活性炭负载纳米TiO2光催化降解性能研究

本文研究活性炭负载纳米TiO2的光催化降解性能和影响甲基橙废水处理的主要因素。结果表明:用溶胶-凝胶法制备的TiO2-活性炭催化剂具有比表面积大、分散性高、光催化降解性能好、可重复利用等优点;采用30W高硼紫外光灯,TiO2-活性炭光催化降解浓度为1500mg/L甲基橙废水的最优工艺条件是:催化剂活化温度为700℃、用量为1.0g/L、废水起始pH值为1、反应温度为45℃、光照时间为50m in。在此条件下,甲基橙和CODC r的去除率分别达99.8%和99.7%。     

二氧化钛纳米管的制备与光催化活性

用阳极氧化法,室温条件下在含NH4F和H2O的电解液(丙三醇+NH4F+H2O;乙二醇+NH4F+H2O)中制备了TiO2纳米管阵列。用环境扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征二氧化钛纳米管阵列的微观形貌和物相结构。在丙三醇电解液中,电压为60 V,65 V,70 V,75 V制备的纳米管直径依次为160、170、190、220 nm。对甲基橙(10 mg/L)降解测试TiO2纳米管阵列的光催化性能。研究结果表明:在100 V阳极电压制备经过500℃退火处理后的TiO2纳米管阵列的光催化效果最好,其光催化降解率在光照时间120 min时达到89.2%。     

双水杨醛缩二乙烯三胺Cu(Ⅱ)配合物的合成及催化染料降解性能

合成了双水杨醛缩二乙烯三胺席夫碱(H2L)及其Cu2+配合物(CuL·H2O),并对其进行了表征.利用分光光度法考查了CuL·H2O催化降解甲基橙和酸性蓝9的性能,利用HPLC法测定了降解产物.CuL·H2O能催化甲基橙降解,但效果较差,催化降解产物为顺式丁烯二酸.该配合物能催化酸性蓝9降解,37℃条件下降解脱色率达到90%以上,其降解动力学符合酶促反应特征,具有明显的延滞期、线性期和缓慢期.测得米氏常数Km=2.006×10-5mol/L,降解产物为顺式丁烯二酸.推测了CuL·H2O作为仿酶催化剂的催化机理和酸性蓝9的降解机制.说明CuL·H2O具有优良的仿酶特性和底物选择性.     

纳米SnO2／ZnO复合氧化物的制备及制备条件对光催化性能的影响

以SnCl4·5H2O、ZnSO4·7H2O、NH3·H2O为原料,采用共沉淀法制备出纳米SnO2/ZnO复合光催化剂,以降解甲基橙为模型反应,考察了不同条件制备的复合氧化物的光催化活性,并用TEM、XRD测试手段对其进行了表征。结果表明,ZnO复合SnO2后,光催化活性明显提高,但是焙烧温度超过900℃后,其光催化活性又大大降低。     

立方状和球状氧化亚铜的制备及其光催化性质

利用室温液相还原法和低温水热法制备了立方状和球状氧化亚铜,通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜对合成产物进行了表征。 以合成产物光催化降解偶氮染料甲基橙为模型,研究了不同形貌Cu2O的光催化性能,结果表明,球状氧化亚铜对甲基橙的脱色率达89.0%,球状氧化亚铜/Fenton复合体系中甲基橙的脱色率达98.2%。 初步探讨了Cu2O粉体催化降解甲基橙的过程和机理。     

铁锌柱撑膨润土催化剂的制备及其对甲基橙废水的光催化降解性能

采用微波辐照促进的溶胶浸渍法制备了铁锌柱撑膨润土催化剂;用制备的催化剂对甲基橙溶液在可见光照射下进行降解,探讨了铁负载量、H2O2质量浓度、溶液初始pH、反应时间和催化剂投加量对甲基橙降解率的影响,并考察了催化剂的重复利用性能.结果表明,在pH为3、H2O2质量浓度100mg/L、催化剂投加量1.5g/L、反应时间为2h条件下,甲基橙降解率可达97%.     

