钨酸铋对四环素光催化降解性能

采用水热法制备了钨酸铋催化剂,以空气为氧化剂,四环素为底物,考察了制备催化剂时溶液的酸度、降解反应时不同光源、光强度和催化剂量对钨酸铋的光催化降解四环素性能的影响.结果表明,当制备钨酸铋催化剂溶液的pH为1时,催化降解效果较好;当催化剂与四环素的物质的量之比为0.3∶1时,光照时间100 min,光催化降解率达66%;以钨酸铋为催化剂,太阳光光催化降解性能优于红外光和紫外光,太阳光强度越强,催化降解效果越好.     

双掺杂介孔催化剂Fe-Ti-MCM-41的制备及催化性能

通过对负载型Ti-MCM-41催化材料进行铁离子掺杂, 制备了双掺杂介孔催化剂Fe-Ti-MCM-41. 采用XRD, FTIR, HRTEM, BET和ICP等方法对材料的组成和结构进行了表征, 并研究了金属铁离子掺杂量和后处理温度等对介孔钛硅催化材料氧化催化性能的影响. 当掺杂量较低时, 铁离子主要是通过化学键键合在分子筛上, 呈分子级分散, 得到的催化剂对环辛烯、 环己烯、 苯乙烯和2-甲基苯乙烯等底物都表现出较好的催化活性. 当掺杂量较高时, 金属易形成聚集态, 导致催化剂比表面积下降, 使催化活性降低.     

Cu/BiVO_4复合光催化剂的制备及可见光催化活性(英文)

利用水热法制备了Cu掺杂的BiVO4复合可见光催化剂,借助X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征.XRD分析显示所有催化剂都呈现单斜结构.XPS结果显示掺杂元素均以其稳定氧化态形式存在于催化剂表面.DRS谱中掺杂样品的吸收边比纯BiVO4都有不同程度的红移.以甲基橙(MO)的可见光催化降解反应为探针,研究了催化剂的可见光催化性能.结果表明,经Cu掺杂改性的催化剂的催化能力比纯BiVO4有所提高.对其掺杂增强催化能力的可能原因进行了讨论.     

Cu、Ag、Au掺杂BiVO_4可见光催化剂的制备及性能研究

水热法制备了币族金属(Cu、Ag和Au)掺杂的BiVO4可见光催化剂,借助X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征.XRD分析显示所有催化剂都呈现单斜结构.XPS结果显示掺杂元素均以其稳定氧化态形式存在与催化剂表面.DRS谱中掺杂样品的吸收边界比纯BiVO4都有不同程度的红移.以甲基橙的可见光催化降解反应为探针,研究了催化剂的可见光催化性能.结果表明,经币族金属掺杂改性的催化剂催化能力比纯BiVO4有所提高.对其掺杂增强催化能力的可能原因进行了分析讨论.     

铥、镱共掺杂纳米二氧化钛/硫化镉光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法制备出稀土离子Tm3+和Yb3+共掺杂的纳米TiO2/CdS复合光催化剂,采用XRD、UV-Vis吸收光谱、TEM及上转换发光光谱等对其结构和光学特性进行了表征,以染料甲基橙为降解模型,系统地讨论了溶液的pH值、催化剂投加量、溶液初始浓度、光照强度等对复合催化剂光催化性能的影响,并对光催化降解动力学进行了分析.     

微波加热制备泡沫镍负载La3+掺杂纳米TiO2及其光催化降解甲醛的性能

 采用常规加热和微波加热方法制备了两种泡沫镍负载La3+掺杂的纳米TiO2光催化剂,以甲醛光催化降解为模型反应,考察了制备方法和掺杂La3+对催化剂催化性能的影响,并采用扫描电镜、透射电镜、 X射线衍射和能量分散式光谱分析对催化剂进行了表征. 结果表明,微波加热法制备的纳米TiO2具有典型的锐钛矿型晶体结构,其粒径均匀且明显小于常规加热法制备的催化剂. 泡沫镍负载1.5%La3+掺杂的TiO2的光催化性能得到明显改善,反应90 min后甲醛的降解率仍达到93%. 在实验中发现催化剂有失活现象,但经简单清洗后其活性能够恢复.     

