超细钨酸锌纳米棒的制备及其光催化性能

在含有溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)的水溶液中,通过水热法制备了超细钨酸锌(ZnWO4)纳米棒。用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外可见漫反射光谱表征了所制备的样品。在汞灯照射下,通过降解甲基橙(MO)检测了超细ZnWO4纳米棒的光催化活性。结果表明,在CTAB胶束作用下,ZnWO4纳米棒更细更长,超细ZnWO4纳米棒光催化活性比普通ZnWO4纳米棒更强,在同样条件下,前者对MO的降解率为90.2%,后者为50.%。     

水热法制备ZnO纳米棒及其光催化性能研究

以Zn(acac)2.H2O为单源前驱体,采用水热法在140℃条件下制备了ZnO纳米棒,并用XRD、SEM、TEM等测试手段对其进行了表征。利用紫外—可见分光光度计测试了其光吸收性能,发现ZnO纳米棒对200-400 nm波长范围的光有很强的吸收性,在可见光范围内,也有较强的吸收。以ZnO纳米棒为光催化剂对有机染料酸性红4B进行了光催化降解实验,并研究了光源、污水浓度对ZnO纳米棒光催化氧化效果的影响。研究结果表明,在日光照射180 min后,对酸性红4B的降解率接近100%。     

氯化钠-硫氰酸铵-溴化十六烷基三甲基铵体系浮选分离锌

研究观察到,在水溶液中Zn(Ⅱ）与硫氰酸铵、溴化十六烷基三甲基铵形成不溶于水的三元缔合物,在少量氯化钠存在下此三元合物沉淀浮于水相上层并与水分成界面清晰的两相,分相过程中Zn(Ⅱ）被定量浮选。实现了Zn(Ⅱ）与Fe(Ⅲ）、Al(Ⅲ）、Co(Ⅱ）、Ni(Ⅱ）、Mn(Ⅱ）等离子的分离,是一种无毒且更为简便、经济、快速的分离方法。     

不规则形ZnO纳米棒的制备及其光催化性能研究

本文采用溶剂热法,以Zn(NO3)2,NaAc为原料,聚乙二醇-10000为表面活性剂,制备了不规则形的ZnO纳米棒。并用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、荧光光谱、紫外-可见分光光度计对其进行了表征。考察了硝酸锌用量、聚乙二醇-10000用量、反应时间和反应温度等对氧化锌粒子形貌和大小的影响,初步讨论了氧化锌纳米棒的可能形成机理。以ZnO纳米棒作为光催化剂,考察了其光催化降解龙胆紫的性能。研究了催化剂用量、龙胆紫的初始浓度对光催化降解率的影响。     

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%.     

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%.     

磷酸铋纳米棒的可控合成及其光催化性能

采用水热法合成了形貌可控的磷酸铋纳米棒光催化剂,并以亚甲基蓝(MB)为探针研究了其光催化活性.利用粉末X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)对产物进行了表征.研究发现甘油含量、水热时间、水热温度及前驱体浓度会影响磷酸铋纳米棒的形貌及结构.甘油含量和前驱体浓度主要影响产物形貌.随着甘油含量的增加,产物的长径比先增大后减小.前驱体浓度越低,所得BiPO4纳米棒的尺寸越小,长径比越大.水热时间短时,产物结晶度差,且为六方相,时间延长后转化为单斜相.水热温度过低或过高均不利于完美晶体的形成,160°C时产物的结晶度最高.实验结果表明:BiPO4纳米棒在紫外光下具有良好的光催化性能,其光催化活性受长径比和尺寸大小影响的总体趋势是长径比越大,尺寸越小,其光催化活性越强.结晶度对BiPO4的光催化性能影响较大,结晶度越高,其光催化活性越好.单斜相BiPO4的光催化活性较六方相的强.     

CdTiO_3纳米棒的可控制备及光催化产氢性能

以钛-乙二醇配合物纳米棒为模板,结合湿浸渍焙烧法制备了不同长度的钛酸镉(CdTiO3)纳米棒.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、广角X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)及紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等对前驱体及CdTiO3纳米棒进行了表征.结果表明,得到的CdTiO3纳米棒长度分别约为50,20和10μm,且无杂相,晶化度高,尺寸均一.负载1%(质量分数)铂作为助催化剂后,制备的不同长度CdTiO3纳米棒具有比CdTiO3纳米粒子更高的光催化产氢活性.其中,最长的CdTiO3纳米棒具有最高的产氢活性(~52.9μmol/h).     

回流法合成硫化锑纳米棒及其光催化性能研究

以三氯化锑(SbCl₃)、硫粉(S)和硼氢化钠(NaBH₄)为原料, 1,2-丙二醇(C₃H₈O₂)作溶剂, 用回流法成功合成了Sb₂S₃纳米棒. 用XRD, EDS, SEM, TEM, HRTEM, SAED以及UV-Vis等手段对所制备产品的晶型、成分、形貌和光学特性进行了表征|以太阳光为光源、亚甲基蓝为目标降解物评价了Sb₂S₃纳米棒的光催化活性. 结果表明, 经186 ℃回流15 h可得到直径约为78～180 nm、长度达2～5 μm的正交晶系的Sb₂S₃单晶纳米棒. 经计算, 其晶胞参数a＝1.124 nm, b＝1.138 nm, c＝0.384 nm. UV-Vis分析表明, Sb₂S₃纳米棒为半导体材料, 其带隙能量为1.52 eV. 光催化性能测试表明, 所制备的Sb₂S₃纳米棒在太阳光下对亚甲基蓝具有较高的光催化降解率, 经20 min降解, 亚甲基蓝的降解率达84.31%, 表现出明显的可见光活性. 加入的PVP对控制Sb₂S₃的形貌有重要的作用. 另外, 还讨论了Sb₂S₃ 纳米棒可能的形成机理.     