层状纳米光催化复合材料H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2的合成及性质

用固相合成法制备出K0.8Fe0.8Ti1.2O4,并用离子交换反应制备出H0.8Fe0.8Ti1.2O4;通过C3H7NH2层间膨胀,TiO2粒子的插入和紫外光分解等反应,合成出一种新的层状光催化纳米复合材料-H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2.X射线衍射和漫反射等表征结果表明 该样品的层间高度为0.47nm,禁带能隙为2.18和2.88eV.用(>400 nm的光照射30 min,0.4 g样品可使甲基橙溶液(20 mg/L)的降解率达到22.1%.而同样条件下标准TiO2(P-25)仅为6.2%,表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.     

铋铁复合氧化物光催化材料的制备及其性能研究

采用共沉淀法制备了一系列铋铁复合氧化物光催化剂,并以可见光降解甲基橙为模型反应,研究其在可见光照射下降解甲基橙的光催化性能。详细考察了p H值、铋铁摩尔比、煅烧温度等对其光催化性能的影响。在优化条件下,铋铁摩尔比为2∶1、p H=3~4时制备出的样品具有较好的光催化性能,甲基橙的降解率可达到91.95%。     

高比表面空心球状ZnO/ZnAl2O4复合光催化剂制备及活性

以葡萄糖为模板,聚乙二醇(PEG-4000)为分散剂通过一步水热法所得前驱体,经500℃焙烧4 h得到ZnO/ZnAl2O4产物。并用XRD、SEM、TEM、BET、TG/DTA和UV-Vis DRS等技术对样品进行表征。结果表明产物为空心球状ZnO/ZnAl2O4复合光催化剂,比表面积高达158.3 m2.g-1。在模拟太阳光照射下,以甲基橙溶液的光催化降解考察样品的光催化活性,研究了焙烧温度、pH值和PEG加入量对样品光催化活性的影响。结果表明,当pH=9,PEG加入量为10%(以反应理论得到的前驱体ZnO/ZnAl2O4的质量来衡量)时,光催化活性最佳,光照60 min后,0.5 g.L-1光催化剂用量对甲基橙的脱色率达98.7%,与TiO2 Degussa P-25进行比较,相同条件下对甲基橙的脱色率提高了7.7%。     

Eu2Sn2O7的水热合成及其光催化活性的研究

采用水热法制备了Eu2Sn2O7纳米颗粒, 并用TEM、 XRD、 IR、 Raman等技术对其进行了表征. 结果表明: Eu2Sn2O7纳米颗粒的粒径约为75nm左右, 且尺寸分布均匀. 以紫外光为光源, 甲基橙为目标降解物, 研究了该纳米催化剂的光催化活性, 结果显示其具有较高的催化效率. 另外, 对甲基橙催化降解后的产物进行了UV-Vis、 IR、 Fluorescence表征分析, 并初步探索了甲基橙分子在该实验条件下的光催化降解机理.     

增强光催化活性的3D分级结构Bi2W06微球及表面酸性

以KNO3为矿化剂,用水热法制备了3D分级结构Bi2WO6微球,通过XRD、SEM、BET对产物进行了表征．探讨了3D分级结构Bi2WO6微球可能的形成机理．以罗丹明B为模型污染物,研究了合成产物的光催化性质．结果表明：在紫外光下,RhB的降解以共轭结构断裂的光催化反应为主;而在可见光照射下,RhB的降解可能是光催化和光敏化共同作用的结果．进一步以吡啶为探针分子,通过吸附吡啶红外光谱探讨了Bi2W06表面酸性与光催化降解RhB之间的关系．研究显示,Bi2W06具有较强的表面酸性,增强了Bi2WO6与RhB分子之间吸附作用,有利于染料分子上的电子跃迁至催化剂上,易于发生光敏化和光催化反应。     

