对苯二胺衍生物的光催化氧化

以ＴｉＯ２作为催化剂，利用波长＞３３０ｎｍ的光辐照研究了Ｎ－取代的对苯－二胺衍生物的光催化氧化。研究表明，氧分子与光生电子 反应生成羟基自由基，羟基自由基氧化ＰＰＤｓ，生成醌二亚胺，后者在羟基的进攻下脱氨生成苯醌，苯醌继续光解无机化。ＰＰＤｓ光催化氧化近似遵循一级反应动力学，醇类和硫酸根离子可抑制ＰＰＤｓ的光催化氧化。催化剂表面荷影响电子转移速率，从而控制光催化氧化的反应速率。     

载钛羟基磷灰石光催化降解内分泌干扰物双酚A

对载钛羟基磷灰石（TiHAP）进行了透射电镜、X射线衍射、紫外-可见光谱和Zeta电位表征,并应用液相色谱-质谱技术对比了TiHAP和P25 TiO₂对环境内分泌干扰物双酚A（BPA）的吸附和光催化降解性能,探讨了富里酸和Fe³⁺对TiHAP薄膜光催化性能的影响。结果表明,TiHAP和TiO₂粉体对BPA的吸附符合Langmuir吸附等温方程,且前者吸附性能更大。TiHAP薄膜光催化降解BPA的性能优于TiO₂薄膜;富里酸和Fe³⁺对TiHAP和TiO₂薄膜光催化性能的影响趋势不同,从能带结构、电子转移和吸光性等角度分析了性能不同的原因。本结果可以为应用TiHAP降解环境内分泌干扰物提供依据。     

TiO2表面羟基及其性质

TiO₂材料表面含有丰富的羟基基团，研究表面羟基的分布和性质对理解TiO₂的吸附和光催化作用本质有非常重要的意义。本文简要总结了国内外近年来关于TiO₂表明羧基的研究进展，如不同晶相结构TiO₂的表面羟基状态及不同晶面上羧基的种类、表面吸附水对羟基分布的影响、表面羟基的光电化学性质以及其在光催化反应中的作用等。最后对TiO₂表面羧基研究中存在的问题进行了分析。     

氢还原二氧化钛光催化降解磺基水杨酸的研究

研究了由偏钛酸在不同温度下焙烧制成的TiO2,经氢还原后用于光催化降解磺基水杨酸（SSal) 以及TiO2的漫反射光谱和荧光光谱特征。结果表明,锐钛型TiO2在经550℃ 氢还原处理120min后,光催化活性明显提高;600℃条件下焙烧制得的TiO2,经氢还原后其光催化降解SS al的反应活性最高。漫反射光谱结果表明,800℃条件下焙烧制得的TiO2,开始出现转晶现象,从锐钛型逐渐向金红石型过渡。TiO2荧光光谱的峰面积（F）和倍频峰面积（R）的比值越大。TiO2光催化降解SSal的活性越高,提出了氢还原后TiO2的光催化作用机制。     

载钛羟基磷灰石光催化降解内分泌干扰物双酚A（英文）

对载钛羟基磷灰石(TiHAP)进行了透射电镜、X射线衍射、紫外-可见光谱和Zeta电位表征,并应用液相色谱-质谱技术对比了TiHAP和P25 TiO2对环境内分泌干扰物双酚A(BPA)的吸附和光催化降解性能,探讨了富里酸和Fe3+对TiHAP薄膜光催化性能的影响.结果表明,TiHAP和TiO2粉体对BPA的吸附符合Langmuir吸附等温方程,且前者吸附性能更大.TiHAP薄膜光催化降解BPA的性能优于TiO2薄膜;富里酸和Fe3+对TiHAP和TiO2薄膜光催化性能的影响趋势不同,从能带结构、电子转移和吸光性等角度分析了性能不同的原因.本结果可以为应用TiHAP降解环境内分泌干扰物提供依据.     

二氧化钛光催化体系中的羟基自由基的测定

通过ESR光谱测定表明TiO2悬浮液在紫外光照射下产生羟基自由基氧化物种.羟基自由基氧化酸性桃红(sulforhodamine B,SRB)使其褪色,在565 nm处用分光光度法测定其吸光度值的变化,可间接测定羟基自由基的生成量.确定了体系的最佳实验条件pH为2.5;SRB浓度为2.0×10-5mol/L;TiO2浓度为0.1 g/L;光照时间为12 min.采用抗坏血酸为羟基自由基清除剂,测定了其自由基清除率,表明拟定该体系可作为筛选抗氧化剂的方法之一.     

