以陶瓷球为载体的铁掺杂氧化锌纳米棒光催化降解甲醛气体

采用简单的湿化学法在陶瓷球上制备了纯氧化锌和铁掺杂的氧化锌纳米棒。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见分光光度计（UV-Vis）对样品的结构、形貌和光学性能进行了结构表征和分析。研究了纯氧化锌及铁掺杂的氧化锌在紫外光照射下对甲醛气体的降解效率。结果表明与纯氧化锌相比,铁掺杂的催化剂表现出更优越的光催化活性。当Fe的掺杂量为4%时,催化剂对甲醛的降解效率最高。催化剂具有良好的稳定性,可以重复利用,循环使用10次之后,催化效率仍可达到85%。     

稀土离子掺杂对纳米TiO2光催化制氢活性的影响

采用溶胶-凝胶技术制备了纳米TiO2和一系列稀土离子掺杂的TiO2光催化剂,通过X射线衍射、透射电镜及N2吸附等技术对其进行了表征,考察了样品光催化分解水制氢的性能.结果表明,稀土离子掺杂有效抑制了TiO2粒子的生长,提高了粒子的分散性,增大了催化剂的比表面积,从而大幅度提高了其光催化分解水制氢的性能.其中,Gd3 掺杂的TiO2样品粒径最小,分散性最好,比表面积最大(是未掺杂TiO2的35倍).掺杂离子的电子构型对样品的光催化制氢活性有较大影响,具有全空电子构型的La3 和半充满电子构型的Gd3 掺杂的样品具有较高的光催化制氢活性(分别是未掺杂TiO2的3.69倍和3.72倍).     

金属掺杂氧化锌的光催化研究进展

纳米ZnO作为降解污染物的光催化剂,不仅具有成本低、高效、无毒等特点,还能吸收大部分太阳光,是一种性能优异的功能材料。尽管国内外研究人员已经在纳米ZnO光催化材料方面做了大量的工作,但它仍然是研究的热点,因为纳米ZnO除了不同形貌引起的光催化活性变化之外,还可以通过掺杂单金属、多金属和其他金属氧化物,来提高自身光催化活性,并在染料降解、抗菌等方面展示出优异的性能。基于上述背景,总结近年来金属掺杂纳米ZnO对光催化性能的研究进展,为纳米ZnO在光催化方面的研究提供参考。     

共沉淀法制备稀土Ce掺杂的纳米ZnO及其光催化降解染料的性能

以六水合硝酸锌和六水合硝酸铈?髥为原料,通过共沉淀法制备了一系列稀土Ce掺杂的纳米ZnO,并采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、紫外可见漫反射光谱对其进行了全面表征。部分样品还通过X射线光电子能谱(XPS)和光致荧光光谱(PL)进行了进一步分析。分别在日光和紫外光条件下,对这一系列Ce掺杂的ZnO进行了光催化降解亚甲基蓝的性能研究,得出当Ce的掺杂量为3%(n/n)时(ZnO-3%Ce),其光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝的效率均超过98%。选取ZnO-3%Ce作为催化剂,分别进一步考察其在日光和紫外光下对罗丹明B和甲基橙的光催化降解性能。研究结果表明,ZnO-3%Ce在日光和紫外光下均表现出较好的光催化降解效果,体现出良好的光降解普适性。日光下光降解效率顺序为:亚甲基蓝>罗丹明B>甲基橙,而紫外光下降解效率顺序为:罗丹明B>亚甲基蓝>甲基橙。最后,我们研究了催化剂ZnO-3%Ce的循环利用及稳定性性能。实验结果表明:该催化剂循环使用3次之后,光催化效率仍然稳定在97%以上,并且其结构和组成保持不变,体现出优异的稳定性和应用前景。     