一例Wells-Dawson型铌钨混配多酸的合成及光催化性质

在双氧水存在条件下,合成了一例Wells-Dawson型铌钨混配多酸K3.5Na4[H4.5（NbO2）6P2W12O56]·12.5H2O（1）,X射线单晶结构分析表明,化合物1的多阴离子是一个六过氧铌基团取代的P2W12衍生物.六个铌原子分别与五个来自多酸框架上的氧原子和一个端位的过氧单元配位.另外,对化合物1的光催化产氢性能进行了初步研究.     

Ag@AgBr光催化剂的制备及其可见光催化降解亚甲基蓝反应性能

采用沉积-沉淀及光还原法制备了Ag@AgBr等离子体光催化剂,利用X射线衍射、扫描电镜和紫外-可见漫反射光谱对其进行了表征,并考察了该等离子体光催化剂在可见光(λ420nm)下的催化性能,探讨了催化剂用量、pH值、亚甲基蓝初始浓度、H2O2添加量、循环使用及捕获剂对Ag@AgBr催化性能的影响.结果表明,当亚甲基蓝的初始浓度为10mg/L,催化剂用量为1g/L,pH=9.8时,光照12min后,亚甲基蓝的降解率高达96%,且样品经5次循环使用后活性基本保持不变;而少量H2O2的添加对光催化活性影响不大,过量的H2O2会降低光催化活性;乙二胺四乙酸捕获空穴后比异丙醇捕获·OH后的光催化活性降得更低.同时,对Ag@AgBr等离子体光催化剂可见光降解亚甲基蓝的催化机理进行了分析.     

可见光光催化剂AgNbO3：柠檬酸络合法制备及其性能

以草酸铌铵和硝酸银为反应物,采用柠檬酸络合法成功的制备了钙钛矿型化合物AgNbO3可见光光催化剂,并运用X射线衍射、紫外-可见漫反射、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱等手段对催化剂进行了表征。同时以可见光为照射光源,以有机染料亚甲基蓝为模拟探针,考察其光催化性质。结果表明800℃所制备的样品具有最佳的光催化性能,其主要降解途径是以脱甲基的形式进行的,与固相法合成的样品相比,柠檬酸络合法所制备的样品具有较好的光催化性能。     

Ag(+)-inserted NbO(2)F as a Novel Photocatalyst

The insertion of Ag(+) into NbO(2)F narrowed the band gap from 3.2 eV (NbO(2)F) to 3.0 eV (Ag-NbO(2)F), which shifted the light absorption edge from the UV light region to the near-violet light region. The photocatalytic activities of NbO(2)F and Ag-NbO(2)F were evaluated by the decomposition of gaseous 2-propanol (IPA) under 400-530 and 300-400 nm light irradiations. Ag-NbO(2)F could decompose IPA to CO(2) via acetone under both irradiation conditions. The value of the quantum efficiency was of the same order under both 400-530 and 300-400 nm light irradiations, which suggested the complete hybridization of the Ag4d and O2p orbitals in the valence band of Ag-NbO(2)F resulted in the 400-530 nm light sensitivity. The density of states calculations also supported the complete mixing of Ag4d and O2p.     

Reversible redox processes of poly(anilines) in layered semiconductor niobate films under alternate UV-vis light illumination