掺杂型稀土双钙钛矿光催化剂La2FeTiO6葡萄糖络合法制备与表征

采用葡萄糖络合法制备了双钙钛矿型催化剂La2FeTiO6,进行不同量Sr掺杂改性。利用X射线粉末衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、比表面(BET)、扫描电镜(SEM)、磁性与电性测试等手段对其进行表征,以可见光催化降解对氯苯酚为探针讨论了Sr掺杂对La2FeTiO6催化剂的物理化学性质及可见光催化活性的影响。结果表明:催化剂La2FeTiO6在掺杂Sr后,催化剂的可见光催化活性均有所提高,其中Sr掺杂量为0.08时,催化剂的光催化活性提高最大,光照1 h时对氯苯酚的降解率就已经达到了90%,5 h后降解率达到99.2%。La2FeTiO6通过Sr掺杂改性后光照5 h降解率提高了37.1%。比表面测试和程序升温还原试验结果表明,碱土金属Sr的掺杂提高了催化剂的比表面,促进了双钙钛矿La2FeTiO6中Fe的还原,使其还原峰面积增大,还原温度也有所降低。电性和磁性测量结果说明,碱土金属Sr的掺杂明显影响其催化剂的电磁性能。     

制备条件对Bi3+掺杂纳米TiO2光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂铋的TiO2纳米微粒,通过正交实验法研究了溶剂乙醇量,加水量,铋掺杂百分比,抑制剂乙酸和pH调节剂浓硝酸用量等因素对光催化剂性能的影响,催化剂活性用光催化降解偶氮胭脂红溶液的降解率表示,确定了各因素的最佳水平,即浓硝酸0.2mL,铋掺杂量0.5%,水7.2mL,无水乙醇60...     

瓜环增强过渡金属离子催化氧化抗坏血酸

考察了五、六、七及八元瓜环对抗坏血酸氧化的催化性能。动力学研究表明瓜环作为一种助催化剂,能有效地提高了过渡金属离子催化氧化抗坏血酸的反应速率;电动势测量结果揭示了瓜环不同程度的增强了Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的氧化能力。     

氮掺杂还原氧化石墨烯/四氧化三钴双功能催化剂的制备及表征

采用尿素作为氮源,通过热退火法制备氮掺杂还原氧化石墨烯,然后以乙酰丙酮钴作为钴源通过水热法制备氮掺杂还原氧化石墨烯/四氧化三钴杂化纳米片作为催化氧还原和氧析出反应的双功能催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱仪(XPS)等对其进行形貌结构表征,通过旋转圆盘电极等电化学测试对其电催化性能进行分析,可以看出该催化剂具有良好的氧还原和氧析出催化性能。     

SiO2掺杂TiO2催化超声降解甲基橙溶液

采用实验室合成的SiO2掺杂TiO2作为催化剂,以甲基橙超声降解反应为模型,研究了各种因素对SiO2掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的影响.结果表明在SiO2掺杂TiO2催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的催化效果.SiO2掺杂TiO2催化剂用量在0.5～1.0g/L之间,超声波频率25kHz,输出功率1.0W/cm2,pH为1.0～3.0时,在甲基橙水溶液初始浓度20mg/L的条件下,80min,降解率达到了98%以上,COD的去除率也达到了99.0%.因此,SiO2掺杂TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景.     

Pt助剂对N掺杂TiO2可见光光催化性能的影响

考察了Pt促进的N掺杂TiO2(Pt/N-TiO2)催化剂对光催化降解有机污染物性能的影响及其作用本质.采用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、光电化学和荧光光谱等手段对催化剂进行了表征,并考察了样品在可见光下光催化降解甲基橙(MO)的反应性能.结果表明,Pt的存在并未明显改变N-TiO2的晶...     

