Ag/Ag_3PO_4/g-C_3N_4复合光催化剂的合成与再生及其可见光下的光催化性能(英文)

研究了用离子交换沉淀法制备的Ag/Ag3PO4/g-C3N4的可见光光催化性能及再生方法.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了结构特性分析.XRD结果显示再生后催化剂的结构未发生改变.FESEM及UV-Vis分析结果说明催化剂由Ag3PO4与g-C3N4复合而成.XPS分析结果表明催化剂表面出现少量的银单质.利用可见光(λ420nm)照射下的苯酚降解实验评价了样品的光催化活性,并通过活性物种及能带结构的分析对催化剂的光催化机理进行了推测.研究表明,Ag/Ag3PO4/g-C3N4的光催化活性明显高于纯Ag3PO4及纯g-C3N4,主要原因归结为单质银、Ag3PO4及g-C3N4的协同效应.经过氧化氢和磷酸氢铵钠(NaNH4HPO4)的再生可完全恢复催化剂的活性,这表明该绿色环保的再生方法可实现Ag/Ag3PO4/g-C3N4催化剂在环境中的实际应用.     

氟化铋薄膜的电化学原位合成及光催化活性

采用常温电化学原位法合成了Bi F3薄膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)及密度泛函理论(DFT)对薄膜的晶型、形貌、光学性质和能带结构进行了表征;以罗丹明B(Rh B)为目标降解物,考察了薄膜的光催化活性和稳定性.结果表明,Bi F3薄膜具有纳米片状结构、较高的结晶纯度、良好的光催化活性和稳定性,其导带底和价带顶分别主要由Bi6p和F2p轨道电子贡献.随着电解质浓度的增加,Bi F3薄膜的结构、形貌发生变化,使光催化活性先升高后降低,在电解质NH4F浓度(质量分数)为1.5%时,Bi F3薄膜的纳米薄片之间呈现出明显的交错分布,而此类结构排列有利于反应物的传输和光的反射,从而增大催化剂的反应空间和提高光的利用率,表现出最佳的光催化活性.Bi F3薄膜在模拟太阳光照射5 h后对Rh B降解率为99.1%,且重复使用4次,仍维持在81%以上.本文还提出了电化学Bi板上原位生长Bi F3薄膜的机制.     

多级结构BiOCl的可控制备及对药物废水的有效降解

以Bi Cl3为原料,二乙二醇(DEG)为介质,尿素为沉淀剂,采用溶剂热法合成了不同尺寸的多级结构BiOCl微纳米材料.通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征.结果表明,沉淀剂用量和溶剂热时间对BiOCl的结晶特性和形貌尺寸有重要影响.控制反应条件制得了粒径大小为1~5μm的BiOCl多级微球.降解药物废水测试结果表明,所制备的催化剂均能有效降解卡马西平(CBZ)和磺胺甲唑(SMZ)溶液,特别是溶剂热时间为30 min,沉淀剂尿素与Bi Cl3的摩尔比为10∶1和15∶1时制得的光催化剂对CBZ和SMZ均表现出最好的光催化活性,且降解率均高于TiO2(P25).     

电化学法合成BiOCl薄膜及其光催化活性研究

以金属Bi板为阳极,石墨为阴极,NaClO为电解液,在室温下用电化学法一步合成了BiOCl薄膜光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(DRS)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对其组成、光学特性和形貌进行表征.以500 W氙灯为光源,磺胺甲恶唑为目标降解物,研究了NaClO用量、电解电流大小、EDTA添加量以及电解溶液初始pH不同制备条件下对所得BiOCl薄膜催化活性的影响.结果表明,合成的BiOCl-0薄膜为组分单一、均匀的片状结构,在模拟太阳光下照射150m in,磺胺甲恶唑的降解率达89.8;,而且该薄膜具有较好的光催化稳定性.     

临江高品位硅藻土的物理化学提纯

采用超声、酸浸和煅烧结合的物理化学法对临江高品位硅藻土进行处理,分析不同的硫酸浓度、酸浸处理方式(水浴、水热)以及煅烧温度对其形貌、比表面积、吸附量及各成分含量的影响,并利用红外光谱仪分析了硅藻土提纯前后谱图的变化,最终确定了最佳酸浸和煅烧提纯条件.其中,水浴酸浸采用28;硫酸处理后500℃煅烧,精硅藻土比表面积值为27.79 m2·g-1,非晶质SiO2含量为93.42;,对罗丹明B吸附量为1.94 mg·g-1;水热酸浸采用28;硫酸处理后500℃煅烧,精硅藻土比表面积值为25.10 m2·g-1,SiO2含量93.52;,对罗丹明B吸附量为1.84 mg·g-1.     