The synthesis of polyaniline (PANI) with semiconducting layered niobate (NbO) to form PANI/NbO hybrid materials and their reversible color change under a unique redox process under the influence of UV and/or visible light have been investigated. The in-situ polymerization of anilinium chlorides (ANI) packed in a regular orientation in a bilayer structure within the NbO interlayers led to PANI/NbO hybrid powders by heat treatment using (NH(4))(2)S(2)O(8) as the catalyst. The resulting PANI of these hybrids showed the characteristics of a fully oxidized quinoid form, i.e., pernigranine (PG). The PANI/NbO suspension in H(2)O was cast on a glass substrate to form a PANI/NbO film after evaporation of the water with a good parallel orientation of the NbO layers against the glass substrate. Upon UV light irradiation in the presence of a reductant such as MeOH, the violet-colored PANI (PG) polymers within the NbO interlayers were reduced by the NbO-induced photocatalytic reactions and led to a colorless PANI, i.e., leucoemeraldine (LE). Moreover, the resulting colorless PANI/NbO films reverted back to a blue-colored PANI, i.e., emeraldine (EM), due to oxidation by the surrounding O(2) gas. The PANI/NbO hybrid films were able to retain repetitive and reversible photoinduced patterning for over 50 cycles under such alternate UV and visible light irradiation.     

Magnetically recoverable Cu2O/Fe3O4 composite photocatalysts：Fabrication and photocatalytic activity

A magnetically separable Cu2O/Fe3O4 magnetic composite photocatalyst was synthesized in large quantities by a fast and simple route. The as-prepared photocatalysts were characterized by scanning electron microscopy （SEM）, transmission electron microscopy （TEM）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and X-ray diffraction （XRD）. Furthermore, the Cu2O/Fe3O4 composite photocatalysts were tested using methyl orange （MO） degradation reaction under visible light irradiation （100 mW/cm2） and demonstrated to have a high photocatalytic efficiency toward the decomposition of MO under visible light irradiation with good recyclability.     

Bi3.25Nd0.75Ti3O12纳米结构: 可控合成及其可见光催化活性

用水热法制备不同形貌的掺钕钛酸铋(Bi3.25Nd0.75Ti3O12,BNdT)纳米粉体.透射电子显微镜(TEM)结果表明,通过控制OH-浓度可以得到不同形貌的纳米粉体.基于不同条件下制备的样品微结构分析,提出了这些不同形貌的形成机制.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BNdT样品的带隙能(Eg)约为1.984 eV.利用可见光照射下甲基橙降解实验评价了BNdT样品的光催化性能.结果表明,BNdT的光催化活性比商用TiO2催化剂P25和掺氮TiO2高得多.OH-浓度为10 mol·L-1时制备的BNdT纳米线光催化效率最高,经可见光照射360min,浓度为0.01 mmol·L-1甲基橙溶液的降解率可达到93.0%,且循环使用4次后,其光催化活性并没有明显降低,表明BNdT是一种稳定有效的可见光催化剂.     

钒酸铟分级结构微米花和纳米线的水热合成和可见光催化性能

采用水热法合成InVO4分级结构微米花和InVO4纳米线．FESEM结果表明,通过控制水热反应参数可以获得不同形貌InVO4晶体．利用可见光（λ〉420nm）照射下的罗丹明B降解实验评价了InVO4样品的光催化性能．结果表明,InVO4的光催化活性比商用P25 TiO2高得多,其中花状InVO4纳米结构光催化效率最高,经可见光照射40min,岁丹明B溶液（3μmol／L）的降解率可达100％．同时还研究了结构和形貌对不同条件下制备的InVO4样品光催化活性的影响．     

Photochromic hybrid materials of cucurbituril and polyoxometalates as photocatalysts under visible light

Two isostructural organic-inorganic hybrid solid materials based on cucurbituril derivatives and polyoxometalates, {[K(2)(H(2)O)(2)Na(2)(H(2)O)(2)Na(2)(H(2)O)(6)](P(2)W(18)O(62))(Me(10)Q(5))(2)}·~7H(2)O (1) and {[Rb(2)(H(2)O)(2)Na(2)(H(2)O)Na(2)(H(2)O)(4)](P(2)W(18)O(62))(Me(10)Q(5))(2)}·~8H(2)O (2), which exhibit reversible photochromic properties as well as excellent photocatalytic activities toward the degradation of methyl orange (MO) and rhodamine-B (RB) under visible light irradiation, are reported.