核壳型PS/CdS复合催化剂的制备及其光催化性能

以聚苯乙烯(PS)微球为模板,聚乙烯比咯烷酮为偶联剂,用超声化学法合成了核壳型PS/CdS纳米复合光催化剂(1),其结构,形貌和光催化性能经FT-IR,UV-Vis,XRD,SEM,TEM和EDS和表征。考察了反应时间(t)和物料比r[n(S2-)∶n(Cd2+)]对1rt形貌的影响。在最佳反应条件[Cd(Ac)228mmol,r=1.4,于室温超声反应3.0h]下制备的11.43.0具有明显的核壳结构,颗粒均匀呈球形,分散性好,平均粒径约320nm。11.43.0光催化罗丹明(RhB)降解反应结果表明,70min脱色率达到100%。     

锌离子掺杂的二氧化钛介孔空心微球的制备及光催化性能

以二氧化硅为模板,钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,硝酸锌为锌源,采用溶胶凝胶法制备了锌离子掺杂的介孔二氧化钛空心微球。采用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明,去核之后的复合微球为空心微球,壁厚为20 nm左右。钛酸四丁酯溶液的滴加时间对微球的形貌影响较大,当滴加时间大于15 min时,可以得到结构清晰的空心微球。用氢氧化钠溶液去除二氧化硅核,反应90 min,二氧化硅可以被完全去除。X射线衍射表明,实验得到的掺杂锌离子的空心微球和没有掺杂锌离子的空心微球都是锐钛矿。当锌离子的摩尔分数为0.3%时,二氧化钛空心微球的晶粒尺寸最小,比表面积最大,催化亚甲基蓝降解的效率最高。     

缺陷TiO_(2-x)中空微球的制备及光催化降解亚甲基蓝性能（英文）

通过氢还原TiO_2中空微球制备有缺陷的TiO_(2-x)中空微球。采用冷场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电子顺磁共振波谱(ESR),拉曼光谱仪、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和电化学测试等对制得的光催化剂进行了结构和性能表征。采用可见光催化降解亚甲蓝(MB)性能对光催化剂的光催化活性进行评价。分析了提高光催化活性的机理及MB的降解机理。在探讨MB初始浓度对降解过程的影响的基础上提出了一种新的光催化降解染料动力学模型。结果表明TiO_(2-x)中空微球的光催化活性优于TiO_(2-x)是因为形成了具有更高比表面积的中空微球结构。降解MB分子的氧化剂为h~+、·O_2~-和·OH,其中仅由光生空穴生成的·OH起了主要作用。与拟一级动力学模型相比,新的模型可以更真实有效地描述光催化降解MB过程,因为不仅其计算结果更符合实验数据,而且该模型中的速率常数不随染料初始浓度的变化而变化。     

TiO_2/Bi_2WO_6纳米异质结的制备及其可见光光催化性能

采用共沉淀法制备了不同Ti/Bi摩尔比的TiO_2/Bi_2WO_6纳米异质结可见光光催化剂.采用XRD、HR-TEM、XPS及UV-vis DRS测试技术对样品的晶相结构、微观形貌、组成及吸光性能等进行了表征分析.以MB模拟环境污染物,考察了TiO_2/Bi_2WO_6纳米异质结的可见光光催化活性.结果表明,当热处理温度为700℃,n(Ti)∶n(Bi)的比值为1∶5.4,可见光照射180 min时,TiO_2/Bi_2WO_6纳米异质结对MB的降解率达80.0%,是纯Bi_2WO_6的12倍.光催化活性的提高可归因于TiO_2与Bi_2WO_6复合后可以产生能带交叠效应,从而促进光生电子-空穴对的有效分离.     

氧化锌纳米棒的水热合成及其光催化性能

以分析纯ZnO作为锌源、NaOH为矿化剂、盐酸为反应溶液pH调节剂,利用水热反应制备了花状ZnO纳米棒;采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了产物的形貌和结构,考察了水热温度以及Zn2+和OH-浓度比对产物形貌的影响;以甲基橙为目标降解物,采用紫外-可见分光光度计研究了ZnO纳米棒的光催化性能.结果表明,在水热反应温度80℃、Zn2+/OH-浓度比1∶7.5条件下所得ZnO纳米棒呈花状聚合,直径约为200nm,长度约为2μm,具有六方纤锌矿结构.当甲基橙初始浓度为30 mg.L-1、ZnO纳米棒的投放量为1.5g.L-1时,以300W紫外灯照射150min,甲基橙的降解率可达90%.     

