WS2/MgAl-LDH复合材料的制备及其光催化性能研究

采用两步水热法制备了WS₂/MgAl-LDH(水滑石)复合材料,通过X-射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X-射线光电子能谱仪等测试分析,表明在MgAl-LDH层间原位合成了WS₂纳米粒子。将该复合材料作为催化剂来降解150 mg/L,pH值为3的甲基橙溶液,其结果是:在模拟可见光条件下辐照75 min,该甲基橙溶液的降解率超过80%,且循环性能优异。由此表明,WS₂/MgAl-LDH复合材料是一种极具应用潜力的光催化剂。     

TiO2担载在新型载体上的光催化电极

介绍了一种将TiO₂光催化剂担载在新型载体上的光催化电极.新型载体是用炭质材料和聚四氟乙烯制备的,它具有电合成H₂O₂的功能.在电流密度为15mA/cm²时,光催化电极不仅具有高达80%的电合成H₂O₂的电流效率,而且该电极的电位处在0.02V(SCE)左右,使载体表面的TiO₂光催化剂获得了约+0.47V的阳极偏压(相对平带电势),对增加TiO₂光催化反应效率十分有益.在具有新型光催化电极的光反应体系中,水中的有机分子受到来自溶液中大量·OH自由基(H₂O₂被紫外光分解的中间产物)的均相氧化(即光化学氧化),以及来自TiO₂表面光生空穴的复相氧化(即光催化氧化).在光化学氧化和光催化氧化的联合作用下,有机分子的矿物化反应速度显著提高.     

Emerging Light-Harvesting Materials Based on Organic Photovoltaic D/A Heterojunctions for Efficient Photocatalytic Water Splitting

Photocatalytic water splitting to hydrogen is a highly promising method to meet the surging energy consumption globally through the environmentally friendly means. As the initial step before photocatalysis, harvesting photons from sunlight is crucially important, thus making the design of photosensitizers with visible even near-infrared (NIR) absorptions get more and more attentions. In the past three years, organic donor/acceptor (D/A) heterojunctions with absorptions extending to 950 nm, have emerged as the new star light-harvesting materials for photocatalytic water splitting, demonstrating exciting advantages over inorganic materials in solar light utilization, hydrogen yielding rate, etc. This Minireview firstly gives a brief discussion about the principle processes and determining factors for photocatalytic water splitting with organic photovoltaic D/A heterojunction as photosensitizers. Thereafter, the current progress is summarized in details by introducing typical and excellent D/A heterojunction-based photocatalytic systems. Finally, not only the great prospects but also the most challenging issues confronted by organic D/A heterojunctions are indicated along with a perspective on the opportunities and new directions for future material explorations.     

纳米二氧化钛膜光催化分解-电化学法联用测定水体中的总磷

利用电化学方法制备了磷钼酸修饰电极,该修饰电极对溶液中的PO43-有很好的电流响应,继而提出了一种用纳米TiO2-K2S2O7共存体系光催化氧化有机磷生成正磷,然后以磷钼酸修饰电极进行测定的新方法。实验中以有机膦酸为标准物质,研究了测定机理,优化了测定条件。实验表明,本方法操作简单、快速、准确。PO43-在0.04~16 mg/L浓度范围内,与修饰电极上的电流响应呈线性关系,检出限为0.02 mg/L。用本方法测定实际水样与标准分析方法所得结果相近。     

明胶对纳米二氧化钛相变和光催化活性的影响

以明胶为分散剂采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶TiO₂粉末.通过XRD、TG-DTA、AFM、N₂吸附-解吸等手段,考察了明胶对TiO₂煅烧过程中相变和平均粒径的影响;用光催化降解甲基橙检测了明胶用量对样品光催化活性的影响.结果表明:明胶的存在抑制了TiO₂由无定形向锐钛矿的相变,降低了锐钛矿向金红石的相变温度;同时,TiO₂纳米晶的平均粒径也随明胶用量的增加而减小.600℃煅烧样品的光催化活性随明胶用量的增加而提高;800℃煅烧样品在m_G:m_TBOT(明胶与钛酸四丁酯的质量比)=1:8时,具有最高的光催化活性.     

Pr3+掺杂的TiO2纳米粉体的表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Pr³⁺掺杂量的TiO₂纳米粉体.以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解为探针反应,评价了它们的光催化活性.利用XRD和BET技术研究了Pr³⁺掺杂量和焙烧温度对TiO₂纳米粉体的相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响,并用XPS和SPS技术研究了Pr³⁺掺杂的TiO₂纳米粉体的表面组成和表面光伏特性,探讨了Pr³⁺掺杂提高纳米TiO₂的光催化活性的机制.结果表明:适量Pr³⁺掺杂能显著提高纳米TiO₂的光催化活性.当Pr³⁺掺杂量为1.25%(以Pr³⁺/TiO₂质量比计),焙烧温度为600℃时,制得粉体的光催化活性最佳.Pr³⁺掺杂强烈地抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸,增大比表面积,增加表面羟基和吸附氧的含量,提高光生电子和空穴的分离效率,改善粉体表面的光吸收性能,上述因素均有利于光催化活性的提高.     

铜锡改性纳米二氧化钛光催化氧化还原性能的研究

在复合半导体基础上,采用超声浸渍法对催化剂表面作进一步铜改性,制备了铜锡改性的纳米二氧化钛光催化剂CuO_x-SnO₂/TiO₂,考察了表面铜改性、二氧化锡复合对催化剂光催化氧化还原性能的影响.结果表明,表面铜改性和复合都有利于提高催化剂光催化氧化还原能力,二者间表现出相互增强的作用.结合XRD、XPS、TEM等催化剂表征结果,对铜锡改性纳米二氧化钛光激发机制进行了讨论,提出了二氧化碳光催化还原的可能机制.     

多孔TiO2薄膜的表面微结构对甲基橙光催化脱色的影响

 从含聚乙二醇的钛醇盐溶胶前驱体出发,通过浸渍提拉法在玻璃表面制备了锐钛矿型多孔TiO2薄膜．随着前驱物中聚乙二醇加入量及分子量的增加,聚乙二醇热分解后在薄膜中产生气孔的数量增多,孔径增大,TiO2薄膜表面的羟基含量也增加．TiO2薄膜中引入适当大小的微孔可明显提高薄膜的光催化活性;当孔径接近400nm时,光的散射增强,透光率下降,薄膜的光催化活性降低．     

TiO2/SiO2的制备及其光催化降解敌敌畏

二氧化钛;溶胶-凝胶法;表面复合物;TiO2/SiO2的制备及其光催化降解敌敌畏     

O2-在CdS表面复合氧化物层中的积聚及其对Pt/CdS（T）光催化活性的影响

Pt/CdS经短时间高温空气处理后,CdS表面覆盖有一层氧化物(CdO-Cd(OH)2);在储存过程中,表面层中的Cd(OH)2进一步与空气中的CO2反应生成CdCO3,并有O2-在表面层中积累.O2-可起e-CB和h+VB复合中心的作用,导致Pt/CdS(T)光催化活性的降低.