Bi2MoO6/ZnO复合材料的制备及光催化性能

采用两步水热法合成由纳米片组装而成的三维Bi₂MoO₆/ZnO微花，通过调控复合物中Bi₂MoO₆，制备一系列不同摩尔比的Bi₂MoO₆/ZnO微花.研究表明，Bi₂MoO₆/ZnO-10%复合材料在可见光照射20 min后，对罗丹明B(RhB)溶液的光催化降解率达到79.61%，相较于纯ZnO和Bi₂MoO₆，复合材料具有更好的光催化性能.通过紫外可见光谱(UV-Vis)和室温荧光光谱(PL)分析推测，由于复合材料的光吸收范围提高和异质结的形成抑制了光生载流子的复合，进而提升了Bi₂MoO₆/ZnO微花光催化性能.     

二维纳米片金红石TiO2的可控合成及光催化性能

采用水热法,低温条件下合成了二维纳米片状的金红石二氧化钛(TiO₂)半导体材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和表面光电压谱(SPV)研究了反应过程中HCl浓度对TiO₂材料的晶相、结晶性、形貌、粒径和光电性能等性质的影响。结果表明,HCl浓度为3、5、7 mol/L时分别合成了微球、纳米片和纳米棒状的金红石TiO₂;上述3种形貌的金红石TiO₂均显示了高于采用焙烧法得到的金红石TiO₂的光催化降解罗丹明B活性;与微球和纳米棒结构相比,纳米片金红石TiO₂具有更加优异的光催化性能。SPV结果表明,纳米片金红石TiO₂具有更高的光生电荷分离和迁移效率。     

ZnO/g-C3N4光催化剂在微流控芯片中的光催化性能

采用浸渍法合成ZnO质量分数不同的ZnO/g-C₃N₄复合光催化剂,分析样品的结构、形态、化学组成和光学性能等. 将制备好的样品固定到微流控芯片中,降解不同的染料（亚甲基蓝、中性红、孔雀石绿、罗丹明B）,评价样品在可见光下的光催化性能. 样品的表征结果表明,在ZnO/g-C₃N₄复合物中,ZnO、g-C₃N₄间存在相互作用,ZnO/g-C₃N₄复合物对可见光的利用更为充分;与g-C₃N₄相比,在ZnO/g-C₃N₄复合物中光生电子-空穴对的复合明显被抑制. 光催化实验结果表明,6 % ZnO/g-C₃N₄具有最佳光催化性能,在光照强度为60 klx,液体流速为20 μL/min时,其对罗丹明B溶液的降解效率为98.9%.多次循环后的光催化降解亚甲基蓝性能研究表明,样品在微流控芯片中进行光催化降解实验具有稳定性和可靠性.     

BiOI/g-C3N4光催化剂的制备及其性能

采用溶剂热法制备BiOI微米花球,用研磨法制备一系列不同质量比的BiOI/g-C₃N₄复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪和光电化学测试等对样品的形貌结构和光学性能进行了系统表征,并研究了在可见光照射下BiOI/g-C₃N₄降解染料罗丹明B的光催化性能。结果表明,BiOI/g-C₃N₄-9复合样品表现出最好的光催化效果,在20 min内其对罗丹明B的降解率可达到95%。光催化降解性能的提高主要由于形成的异质结能够有效增强光生电子-空穴对的分离效率。循环实验表明BiOI/g-C₃N₄复合材料具有良好的光催化稳定性。     

CdLa2S4/g-C3N4复合光催化剂的制备及其光催化性能

通过研磨法制备一系列不同质量比的CdLa₂S₄/g-C₃N₄(CLS/CN)复合光催化剂。以罗丹明B作为目标污染物,在可见光照射下探究了催化剂的光催化降解性能。实验结果表明,CLS/CN复合材料的光催化降解效率均优于纯的CdLa₂S₄和g-C₃N₄,其中CLS/CN-2的光催化活性最好,在可见光照射35 min后对RhB降解效率达到96.6%。光催化活性的增强可能是由于形成了具有强界面相互作用的异质结结构,有利于CdLa₂S₄和g-C₃N₄之间的光诱导电荷转移,并有效促进光生电子和空穴的分离。循环实验表明所合成的复合光催化剂具有良好的光催化反应稳定性。     