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.     

WO3/TiO2纳米棒复合材料的制备及其光催化活性

 以纳米 TiO2 (P25) 为前驱体, 采用水热-煅烧法制备了具有大比表面积和高紫外光催化活性的 TiO2 纳米棒 (TiO2-NRs), 并考察了热处理温度对其形貌、晶型、比表面积及光催化活性的影响. 以400 oC 热处理制得的 TiO2-NRs 为载体, 采用溶胶-凝胶法制得负载型 WO3/TiO2-NRs 复合光催化剂, 并使用透射电镜、X 射线衍射和X 射线电子能谱等手段对其进行了表征. 结果表明, WO3 负载量为 2% 时, WO3/TiO2-NRs 的光催化活性是 P25 的 5 倍. 对 1 × 10?5 mol/L 罗丹明 B 溶液的脱色反应结果表明, 该催化剂具有高速染料脱色特性. 同时对光催化机理进行了探讨.     

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.     

钨酸锌纳米结构的水热合成及其光催化性能研究

使用柠檬酸钠辅助的水热法合成了具有不同形貌的ZnWO4(如片状、花状)纳米颗粒,并采用X-射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等方法对样品的结构和组成进行表征。研究了溶剂组分和溶液pH值对产物形貌的影响。通过对反应产物形貌随时间变化的观察,提出了片状和花状ZnWO4纳米颗粒可能的生长机理。以罗丹明B(RhB)为催化降解对象,对样品在水溶液中的光催化性质进行了研究。结果表明,ZnWO4纳米颗粒的比表面积和孔径尺寸等结构特性对其光催化活性具有明显影响。     

纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

本文以羟丙基纤维素(HPC)作为分散剂,运用沉淀法制备出了粒径均匀的ZnO颗粒.通过透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD),紫外可见光吸收光谱,光致发光谱(PL)对ZnO进行了性能表征,并探讨了其形成机理及制备中的影响因素.利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料罗丹明B进行了光降解实验,实验结果表明,此方法制备的ZnO具有良好的光催化性能,有望在治理环境污染等领域具有良好的应用.     

CTAB辅助合成纳米复合材料Ag/ZnO-TiO2及其紫外光催化性能

在模板剂溴化十六烷基三甲基胺(CTAB)的辅助作用下,按nAg∶nZn∶nTi=0.1∶2∶1的物质的量的比,采用溶胶-凝胶再结合程序升温溶剂热法制备了一系列纳米复合材料Ag/ZnO-TiO2(CTAB),并经X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)和N2吸附-脱附测定等测试手段对不同温度(500、600、700℃)和不同时间(5、7 h)下煅烧得到各产物的组成、结构及形貌等进行了表征。结果表明,该系列复合材料不仅含有ZnO纤锌矿和TiO2锐钛矿结构,同时有部分Zn2TiO4生成,其Ag还以单质形式存在。在CTAB作用下改变煅烧温度和时间可使各产物分别呈现纳米线、纳米球等多种形态,且颗粒分布较均匀。上述各复合材料在紫外光作用下对罗丹明B(RB)的光催化降解结果显示,样品煅烧温度和煅烧时间不同,其活性会发生明显的变化。     

基于钨(钼)酸铋半导体复合材料的合成及其在光催化降解中的应用

由于全球的工农业的迅速发展,水污染已成为人类所面临的最大危机。基于半导体光催化法是治理水污染的绿色技术之一,能够有效地降解和去除水中的污染物。在众多光催化材料中,金属氧化物半导体由于其具有低毒性、高稳定性和对水溶液中化学腐蚀的较高的抵抗力等优点,而被科学家们广泛地研究和应用。其中,三元组分的金属氧化物因其具有较窄的禁带宽度和可见光响应性质,在光催化降解领域上的能力已经超过其他的金属化合物。本文系统地介绍了两种典型的三元金属氧化物——钨酸铋和钼酸铋,围绕着基于钨酸铋和钼酸铋的复合型催化剂的制备和在光催化降解废水处理领域中的应用以及发展进行了综述,提出了目前关于钨酸铋和钼酸铋的复合材料的设计、机理研究和改性修饰方法中的所存在的主要问题,并对未来的发展趋势进行了展望。     

钨酸铋量子点和纳米片修饰石墨相氮化碳复合催化剂的制备及其可见光催化活性增强

利用超声-水热法、使用油酸钠辅助合成钨酸铋(Bi₂WO₆)量子点/纳米片修饰的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)(Bi₂WO₆/g-C₃N₄)复合光催化剂。 通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、N₂吸附-脱附等技术手段获得Bi₂WO₆/g-C₃N₄催化剂的组成、结构和光吸收性能,分析合成机理。 以罗丹明B(RhB)水溶液为模拟污染物,考察Bi₂WO₆/g-C₃N₄复合催化剂的可见光催化活性。 结果表明:g-C₃N₄和Bi₂WO₆的质量比为3:7的Bi₂WO₆/g-C₃N₄-30具有最有效的异质界面,电化学阻抗和光电流测试结果显示该催化剂的光生载流子传输速率快、复合率低,可见光照射120 min对RhB的降解率达到95.8%;通过活性物质捕捉实验获知光生空穴是光催化反应中的主要活性物质,分析异质界面对光催化活性的影响,进而提出光催化反应机理。     

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。