Transition Metal Doping Induces Ti3+ to Promote the Performance of SrTiO3@TiO2 Visible Light Photocatalytic Reduction of CO2 to Prepare C1 Product.

Transition metal Fe, Co, Ni and Cu doped strontium titanate-rich SrTiO₃@TiO₂ (STO@T) materials were prepared by hydrothermal method. The prepared doped materials exhibit better photocatalytic CO₂ reduction to CH₄ ability under visible light conditions. Among them, Fe-doped and undoped SrTiO₃@TiO₂ under visible light conditions CO₂ reduction products only CO, while M-STO@T (M=Co, Ni, Cu) samples converted CO₂ to CH₄. The average methane yield of Ni-doped STO@T samples are as high as 73.85 μmol g⁻¹ h⁻¹. The production of methane is mainly due to the increase in the response of the doped samples to visible light. And the increase in the separation rate of photogenerated electrons and holes and the efficiency of electron transport caused by the generation of impurity levels. The impurity level caused by Ti³⁺ plays an important role in the production of methane by CO₂ visible light reduction. Ni doping effectively improves the photocatalytic performance of STO@T and CO₂ reduction mechanism were explained.     

从废水到新能源:光催化燃料电池的优化与应用

随着经济的飞速发展,社会对能源的需求日益扩大,对工业废水的无害化处理也提出了更高的要求。光催化燃料电池 (photocatalytic fuel cell, PFC) 在燃料电池中引入半导体光催化材料作为电极,实现了有机污染物高效降解和同步对外产电的双重功能,在废水无害化与资源化利用方面具有潜在的应用价值。半导体光催化电极是PFC系统高效运行的核心组件,增强其可见光响应和光生载流子分离是提高PFC性能的关键策略。反应器结构设计和运行参数优化也有利于改善PFC性能。本文从PFC基本原理和应用入手,综述了PFC在环境污染物资源化处理中的研究进展,并详细阐述了提高PFC的污染控制性能和产电效率的优化手段,为进一步设计高效稳定的PFC系统并实现其在水污染控制和清洁能源生产中的应用提供理论指导。     

一维TiO2锐钛矿/金红石异相结的制备及光催化降解甲醛性能

TiO₂异相结主要通过高温方法制备,所制备材料的形貌和组成较难控制,尤其是在较低温度下一步制备一维TiO₂异相结仍具有一定的挑战性。采用简单、方便的一步水热法,在较低温度下(180℃)制备了一维纳米TiO₂异相结材料。X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析表明,制备的材料以一维金红石相TiO₂纳米棒(长度：(400±50) nm,直径：(60±5) nm)为基本结构,粒径分布均匀的锐钛矿相TiO₂纳米粒子(直径：(9.5±0.5) nm)高密度、单分散地负载在纳米棒上。通过控制水热反应时间成功调控了异相结中锐钛矿相TiO₂的含量(20%～50%),进而实现了其光催化降解HCHO性能的调控。实验结果表明,当锐钛矿相TiO₂的含量为33%时(TiO₂-24,水热时间24 h制备的样品),异相结光催化剂表现出最佳的HCHO降解性能：在低光强LED灯(波长为365 nm,光强为12.26 mW·cm     

Co3O4/UiO-66@α-Al2O3陶瓷膜对VOCs废气的分离催化性能

以α-Al₂O₃为支撑层, UiO-66为分离层, Co₃O₄为催化层, 构建了Co₃O₄/UiO-66@α-Al₂O₃陶瓷膜.对其形貌结构进行了表征, 并研究了其对挥发性有机物(VOCs)的分离催化性能. 结果表明, 该陶瓷膜对喷涂行业废气中苯与吡啶两种主要成分体现出良好的分离性, 透过侧的气体中吡啶与苯的摩尔浓度比值可由给料侧的1提高至17; 体系中引入臭氧后, 给料侧苯的浓度明显降低, 其去除率可达到89%. 透过侧的吡啶去除率仅为27%, 得到了较大程度的保留, 剩余的吡啶经收集后可进行单独的深度处理. Co₃O₄/UiO-66@α-Al₂O₃陶瓷膜在对喷涂行业废气中苯成分高效降解的同时, 能够有效解决喷涂行业废气处理过程中氮氧化物的排放问题, 有望成为喷涂行业废气预处理工艺的理想选择.     