钛(Ⅳ)离子掺杂的氧化锌多壁纳米纤维结构材料的制备及光催化性能

借助棉花纤维模板、利用两步法制备了Ti⁴⁺/ZnO多壁纳米纤维结构材料,利用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等技术手段对其进行了表征;以亚甲基蓝(MB)的降解脱色为模型反应,考察了Ti⁴⁺掺杂量对ZnO多壁纳米纤维结构材料光催化性能的影响。 结果表明,利用模板辅助的两步法成功制备了Ti⁴⁺掺杂的ZnO多壁纳米纤维结构材料(Ti⁴⁺/ZnO);Ti⁴⁺的掺入影响ZnO材料的纳米结构,从而使Ti⁴⁺/ZnO的光催化性能明显高于ZnO;Ti⁴⁺/ZnO多壁纳米纤维结构材料良好的光催化性能可主要归于Ti⁴⁺/ZnO材料中活性中心-O^2--Ti⁴⁺-O^2--Zn²⁺-的形成和光生电荷e^--h⁺沿着颗粒间的有效传递。     

铜掺氧化锌多孔纳米棒的水热合成及其光催化性能

通过两步法合成铜掺杂的氧化锌纳米棒,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见（UV-Vis）分光光谱等技术对系列样品进行了表征,研究并探索了铜掺杂的氧化锌纳米棒光降解染料罗丹明B（RhB）和气体乙醛的催化活性。通过对多孔Cu掺杂ZnO纳米棒光催化分解乙醛进行了评价。多孔Cu掺杂ZnO纳米棒（CZ-5）光催化剂具有最高的催化分解乙醛的能力,比其它多孔Cu掺杂ZnO纳米棒具有很高的催化活性。多孔Cu掺杂ZnO纳米棒光催化剂在室温下在可见光（435 nm）下照射16 h,5.50×10^-4（φ,体积分数）的乙醛气体完全降解为二氧化碳（CO₂）。多孔铜掺杂的氧化锌纳米棒光催化剂的光催化性能的改善主要归因于铜和氧化锌纳米棒之间的协同作用。这种改进的光催化协同作用归因于Cu掺杂ZnO的可见光吸收的延伸和光生电子空穴对的抗重组。     

以陶瓷球为载体的铁掺杂氧化锌纳米棒光催化降解甲醛气体(英文)

采用简单的湿化学法在陶瓷球上制备了纯氧化锌和铁掺杂的氧化锌纳米棒。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征和分析。研究了纯氧化锌及铁掺杂的氧化锌在紫外光照射下对甲醛气体的降解效率。结果表明与纯氧化锌相比,铁掺杂的催化剂表现出更优越的光催化活性。当Fe的掺杂量为4%时,催化剂对甲醛的降解效率最高。催化剂具有良好的稳定性,可以重复利用,循环使用10次之后,催化效率仍可达到85%。     

离子掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的研究进展

以纳米TiO2为代表的纳米半导体光催化材料是目前研究的热点。纳米TiO2为宽禁带半导体,需紫外光激发;而且,产生的光生电子-空穴对极易复合,限制了其实际应用。将纳米TiO2进行离子掺杂改性是解决上述问题的有效途径。目前离子掺杂改性纳米TiO2光催化剂的研究进展表明,采用两种离子共掺杂改性纳米TiO2时,离子之间会产生协...     

活性炭负载Cu离子掺杂纳米TiO2颗粒的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法在活性炭(AC)表面负载掺杂Cu离子的TiO2纳米颗粒, 制备负载型掺杂Cu2+-TiO2/AC复合光催化剂, 采用XRD, ESR, FS, UV-Vis和BET等手段对其进行了表征, 通过罗丹明B的光催化降解试验, 分析活性炭载体的比表面积和Cu离子掺杂量对负载型掺杂催化剂光催化活性的影响. 结果表明, Cu以+2价存在, Ti以少量的+3价存在; TiO2纳米颗粒具有量子尺寸效应, 吸光阈值显著蓝移, 并使光谱相应范围向可见光区拓展; 另外, 适量Cu离子的掺杂降低了负载型TiO2/AC的荧光强度. 负载和高温处理没有改变活性炭载体的微观结构. 以AC3为载体和质量分数为3%的Cu离子掺杂所制备的3%Cu2+-TiO2/AC3催化剂的活性最高, 并且该催化剂便于回收, 在重复使用中也表现出很高的光催化活性.     

