Ag@AgBrH2WO4异质结光催化剂的制备及其可见光催化降解盐酸莫西沙星性能

采用超声辅助沉淀-沉积及光致还原法制备可见光响应的Ag@AgBrH2WO4异质结型光催化剂。采用X射线粉末衍射、扫描电镜和紫外-可见漫反射光谱对其进行表征。以盐酸莫西沙星为模型污染物,对该催化剂在可见光(λ>420 nm)下的催化活性和稳定性进行了评价,并分别以KI、甲醇、碳酸氢钠为空穴和自由基捕获剂研究了Ag@AgBrH2WO4的光催化反应机理。实验结果表明异质结型Ag@AgBrH2WO4光催化剂在可见光下光照20 min时对盐酸莫西沙星的降解率高达94.8%,样品经4次循环使用后催化活性基本保持不变。催化机理研究表明空穴和.O2-是光催化反应中主要的氧化性物质。     

纳米结构WO3/TiO2复合薄膜的制备及应用进展

WO3/TiO2复合薄膜具有许多特性,是一种优良的光电功能薄膜材料.利用先进的制膜技术获得性能优异的纳米结构WO3/TiO2复合薄膜,对提高光电器件的性能及应用具有重要意义.本文着重介绍了溶胶-凝胶法、水热法、电沉积法和磁控溅射法制备纳米结构WO3/TiO2复合薄膜.总结了纳米结构WO3/TiO2复合薄膜在电致变色智能窗、光催化技术、湿度传感器上的应用.最后,针对纳米结构WO3/TiO2复合薄膜现状提出了未来发展趋势.     

等离子体Ag/TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

以电化学阳极氧化法制备的Ti O2纳米管阵列为基底,分别通过电化学沉积法、化学还原法和浸渍法制备出Ag修饰的Ti O2纳米管阵列,采用XRD、FESEM和UV-Vis等测试手段对样品的组成、结构及形貌等进行表征。以气相苯为降解物,对样品进行光催化活性测试。结果表明:与其他两种方法相比,化学还原法使得Ag纳米颗粒均匀分布在Ti O2纳米管阵列的表面,并表现出更好的光催化降解气相苯的能力。     

光敏化La2O3/TiO2催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和水热法制备了La2O3/Ti O2复合物,将此种La2O3/Ti O2复合物利用叶绿素提取液浸泡后,制得了光敏化La2O3/Ti O2复合物,并采用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、比表面积测定仪和紫外-可见分光光度计等对样品进行了表征。结果表明:La2O3/Ti O2催化剂的颗粒粒径在3~10 nm之间,BET比表面积为173.53 m2/g,光敏化La2O3/Ti O2复合物具有较好的可见光响应性能。在可见光下研究了几种光催化剂对水中六价铬离子的光催化还原效果,光催化结果表明:以光敏化La2O3/Ti O2复合物为催化剂,在可见光下光催化还原含Cr6+废水180 min后,Cr6+脱除率达到78.7%。     

Ni-MoS2/γ-Al2O3催化剂的制备及其光催化性能研究

采用共沉淀结合水热合成方法,以γ-Al2O3为载体,制备出Ni-MoS2/γ-Al2O3复合催化剂.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品的结构与形貌进行表征.研究了MoS2负载量、煅烧温度对Ni-MoS2/γ-Al2O3复合催化剂光催化降解罗丹明B性能的影响,并考察了催化剂的循环使用性能.结果表明:负载量为30wt;,煅烧温度为300℃的复合催化剂Ni-MoS2/γ-Al2O3表面的MoS2纳米片兼具有良好的结晶度和均匀分散性,其纳米片尺寸约为200nm.可见光下,Ni-MoS2/γ-Al2O3(MoS2 30wt;/Ni 5wt;)复合催化剂对罗丹明B的降解效率能达到100;,且循环使用5次后,对罗丹明B的降解效率仍能够达到88.9;.     