含Ce水滑石基复合氧化物对混合染料的光催化性能

将具有光催化活性的Ce O_2和锌锡水滑石进行复合,经焙烧得到光催化性能较高的Ce O_2/Zn O/Sn O_2复合氧化物。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射图谱(UV-Vis DRS)技术对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行表征,并利用密度泛函理论(DFT)计算样品的态密度,分析其电子能态结构。以甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的混合溶液(C_(MO)∶C_(MB)=1∶1)模拟染料废水,研究Ce O_2含量和焙烧温度对复合氧化物光催化降解混合染料的影响。结果表明:随着Ce O_2含量和焙烧温度的增加,复合氧化物的结晶度及对MO和MB的光催化活性得到增强;同时,复合氧化物对混合染料中MO的降解率优于MB。其中Ce O_2含量为20%,焙烧温度为700℃时的复合氧化物表现出最佳的光催化性能,对混合染料中MO和MB的降解率分别达到96.7%和95.0%。结合实验结果和理论计算,推测了混合染料中MO和MB的降解路径。     

CoSAPO-34分子筛的合成、表征及其光催化脱氮性能

利用水热合成法,以三乙烯四胺(TETA)为模板剂,正硅酸乙酯、磷酸、氢氧化铝及乙酸钴为原料,合成了CoSAPO-34分子筛。通过扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)、热重(TG)、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对合成的分子筛进行表征。以吡啶-正辛烷体系为模拟油品对分子筛催化剂的脱氮效果进行评价,考察了样品的用量、光催化时间及循环催化次数对其脱氮性能的影响。结果表明:当合成原料的物质的量之比为n_(P_2O_5)∶n_(Al_2O_3)∶n_(SiO_2)∶n_(Co)∶n_(TETA)=1∶0.82∶0.26∶0.81∶2.05,在200℃晶化24 h,合成得到粒径约为50μm、仍保持了SAPO-34分子筛的骨架结构、形貌为立方体的Co SAPO-34分子筛,而且该分子筛具有较好的热稳定性。在500 W氙灯光照条件下反应150 min,样品对质量分数为100μg·g-1模拟油品的脱除率达到70%,循环3次光催化脱氮活性基本保持不变。     

杂多钨酸盐/PANI/TiO_2三元复合催化剂的制备及光催化性能

以过硫酸铵为氧化剂,制备了复合光催化材料α-Si W11Ti/PANI/Ti O2。用UV-Vis、IR、XRD和SEM-EDS等测试手段对其结构及形貌等进行了表征。IR结果表明,复合后聚苯胺的IR振动峰发生红移。N2吸附-脱附显示产物为介孔材料,具有双孔结构,平均孔径约为20.07nm和26.69nm。以刚果红染料废水(15 mg/L)为探针反应,评价了其光催化性能,与一元催化剂Ti O2和二元催化剂/PAIN/Ti O2比较,三元催化剂Si W11Ti/PANI/Ti O2表现出更高的光催化降解性能,经30W紫外灯照射150min后,其降解率为92.44%。     

Fe_3O_4@TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

采用溶剂热法制备了Fe3O4磁性纳米颗粒,通过溶胶-凝胶法在Fe3O4表面包覆一层Ti O2,并对其进行水热处理,制备了核壳结构光催化剂Fe3O4@Ti O2。利用透射电镜(TEM)分析了其形貌、并用X射线衍射(XRD)分析了其物相组成,利用紫外-可见光谱(UV-Vis)研究了其光谱特征,以罗丹明B(RB)模型污染物,在紫外光照射下评价了纳米Fe3O4@Ti O2的光催化活性,探讨了其重复使用的可能性。结果表明:Ti O2均匀包覆在Fe3O4表面,形成核壳结构,Ti O2转变为锐钛矿型;光催化结果显示Fe3O4@Ti O2在60 min内对RB降解率为97.2%,该材料结合了光催化与可再生的优点,5次循环使用后降解率仍保持在92.3%。     

水热反应条件对多孔球状Bi2WO6光催化剂结构及性能的影响

采用水热法制备了Bi₂WO₆光催化剂, 考察了水热反应温度、 水热反应时间及前驱体溶液pH值等条件对其对乙烯可见光催化活性的影响, 并通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和比表面积分析等对催化剂的晶相组成、 微观形貌和光学性质等进行表征. 结果表明, 在水热反应温度为120 ℃、 水热反应时间为12 h、 前驱体溶液pH=0.5条件下, Bi₂WO₆光催化剂经过各向异性生长以及自组装奥斯特瓦尔德成熟(Ostwald ripening)过程, 形成由二维纳米薄片自组装的多孔微球状结构, 有效增大了与乙烯气体的接触面积, 禁带宽度降至2.86 eV, 可见光响应范围拓宽, 表现出优异的光催化性能, 在可见光下240 min内对乙烯的降解率达到13.69%.     