In2O3/ZnIn2S4复合光催化剂的制备及其降解甲基橙性能

采用二次水热法构建了In₂O₃/ZnIn₂S₄异质结光催化剂,通过XRD、SEM、DRS、电化学等表征研究此异质结光催化剂的晶体结构、形貌、光学性质及光生载流子的分离效率。在模拟可见光下,以甲基橙作为目标污染物,通过考察光催化降解甲基橙的效率来评价其性能。研究表明,In₂O₃/ZnIn₂S₄复合光催化剂的光催化性能明显优于In₂O₃、ZnIn₂S₄,In₂O₃与ZnIn₂S₄摩尔比为0.3∶1的复合光催化剂在90 min内降解效率可以达到96.33%,3次循环后降解效果仍能达到78.26%,具有较好的稳定性。     

Ag3PO4/BiPO4复合光催化剂的制备及其降解罗丹明B的研究

采用水热法合成复合Ag₃PO₄/BiPO₄光催化剂,考察不同pH和不同复合比例下合成的光催化剂对溶液中罗丹明B的光催化降解性能,并与BiPO₄进行对比。结果表明:在pH=7,复合比例Ag₃PO₄/BiPO₄摩尔比为4:3条件下水热制备的Ag₃PO₄/BiPO₄对可见光的利用率最高,催化性能最好;降解180 min后,对罗丹明B的降解率达到61%,较纯相BiPO₄提升了27%。本文还利用XRD、SEM和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等测试手段对合成的样品进行表征,分析得出复合Ag₃PO₄之后,催化剂的禁带宽度变窄,并出现较多的独居石晶型BiPO₄,光生电子与空穴复合效率变低,从而使复合材料的光催化降解罗丹明B的能力得到提升。     

空心玻璃微珠/纳米TiO2复合材料的制备与表征

为了获得催化活性高、抗磨耗性能强的光催化复合材料,研究通过冷-碱腐蚀处理手段和高温黏附技术,制备空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催复合材料. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和UV-Vis等设备,对样品进行表征. 以汽车尾气为降解对象,采用搓揉试验机和自制的环境测试系统,分别测试复合材料的抗磨耗性能与光催化效能. 结果表明,纳米TiO₂能够较好地附着到空心玻璃微珠表面,空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催化复合材料相对于纯纳米TiO₂具有更强的透光能力和光催化降解能力. 该复合材料对汽车尾气中的一氧化氮和二氧化氮均有显著的降解效果,氮氧化物的净化效果高于一氧化碳和二氧化硫,具有较好的抗磨耗能力.     

TiO2同质体材料的拓扑转变合成及其性能的研究

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料,通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01）,采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段,详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明,HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构,再转变至金红石结构,且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验,600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高,说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外,染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明,600 ℃时样品的光电性能较高,其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。     

Ag3PO4/GO光催化剂的制备及性能研究

以氧化石墨烯(GO)为基底,利用离子交换法制备了球形和立方体表面结构的Ag₃PO₄/GO复合光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis DRS)对样品进行了表征。罗丹明B的光催化降解实验结果表明：Ag₃PO₄/GO催化剂在100 min内对20 mg/L罗丹明B的去除率可达98.5%,明显高于球形Ag₃PO₄ (83.8%)及立方形Ag₃PO₄ (88.1%)。另外,Ag₃PO₄/GO复合材料在光催化降解重复性实验中表现出良好的稳定性,循环五次后对罗丹明B的去除率仍可达95%以上。     

