CeO2/Bi2MoO6纳米复合材料的制备及 其增强光催化降解性能研究

采用水热法制备了一系列不同的CeO₂/Bi₂MoO₆纳米复合材料，分别考察了pH值（2~9）和Ce/Bi摩尔比（3 %~10 %）等因素对其光催化性能的影响.利用X射线粉末衍射、扫描电镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱、瞬态光电流-时间响应等一系列分析测试手段对催化剂的组成、结构、光电性能等进行表征.结果表明，当pH=6时，所制备的Bi₂MoO₆（BMO）晶体形貌为细针状，复合CeO₂后形貌为厚片状，比表面积减小、晶体颗粒增大.在实验室模拟太阳光条件下（300 W氙灯)进行光催化活性测试，分别以罗丹明B（RhB）、亚甲基蓝（MB）和苯酚为模拟污染物，对复合光催化剂的光催化活性进行考察，结果表明，当CeO₂的含量为5 %时呈现出最高的光催化降解活性. 5 % CeO₂/BMO对RhB、MB和苯酚的光催化反应的速率常数分别为0.037 min-1、0.016 min-1和0.007 min-1，相对于纯的BMO分别提高了3.19倍、1.70倍和4.58倍.其光催化性能增强主要原因是CeO₂与Bi₂MoO₆复合后形成异质结有利于光生电子-空穴的有效分离，从而提高了活性自由基的含量.在自由基捕获实验中，超氧根离子自由基（·O2-）、羟基自由基（·OH）和空穴（h+）参与了光催化降解，其影响顺序为:·O2->·OH>h+.      

TiO2柱撑石墨烯复合材料的制备及光催化性能

通过水热反应合成了TiO₂柱撑石墨烯复合材料, 研究了TiO₂纳米颗粒及TiO₂柱撑石墨烯复合材料的制备以及光催化降解亚甲基蓝性能, 探讨了制备过程中水热反应时间、水热反应步骤对TiO₂纳米颗粒的影响, 并在紫外光下考察了上述两种材料对光催化性能的影响。结果表明, 利用两步水热法且反应时间为10 h时为制备复合材料的最佳条件, 在紫外光的照射下, TiO₂柱撑石墨烯复合材料在降解亚甲基蓝过程中显示出更高的光催化效率, 这项工作开辟了一条新的制备石墨烯–半导体复合材料的途径。     

多壁碳纳米管/TiO2复合材料的合成 及其光催化性能

TiO₂被广泛应用于环境污染治理、新能源转换以及传感器等领域.通过负载导电材料复合(碳纳米管）拓宽纳米TiO₂的光谱响应范围，提高光生电子-空穴对分离效率，是有效提高TiO₂光催化性能的研究手段.以多壁碳纳米管和钛酸异丙酯为原料，采用溶胶-凝胶法合成碳纳米管负载的TiO₂光催化剂.利用X射线单晶粉末衍射（XRD）、比表面积（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、激光拉曼（Raman）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-vis DRS）等对催化剂进行表征.通过在365 nm紫外光照射下，光催化降解亚甲基蓝来研究不同含量碳纳米管负载对TiO₂光催化活性的影响.结果表明，负载2%碳纳米管的TiO₂光催化效果有明显提高，对亚甲基蓝的降解率达90.6%.碳纳米管负载后，样品的比表面积增大，可见光吸收能力和光电流强度增强，光生电子寿命增长.同时，碳纳米管与TiO₂构建了紧密的界面接触关系引起Ti-O键的缩短而有利于光生电子和空穴的分离从而产生大量h+、·OH和超氧自由基等活性基团，能有效提高光催化性能.      