氧掺杂氮化碳纳米片的制备及其光解水制氢性能

以草酸为氧源,二聚氰胺和尿素为原料,采用两步热聚合方式合成氧掺杂氮化碳纳米片催化剂(CNO)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱分析(XPS)、荧光光谱(PL)及电化学测试等技术对催化剂进行结构表征分析。在可见光照射下通过分解水制氢反应对CNO的光催化还原性能进行评价。结果表明,草酸中的O元素通过取代氮化碳三嗪环结构中N原子直接键合到sp~2杂化碳上,形成O掺杂CNO。经O掺杂改性后的氮化碳具有良好的层状堆积结构,可见光吸收性明显提高,同时禁带宽度降低。O掺杂的引入加速了光生电子-空穴对的分离和传输,能大幅度提高氮化碳的光催化分解水制氢性能,在可见光照下达88.6μmol·h~(-1),是未掺杂CN的3.91倍。     

均一形貌的ZnO纳米棒的制备及其光催化性能研究

ZnO nanorods were synthesized from high purity Zn granule by a vapor phase deposition in the Ar + O₂ gas. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The ZnO nanorods were typically 1～2 μm in length and 20～30 nm in diameter with an aspect ratio as high as 20. The UV absorption properties were detected and the results show that the ZnO nanorods have an extremely strong absorption at 200～380 nm wavelength. The results were good when the ZnO nanorods were used as photocatalyst.     

氧化锌/镁铝复合氧化物的制备及光催化性能

将镁铝层状双氢氧化物分散在锌盐与尿素的混合液中,加热使尿素水解、锌离子沉淀,经洗涤、干燥、煅烧,再用碳酸钠溶液浸渍、煅烧,得到还原后的氧化锌/镁铝复合氧化物。用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氮等温吸附和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对所制备的氧化锌/镁铝复合氧化物的结构和性能进行了表征。以酸性红G为模型污染物评价了其去除效率及光催化活性。碳酸钠还原处理过的氧化锌/镁铝复合氧化物结构发生了改变,氧化锌的晶粒变小,复合氧化物变成了片状结构,其对酸性红G的去除效率也明显提高,质量比为2∶1的氧化锌/镁铝复合物经还原后表现出了良好的光催化活性。     

Fe掺杂ZnO空心微球的制备与光催化性能

ZnO是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,其能带宽度约为3.37eV,在光电子学、传感、光催化、发电等诸多领域都具有巨大的应用潜力。本文采用简单的离子交换和热蒸发法成功制备了Fe掺杂ZnO空心微球,并利用扫描电镜、透射电镜、X射线粉末衍射仪对其形貌、结构以及成分等进行了详细的表征。光吸收测试证明Fe元素掺杂能够扩展ZnO的光吸收波段,实现波长375~600nm的光波吸收。另外,光催化实验证明Fe掺杂ZnO空心微球能够有效地促进罗丹明B的降解,表明合成的Fe掺杂ZnO空心微球是一种优异的光催化剂。     

介晶氧化锌的制备及其应用研究进展

介晶氧化锌作为一种新型的光电功能材料,具有独特的电学、光电学、光化学和催化性质,在传感器、高频发生器和光催化等领域具有广泛的应用前景.本文综述了近年来介晶氧化锌的制备方法,如溶剂热法﹑沉淀法﹑离子液体法﹑溶胶凝胶法等,总结了这些方法的优点与不足.此外,还介绍了介晶氧化锌在应用方面的进展工作,并对其未来进展方向进行了展望.     

ZnO/PAN亚微米复合纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)和醋酸锌[Zn(Ac)2]为前驱物,制备了Zn(Ac)2/PAN复合纤维。利用六亚甲基四胺[(CH2)6N4]辅助的水热合成法,成功制备了具有异质结构的ZnO/PAN亚微米复合纤维。利用扫描电镜(SEM)、X射线能量色散光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(Raman)等对产物的形貌和结构进行表征。结果表明,ZnO纳米粒子均匀地生长在PAN纤维表面,形成了ZnO/PAN亚微米复合纤维。以罗丹明B为目标降解物,对光催化性能进行评价,结果表明,ZnO/PAN亚微米复合纤维具有良好的光催化活性。     

Synthesis and Photocatalytic Properties of Coupled Nanocrystalline ZnO/ZnS in Nation Membrane