Z机制光催化三元复合材料RGO/WO3/g-C3N4结构及光催化性能

以一步水热法合成了还原氧化石墨烯/三氧化钨/石墨相氮化碳(RGO/WO3/g-C3 N4)三元光催化复合材料,并对其结构、形貌及光电性能进行了表征.以罗丹明B(RhB)和盐酸四环素(TC-HCl)为降解目标物,评价了三元复合材料的光催化性能.基于自由基捕获实验和光催化反应结果分析了三元复合材料的光催化机制.结果表明:三元光催化复合材料中,三种物质紧密接触形成异质结构,与WO3和g-C3 N4单体及其二元复合材料相比,其可见吸收光谱有明显的红移,具有更低的光致发光光谱强度.复合材料有效的改善了电子-空穴对的复合,具有很好的光催化活性,最优配比组成的样品为0.2;RGO/WO3/g-C3 N4,光照240 min后,对RhB降解效果高达97.58;,其光催化效果优于WO3、g-C3 N4、RGO/g-C3 N4和WO3/g-C3 N4.催化降解过程中的主要活性物种是·O2-,其次是h+、·OH,反应过程中半导体的电子转移机制符合Z机制.     

一维Fe2 O3/α-MoO3异质结的制备及其可见光光催化性能

利用沉积法获得了一维Fe2 O3/α-MoO3异质结光催化剂,通过XRD、SEM-EDS、STEM、XPS、UV-Vis-DRS等测试手段对其组成、形貌、光吸收性质进行了表征,同时在可见光区测试了光催化氧化降解罗丹明B溶液的性能。测试结果表明,Fe2 O3修饰一维α-MoO3纳米带可将其光响应扩展至可见光区域,提高光催化性能。1wt;Fe2 O3/α-MoO3异质结作为光催化剂时,光照40 min后罗丹明B降解率可达到99;,分别是纯α-MoO3纳米带和纯Fe2 O3的光催化活性的3.8倍和26倍。     

蛋挞状Bi_2WO_6催化剂的制备及其光催化性能

以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO3·2H2O为原料,CTAB为结构导向剂,在混合溶剂热法条件下合成了由纳米片组成的蛋挞状Bi2WO6晶体的新颖结构。采用XRD、FESEM、HRTEM、Raman、BET、UV-DRS等对产品进行表征。结果表明,产物为正交晶系钨铋矿型结构的蛋挞状Bi2WO6晶体,结晶度良好,其直径约为0.5~1μm。相比未添加CTAB制备的片状Bi2WO6颗粒,蛋挞状Bi2WO6样品的拉曼光特征峰、紫外-可见光吸收边发生红移,其能带隙减小至2.48 eV,比表面积增大。可见光催化降解甲基橙溶液的结果表明,蛋挞状Bi2WO6光催化效率高,可见光或太阳光照射15 min、浓度为10 mg·L-1甲基橙溶液的脱色率为100%,COD去除率为98.2%,循环使用5次之后其光催化活性并没有明显降低。     

多孔陶瓷负载TiO2光催化降解甲基橙溶液的研究

采用有机先驱体浸渍法及无压烧结工艺,制备了Al2O3多孔陶瓷载体。利用溶胶-凝胶法在多孔陶瓷上负载Sm3+掺杂Ti O2光催化材料。研究了煅烧温度、涂层次数等工艺因素对多孔陶瓷负载Ti O2光催化降解甲基橙溶液的影响规律。结果表明,借助于多孔陶瓷高的气孔率,Ti O2负载在Al2O3颗粒表面或进入颗粒间的孔隙内,使材料具有较大的比表面积。掺入Sm3+使材料的光催化活性提高。在煅烧温度为600℃、四次涂层、甲基橙溶液p H值为2时,多孔陶瓷负载Ti O2光催化降解甲基橙溶液效果最佳。     

Mn2V2O7纳米棒的制备及电化学储锂性能研究

以NH4VO3和Mn CO3为原料,采用水热法制备了Mn2V2O7纳米棒,采用X射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的结构和形貌进行了表征,并对其反应机理进行了探讨。以Mn2V2O7纳米棒作为锂离子电池的负极材料,对其电化学储锂性能进行了初步研究。结果表明:Mn2V2O7纳米棒在50 m A/g条件下的首次放电比容量为962.4 m Ah/g,循环50周后其放电比容量可稳定在389.4 m Ah/g,显示出较好的循环性能。     