2种羟基氧化铁对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

通过水解方法制备了α-FeO(OH)和β-FeO(OH),研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能及影响因素。结果表明,2种形式的FeO(OH)在弱酸性环境中对Cr(Ⅵ)均表现出很好的去除效果,吸附过程能够用Langmuir模型较好地描述,α-FeO(OH)和β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量分别为50.25和42.02mg/g。对初始质量浓度达10mg/LCr(Ⅵ)的水样,通过α-FeO(OH)和β-FeO(OH)的吸附作用,可以将水中Cr(Ⅵ)控制在饮用水安全标准之下。200mg/LCl-、SO42-,100mg/LF-作为共存离子时,对2种吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的效果无明显影响;但100mg/L的H2PO4-和HCO3-共存,可使α-FeO(OH)、β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的去除效果降低15%～20%。离子强度增加使吸附能力降低。     

二维材料在光催化二氧化碳还原中的研究进展

近几十年来,由温室效应所导致的气候变暖、海平面上升等环境问题日趋严重,科学家们一直致力于研究可高效转化二氧化碳(CO2)等温室气体的技术.以太阳能为驱动力的光催化技术,可将CO2转化成甲烷、甲醇、甲酸或C2+等高附加值的碳氢燃料,同时缓解温室效应和能源危机.二维(2D)材料因具有超大的比表面积和独特的电子结构,在光催化...     

羟基氧化铁/膨胀石墨复合材料的制备及除砷机制

以膨胀石墨为载体材料,采用改进后的综合法制备的羟基氧化铁（FeOOH）为改性材料,在酸性及超声波振荡的条件下对膨胀石墨进行表面接枝,制得羟基氧化铁/膨胀石墨复合材料,并对材料进行扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）表征,随后测试了其除砷性能,并探讨了反应机理.实验结果表明,复合材料中羟基氧化铁通过氢键与化学键均匀负载在了膨胀石墨表面,为亚微米级球状;使用0.5 g复合材料处理50 mL浓度为0.5 mg/L的模拟含砷废水,90 min后去除率可达到99%,且经过处理可以使废水中的砷浓度达到饮用标准;载铁量越高,材料的除砷性能越好,当载铁量达到55%时,使用0.5 g复合材料处理50 mL浓度为2.0 mg/L的模拟含砷废水,1 h后去除率达到72.6%,是普通膨胀石墨的3倍;该除砷过程由解离的羟基氧化铁与砷在复合材料附近完成,符合二级动力学方程和Temkin等温吸附模型.     

宽带隙p区金属氧化物/氢氧化物对苯的光催化降解(英文)

苯具有高毒性和致病性,是空气中常见的一种挥发性有机污染物,对健康和环境危害大.以TiO2为代表的半导体光催化氧化技术是一种理想的环境治理技术,已广泛应用于一般室内挥发性有机物(VOCs)的去除.然而在处理苯等难降解有机污染物时,由于在催化剂表面生成难被降解的聚合物中间产物,往往导致TiO2光催化剂的失活.开发可在常温下使用的降解苯系污染物的高效光催化剂对于推广光催化技术在苯污染治理中的应用具有重大的意义.最近我们研究所开发出一系列宽带隙p区金属氧化物/氢氧化物光催化剂,它们对苯系污染物的光催化降解显示出很好的活性和稳定性,是一类极具应用前景的降解苯系污染物的新型光催化剂.在这篇文章中,我们总结这类宽带隙p区金属氧化物/氢氧化物光催化剂的制备及其光催化降解苯的活性,对其不同于TiO2的光催化机理,及其结构和光催化性能之间的关系进行初步的探讨.     

Selective Photocatalytic Reduction of CO2 to CO Mediated by Silver Single Atoms Anchored on Tubular Carbon Nitride

Artificial photosynthesis is a promising strategy for converting carbon dioxide (CO₂) and water (H₂O) into fuels and value-added chemical products. However, photocatalysts usually suffered from low activity and product selectivity due to the sluggish dynamic transfer of photoexcited charge carriers. Herein, we describe anchoring of Ag single atoms on hollow porous polygonal C₃N₄ nanotubes (PCN) to form the photocatalyst Ag₁@PCN with Ag−N₃ coordination for CO₂ photoreduction using H₂O as the reductant. The as-synthesized Ag₁@PCN exhibits a high CO production rate of 0.32 μmol h⁻¹ (mass of catalyst: 2 mg), a high selectivity (>94 %), and an excellent stability in the long term. Experiments and density functional theory (DFT) reveal that the strong metal–support interactions (Ag−N₃) favor *CO₂ adsorption, *COOH generation and desorption, and accelerate dynamic transfer of photoexcited charge carriers between C₃N₄ and Ag single atoms, thereby accounting for the enhanced CO₂ photoreduction activity with a high CO selectivity. This work provides a deep insight into the important role of strong metal–support interactions in enhancing the photoactivity and CO selectivity of CO₂ photoreduction.     

