硝酸辅助的六方相MoO3的制备及其光催化性质

采用硝酸辅助的低温水热法成功制备了六方相三氧化钼,利用XRD,FT-IR,SEM,TG等手段对产物进行了表征。通过固体紫外-可见光谱测量了合成样品的带隙能。六方相三氧化钼在350℃下焙烧,发生不可逆相变,转变为正交相三氧化钼。以合成产物为光催化剂,研究了其对阴离子染料亚甲基蓝的降解性能,六方相和正交相三氧化钼对亚甲基蓝的降解率分别为94.6%和81.2%,六方相的光催化效果明显优于正交相。     

纳米氧化钨的制备及光降解染料研究

以仲钨酸铵为钨源,碳纳米管(CNTs)经600℃空气气氛和氮气气氛煅烧分别得到氧化钨(WO_3)(无CNTs)和WO_3/CNTs。在其他制备参数相同条件下,无模板制备了钨酸(H_2WO_4),经600℃空气气氛煅烧得到WO_3(空白)。分别以亚甲基蓝、甲基橙、酸性橙为染料,在500 W汞灯照射下,考察各样品对0.02 g/L染料的光催化降解能力,摸索了不同样品对染料光催化性能的影响规律。结果表明:经90 min光照,双氧水协助样品对亚甲基蓝溶液的降解率(99.9%)比未加双氧水(65.17%)亚甲基蓝溶液的降解率更高,且高于甲基橙溶液(35.1%)和酸性橙溶液(4.23%);WO_3/CNTs对3种染料的光催化效果明显优于WO_3(无CNTs)和WO_3(空白)。     

La掺杂钼酸钴花状材料的制备及其降解印刷染料亚甲基蓝的研究

主要对钼酸钴花状结构材料的制备及其降解印刷染料亚甲基蓝展开研究。采用简单易操作的水热法进行钼酸钴花状结构材料和La掺杂的钼酸钴复合材料(La-CoMoO₄)实验制备,运用XRD、SEM、TEM方法对样品进行表征分析,研究了La掺杂对钼酸钴花状结构材料的光催化性能和稳定性的影响。结果表明,实验中制备的La-CoMoO₄呈现均匀的花状结构,无其他杂质峰和杂质元素存在,纯度较高。催化降解有机染料亚甲基蓝的实验结果表明,La掺杂使钼酸钴光催化降解亚甲基蓝的能力得到显著提升,经过40 min降解,染料降解率可以提高到98%,La掺杂同未掺杂相比,提高近25%的降解率,数据表明,光催化活性循环20次后,没有明显衰减,说明La-CoMoO₄具有很好的稳定性,可以重复多次利用。     

纳米Fe2O3对甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B的光催化降解研究

以水热法制备的纳米Fe2O3作为光催化剂,在加入H2O2条件下,以高压汞灯为光源,对甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)等染料进行光催化降解研究.实验表明:在相同光源与相等光强等条件下,当Fe2O3与H2O2的添加量一定时,罗丹明B最易降解,亚甲基蓝次之,而甲基橙的降解最慢,且更易受其他实验条件影响.     

柠檬酸辅助水热条件对MoO_3纳米球的制备及光催化性能影响

以柠檬酸为辅助剂,在水热条件下酸化钼酸铵溶液合成MoO_3纳米球。采用X射线衍射、扫描和透射电子显微镜等手段对其进行表征。以有机染料亚甲基蓝(MB)为模拟污染物对MoO_3纳米球的光催化性能进行了测定,考察了不同p H值前驱液、水热温度、反应时间、光催化剂和辅助剂用量对MoO_3光催化效果的影响。研究结果表明,前驱液pH值对MoO_3纳米球光催化降解亚甲基蓝的影响较显著。在一定的水热条件下,改变溶液的p H值,可实现MoO_3纳米粒子的形貌从棒状转化为球形。当pH=1时,合成的球形氧化钼纳米晶尺寸为20~30 nm,且形貌均匀,分散良好,光照3 h后对染料亚甲基蓝表现出较高的催化活性,降解率可达94%以上,因此,试验制得的球形MoO_3纳米粒子对染料具有较好的降解性能。     