磁控溅射（TiO2-ZnO）/TiO2梯度复合薄膜的制备及光致亲水性研究

采用磁控溅射离子镀设备制备了(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜,通过TEM、AFM、Raman、XPS分析了复合薄膜的结构、形貌和表面羟基含量,以甲基橙作为有机降解物,研究了(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜与普通TiO2-ZnO复合薄膜和TiO2薄膜在光催化性能和光致亲水性能上的差异。结果表明:(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜具有以主体为TiO2-ZnO层、顶层为TiO2的梯度结构,且薄膜表面致密、粒径均匀(10～14 nm),光催化性和亲水性均优于普通TiO2-ZnO复合薄膜和TiO2薄膜,且其光波响应范围红移至450 nm、表面羟基含量高达12.53%,同时梯度复合薄膜的抗光腐蚀性能良好,4 h以后其润湿角仍保持不变。     

WO3薄膜的电致变色与响应时间机理研究

采用直流反应磁控溅射方法制备了纳米WO3薄膜,研究了溅射气压对WO3薄膜的表面形貌和微结构的影响.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对WO3的微结构进行了表征.采用紫外-可见分光光度计和循环伏安测试系统对样品的电致变色及响应时间性能进行了研究.结果表明,纳米WO3薄膜的微孔结构特征具有较大的比表面积,有利于改善其电致变色性能.当溅射气压为4Pa时,WO3薄膜在可见光区的电致变色平均调色范围达到了71.6;,并且其着色响应时间为5 s,漂白响应时间为16 s.     

C和N元素掺杂Ti3O5的第一性原理研究

本文采用第一性原理计算方法与准谐德拜模型相结合研究了C、N取代掺杂O原子对β-Ti3O5和λ-Ti3O5的电子结构以及相变温度的影响规律。结果表明:C元素对两相的电学特性影响较大,掺杂后β-Ti3O5和λ-Ti3O5的带隙宽度分别增加至1.25 eV和1.5 eV;氮元素的掺杂使β-Ti3O5的带隙增大到0.5 eV,同时仍然保持λ-Ti3O5的金属性不变,加剧了相变前后两相的电学差异,N掺杂使Ti3O5更适于应用在光学存储领域;同时对N掺杂Ti3O5的相变影响进行了研究,发现N掺杂可以有效降低相变温度。     

三维Ag2O/WO3复合催化剂的制备及光催化性能研究

WO3是一种带隙约为2.7 eV的过渡金属半导体,可见光就能激发其光催化活性,这极大地提高了太阳光的利用率,但纯WO3纳米材料催化活性偏低,针对这一难题,本文选取了三维网格结构的WO3纳米材料为载体,利用化学搅拌法制备了不同摩尔比的Ag2O/WO3复合光催化剂.选择亚甲基蓝为研究对象,测定了不同摩尔比的Ag2O/WO3复合催化剂的光催化性能.实验表明,当Ag2O和WO3的摩尔配比为1∶2时,该复合催化剂的光催性能最好.过量的Ag2O纳米颗粒会增加Ag2O/WO3内部电子空穴的复合几率,反而导致光催化剂反应活性的降低.     

不同酸性助剂水热合成钨酸铋的制备及光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O、Na2WO4·2H2O为原料,NaOH为矿化剂,采用水热法合成Bi2WO6纳米晶体,并使用XRD、SEM、TEM、DRS和低温氮吸附等手段对样品进行表征,考察了其可见光降解RhB的催化性能,分析了不同酸性助剂CH3 COOH和HNO3对水热法合成Bi2WO6光催化剂的影响.实验结果表明,不同酸性助剂对Bi2WO6样品的形貌和可见光催化活性均有较大影响.HNO3的添加抑制了花状微球的形成,使Bi2WO6样品的紫外-可见光吸收边发生红移,比表面积增大.光催化测试结果表明,以HNO3为酸性助剂时所制备样品的光催化活性最高,添加CH3COOH则相对降低.     