T The coupled nanocrystalline ZnO/ZnS was fabricated and immobilized in Nafion membrane by using sodium sulfide (Na_2S) as the single anion precursor. The molar ratio of ZnO to ZnS can be controlled by simply adjusting the reaction time. The as-prepared ZnO/ZnS-Nafion samples were characterized by various methods, including optical absorption, X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy. These coupled ZnO/ZnS nanocrystals embedded in Nafion membrane displayed excellent photocatalytic activities for their efficient charge separation properties. A mechanism of ZnO/ZnS nanoparticle fabrication in Nation was deduced from the solubility difference, and the photocatalytic mechanism of coupled ZnO/ZnS was discussed as well.     

ZnO/ZnS Heterostructured Nanorod Arrays and Their Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution

Semiconducting heterostructures have been widely applied in photocatalytic hydrogen evolution due to their variable band gaps and high energy conversion efficiency. As typical semiconducting heterostructures, ZnO/ZnS heterostructured nanorod arrays (HNRAs) have been obtained through a simple anion‐exchange process in this work. Structural characterization indicates that the heterostructured nanorods (HNRs) are all composed of hexagonal wurtzite ZnO core and cubic zinc‐blende ZnS shell. As expected, the as‐obtained one‐dimensional heterostructures not only lower the energy barrier but also enhance the separation ability of photogenerated carriers in photocatalytic hydrogen evolution. Through comparisons, it is found that 1D ZnO/ZnS HNRAs exhibit much better performance in photocatalytic hydrogen evolution than 1D ZnO nanorod arrays (NRAs) and 1D ZnS NRAs. The maximum H₂ production is 19.2 mmol h^?1 for 0.05 g catalyst under solar‐simulated light irradiation at 25 °C and the corresponding quantum efficiency is 13.9 %, which goes beyond the economical threshold of photocatalytic hydrogen evolution technology.     

特殊形貌的ZnO晶体：水热法生长及光催化性能

采用水热法制得了微米棒状的ZnO结构,并通过改变降温冷却方式得到了锥形管状的ZnO结构。以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了ZnO的光催化活性。利用XRD和SEM表征了ZnO的晶体结构和微观形貌。结果表明,所得的ZnO晶体在高压汞灯照射下表现出良好的光催化性能,且ZnO锥形管的光催化活性优于微米棒。ZnO晶体光催化降解甲基橙的反应符合一级反应动力学规律。探讨了ZnO锥形管的形成机理以及光催化降解甲基橙的作用机理。     

Synthesis and Photocatalytic Properties of Coupled Nanocrystalline ZnO/ZnS in Nafion Membrane

The coupled nanocrystalline ZnO/ZnS was fabricated and immobilized in Nafion membrane by using sodium sulfide (Na2S) as the single anion precursor. The molar ratio of ZnO to ZnS can be controlled by simply adjusting the reaction time. The as-prepared ZnO/ZnS-Nafion samples were characterized by various methods, including optical absorption, X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy. These coupled ZnO/ZnS nanocrystals embedded in Nafion membrane displayed excellent photocatalytic activities for their efficient charge separation properties. A mechanism of ZnO/ZnS nanoparticle fabrication in Nafion was deduced from the solubility difference, and the photocatalytic mechanism of coupled ZnO/ZnS was discussed as well.     

Ti基ZnO纳米棒阵列的制备及其光催化性能研究

采用两电极体系中恒电流电沉积在Ti基底上制得较均一的ZnO纳米棒阵列,利用SEM和XRD观察表征样品,研究Zn(NO₃)₂浓度及电流密度对ZnO纳米棒阵列微观形貌的影响. 以甲基橙为目标降解物,考察该电极光催化性能. 结果表明,Zn(NO₃)₂浓度和电流密度对纳米棒阵列的形貌有显著影响;与ITO玻璃等其他基底相比,在Ti基底上也可沉积较好均一取向的ZnO纳米棒阵列;紫外灯照射下,ZnO/Ti电极对甲基橙（10 mg·L^-1）模拟印染废水降解2.5 h,降解率达到83.3%,光催化活性较佳;无光照时ZnO纳米棒的降解率仅7%.