可磁分离TiO2/BiOI复合纤维的制备及光催化性能

本工作合成了一种可磁分离TiO2/BiOI复合纳米纤维(TiO2/Fe3O4/BiOI),并研究了其可见光催化性能.通过静电纺丝技术获得TiO2纳米纤维,采用溶剂热法在TiO2纳米纤维表面生长Fe3 O4纳米颗粒,最后,在磁场辅助下,通过连续离子吸附反应(SILAR)法在TiO2/Fe3O4表面生长了BiOI纳米片.结果表明,Fe3O4纳米颗粒直径均一,均匀分布在TiO2纳米纤维表面.BiOI纳米片呈交错状垂直沉积在TiO2纳米纤维表面,BiOI纳米片的负载量可以通过SILAR的循环次数控制.光催化测试表明,由于BiOI对可见光吸收的增加,以及与TiO2间形成的半导体异质结,TiO2/Fe3 O4/BiOI复合纳米纤维的光催化效率均高于TiO2/Fe3 O4纳米纤维.此外,TiO2/Fe3 O4/BiOI对外磁场有强的响应,易于进行磁分离回收.     

炭吸附纳米氧化铁的制备及其可见光催化性能

采用炭吸附共沉淀法制备了氧化铁(Fe2O3)纳米粉体,通过热重分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和透射电镜(TEM)等手段对催化剂的热稳定性、物相结构、吸光性能、形貌进行表征;以甲基橙(MO)为目标降解物,镝灯为可见光源,研究了Fe2 O3纳米粉体的光催化性能.结果表明,炭吸附共沉淀法制得的Fe2O3粉体粒径小、分布均匀、团聚较少;Fe2O3的吸收波长发生红移且在紫外光、可见光区域的吸收能力增强.光催化降解甲基橙结果显示,炭吸附共沉淀法制得的Fe2O3粉体在60 min内降解率达到74;,是沉淀法制备的Fe2O3粉体降解率的2.2倍.     

CuAPO-5分子筛的制备及对卷烟烟气中酚类的吸附性能研究

采用水热晶化法合成CuAPO-5磷酸铝改性分子筛,以XRD、XPS、BET为手段对分子筛样品进行表征,结果表明,分子筛具有AFI拓扑结构,骨架上加载上了铜离子,为正二价.在不同的金属比获得的分子筛材料中,当金属比为0.06时,所制备的CuAPO-5分子筛吸附性能最好,可降低卷烟烟气中62.46;的苯酚,高于现有的研究.研究了分子筛对苯酚的液相吸附动力学作为卷烟烟气中苯酚吸附的参考,该吸附符合二级动力力学(R2＞0.9).     

炭吸附共沉淀钒酸铋纳米粉体的制备及其光催化性能研究

通过炭吸附共沉淀法制备钒酸铋纳米粉体,并对粉体的相关物理化学特性进行表征,表征方法包括透射电镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),比表面积(BET),紫外可见分光光度计(UV-Vis),红外光谱(FT-IR)和热重分析仪(TG-DTG);利用甲基橙(MO)作为目标降解物,以500 W镝灯为可见光源,进行BiVO4光催化性能研究.结果表明,炭吸附共沉淀法制得的BiVO4粉体较普通沉淀法制得的粉体具有分布均匀且较分散、粒径小、团聚少等优点;同时600℃煅烧所得粉体光吸收波长较其他温度下发生红移,使得在可见光范围吸收能力增强;光催化降解甲基橙降解率在120 min内可达96;.     

炭吸附纳米氧化铋的制备及其光催化性能

以粗氧化铋和浓硝酸为原料,采用炭吸附共沉淀法制备氧化铋(Bi2 O3)纳米粉体.通过热重分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)对得到的粉体的焙烧温度、物相、光吸收性能及微粒尺寸进行表征.结果显示:活性炭的加入有效阻止了纳米氧化铋在制备、干燥以及焙烧过程的团聚和烧结;在500℃煅烧制备的Bi2 O3粉体结晶度高、颗粒分布均匀,平均晶粒尺寸为10.8 nm,比表面积为86.43 m2·g-1;加入活性炭煅烧得到的Bi2 O3粉体在可见光区域吸收性能明显增强,对可见光有更好的吸收性能.评价纳米Bi2O3光催化活性是利用可见光光催化降解甲基橙(MO)目标污染物,60 min内甲基橙降解率达到91.77;.     