空心玻璃微球负载TiO2光催化回收银

以钛酸四丁酯的溶胶为前驱体，通过浸渍法制备漂浮型光催化剂．它的光催化活性比P25高，且易于分离回收．沉积在催化剂上的金属银可通过超声震荡有效回收，该操作简单，具有实际应用前景．循环使用3次的光催化剂的催化活性未显著降低；但第4次由于催化剂负载TiO2损失量大，活性明显降低．讨论了反应机理．     

掺铁TiO2纳米微粒的制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺铁量的TiO2光催化剂,运用TG-DTA,XRD,SEM,DRS和测定光电导等方法对催化剂进行了表征.以高压汞灯为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.实验结果表明,掺铁的TiO2比纯TiO2具有更好的催化活性.其原因:掺杂的铁作为受主捕获电子,使TiO2的n型半导体降低了光电导,控制了空穴和电子复合;同时掺杂的Fe3 可能形成杂质能级,由于掺杂能级处于禁带之中,使较长波长的光子也能被吸收,从而扩展吸收光谱的范围,增强了对可见光的吸收.     

Enhancement of Photocatalytic Activity of Sodium Bismuth Titanate by Doping with Copper,Silver, and Tin Ions

Perovskite type oxides, sodium bismuth titanate (Na_0.5Bi_0.5TiO₃), and Ag⁺, Cu²⁺, and Sn²⁺ doped Na_0.5Bi_0.5TiO₃ were prepared by pechini and ion exchange methods, respectively. Photocatalytic activities of these catalysts were tested by decomposition of methylene blue (MB) under visible light irradiation. Results showed that the photocatalytic activity of metal ion doped Na_0.5Bi_0.5TiO₃ was higher than undoped Na_0.5Bi_0.5TiO₃. Relatively high photocatalytic performance of Ag⁺‐doped Na_0.5Bi_0.5TiO₃ is mainly ascribed to the efficient separation of electron‐hole (e^–, h⁺) pairs, lower bandgap energy and the creation of active hydroxyl radicals ( ^? OH). Further, the Ag⁺‐doped Na_0.5Bi_0.5TiO₃ catalyst showed good reusability up to four cycles. A possible mechanism for the enhanced photocatalytic performance was proposed. The synthesized photocatalysts were characterized by XRD, SEM, EDS, XPS, FT‐IR, and UV/Vis DRS techniques.     

Preparation and characterization of stable monodisperse silver nanoparticles via photoreduction

Silver nanoparticles were synthesized by UV irradiation of [Ag(NH₃)₂]⁺ aqueous solution using poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) (PVP) as both reducing and stabilizing agents. The formation of silver nanoparticles was confirmed from the appearance of surface plasmon absorption maxima around 420 nm. It was found that the formation rate of silver nanoparticles from Ag₂O was much quicker than that from AgNO₃, and the absorption intensity increased with PVP concentration as well as irradiation time. The maximum absorption wavelength (λ_max) was blue shift with increasing PVP content until 8 times concentration of [Ag(NH₃)₂]⁺ (wt%). The transmission electron microscopy (TEM) showed the resultant particles were 4–6 nm in size, monodisperse and uniform particle size distribution. X-ray diffraction (XRD) demonstrated that the colloidal nanoparticles were the pure silver. In addition, the silver nanoparticles prepared by the method were stable in aqueous solution over a period of 6 months at room temperature (25 °C).     