空心微球表面定向生长TiO2纳米棒及其光催化性能研究

通过表面溶胶-凝胶处理和水热反应成功制备出包覆有二氧化钛纳米棒的复合空心微球. 用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等表征了所得产品, 探索了水热反应时间、煅烧时间对产物形貌和结构的调控作用, 并对产物光催化降解亚甲基蓝进行了研究. 结果表明, 所制备的表面包覆有二氧化钛纳米棒的复合空心微球在紫外光照射下可将亚甲基蓝完全降解. 该材料质轻, 可浮于水面, 有望成为一种新型光催化剂, 应用于治理水体表面的大面积污染.     

工艺参数对o-LiMnO_2相纯度及Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4合成的影响及作用（英文）

以MnSO_4,KMnO_4及LiOH为原料,经水热处理后得到LiMnO_2,再由固相焙烧得到尖晶石相Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4,酸洗处理后得到锂离子筛。研究了水热温度,氧气和MnO_4~-/Mn~(2+)的物质的量之比(n_(MnO_4~-)∶n_(Mn~(2+)))对所得LiMnO_2的组成及相应前驱体Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4酸处理中Mn溶损率的影响。开路电势测量及化学分析表明,氧气会参与反应。若按照理论氧化剂用量n_(MnO_4~-)∶n_(Mn~(2+))=1∶4进行水热反应会导致杂质Li_2MnO_3和LiMn_2O_4的生成。若控制水热温度为160℃,n_(MnO_4~-)∶n_(Mn~(2+))=1∶6时可得到纯相正交LiMnO_2(o-LiMnO_2)。所得离子筛在高镁锂比盐湖卤水中Li~+吸附容量可达42.87 mg·g~(-1),且对Li~+具有优异的选择吸附性并遵循化学吸附过程。经过5个循环后吸附容量保持在37.21 mg·g~(-1),锰溶损率降至0.34%。     

氮掺杂TiO2/SiO2核壳型复合微球的制备及其可见光催化性能

 以单分散性良好的SiO2微球为模板,以钛酸四丁酯为钛源,利用化学吸附和原位水解方法制备了TiO2/SiO2核壳结构复合微球,并在氨气气氛下进行了氮掺杂. 以罗丹明B水溶液的光催化降解为模型反应,评价了所制试样在可见光照射下的光催化活性,并借助透射电镜、高分辨透射电镜、 X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱和X射线光电子能谱等测试手段对其结构、形貌和光谱性质进行了表征. 结果表明,氮掺杂TiO2/SiO2为核壳结构, TiO2包覆层厚约10 nm. 由于SiO2核与TiO2壳间形成了 Ti-O-Si 键, TiO2的热稳定性增强. 掺杂的氮形成了 Ti-O-N 键. 600 ℃下氮化1 h得到的试样的可见光活性最佳. 由于结合了SiO2核优良的吸附性能及氮掺杂TiO2壳的可见光响应性能,该复合微球在整体上表现出比P25更优的光催化活性.     

PMMA为模板合成多孔TiO2微米球及紫外光催化性能

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)球为模板,用溶剂热法制备了具有多孔结构的TiO2微米球.用扫描电镜、X射线衍射、N2-吸脱附、热重分析对样品进行表征,并通过对亚甲基蓝的紫外光催化降解评价样品的光催化性能.结果表明,样品为单分散的锐钛矿晶型TiO2球形颗粒,其直径在4 μm左右,溶解法去除PMMA模板后得到以微孔为主的多孔TiO2微米球,若再对其进行水热处理,则样品中大部分微孔转变为中孔,得到以中孔为主的多孔TiO2微米球.水热处理后,样品结晶度好,热稳定性高,比表面积为138 m2·g-1,对亚甲基蓝(MB)的光催化降解效果较好,光照40min后降解率达到97.4%.     

锌离子掺杂的二氧化钛介孔空心微球的制备及光催化性能

以二氧化硅为模板,钛酸四丁酯（TBOT）为钛源,硝酸锌为锌源,采用溶胶凝胶法制备了锌离子掺杂的介孔二氧化钛空心微球。采用X射线衍射（XRD）、比表面积（BET）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对样品进行表征,以亚甲基蓝（MB）的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明,去核之后的复合微球为空心微球,壁厚为20nm左右。钛酸四丁酯溶液的滴加时间对微球的形貌影响较大,当滴加时间大于15min时,可以得到结构清晰的空心微球。用氢氧化钠溶液去除二氧化硅核,反应90min,二氧化硅可以被完全去除。X射线衍射表明,实验得到的掺杂锌离子的空心微球和没有掺杂锌离子的空心微球都是锐钛矿。当锌离子的摩尔分数为0.3%时,二氧化钛空心微球的晶粒尺寸最小,比表面积最大,催化亚甲基蓝降解的效率最高。     