CdS/沸石分子筛复合光催化剂的制备及光催化性能

以煤矸石为原料,经Na2CO3碱熔活化和水热合成获得了沸石分子筛;利用Cd2+对沸石分子筛进行离子交换并通过沉淀过程制得了CdS/沸石分子筛复合粉体.采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所得样品进行表征,并以模拟太阳光为光源,罗丹明B (RhB)为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果显示:沸石分子筛上负载的CdS的晶相为立方相,制得的CdS/沸石分子筛复合粉体具有较好的光催化活性,且三次循环利用后仍具有较好的催化活性,在模拟太阳光辐照下,CdS/zeolite(0.5 M)复合粉体重复利用3次后,处理260 min对RhB的降解率仍可达91.3;.所得粉体对RhB的光催化过程符合一级动力学方程式,光催化过程中,RhB 紫外可见光谱的蓝移现象揭示所得CdS/沸石分子筛可通过脱乙基-共轭显色基团断裂途径降解RhB.     

利用稻壳制备X型分子筛及性能研究

以稻壳为硅源,采用水热法成功合成出了X型分子筛,并对亚甲基蓝染料进行吸附.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光谱和钙离子交换能力对样品的性能进行表征与测试.研究结果表明,提纯后稻壳灰为无定型态,其主要成分SiO2含量高达98.96;;水热法合成X分子筛的最佳配比为n(SiO2)/n(Al2O3) =3.8、n(Na2O)/n(SiO2)=1.4、n(H2O)/n(Na2O) =40,最佳水热晶化温度为100℃,最佳晶化时间为8h.在此条件下,合成产物无杂相,晶形发育完好,结晶度高,钙离子交换能力高达310.3 mg·g-1.亚甲基蓝溶液初始pH值在11 ～12范围内,初始浓度小于30 mg·L-1,分子筛用量在0.10～0.25 g范围内时,产物对亚甲基蓝有较好的吸附效果.     

Ag-AgCl/Al2O3复合光催化材料的制备与光催化性能研究

以介孔γ-Al2O3为载体,采用化学沉积-光还原法制备了具有表面金属等离子体效应的Ag-AgCl/Al2O3复合光催化材料.用SEM、TEM、XRD及UV-Vis能谱等对复合材料进行了结构和性能表征,并以10 mg/L的亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物,对复合材料的光催化性能进行了评价.实验结果表明,复合光催化材料在可见光下光照60 min后对亚甲基蓝的降解率达95;以上,总有机碳TOC去除率约为65;,实验制备的Ag-AgCl/Al2O3具有很高的可见光催化活性,循环使用5次后依然具有90;以上的MB降解率.     

碳吸附沉淀法Y2O3纳米粉体的制备及其光催化性能的研究

利用碳吸附沉淀法合成Y2O3纳米粉体.采用TG-DTA、XRD、TEM、BET、UV-Vis和粒度分析等测试方法分别对粉体进行了表征.结果表明,750℃下焙烧的Y2O3粉体具有良好的分散状态,晶粒度为16.7 nm,颗粒范围为34～45 nm,比表面积为75.7 m2/g.与氨水直接沉淀制得的Y2O3粉体相比,碳吸附沉淀法制备的Y2O3粉体在紫外光下有良好的光催化活性,80 min内对甲基橙的降解率达78;.     

不同形貌WO3的制备及其可见光催化性能研究

采用直接微调pH的方法成功制备了WO3棒、WO3阵列和WO3花三种形貌,并对其进行了TEM、XRD、Raman、FT-IR、N2吸附-脱附、UV-Vis等表征.结果发现三种形貌中WO3棒和WO3阵列具有相同的晶型,且WO3阵列的比表面积最大(18.6 m2/g),禁带宽度Eg最小,因此在可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验中,WO3阵列表现出了最高的催化活性,60 min后降解效率达到95;,表观反应速率常数κ值达到4.676×10-2,此值分别为WO3花和WO3棒κ值的1.55倍和2.19倍.     