氧化铟纳米纤维的制备及其甲醛气敏性能

采用静电纺丝法和随后的热处理过程制备了新颖的氧化铟纳米纤维材料. 利用扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射等表征手段对该材料形貌和晶体结构进行表征. 结果表明,所得到的纳米纤维材料的直径约为250 nm~300 nm. 这些纳米纤维由氧化铟纳米颗粒组成,而且其颗粒尺寸均一. 将这种纳米纤维材料制备成气敏传感器,研究表明基于该敏感材料的传感器对甲醛具有优异的气敏性能. 氧化铟纳米纤维传感器具有较低的最佳工作温度 200 ℃,并且对低体积浓度为百万分之五的甲醛气体具有2.1的灵敏度响应值. 在探讨甲醛的气敏机理的过程中,认为氧化铟纳米纤维的一维结构、甲醛的高还原性及敏感材料表面吸附氧促使了该材料对甲醛的优异的气敏性能. 此外,通过对传感器的选择性及稳定性测试,传感器对甲醛具有非常好的选择性和稳定性,这为制备高性能的甲醛传感器开拓了一种优异的气敏材料.     

MoS2/硼掺杂石墨烯的电化学析氢和储锂性能

为了研发高效低成本的析氢反应(HER)电催化剂和高性能的电化学储锂电极材料,通过一步水热法制备MoS₂/硼掺杂石墨烯（MoS₂/BG）复合材料. 结果表明,少堆积MoS₂纳米片均匀地分散在硼掺杂石墨烯上,并具有较多的无序结构和扩大的层间距. 作为析氢反应电催化剂,MoS₂/BG复合材料表现出较高的电催化活性和较低的Tafel斜率（46.3 mV/dec）;作为电化学储锂电极材料,MoS₂/BG复合材料表现出优异的电化学储锂性能,可逆比容量为1 205 mA·h/g,并具有稳定的循环性能和显著增强的高倍率特性. MoS₂/BG复合材料电化学性能优异是由于硼掺杂改变石墨烯的电子性质和表面特性,以及无序结构较多的弱堆积MoS₂层均匀地分散在硼掺杂石墨烯表面,增加电催化析氢反应的活性位点和电化学储锂能力,降低电极反应的电子转移阻抗,增强电极反应的动力学性能.     

CNTs/Bi12O17Cl2光催化剂的制备及其光降解罗丹明B性能

水的污染越来越严重,利用太阳光光催化降解水中的污染物在未来的发展中具有非常重要的作用。通过简单的化学沉淀法,将CNTs复合到Bi₁₂O₁₇Cl₂表面上,得到一系列CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂复合材料,并用XRD、TEM、UV?vis DRS和PL表征方法对催化剂的结构特点、形貌特征和光学性质等方面进行了测量表证。结果表明,对比单一相Bi₁₂O₁₇Cl₂,CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂复合材料表现出优异的降解污染物的活性、良好的光催化稳定性能和循环性能。通过捕获实验,发现超氧自由基(·O{}_{\mathrm{2}}^{-})与空穴(h⁺)是主要的活性物种,并推测其降解反应的可能机理。这项研究为提高催化剂的光催化性能提供了一种廉价、简便的改性方法,对其他高效光催化剂的合成具有一定的指导作用。     

NH2-UiO-66/BiOBr/Bi2S3光催化剂的合成及其光催化性能

采用溶剂热法制备NH₂-UiO-66/BiOBr/Bi₂S₃（UBB）三元复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征该催化剂的晶体结构和微观形貌,为了评价其光催化活性及稳定性,在可见光下催化降解有色染料亚甲基蓝（MB,20 mg/L）和罗丹明B（RhB,20 mg/L）。结果表明:NH₂-UiO-66的含量为2%时,UBB的光催化活性最好,对MB的降解率在60 min内达到93.5%,对RhB的降解率在30 min内达到98.3%;MB和RhB初始浓度提高到100 mg/L时,光催化降解率仍保持在70%以上;4次循环试验后,UBB的催化活性无明显降低。本文采用紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、荧光光谱（PL）和阻抗（EIS）的3种表征方法,分析UBB光催化性能变化的原因,并结合莫特-肖特基（M-S）曲线、活性物质捕捉实验结果,提出适用于UBB三元体系的双Z型电子转移机制。     