可见光催化剂ZnWO4-CdS的合成及其光催化性质

采用低温水热法制备了一系列不同CdS含量的ZnWO4-CdS复合可见光催化剂,通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见（UV-vis）吸收光谱等手段对合成的催化剂进行了表征.以可见光为光源,评价了该催化剂光催化降解次甲基蓝的活性,考察了CdS的复合量、溶液的pH、染料的种类等对ZnWO4-CdS光催化性能的影响,探讨了降解过程的机理.结果表明：复合物ZnWO4-CdS的光催化效果明显优于纯Zn-WO4;当CdS与ZnWO4的摩尔比为0.3时,其光催化效率最高.此外,ZnWO4-CdS在碱性环境中的催化降解效果优于酸性和中性环境,或许与催化剂表面带负电荷有关;活性物质捕获剂实验显示次甲基蓝的光催化降解是光生电子、空穴、羟基自由基共同作用的结果.催化剂重复使用3次后,催化降解效果无明显降低,表明催化剂性能稳定.     

废水处理中的银包覆纳米二氧化钛及其光催化降解亚甲基蓝的研究

亚甲基蓝具有色泽鲜艳、固色率高、染色牢度好等特点,成为目前发展最快的一种染料。然而,在使用过程中产生大量的废水,难以生物降解处理。采用钛酸四乙酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷为原料制备了氨基化纳米二氧化钛,而后用2%(质量分数)的硝酸银溶液对所制备的二氧化钛进行处理制备银包覆纳米二氧化钛催化剂A、B、C,并通过红外光谱对其进行表征,检验其对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。结果表明:银包覆纳米二氧化钛B对亚甲基蓝的降解效果最优,降解率在95%以上,完全可以满足工业化连续处理废水的工艺要求。     

重金属离子掺杂TiO2光催化粉体的制备与研究

采用溶胶—凝胶法,以钛酸丁酯(C1_6H_(36)O_4Ti_4)为钛源,无水乙醇(C_2H_6O)为有机溶剂,制备了TiO_2粉体,随后进行重金属Cu和Ag掺杂研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等对产物进行了表征,分析了离子的不同掺杂量对TiO_2粉体晶型的影响。研究在紫外光(365 nm)照射下用合成的Cu/TiO_2和Ag/TiO_2催化降解亚甲基蓝的效果,分析了离子掺杂浓度对TiO_2粉体光催化性能的影响。     

(BiO)_2CO_3光催化剂的制备及性能

以硝酸铋和碳酸钠为原料在60℃条件下合成次碳酸铋((Bi O)2CO3)光催化剂。以亚甲基蓝、苯酚和甲基橙为光催化反应的模型化合物,考察了(Bi O)2CO3光催化剂在紫外光和可见光下光催化活性;以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术,研究了(Bi O)2CO3光催化剂表面羟基自由基的生成;添加各种清除剂,探究了(Bi O)2CO3光催化剂起主要催化作用的基团。结果表明:(Bi O)2CO3具有很好的可见光和紫外光光催化活性。紫外光照射下(Bi O)2CO3光催化剂比Ti O2光催化剂具有更高的光催化活性;在紫外光条件下(Bi O)2CO3和Ti O2光催化降解苯酚、甲基橙、亚甲基蓝的活性依次增高,并且,(Bi O)2CO3光催化降解甲基橙和亚甲基蓝的降解率分别达到94.3%,95.6%。可见光条件照射下,各种清除剂对(Bi O)2CO3光催化降解甲基橙的影响表明,反应体系所产生的·OH,h+,·O-2都起着很重要的催化降解作用,其中·O-2起着最主要的作用。     

SnO2/TiO2纳米复合物的制备及光催化性质

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和二氯化锡为原料,加入CTAB作软模板,制备SnO2/TiO2纳米复合物.分别用SEM、XRD、IR、UV-Vis等手段对产物进行表征,所得产物晶粒由锐钛矿相的TiO2和金红石相的SnO2组成.以亚甲基蓝和茜素红为模拟污染物,研究其催化活性,结果表明SnO2/TiO2纳米复合物具有较好的光催化活性.     