F掺杂纳米TiO2/硅藻土复合材料光催化性能研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了F掺杂纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对材料的晶体结构、微观形貌及光学性能进行了表征.结果表明与纯TiO2相比,硅藻土显著提高了材料的吸附能力,有效抑制了催化剂纳米粒子的团聚;F掺杂量为1;时,制备的F-TiO2/硅藻土样品在可见光下对罗丹明B降解效果最好.     

PAN/TiO2复合微粒在可见光下的光催化性能研究

采用水相沉淀法合成聚丙烯腈(PAN),并通过化学吸附法将聚丙烯腈附着在纳米TiO2上,制备得到PAN/TiO2复合微粒.通过在可见光下降解罗丹明B,考察了制备过程中复合比例、热处理时间与温度、分子量对光催化活性的影响.光催化活性较高的制备条件是:AN/TiO2摩尔比为1∶120,热处理时间为30 min,热处理温度为270℃.通过在可见光下降解甲基橙、孔雀石绿等,表明PAN/TiO2复合微粒降解污染物具有普适性.     

水分散性N掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究

采用多羟基法一步合成了具有可见光催化活性的水分散性N掺杂TiO2纳米颗粒,其中四异丙醇钛(TIIP)作为钛源,二乙二醇(DEG)作为反应溶剂,谷氨酸作为表面修饰剂和氮源.所得TiO2纳米颗粒在pH≥6.54的水溶液中可以很好的分散,并能稳定保持一星期.以甲基橙为目标降解物,研究了水分散性N掺杂TiO2在可见光下的光催化活性.结果显示,与未经掺杂的TiO2相比,所制得的N掺杂TiO2有良好的可见光催化活性.除此之外还通过改变气体氛围和添加捕获剂对水分散性N掺杂TiO2降解甲基橙(MO)的光催化机理进行了研究.本方法制备的TiO2因具有优越的水分散性和良好的可见光催化活性,在光动力治疗(PDT)中有极好的应用前景.     

自掺杂SnO2微球的水热合成及其可见光催化性能

本研究采用水热法,以柠檬酸为螯合剂,通过控制n(Sn⁴⁺)/n(Sn²⁺)的数值,合成了由具有丰富氧空位的SnO₂纳米晶体组装成的微球。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)及UV-Vis漫反射光谱对SnO₂纳米微球进行表征分析,结果表明:在酸性水热条件和柠檬酸的螯合作用下,二氧化锡纳米晶体聚集形成微球;在Sn⁴⁺/Sn²⁺摩尔比例为3:7时,其微球尺寸最小,整体分散性较好;同时适量二价锡离子的掺杂使得该样品氧空位浓度达到最佳,氧空位的存在将使得样品光吸收范围拓展至可见光,因而该样品显示出较强的可见光催化效率,在8 min内完全降解甲基橙。     

花状TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶剂热法合成了花状TiO2,运用SEM、XRD和N2物理吸附-脱附等对其形貌、结构、比表面积和孔径进行了表征,并以甲基橙为模拟污染物研究了它们的光催化性能.结果表明,花状TiO2结构为锐钛矿相,是由纳米晶定向聚集形成纳米棒组成的3D花状结构,花状结构的直径在0.7～1.5 μm,平均直径在1.1μm,细小纳米晶聚集形成的纳米棒的直径在20～25 nm,长度100～ 150 nm.该样品具有较高的比表面积,表现出良好的光催化活性.     

可见光响应型Fe掺杂SiO2/TiO2光催化材料的制备及降解水中腐殖酸的研究

采用溶胶凝胶法制备了可见光响应型Fe掺杂SiO2/TiO2光催化材料,并采用TG-DTA、XRD、UV-vis、TEM及XPS等手段对其进行了表征.以水中腐殖酸的降解为探针反应,考察了可见光照射下Fe-SiO2/TiO2的光催化活性.XRD结果表明,Fe离子掺杂可抑制催化剂晶粒尺寸,600℃焙烧后的Fe-SiO2/TiO2为锐钛矿相结构.Ur-vis吸收光谱分析可看出Fe离子掺杂提高了催化剂对可见光的吸收能力,并使催化剂的吸收带边产生了红移.XPS光谱表明,催化剂表面存在着Fe2+和Fe3+.实验结果表明,Fe-SiO2/TiO2在可见光下对腐殖酸的光催化降解率优于SiO2/TiO2和TiO2.Fe-SiO2/TiO2具有较高光催化活性的主要原因为:Fe离子掺杂不仅使SiO2/TiO2催化剂的粒径减小和对可见光的吸收增强,而且在催化剂表面产生了有利于光生e--h+对分离的Fe3+/Fe2+氧化还原循环电对.     