TiO2/Fe2O3异质结薄膜的制备及其光电特性的研究

通过水热法成功在FTO上制得Ti O2/Fe2O3异质结薄膜,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征。结果表明,Ti O2/Fe2O3异质结是由直径约200~300 nm的Ti O2纳米棒镶嵌着Fe2O3纳米颗粒组成。通过光电流测试,证明Ti O2/Fe2O3异质结的可见光光电转换效率相比Ti O2明显提高,并对Ti O2/Fe2O3异质结的光电转换机理进行了分析。     

PI/ZnO-UV/类Fenton光催化降解甲基橙废水

采用超声-离子交换法制备PI/ZnO复合薄膜,采用SEM、EDS、XRD、XPS、UV-vis DRS、TGA等对其形貌、结构进行表征.结果表明,复合薄膜表面以六方纤锌型纳米ZnO存在,颗粒均匀、无团聚现象,复合薄膜的可见光吸收范围增加,保留了原有PI的耐高温性能.考察了溶液初始pH、H2 O2用量、紫外光强度、光催化时间等因素对PL/ZnO-UV/类Fenton光催化降解反应的影响.结果表明,以50 mL,10 g/mL的甲基橙模拟废水为目标产物进行光催化性能试验,取PI/ZnO复合薄膜(10 mm× 30mm),调节初始pH为3.5,30;的双氧水投加量为0.06 mL(约1滴),紫外光强度300 W,空气流速为0.03 MPa/s,60s后降解率可达到98.5;以上.     

热处理温度对Fe掺杂纳米ZnO/SnO2催化剂粉体的光催化性能的影响

以SnCl4.5H2O、ZnNO3.6H2O、HCl、NaOH、FeCl3.6H2O为原料,采用共沉淀法制备Fe掺杂纳米ZnO/SnO2复合催化剂粉体,以溶液降解甲基橙反应为模型,借助透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)测试仪等研究了热处理温度对0.2wt%Fe-Zn4Sn1(ZnO/SnO2=4/1(物质的量比))复合催化剂(简为:FZS)粉体催化活性和结构的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,光催化活性先升高后降低,热处理温度为650℃时所得的FZS粉体的光催化活性达到最高,对甲基橙的降解率为89.63%(紫外光照50 min)。随着热处理温度升高,FZS粉体的粒径逐渐增大,分散性仍然较好。当热处理温度达到750℃时,随着热处理温度的升高,FZS粉体团聚现象明显,比表面积急剧减小,使得光催化活性降低。在热处理温度高于850℃时,样品中出现Zn2SnO4晶体,也使得光催化活性降低。     

Ag3PO4/GO复合材料制备及其光催化性能研究

采用原位沉淀法以GO为基体负载Ag3PO4纳米颗粒制备Ag3PO4/GO复合材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对其进行表征,结果显示,Ag3PO4纳米颗粒呈现近似球状,巨在GO薄膜表面均匀分布.光催化降解RhB结果表明,Ag3PO4/GO复合材料在可见光下具有很好的光催化性能,光照60 min后,RhB降解率可达95.7;,较之纯Ag3PO4有着显著增加.催化剂重复使用4次,降解率仍然达到80.7;,表现出较好的稳定性.降解机理研究表明,h+是降解RhB的主要活性物质.     

石墨烯/Fe3O4/ZnO磁性纳米催化材料的制备及其性能研究

以石墨烯为助催化剂,借助水热法合成石墨烯/Fe3O4/ZnO磁性纳米复合光催化材料对ZnO改性.光催化降解测试显示复合材料对对硝基苯酚和罗丹明B降解率可分别达到95.7;和94.2;,重复试验3次后,降解率仍超过90;.对复合材料在光催化体系中磁性回收利用进行了研究,其饱和磁化强度为23.05 emu·g-1,并讨论了其光催化反应机理.