MoO3对染料光催化降解性能研究

分别在太阳光、红外灯光、荧光灯光不同光源照射下，用仲钼酸铵硝酸分解法和热分解法制备MoO3，对几种常见染料光催化降解性能进行了研究。研究了溶液的酸度、催化剂的用量、光照时间等不同条件对染料脱色率的影响．结果表明，用仲钼酸铵硝酸分解法制备的MoO3在酚藏花红、罗丹明B、甲基紫等染料的光催化降解过程中催化活性好，脱色率可达90％以上；将使用过的MoO3重复实验，其光催化活性基本不变，性能稳定，可重复使用；加入Fe^3 ，H2O2等其他物质可提高染料的脱色率；对染料原溶液和脱色后的溶液进行紫外一可见光谱分析，发现染料脱色确实由光催化降解所致。     

稀土上转光剂(Y3Al5O12∶Er^3+)复合TiO2光催化剂的制备及其催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法、高温煅烧法和超声分散法制备了Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂,并对制备的样品进行了XRD和SEM表征。利用次甲基蓝水溶液模拟有机污染水,对比了单一TiO2,上转光剂Y3Al5O12∶Er^3+以及Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂的催化活性。同时讨论了煅烧温度、煅烧时间、光照射时间、光照强度以及光催化剂用量等因素对光催化剂性能的影响。结果表明,煅烧温度为550℃、煅烧时间为90 min,照射时间为150 min,光照强度为1.0 mW/cm2和催化剂的量为1.00 g/L时,Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂降解次甲基蓝表现出了最佳的催化效果。     

溶剂热制备球状ZnS纳米光催化剂及其光催化性能

以乙二醇为反应介质,醋酸锌（Zn（CH3COO）2·2H2O）和硫脲（（NH2）3CS）为原料,采用溶剂热法制备了系列ZnS光催化剂．考察了不同反应温度、时间对ZnS的结晶度、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响．利用N2物理吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和光致发光谱（PL）对样品进行了表征．以紫外灯（X=254nm）为光源,对所得样品进行了光催化降解不同染料的活性测试．研究结果表明,该系列催化剂均具有较好的结晶性能,具有球状形貌．但在140℃下处理16h的ZnS样品表现了最高的光催化活性．光照5h后,染料酸性橙Ⅱ、甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解率分别达到91．49％、93．04％、64．63％和51．79％．这主要归于该条件下制备的ZnS具有比较好的结晶性能、大比表面积和较少的晶格缺陷．     

Fabrication of highly efficient heterostructured Ag-CeO2/g-C3N4 hybrid photocatalyst with enhanced visible-light photocatalytic activity

On the basis of hydrothermal synthesis of Ag-CeO₂ microspheres, Ag-CeO₂/g-C₃N₄ composite photocatalyst with heterostructure was prepared by simple solvent evaporation of Ag-CeO₂ and g-C₃N₄. To characterize the composition, structure, morphology and light absorption properties of the as-prepared Ag-CeO₂/g-C₃N₄ composites, XRD, FTIR XPS, SEM, TEM, PL, BET and UV-vis DRS were used, respectively. The as-prepared photocatalyst was subjected to photocatalytic degradation of pollutants, and the prepared composite material has excellent photocatalytic activity for photodegradation of methylene blue (MB). The research shows that the photocatalytic properties of Ag-CeO₂/g-C₃N₄ composites were related to the mass ratio of Ag-CeO₂ microspheres and g-C₃N₄ nanosheets. When the ratio of Ag-CeO₂ microspheres: g-C₃N₄ is 1:5, the composites have the highest photocatalytic activity, which was 9.6 and 3.3 times that of single Ag-CeO₂ and g-C₃N₄, respectively. The improvement of photocatalytic activity is attributed to the heterostructure between the composite materials and the addition of noble metal silver, and the degradation of methylene blue by the visible light irradiation material is greatly improved. Finally, an attempt was made to analyze the principle of photocatalytic degradation of pollutants in prepared materials.     