Cu2+掺杂TiO2/伊利石复合材料对亚甲基蓝去除能力的研究

为解决TiO₂晶体中载流子寿命低,且晶体颗粒在溶液中易于团聚、流失而降低光催化效率的问题,采用溶胶 - 凝胶法设计制备了一种以四异丙氧基钛(TTIP)为钛源、三水硝酸铜为铜源、精制伊利石为载体的Cu²⁺掺杂TiO₂/伊利石复合材料,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征.在模拟自然光下考察了复合材料对亚甲基蓝(MB)的去除能力,并对其稳定性进行了检测.结果显示:伊利石可抑制TiO₂晶粒的     

Ag3PO4/Fe3O4/GO复合催化剂的制备及其可见光催化性能

以氧化石墨烯（GO）为基底,利用共沉淀及离子交换两步法制备Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 复合光催化剂．通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热重（TGA）、振动样品磁强计（VSM）及紫外-可见光谱（UV-Vis DRS, UV-4100,带积分球）对样品的特征基团、微观形貌及磁性质、光学性质等进行了鉴定和表征．光催化脱色实验结果表明：Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 化剂20 min内对10 mg/L罗丹明B模拟水样的脱色率可达97.6%,高于Ag₃PO₄（73.4%）;Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 系中引入过硫酸钠可以起到强化光催化性能的作用;另外,Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 剂表现出良好的活性稳定性、热稳定性及结构稳定性。     

二氧化锰/碳纳米管/聚吡咯复合材料的制备及性能

为了进一步实现其他材料与聚吡咯的性能互补与优化,先以甲基橙为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,采用软模板法制备具有一维纳米结构的聚吡咯,再利用水热法制备二氧化锰/碳纳米管复合材料,最后将二氧化锰/碳纳米管复合材料与聚吡咯进行混合处理,改变复合材料中二氧化锰/碳纳米管复合材料和聚吡咯微米管的含量,得到了3种不同比例的二氧化锰/碳纳米管/聚吡咯复合材料. 采用扫描电子显微镜测试观察所得产物的微观形貌,通过X-射线粉末衍射仪测试其结构与组成,最后通过电化学工作站测试分析复合物的电化学性能与循环稳定性. 结果表明,二氧化锰/碳纳米管/聚吡咯复合材料在微观上复合均匀,电容性能比单独的聚吡咯或二氧化锰/碳纳米管复合材料量有显著改善.     

六方相/单斜相WO3“异相结”的可控合成及光催化性能

利用沉淀法合成了球形六方相氧化钨(h?WO₃),通过调控六方相向单斜相的相变,可控制备了六方/单斜WO₃(h/m?WO₃)“异相结”催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和比表面积(BET)等对WO₃催化剂的晶相结构及组成、粒子大小和比表面积进行了表征。光催化分解水产氧的实验结果表明,相较于纯六方相WO₃,具有合适晶相组成的h/m?WO₃展现了显著的光催化性能。结合六方相和单斜相的能带位置,表面光电压表征结果发现,h/m?WO₃“异相结”的形成显著促进了催化剂表面光生电子和空穴的高效分离,进而提高了催化剂的光催化活性。     

Ni掺杂MoS2/石墨烯催化剂的制备及其电催化析氢活性

为了制备高效、低成本的析氢反应电催化剂,采用一步水热法制备镍掺杂二硫化钼/石墨烯复合材料(Ni_x-MoS₂/G,x=0.03,0.05,0.10),并用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X-射线光电子能谱（XPS）对其进行表征,讨论镍掺杂对复合材料的微观结构和电催化析氢性能的影响. 结果表明,与MoS₂/G催化剂相比,镍掺杂的MoS₂/G催化剂显示了更高的电催化析氢性能,尤其当水热反应体系中的Ni和Mo的摩尔比为1∶20时,制备的Ni_0.05-MoS₂/G显示了最强的电催化析氢性能,其塔菲尔斜率为50.8 mV/dec. 电催化活性的增强主要是由于少量镍的掺杂改变了复合催化剂的形貌,使MoS₂纳米片更好地负载在石墨烯表面,暴露出更多的催化活性位点,同时镍掺杂提高了MoS₂边缘活性位的固有催化活性.