Ho3+掺杂铁酸铋的制备及光催化性

为提高铁酸铋磁性和光催化性能,通过低温热分解前驱体快速制备出可磁分离回收的Ho³⁺掺杂铁酸铋复合物Bi_0.95Ho_0.05FeO₃纳米颗粒,并用X粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱仪(DRS),磁强计(VSM)和Zeta电位仪等多种手段对物相和性质进行表征,同时以甲基橙(MO)为降解模型,考察溶液的酸碱性和常见无机阴离子共存下其光催化性能。 结果显示,产物以R3c相铁酸铋为主,带隙为1.90 eV,Ho³⁺掺杂后使铁酸铋的磁性增强了4倍,催化性能提高30%。 而该催化剂的催化性能受降解溶液本身酸碱性以及共存阴离子的氧化性与酸碱性的影响。 另外,对该催化剂的回收也进行了研究。 结果表明,所得催化剂可通过磁分离回收,从而反复利用。     

Eu／TiO2光催化降解部分水解聚丙烯酰胺影响因素研究

考查了以四异氧丙基钛(TTIP)为钛源,采用溶胶-凝胶的合成方法制备Eu掺杂TiO2纳米晶催化剂.运用X射线粉体衍射光谱仪(XRD)检测到制备的复合物具有锐钛矿晶型、透射电镜(TEM)和N2吸附表征催化剂的形貌和吸附特性:Eu/TiO2纳米晶粒子分散均匀,平均粒径为9 nm左右.比表面积107 m2/g,孔体积0.5 cm3/g、孔径14.0 nm.此外,研究了在紫外光作用下催化条件对光催化降解部分水解聚丙烯酰胺的影响,如:光催化时间、催化剂的浓度、HAPM的初始浓度、反应的pH值及Na2CO3,NaHCO3和NaCl浓度对催化的影响.结果表明,除NaCl外,其它条件对HPAM的催化降解均有显著的影响.增加催化时间、最佳的催化剂浓度、pH~6和较低的初始浓度有利于催化反应的进行.     

瓜环基金属纳米催化剂的电化学研究进展（英文）

金属纳米材料在电催化应用中展示出良好的性能,但是它们依旧面临着稳定性差和调控策略有限的问题。引入第二组分是一种有效的策略,能够很好的改善其催化活性与稳定性。在这篇综述中,我们概述了结合金属纳米材料和瓜环（CB[n]）用于电催化应用。瓜环是一系列的具有刚性结构、高稳定性、与金属配位的官能团的大环,它们适合稳定金属纳米材料并对其进行调控。本文讨论按照瓜环的功能分类,包含瓜环作为保护剂、瓜环基的超分子自组装体以及瓜环作为前驱体制备氮掺杂多孔碳。多种金属纳米催化剂,包括金属纳米颗粒（Pt,Ir,Pd,Ru,Au）、金属单原子（Fe,Co,Ni）以及过渡金属碳化物（TMCs）成功与瓜环或瓜环衍生的碳材料复合,这些复合材料在许多电催化反应中展示出优异的性能和稳定性,反应包括了氧还原反应（ORR）、析氧反应（OER）、析氢反应（HER）、二氧化碳还原反应（CO2RR）、甲烷氧化反应（MOR）、乙醇氧化反应（EOR）。其中,一些金属-瓜环复合物可进一步作为双功能催化剂用于全水解和燃料电池中。瓜环基的纳米催化剂具有媲美商用催化剂的性能,甚至其稳定性可优于商用催化剂。实验分析以及密度泛函理论（DFT）计算...     