酵母菌模板法制备CeO2空心微球及其光催化性能

以酵母菌为生物模板辅助沉淀法制备了Ce O2空心微球。采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附等对样品进行了表征,结果表明,在600℃煅烧后得到了Ce O2空心微球,其形态与酵母菌一致为椭球体,球壳是由大小约为25 nm的Ce O2纳米颗粒组成,比表面积为22 m2·g-1,远大于未用模板制备的Ce O2微粒的比表面积。通过紫外-可见漫反射测定,得到Ce O2空心微球的禁带宽度为3.03 e V,相比于相同条件下合成的无模板Ce O2禁带宽度(3.42 e V)明显减小。室温下用模拟太阳光照射降解酸性橙7(AO 7)对样品的光催化性能进行了测试,结果表明,在照射120 min之后降解率能达到96%以上,降解效果明显高于未使用模板的Ce O2微粒。对Ce O2空心微球的形成机理进行了分析。     

稀土掺杂钒酸镧微球的制备及其光催化降解抗生素

采用水热法合成稀土元素(Er~(~(3+))、Y~(3+)、Pr~(3+)、Yb~(3+)、Ce~(3+))掺杂的钒酸镧(LaVO_4)。结果表明,2%(n/n)Yb掺杂的LaVO_4(LaVO_4∶2%-Yb)光催化效果最佳,500 W氙灯照射(λ400 nm)5 h后,磺胺甲恶唑(20 mg·L~(-1))的最大降解率可达到99%。与m-LaVO_4微球相比,LaVO_4∶2%-Yb降解磺胺甲恶唑的催化效果明显提升。光催化性能的提升可归因于稀土元素离子的引入拓宽了催化剂的可见光吸收范围,降低了光生电子与空穴的复合率。     

二硫化钼中空微球的制备、表征以及光催化性能

以四丁基溴化铵为添加剂,采用水热法制备出直径为2～5μm的二硫化钼(MoS2)空心微球,研究了反应温度、添加剂量和时间对MoS2物相和形貌的影响。XRD、SEM、EDS、TEM、XPS表征结果表明,当反应温度为240℃时可得到结晶良好的六方相2H-MoS2,MoS2的形貌主要受四丁基溴化铵用量的影响,随着用量的增多MoS2历经了球状-花球状-不规则堆积状的递变。对MoS2中空微球的形成机制进行了探讨,认为在反应中四丁基溴化铵起到了模板的作用。通过制备样品对罗丹明B的降解评估了二硫化钼中空微球的光催化性能,其对罗丹明的降解效率达到90%。     

有机硅功能化碳纳米球:合成及可见光催化活性

以柠檬酸为碳源,3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为功能化试剂,乙二醇为溶剂,溶剂热法制备了具有上下转换发光性质的有机硅功能化的碳纳米球(SiCNs)。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等对合成的SiCNs进行了表征。结果表明,在APTES与柠檬酸质量比为2.0时,180℃反应5 h可以制备出尺寸分布在30~50 nm之间均一球形的SiCNs。可见光辐射下,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物研究了SiCNs样品的光催化降解活性,通过活性物种的分析对催化降解体系的光催化机理进行了探讨。结果表明,可见光照射120 min,SiCNs样品对MB溶液的降解率可以达到99%,经过5次循环使用降解率仍保持在96%以上。SiCNs样品展现了优异的可见光催化活性及良好的稳定性。     

Ag3PO4/Ag2S/g-C3N4复合光催化剂的制备与性能

通过沉积法和离子交换法成功地制备了Ag_3PO_4/Ag_2S/g-C_3N_4复合型光催化剂。利用X射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、N_2吸附-脱附等温线、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱等手段对样品进行了表征。通过降解罗丹明B考察其可见光催化活性及稳定性,研究了硫化钠与磷酸银物质的量的比值(n_(Na_2S)/n_(Ag_3PO_4))、g-C_3N_4添加量对所制备复合光催化材料性能的影响,同时对光催化机理进行了探讨。结果表明,随着n_(Na2S)/n_(Ag3PO4)的增加,所得复合催化材料活性先增加后降低;当n_(Na2S)/n_(Ag_3PO_4)为1.5%、g-C_3N_4与Ag_3PO_4的质量比为3∶7时制备的催化剂ASC1.5的光催化活性最好,在可见光照射下,40 min内可将罗丹明B完全降解,且5次循环使用后仍保持较高的催化活性。和Ag_3PO_4相比,Ag_3PO_4/Ag_2S/g-C_3N_4复合型光催化材料的活性与稳定性都得到明显提高,这主要归因于复合催化剂比表面积和孔结构的增加,载流子分离效率的提高。光催化机理研究表明,空穴(h~+)、超氧阴离子自由基(·O~(2-))和羟基自由基(·OH)都是光催化过程中的主要活性物种。三者作用大小依次为:h~+·O~(2-)·OH。