低温下制备具有高光催化降解罗丹明B活性的CuS/TiO2复合材料

采用元素直接反应法,以Cu粉和S粉作为前驱体,将在氯化胆碱与乙二醇的低共熔溶剂中低温(40℃)下生成的CuS原位浸渍到具有锐钛矿晶相的TiO2载体上,成功制备了CuS/TiO2复合型光催化剂.采用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和X光电子能谱(XPS)等对CuS/TiO2的晶相结构、颗粒大小、CuS存在状态以及光学性质进行了表征.以染料罗丹明B的降解为探针反应,研究了CuS对TiO2光催化性能的影响.结果表明,CuS的复合没有影响TiO2的晶相结构和粒径,CuS的复合降低了TiO2带隙能,增加了TiO2对可见光的吸收.CuS/TiO2复合材料的光催化活性比CuS或TiO2的光催化活性都高,而且CuS的含量对CuS/TiO2催化剂的光催化活性有明显影响,0.1wt; CuS/TiO2光催化剂表现了最佳的光催化性能.     

TiO2/g-C3N4复合粉体的制备及其在紫外/芬顿反应中光催化性能

本文通过静电吸附法制备了TiO₂/g-C₃N₄复合粉体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对其形貌、成分、光学性能进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,表征其在紫外光条件下的光催化性能。结果表明:在降解罗丹明B实验中,当复合粉体中TiO₂负载量达到15%(质量分数)时,具有更明显的催化降解效果,在20 min内降解率可以达到99.40%。在加入异丙醇作为羟基自由基捕获剂后,降解率降到了27.30%,确定了反应的主要活性物质为羟基自由基。紫外辅助芬顿反应可以明显提高传统芬顿反应的效果,本文还对催化剂的反应机理进行了相应探索。     

CTAB辅助合成SiO2/TiO2核壳微球吸附葡萄糖氧化酶的界面表征

采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助合成SiO2/TiO2核壳微球,并利用XRD、SEM、EDS、BET、BJH及FT-IR等分析方法,对SiO2/TiO2与葡萄糖氧化酶的吸附界面进行表征.结果表明:SiO2/TiO2微球是由TiO2和SiO2组成,直径约250 nm,TiO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2表面;样品吸附葡萄糖氧化酶后的尺寸变化不明显;材料的XRD峰强度有所减弱并且(112)晶面的衍射峰消失;其比表面积和平均孔径均减小;FT-IR分析显示酰胺Ⅱ区特征峰发生转移,肽键N-H平面的弯曲振动和C-N的伸缩振动发生了变化.     

铒掺杂g-C3N4催化剂的合成及其红光催化降解活性的研究

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的研究已成为光催化领域热点。本文以三聚氰氨为前驱体,采用甲醇回流法制备Er掺杂的g-C₃N₄催化剂。利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR DRS)、傅里叶红外光谱仪(IR)、荧光光谱(PL)、物理吸附(N₂-physisorption)及共聚焦显微镜(CLSM)等手段对Er/g-C₃N₄催化剂进行系统表征。结果表明,稀土金属Er高分散于g-C₃N₄上,促使氮化碳表面氮空穴的产生。Er掺杂优化了氮化碳的能带结构,增强了其对可见光的吸收,提升电子-空穴对的分离效率,此外还发现Er/g-C₃N₄具有较强的上转换能力。在660 nm红光LED照射下,对罗丹明B的水溶液进行光催化降解,发现Er/g-C₃N₄的降解速率是g-C₃N₄的2.0倍,且发现超氧自由基为该体系中的主要活性物种。