Ag@AgCl/Ag3PO4的可见光光催化性能及机理研究

采用沉淀转换法制备了Ag@AgCl/Ag3PO4可见光光催化材料,并采用XRD、UV-vis、SEM及XPS等手段对其进行了表征.以水中甲基橙的降解为探针反应,考察了可见光照射下Ag@AgCl/Ag3PO4的光催化活性.XRD结果表明催化剂的晶型完整.Uv-vis吸收光谱分析可知Ag@AgCl/Ag3PO4催化剂的带隙明显变窄且对可见光吸收增强.SEM分析结果表明催化剂颗粒在0.5μm左右.XPS光谱表明催化剂表面的Ag0与Ag+含量明显增强.经分析可知,Ag@AgCl/Ag3PO4在可见光下具有较高光催化活性的主要原因可归结为:催化剂带隙能的减小、Ag0与AgCl形成的表面等离子共振效应及强氧化性Cl°的协同作用.     

微生物电解槽中非铂基材料MoS2/CuS阴极产氢性能

以二水合钼酸钠、硫脲、草酸以及三水合硝酸铜为原料,使用一步水热法成功合成了MoS₂/CuS复合催化剂。考察了不同Mo、Cu前驱体物质的量之比(n_Mo∶n_Cu)制备的MoS₂/CuS作为阴极催化剂在双室微生物电解槽(MEC)体系中的产氢性能。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)对合成的催化剂进行表征和产氢性能分析。结果表明 MoS₂/CuS-20%(n_Mo∶n_Cu=5∶1)的析氢性能优于铂(Pt)网,此外,在0.8 V的外加电压下,MoS₂/CuS-20%作为阴极在MEC中72 h的产氢速率为(0.203 1±0.023 7) m_H2³·m^-3·d^-1,略高于Pt网的(0.188 6±0.013 4) m_H2³·m^-3·d^-1。一定量CuS的加入不仅调节了MoS₂的电子转移能力,而且增加了活性位点的密度。     

Au/BiOBr纳米片的制备、表征及光催化性能

借助贵金属Au的等离子体共振效应,用于提高BiOBr的光吸收性能和导带电子作用,以增强光生电子-空穴分离效率,实现苯酚的有效分解.采用化学还原法制备了一系列不同Au负载量的Au/BiOBr纳米片状光催化剂,并对所制样品采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等现代光谱技术进行了表征分析,以模拟太阳光为光源,考察了Au负载量对BiOBr光催化降解苯酚活性的影响.结果表明,当Au含量为0.5;时,催化剂对苯酚的降解效果达到最佳;捕获实验发现,Au/BiOBr光催化进程中活性物种顺序依次为h+＞·OH＞·O2-;所制催化剂的循环测试表明,Au(0.5wt;)/BiOBr样品具有良好的光催化降解苯酚性能和较高的稳定性.     

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.     

宽光谱响应CQDs/TiO2复合材料的制备及其光催化活性

通过超声法制备了CQDs/TiO2复合光催化材料,采用XRD、FT-IR、HRTEM、DRS等手段对复合光催化材料的组成、结构和光学特性进行了表征.结果表明CQDs可以成功负载到TiO2表面,并使催化剂的吸收带边产生红移.以罗丹明B(RhB)为目标降解物,模拟太阳光和LED单色光为光源,考察了不同CQDs负载量对TiO2光催化性能的影响,结果表明CQDs/TiO2在模拟太阳光下展现出出色的光催化活性,当CQDs浓度为1.5 mg/mL时光催化降解效率达到最佳,研究还发现所制备的CQDs/TiO2复合材料对光谱的可利用范围大大增宽,甚至在850 nm波长光照下依然可以发挥光催化作用.进一步对样品进行荧光及瞬态光电流表征,结果表明CQDs/TiO2的宽光谱响应主要来源于CQDs的上转换荧光性质.