TiO2颗粒大小和含量对光催化活性均有较大影响, 6～7 nm左右的TiO2颗粒有最佳的光催化效果. 20% TiO2/SBA-15样品焙烧后五次重复利用效果基本得以保持.     

不同水热条件下TiO2/电气石复合材料的光催化机制

为了解决TiO₂纳米光催化剂易团聚、禁带宽度大的缺点,本文采用水热法制备了TiO₂/电气石（3%）复合材料,研究了水热时间（2~10 h）和水热温度（120~200℃）对TiO₂/电气石（3%）的光催化性能的影响。发现光催化降解罗丹明B的降解率由单独TiO₂的60%提高到加入电气石后的99.4%。电气石具备自发极化电场效应,降低了TiO₂的禁带宽度和光生电子和空穴的复合率。在水热温度160℃、水热时间4 h条件下制备的TiO₂/电气石（3%）表现出最高的光催化降解罗丹明B的性能。说明TiO₂与这种有自发极化的材料复合能够有效提高其光催化性能。     

花状Cu2O/Cu的水热合成及其光催化性能

以硝酸铜为前驱体, 不采用任何模板, 通过逐步水热法合成了花状Cu2O/Cu复合纳米材料. 用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对样品进行表征. 结果表明, 花状纳米Cu2O/Cu材料是由长为300-500 nm, 宽为30-70 nm的带状花瓣构成, 在可见光区域有很强的吸收. 复合材料中Cu的含量可以通过反应时间进行调控. 对染料Procion Red MX-5B(PR)的可见光催化降解, Cu能明显提高Cu2O的光催化性能. 当Cu质量分数为27%-71%时, 复合材料Cu2O/Cu的催化活性明显高于单相Cu2O. 与立方体形貌的Cu2O/Cu复合材料相比, 花状纳米Cu2O/Cu复合材料对染料PR有更高的催化降解性能. 且该复合材料有较高的循环回收利用率.