Ozone-based electrochemical advanced oxidation processes

Novel processes have recently been developed that provide for the enhancement of ozonation through combination with electrochemical treatments. These are processes that can be included among those defined as advanced oxidation processes as they proceed via electrogeneration of highly oxidizing radical species.These processes are generally carried out by sparging ozone in both divided and undivided electrochemical cells in order to promote its decomposition through different mechanisms, depending on the electrode materials adopted, and in some cases still debated.This mini review presents the most recent advances in the field of electrochemically assisted ozonation.In particular, the first section is focused on the process known as electroperoxone (EP) where the ozone decomposition is enhanced by the adoption of carbon-based cathodes, due to the electrogeneration of hydrogen peroxide, while the second section is focused on the process that implies ozonation in a cell adopting metal-based cathodes.     

5-(3-吡啶基)-1H-四氮唑配体构筑的[Ni_2(ptzH)_3(H_2O)_6]~(4+)二聚体修饰的八钼酸盐化合物

在水热条件下采用5-(3-吡啶基)-1H-四氮唑配体合成了基于八钼酸盐的有机-无机杂化化合物[Ni_2(ptz H)_3(H_2O)_6](β-Mo_8O_(26))·2H_2O(ptz H=5-(3-吡啶基)-1H-四氮唑),并通过单晶X-射线、元素分析和红外光谱对其进行了表征.化合物中存在β型八钼酸盐[Mo_8O_(26)]~)4-_和阳离子二聚体[Ni_2(ptz H)_3(H_2O)_6]~(4+)2个孤立的亚单元.在这个二聚体中,2个Ni原子被3个ptz H分子固定.相邻的Ni二聚体之间存在丰富的π…π堆积作用,形成1个带有菱形格子的二维超分子金属-有机层.[β-Mo_8O_(26)]~(4-)多阴离子通过提供大量的氢键作用而占据在该超分子二维层的菱形格子中.     

高度分散的Pt/TiO2的制备及光催化活性

用柠檬酸作为空穴捕获剂和分散剂,在温和条件下用光催化还原法将3nm金属铂沉积在7nm的锐钛矿相及介孔二氧化钛纳米晶表面,TEM观察显示铂的负载量为w=1．0％时,多数二氧化钛纳米晶表面沉积了岛状的铂团簇,XPS和电子衍射结果表明铂以游离态存在．负载w=1．0％～2．0％铂的TiO2在苯酚光氧化反应中活性显著提高,Pt/TiO2在氨气中经550℃氮化,可制得氮掺杂的Pt／TiO2可见光光催化剂,氮化过程中铂团簇没有烧结和显著长大。     

TiO2和ZnO表面CO光催化氧化活性研究

在TiO2和ZnO表面CO光催化氧化研究中发现,365 nm紫外光照下TiO2表面无活性,而ZnO表面却有明显的CO光催化氧化活性.研究表明,主要是由于紫外光照下,ZnO光分解而TiO2没有光分解,从而在表面产生不同吸附形态的氧所致.而且,ZnO表面CO光催化氧化反应活性可在27 h内保持稳定,暗示气相光催化反应中,ZnO不会因为光腐蚀而使其催化活性降低.     

光催化降解染料ZnO催化剂的性能

光催化法是20世纪70年代发展起来的新型水处理技术，即以某些半导体材料为催化剂，利用光催化法来降解环境污染物。该方法工艺简单，成本较低，在常温下能使大多数不能或难于生物降解的有毒有机物彻底氧化分解。近年来研究最多的是TiO2，由于其带隙较宽(3．2eV)，只能吸收波长λ≤387nm的紫外光，因此研制新型光催化剂仍是重要课题。     

紫外线预照射对TiO2上三氯乙烯气相光催化氧化反应的影响

 用紫外线照射法对TiO2光催化剂进行了预处理,并利用热重分析比较了预照射法和高温加热法对TiO2上三氯乙烯气相光催化氧化反应的影响. 结果表明,紫外线预照射可加快三氯乙烯的气相光催化反应. 这可能是紫外线预照射使TiO2 的表面状态和表面结构发生了变化,使催化剂表面活性基团羟基自由基的量增加所致.