葡聚糖分子对氢氧化铁矿化结晶的调制作用

通过对比五种不同葡聚糖浓度的Fe3＋/葡聚糖矿化作用体系中Fe(OH)3凝胶在早期矿化阶段的成核和相变过程来研究葡聚糖对铁矿物的结晶与转化的调控作用. 运用ICP-AES(等离子发射光谱仪)观察各个矿化体系中上清液的[Fe3＋]浓度及相应pH的变化, 矿化产物运用FTIR、XRD进行表征. 结果发现, 上清液中[Fe3＋]经历了两次下降过程, 在陈化的第三天突然回增. 与不含葡聚糖的矿化作用体系很快形成结晶良好的α-FeOOH不同, 在含有葡聚糖的矿化作用体系中最初形成的物相主要为β-FeOOH. 葡聚糖分子通过与Fe3＋配位吸附在铁氧化物颗粒的表面促进了β-FeOOH转化为α-Fe2O3. 相变是经过溶解-再结晶机制进行的. [Fe3＋]第二次下降正是由于β-FeOOH转化为α-Fe2O3引起的. 葡聚糖浓度适当增大, β-FeOOH溶解加快, 有利于相变的进行. 因此葡聚糖的存在能显著影响在氢氧化铁凝胶中形成晶核的结构类型及其相变历程.     

氧化铁在ZnO上分散的结构状态及其表征

采用（ＮＨ_４）_３［Ｆｅ（Ｃ_２Ｏ_４）_３］·ｘＨ_２Ｏ的水溶液含浸，Ｆｅ（ＮＯ_３）_３．９Ｈ_２Ｏ水溶液饱和浸渍（含浸）以及Ｆｅ（ＡｃＡｃ）_３的甲苯溶液热吸附三种方法制备了在ＺｎＯ上分散的氧化铁体系。用多种物理化学手段对用不同方法制备的分散体系进行了细致的表征，氧化铁在ＺｎＯ上形成单层分散是困难的。Ｆｅ~（３＋）一般进入到ＺｎＯ载体的表层，结构环境类似于ＺｎＦｅ_２Ｏ_４微晶中的Ｆｅ~（３＋），分散的Ｆｅ~（３＋）通常处于高自旋态，配位对称性并不是正交畸变。在ＺｎＯ上形成尖晶石的趋势最强。在亚单层铁含量范围内，通常形成表面ＺｎｘＦｅ_ｙＯ_ｚ。当铁含量超过单层阈值时，既生成ＺｎＦｅ_２Ｏ_４簇也有ＦｅＯ_ｘ簇存在。无论是ＦｅＯ_ｘ或ＺｎＦｅ_２Ｏ４簇还是表面的Ｚｎ_ｘＦｅ_ｙＯｚ，其Ｆｅ_（３＋）在实验温度范围内，很难被还原为零价铁，ＦｅＯ_ｘ较之Ｚｎ_ｘＦｅ_ｙＯ_ｚ物种难以还原且比体相ａ－Ｆｅ_２Ｏ_３中Ｆｅ~（３＋）要难还原得多。由热吸附法制得的ＦｅＯ_ｘ和ＺｎＦｅ_２Ｏ_４簇具有很低的催化活性，而由含浸法制得的表面Ｚｎ_ｘＦｅ_ｙＯｚ的反应性能有明显的改善。ＺｎＯ载体上不同含铁物种的反应性由Ｆｅ~（３＋）的还原性及是否存在活泼     

Real-Time Observation of Pyoverdine Dissolving Ferric Hydroxide

Pyoverdine is one of the siderphores excreted by Pseudomonas aeruginosa that can help microbe to uptake iron in vitro. To determine the effect of pyoverdine chelating with iron, we purified the free pyoverdine and applied the dynamic laser light scattering (DLS) to detect the interaction between the pyoverdine and ferric hydroxide. The real-time DLS data analysis indicated that pyoverdine can directly combine with Fe(OH)₃ to form complexes and these substances are gradually degraded by themselves then completely disappeared. In our experiment, we have demonstrated that pyoverdine may not only chelate ferric ion but also availably dissolve ferric hydroxide which assists bacteria to survive in iron-deficient environments.     

有机物存在下Cr6+离子的光催化还原

选择多种有机物，对Ｃｒ＾６＋离子与有机物共存污染体系的光催化氧化还原协同作用研究，得出了光催化应用于消除有毒金属离子与有机污染物共存实际体系的有关信息，在酸性条件下，ＴｉＯ２对Ｃｒ＾６＋离子污染具有显著的光催化还原消除效果，还原气氛对反应影响不大，Ｃｒ＾６＋离子的光催化还原符合Ｌ－Ｈ动力学规律，不同有机物存在表明，醇，酸及某些芳香有机物对Ｃｒ＾６＋的光催化还原具有明显的促进作用，而一些烷烃及氯代烷