Photocatalytic activity of cerium-doped mesoporous TiO2 coated Fe3O4 magnetic composite under UV and visible light

A novel kind of magnetically separable photocatalyst of cerrium-doped mesoporous titanium dioxide coated magnetite (Ce/MTiO2/ Fe3O4) was prepared and its activities under UV and visible light were reported. The catalysts with Ce/MTiO2 shell and Fe3O4 core were pre-pared by coating photoactive Ce/MTiO2 onto a magnetic Fe3O4 core through the hydrolysis of tetrabutyltitanate (Ti(OBu)4, TBT) with pre-cursors of ammonium ceric nitrate and TBT in the presence of Fe3O4 particles. The MTiO2 shell was for photocatalysis, the Fe3O4 core was for separation by the magnetic field and the doped Ce was used to enhance the photocatalytic activity of MTiO2. The morphological, struc-tural and optical properties of the prepared samples were characterized by Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area, transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and UV-vis absorption spectroscopy. The effect of cerrium-doped content on the photocatalytic activity was studied and the result revealed that 0.5 mol.% Ce/MTiO2/Fe3O4 exhibited highest photoactivity. The photocatalytic activities of obtained photocatalysts under UV and visible light were estimated by measuring the degradation rate of methylene blue (MB, 50 mg/L) in an aqueous solution. The results showed that the prepared photocatalyst was activated by visible light and used as effective catalyst in photooxi-dation reactions. In addition, the possibility of cyclic usage of the prepared photocatalyst was also confirmed. Moreover, Ce/MTiO2 was tightly bound to Fe3O4 and could be easily recovered from the medium by an external magnetic filed. So, the photocatalyst can be reused without any mass loss. It can therefore be potentially applied for the treatment of water contaminated by organic pollutants.     

溶剂热制备球状ZnS 纳米光催化剂及其光催化性能

以乙二醇为反应介质,醋酸锌（Zn（CH₃COO）₂·2H₂O）和硫脲（（NH₂）2CS）为原料,采用溶剂热法制备了系列ZnS 光催化剂. 考察了不同反应温度、时间对ZnS 的结晶度、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响. 利用N₂物理吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和光致发光谱（PL）对样品进行了表征.以紫外灯（λ=254 nm）为光源,对所得样品进行了光催化降解不同染料的活性测试.研究结果表明,该系列催化剂均具有较好的结晶性能,具有球状形貌.但在140 ℃下处理16 h 的ZnS 样品表现了最高的光催化活性. 光照5 h 后, 染料酸性橙Ⅱ、甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B 的降解率分别达到91.49 %、93.04 %、64.63 %和51.79 %.这主要归于该条件下制备的ZnS 具有比较好的结晶性能、大比表面积和较少的晶格缺陷.      

二氧化钛的水热制备及其催化性能评价

以工业钛液为原料,利用水热法制备二氧化钛催化剂。采用SEM、FT-IR、XPS、N2吸附脱附对样品进行表征,并对其催化性能进行考察。研究结果表明,试验所制二氧化钛具有较高的活性,对亚甲基蓝的光催化降解活性同P25接近;对NO的选择性还原反应随温度的升高,降解率呈现先增加后降低的趋势,其中450℃下的降解率最高,达到84.14%;其粒径分布为0.36~1.08μm,比表面90.47 m2/g。     

La-Ce共掺杂制备La3+-Ce3+/ZnO及其对亚甲基蓝的光催化降解

采用溶胶凝胶法制备了La-Ce共掺杂的La3+-Ce3+/ZnO光催化剂,同时用同种方法制备了ZnO、La3+/ZnO和Ce3+/ZnO以作对比.通过X射线衍射仪、透射电镜、紫外可见分光光度计,比表面及孔隙度分析仪等对制备的光催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为模型污染物对所制备的光催化剂的光催化特性进行了评价.结果表明,所制备的La3+-Ce3+/ZnO光催化剂基本呈长方柱状,尺寸平均为57.3 nm,La-Ce共掺杂提高了ZnO的结晶度,促进了晶粒的长大.根据光催化实验结果,La-Ce共掺杂能够显著提高ZnO的光催化活性.在光催化降解500 mL的10 mg·L-1亚甲基蓝实验中,La3+-Ce3+/ZnO光催化剂对亚甲基蓝的降解率达93.7%,比纯ZnO、La3+-ZnO和Ce3+-ZnO分别提高了21.4%、19.2%和9.3%.