两步机械球磨法制备M/TiO2复合薄膜及光催化性能研究

采用两步机械球磨法制备了M/TiO₂（M = Al、Sn、Zn、Ti）双层复合薄膜,利用光学显微镜和X射线衍射仪分析了涂层的微观结构和相组成,测定了薄膜的光催化性能,研究了过渡层材质以及球磨时间对复合薄膜光催化性能的影响。研究表明,TiO₂粉体在球磨过程中的晶体结构未发生显著变化,保持了良好的光催化活性。金属过渡层Al、Sn以及Zn将显著削弱复合薄膜的光催化活性,Ti是复合薄膜的理想金属过渡层,制备的Ti/TiO₂复合薄膜具有优异的光催化性能。随着第二步球磨时间的延长,Ti/TiO₂复合薄膜的光催化性能逐渐降低,这是由于第二层薄膜表面TiO₂含量降低的原因所致。     

钒酸铋/二氧化钛-石墨烯宽光谱复合光催化剂的制备及性能

通过溶剂热法制备了具有可见光光催化活性的BiVO₄/TiO₂-石墨烯复合光催化剂.利用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和荧光发射光谱对样品进行表征,复合光催化剂的催化活性以模拟太阳光条件下降解水溶液中亚甲基蓝来评价.结果表明:BiVO₄/TiO₂-石墨烯复合光催化剂在530-800 nm的可见光范围具有很强的吸收峰.石墨烯的引入不仅拓宽了光谱响应范围,而且使得BiVO₄和TiO₂粒子均匀地分散在石墨烯薄片上,能快速捕获并迁移电子,有效地提高了光生载流子的分离效率,从而提高其光催化活性.      

不同钛酸四丁酯含量对GO?TiO2复合材料组织结构和性能的影响

以氧化石墨烯和钛酸四丁酯为原料,采用一步水热法制备氧化石墨烯/二氧化钛（GO?TiO₂）复合材料,研究不同钛酸四丁酯含量对GO?TiO₂复合材料组织和性能的影响规律。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、拉曼光谱（RS）、紫外?可见分光光度计（UV?vis）、热重分析仪（TGA）等对复合材料的微观形貌、物相组成、结构、吸光性和热稳定性进行表征。研究结果表明,随着钛酸四丁酯含量的增加,有利于GO?TiO₂复合材料的均匀分散,提高了GO?TiO₂复合材料的吸光性和热稳定性,但钛酸四丁酯含量过高会使GO?TiO₂复合材料分散性、吸光性和热稳定性下降。当氧化石墨烯质量为320 mg、钛酸四丁酯含量为100 mL时,反应生成的复合材料表面TiO₂分散均匀,缺陷少,D峰与G峰的峰强比（I_D/I_G）值为0.91,氧化石墨烯和二氧化钛复合程度高,复合材料中的TiO₂吸收边缘红移至可见光范围内,并且在440~800 nm可见光范围内的吸收峰明显增强,防腐防污能力增强,复合材料在800 ℃热稳定性相比于氧化石墨烯提高了84.89%。      

微波水热法制备棒状BiPO4催化剂及其光催化性能研究

通过采用微波水热法和沉淀法制备了BiPO₄光催化剂，并且用400 W金卤灯模拟太阳光，探究了2种方法制备的BiPO₄光催化降解酸性橙Ⅱ和亚甲基蓝的活性.主要是对微波水热法制备的BiPO₄进行研究.应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-vis DRS）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）对催化剂进行表征.紫外漫反射图谱可以看出，微波水热法制备的BiPO₄的带隙为4.05 eV，比普通沉淀法制出的样品带隙窄.其光催化降解酸性橙Ⅱ和亚甲基蓝的测试表明，微波水热法样品的降解速率常数分别是普通沉淀法的7.8倍和1.5倍，光催化活性有显著提高.      

溶胶-凝胶法制备TiO2/硅藻土复合材料及其光催化性能

采用焙烧、酸洗等工艺预处理硅藻土，以改性硅藻土和钛酸丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备TiO₂/硅藻土复合材料，采用XRD、SEM、FT-IR、TG等手段对其进行分析表征，以甲基橙为降解对象考察其光催化性能。结果表明：硅藻土表面均匀负载着锐钛矿型的二氧化钛，晶粒尺寸为35.76 nm。负载比2∶1、pH为>2～3、焙烧温度500℃制备的TiO₂/硅藻土复合材料的光催化性能最好，热稳定性良好。当TiO₂/硅藻土复合材料投入量为1 g/L,对60 mL(10 mg/L)的甲基橙溶液60 min内的降解率达到92%。     

