Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Activity of Bi_2O_3

A series of Bi2O3 were prepared by a facile hydrothermal method using NaOH and ammonia as the mineralizers. The products were characterized by XRD, IR, UV-vis diffuse reflectance spectra, and photodegradation of Rhodamine B dye. Simply using NaOH to supply a strong base condition, single phase α-Bi2O3 was formed. When changing the amount of NaOH and ammonia, mixed phases of α-Bi2O3, （BiO）4CO3（OH）2 and Bi2O2CO3 were obtained. All samples were found to show photocatalytic activities towards the degradation of Rhodamine B dye under UV light irradiation, in which mixed phase samples showed higher activities than single phase α-Bi2O3 possibly owing to the synergistic effect of the mixed phases.     

Gd3+掺杂TiO2纳米复合材料的可见光响应性能

采用溶胶-凝胶技术,在钛酸四丁酯(TBOT)的水解过程中,加入硝酸钆(Gd(NO₃)₃),得到具有可见光响应活性的Gd³⁺/TiO₂复合材料。应用TEM、XRD、TG-DTA和UV-Vis等手段对纳米TiO₂复合材料进行了表征。当Gd³⁺的掺杂量为0.5%时,Gd³⁺/TiO₂复合材料在550 nm附近产生宽强吸收带。Gd³⁺进入TiO₂晶格中,形成了新的掺杂能级(E_g=1.27 eV)。适量Gd³⁺掺杂的纳米TiO₂复合材料的光催化性能优于纯TiO₂粉体材料。     

双金属核壳结构负载型Au@Ag/TiO2催化剂的制备及表征

利用溶胶法制备了Au核Ag壳(Au@Ag)结构复合纳米粒子,用粉末-溶胶法和水热合成法使其负载于TiO₂纳米粒子上,利用紫外-可见吸收光谱﹑X射线粉末衍射﹑透射电子显微镜对复合结构材料进行了结构表征,并对其光催化消除臭氧的性能进行了研究。结果表明,制备方法、Au/Ag化学计量比及金属负载量等对光催化消除臭氧的活性均有很大影响。采用粉末-溶胶法制备的1%-Au@Ag/TiO₂(n_Au/n_Ag=1∶3)催化剂,由于TiO₂表面沉积的Au@Ag金属颗粒尺寸小且分散度高,而且1%的金属担载量有利于光生电子空穴的有效分离,光催化消除臭氧的活性最高。     

Photocatalytic hydrogen generation of Pt-Sr(Zr1 − x Y x )O3 − δ -TiO2 heterojunction under the irradiation of simulated sunlight

The Pt-Sr(Zr_{1 − x} Y _x )O_{3 − δ} -TiO₂(Pt-SZYT) heterojunction photocatalysts were prepared by a photodeposition method. The composite particles were characterized by XRD, SEM, UV-Vis DRS, and PL techniques. Photocatalytic hydrogen generation in H₂C₂O₄ aqueous solution under the irradiation of simulated sunlight was used as a probe reaction to evaluate the photocatalytic activity of the photocatalysts. The effects of the content of Pt loading and the concentration of oxalic acid on the photocatalytic activity of the catalyst were discussed. The continuous photocatalytic activity of the Pt-SZYT and the relationship between PL intensity and hydrogen generation were also discussed. The results show that Pt-SZYT catalysts had high photocatalytic activity of hydrogen generation. The content of Pt loading and the concentration of oxalic acid have important influence on the photocatalytic hydrogen generation. The optimal loading content of platinum was 0.90 mass%. Under this condition, the average rate of photocatalytic hydrogen generation was 1.68 mmol·h⁻¹ when the concentration of oxalic acid was 50 mmol·L⁻¹. The higher the photocatalytic activity, the weaker the PL intensity, which was demonstrated by the analysis of PL spectra. __________ Translated from Acta Chimica Sinica, 2008, 61 (in Chinese)     

科教融合式本科实验教学初探：4CzIPN的制备、表征及催化性能探究

可见光催化作为当前国际学术研究前沿热点,吸引了化学工作者的广泛关注,而在本科生有机化学教学实验中鲜有涉及。本实验将通过模块设计,将有机光催化剂4CzIPN的制备与表征、光电性能研究及光其催化反应性能研究融入到本科实验教学之中,是对现有碎片化实验课的升级尝试与创新,属于典型的科教融合的教学案例,实验过程中涉及多种实验技能以及仪器分析手段,对于学生系统性熟悉科研流程、理解化学反应过程、提升综合科研素养以及培养创新实验探究能力具有重要意义。     