氮掺杂石墨烯负载的硫化镉空心球纳米复合材料的光催化性能

通过无模板法一步合成了一种新型N掺杂石墨烯负载的CdS空心球复合材料. 采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、紫外-可见光谱、N₂吸附-脱附、荧光光谱和X射线光电子能谱等技术对该材料进行了表征, 并在可见光照射下测试了其在降解亚甲基蓝和水杨酸中的光催化性能. 结果表明, 相对于氧化石墨烯负载硫化镉空心球和单独的硫化镉空心球, 氮掺杂石墨烯负载的硫化镉空心球具有更高的光催化活性和稳定性. 这是由于氮掺杂的石墨烯能充当优异的电子受体和传输体, 从而抑制了载流子的复合. 另外发现, 羟基自由基是可见光下降解亚甲基蓝的主要活性物种.     

La掺杂在BiOBr光催化剂氧化和还原性能调控中的不同作用

同时使用有机溴源十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和无机溴源NaBr,通过溶剂热法合成了具有层状类囊体结构的La掺杂BiOBr光催化剂。通过第一性原理（DFT）计算了La掺杂对BiOBr能带结构的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱及荧光光谱对催化剂进行了表征。在可见光照射下,以光催化降解酸性橙Ⅱ和氨氮废水测试了La-BiOBr的氧化性能;以亚甲基蓝为还原指示剂,测试了La-BiOBr的还原性能。研究表明,La的掺杂可以促进晶粒的堆积。而且BiOBr的氧化性能和还原性能分别被促进和抑制,即La的掺杂促进了BiOBr光催化剂的氧化性能,抑制了其还原性能。     

钾离子掺杂对石墨型氮化碳光催化剂能带结构及光催化性能的影响

以双氰胺和氢氧化钾为原料制备了能带可控的钾离子掺杂石墨型氮化碳(g-C3N4)光催化剂,并与碱处理的g-C3N4及g-C3N4/KOH复合催化剂进行了对比。采用X射线衍射(XRD)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、N2吸附、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、荧光(PL)光谱、X 光电子能谱(XPS)等分析手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明,钾离子含量对氮化碳催化剂的价带及导带位置有显著影响。此外,钾离子的引入抑制了氮化碳晶粒的生长,提高了氮化碳的比表面积以及对可见光的吸收,降低了光生电子-空穴对的复合几率。以染料罗丹明B的降解为探针反应系统研究了钾离子掺杂对g-C3N4在可见光下催化性能的影响,研究了光催化反应机理。结果表明,钾离子掺杂后氮化碳的光催化性能显著提高。制备的钾离子掺杂氮化碳催化剂表现出良好的结构及催化稳定性。     

氮氟双掺杂TiO_2纳米管的制备、表征和光催化性能研究——暑期科研训练实验实例

在南开大学化学学院本科生的暑期科研训练中,开展"氮氟双掺杂TiO_2纳米管的制备、表征和光催化性能研究"综合实验,以水热法制备的钛酸纳米管为前驱体,通过含氟化铵的钛溶胶对纳米管进行浸渍修饰,制备氮氟双掺杂的TiO_2纳米管,采用透射电镜、X射线衍射、TG-DTA、XPS、紫外漫反射等手段表征所得材料,以甲基橙溶液模拟有机废水,研究催化剂在紫外及模拟日光下的催化降解性能。通过贴近科研前沿的实验内容,对学生进行系统的初步科研培训,培养学生的综合科研能力。     

不同Al源和Zr源对完全液相法制备的Cu-Zn-Al-Zr催化性能的影响

采用完全液相法,分别以无机和有机Al源和Zr源制备了3个Cu-Zn-Al-Zr浆状催化剂,并采用X射线衍射、X射线光电子能谱和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征,考察了催化剂在合成气一步法合成二甲醚反应中的催化性能.结果表明,不同Al源对催化剂的性能有显著影响,而不同Zr源对催化剂性能的影响不大.以异丙醇铝为原料制备的催化剂的活性明显高于以拟薄水铝石为原料制备的催化剂.以异丙醇铝为Al源制备的催化剂,其Cu组分粒度小、分散性好,Cu-Zr之间的相互作用较强.Al源中微量杂质Na的存在和Cu-Zr之间相互作用的强弱是导致催化剂性能差异的主要原因.