共沉淀法制备钒酸银光催化剂及pH对其光催化活性的影响

工业的发展使水污染问题成为社会焦点，半导体光催化技术凭借其绿色环保同时又节能高效的特点成为解决水污染问题的热门技术，受到了科研工作者的广泛关注。通过共沉淀法成功地制备了Ag₃VO₄光催化剂，对比了不同pH值下对其可见光催化性能的影响。使用X射线衍射(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)，紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和X射线光电子能谱分析(XPS)对Ag₃VO₄样品进行表征。在可见光下(λ≥400 nm)，通过罗丹明B(RhB)溶液的降解评估样品的光催化性能。表征结果显示，Ag₃VO₄光催化剂的可见光活性与其结晶度有关，在pH=7时，Ag₃VO₄的结晶度最高，可见光驱动的光催化活性最强，可以在10 min时将RhB降解至91.46%；另外，Ag₃VO₄的光催化活性较稳定，在3次重复试验后RhB 20 min的降解率仍可达81.05%。最后，分析...     

CuS-Ag/g-C3N4三相复合材料的合成及其光催化性能研究

二维(2D)石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种n型半导体，因其无金属、成本低、易于热制备、无毒和高光稳定性等特点而受到广泛研究，但单一相的g-C₃N₄材料仍存在诸如光生载流子易复合、可见光利用率较低、量子效率偏低等缺陷。以硫脲为前驱体，经二次煅烧得到g-C₃N₄，利用光沉积法引入Ag，最后将通过溶剂热法制备的Cu S通过超声混合和蒸发溶剂的方法引入，成功制备了三相复合材料Cu S-Ag/g-C₃N₄。结果表明，Cu S-Ag/g-C₃N₄复合材料仍然保持片层状结构，材料的比表面积增加且材料的禁带宽度减小，大幅提高了其对可见光的吸收范围，从而提高了材料的光催化降解罗丹明B的性能。当Cu S含量为10%时Cu S-Ag/CN复合材料的光催化降解速率是g-C₃N₄的4.3倍。     

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.      

热剥离法制备含缺陷g-C3N4纳米片及光催化性能

以三聚氰胺为前驱体,采用热剥离法在不同温度制度下制备了g-C₃N₄纳米片,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射式电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对其晶型结构、微观形貌、光吸收性能进行了表征。并以盐酸四环素(TC-HCl)和罗丹明B(RhB)为目标降解物,评价了材料的光催化活性。结果表明,当热剥离温度为550℃时,g-C₃N₄纳米片显示出最佳的降解性能。4 h对TC-HCl的降解效率为82.9%,2 h对RhB的降解效率为97%。这是由于,随着热剥离温度的升高,B-g-C₃N₄被逐渐剥离为g-C₃N₄纳米片,550℃剥离的纳米片厚度为9.346 nm,减少的厚度显著增大了光催化材料的比表面积。并且由于氧气的刻蚀,在g-C₃N₄纳米片表面会产生大量缺陷,为降解物提供活性位点。随着温度升高,g-C₃N₄纳米片的禁带宽度由2.47 eV拓宽至2.65 eV,抑制了光生电子-空穴的复合。其中还原电位由-1.37 eV移动至-1.46 eV,为光催化材料提供了更强的还原能力,氧化电位由1.10 eV移动至1.19 eV,为光催化材料提供了更强的氧化能力。     

二氧化钛基材料光催化降解VOCs的研究进展

挥发性有机污染物（VOCs）大量排放导致的人体健康和环境问题已引起广泛关注,如何高效环保地去除VOCs一直是催化化工行业领域的热点和难题之一。光催化氧化技术（PCO）被认为是有效的环境污染物治理方法之一。TiO₂作为研究时间最长的光催化剂,具有成本效益高、稳定性好和光催化降解能力强等优点。然而,无法利用可见光和光激发电荷载流子分离效率低等瓶颈问题始终制约着其进一步发展。通过改性来克服TiO₂固有限制和提高TiO₂光催化氧化降解VOCs能力势在必行,立足于TiO₂光催化去除VOCs的基本原理,面向影响光催化反应的关键因素,从掺杂、半导体复合、缺陷工程、晶面工程、载体吸附和形貌调控等几个方面出发对近年TiO₂基材料设计及其在光催化降解VOCs领域应用的研究进行了系统的归纳和总结,并对如何进一步改进基于TiO₂的光催化氧化VOCs技术提出展望。      