石墨烯/Fe3O4/TiO2磁性纳米复合材料的光催化性能研究

利用石墨烯纳米(GNs)片作为载体,将钛酸四正丁酯包裹Fe3O4纳米粒子的微乳液通过搅拌和超声负载于其表面或镶嵌于其二维结构的片层间,制备GNs/Fe3O4/TiO2磁性复合光催化材料.通过FrIR、SEM、TEM、EDX、XRD、VSM等手段对样品进行了表征,并对其光催化机理进行了分析.测试结果表明,TiO2含量对复合材料的光催化性能有显著影响,对对硝基苯酚和罗丹明B的光催化降解率最高分别可达96.0;和98.3;.     

柔性硅纳米线阵列的制备及光催化性能研究

硅纳米线阵列是利用太阳能解决能源和环境问题的重要材料,然而,可用于柔性器件和生物相容性器件的柔性硅纳米线阵列的制备方法非常有限。本文通过化学气相沉积,以及高分子转移的方法,成功制备了具有不同高分子层厚度的柔性硅纳米线阵列,并研究了高分子层厚度对柔性硅纳米线阵列光催化性能的影响。结果表明,高分子层厚度越小,柔性硅纳米线阵列的光催化性能越强。因此,利用本文提出的制备方法得到的高分子层厚度低至5 μm的柔性硅纳米线阵列,具有作为高效柔性太阳能电池和全光解水系统光电极的潜力。同时,该研究结果也为设计具有高效光能转换能力的柔性纳米线阵列提供了重要依据。     

含苯并噻二唑结构单元的金属有机骨架在可见光催化需氧氧化反应中的应用

设计合成了一个含有苯并噻二唑结构单元的对三联苯二羧酸配体H₂1,将其与二甲基修饰的对三联苯二羧酸配体H₂2以物质的量比1：1在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中混合后;在醋酸存在条件下,与ZrCl₄发生溶剂热反应而得到金属有机骨架UiO-68-S.X射线粉末衍射表明该金属有机骨架具有UiO-68类型的框架结构;77 K温度下,氮气吸附等温曲线表明其具有较高的孔隙和比表面.在空气气氛和蓝光LED的照射下,金属有机骨架UiO-68-S可作为硫醚选择性氧化以及芳香硼酸羟基化的非均相光催化剂.     

内电场与光催化性能调控

光生载流子的高效分离是提升光催化反应效率的重要步骤.近年来,内电场作为提高载流子分离效率的内在驱动力而成为光催化材料研究领域的热点之一.本文综述了国内外通过内电场调控光催化性能的研究动态和主要成果.内电场不仅是电子和空穴分离的内在驱动力,而且影响半导体材料费米能级的变化及载流子浓度分布,进而调控了光催化材料导带和价带的弯曲程度及载流子迁移路径.光催化材料内电场的产生机制主要有铁电材料极化、p-n异质结/多晶结、极化表面、晶面间及非线性光学材料内电场等方式,这些方式有效地提高了光生载流子的分离效率,降低电子和空穴复合的几率,从而进一步提高其光催化性能.最后,本文对构建内电场的未来发展趋势进行了展望,并强调了利用先进物理技术并结合理论计算方法来表征内电场的分布及作用的重要性.     

铋基碘氧化物/煤矸石复合粉体的制备及光催化性能

以表面改性的煤矸石粉、硝酸铋和碘化钾为原料,采用超声法制备了BiOI/煤矸石复合粉体和Bi5 O7I/Bi4O5I2/煤矸石复合粉体,利用XRD、SEM、EDS对所制得的样品进行了表征,并以模拟太阳光为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果表明:BiOI/煤矸石复合粉体和Bi5O7I/Bi4O5I2/煤矸石复合粉体均表现出较高的可见光光催化降解能力,并且Bi5O7I/Bi4O5I2/煤矸石复合粉体的光催化活性要大于BiOI/煤矸石复合粉体的光催化活性.Bi5O7I/Bi4O5I2/煤矸石复合粉体三次循环利用后光催化2h对罗丹明B的降解率仍可达到88.9;,可重复使用.