纳微结构Ag2CO3光催化材料的制备 及其在光催化的应用

Ag₂CO₃是近年来发现的一种新型的可见光响应光催化剂，对甲基橙（MO）、罗丹明B（RhB）和亚甲基蓝（MB）等染料和苯酚等有机物都具有较高的光催化降解能力.然而，在光催化反应过程中，Ag₂CO₃晶体中的Ag+会被自身的光生电子（e-）还原形成金属Ag单质，随着反应的进行，样品的稳定性和光催化效果迅速降低.贵金属沉积、非金属掺杂和形成异质结等方法，可以使Ag₂CO₃的光吸收得到扩展，同时促进光生电子空穴对的分离，从而提升Ag₂CO₃的抗光腐蚀性能和对污染物的降解效率.通过不同的物理和化学方法调控Ag₂CO₃催化材料的形貌、晶粒尺寸和晶体缺陷等，可以提升其比表面积和光生电子空穴的传输效率，进而提高其光催化活性.文中归纳了近年来Ag₂CO₃光催化材料的研究进展，分析了Ag₂CO₃光催化的特点，阐述了一系列提升Ag₂CO₃光催化性能的方法，并对Ag₂CO₃光催化材料的研究进行了总结与展望.      

水热法合成Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法合成了一系列不同Ag₂CO₃含量的新型Ag₂CO₃/ZnO异质结复合光催化剂, 运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征, 并以紫外光(254 nm)为光源, 评价了催化剂光催化降解甲基橙的活性, 考察了不同Ag₂CO₃复合量、不同水热温度对ZnO复合光催化剂反应活性的影响.结果表明, 当Ag₂CO₃含量为2 %、水热温度为140 ℃, 复合光催化剂具有最大的光催化活性, 降解率达到86.31 %.Ag₂CO₃/ZnO异质结复合光催化剂具有更高的光催化活性主要原因是复合光催化剂对紫外光有很强的吸收能力, 适量Ag₂CO₃能提高光生电子-空穴对的分离效率, 并改善催化剂的物理性能.      

双Z型异质结BiOI/MoO3/g-C3N4的构建及其光催化性能研究

通过简单的溶剂热法将半导体MoO₃、BiOI与g-C₃N₄复合,构建双Z型异质结BiOI（x）/MoO₃/g-C₃N₄（x=6.25%、12.50%、18.75%、25.00%,x为BiOI的质量分数）三元复合材料,从HRTEM结果可知样品出现了2种间距分别为0.28 nm和0.33 nm的晶格条纹,结合XRD表征结果可知分别属于BiOI（110）和MoO₃（021）晶面,且g-C₃N₄是非晶态物质,由此表明BiOI/MoO₃/g-C₃N₄复合材料成功复合。UV-Vis DRS分析表明复合样品的带隙变窄,光学响应范围增强,PL和光电化学测试表征说明异质结的存在有效延缓了电子和空穴的复合,在模拟太阳光条件下对染料甲基橙（MO）进行降解并研究其光催化活性,BiOI（18.75）/MoO₃/g-C₃N₄具有较优异的光催化性能和光学稳定性,120 min对30 mg/L MO的降解率达94%,是纯g-C₃N₄的3.6倍。ESR表征说明BiOI/MoO₃/g-C₃N₄光催化降解的主要活性物质组分为·OH和·O₂-,并通过计算BiOI、MoO₃和g-C₃N₄的价带和导带位置,表明3种物质是能带交错结构,推测出三元复合物形成双Z型异质结。BiOI/MoO₃/g-C₃N₄可作为一种有效应用于有机染料污染物降解的可见光响应催化剂,具有应用前景。      

从腐泥土型红土镍矿制备共掺杂MgFe2O4物相转化规律及催化性能

采用酸浸-水热-煅烧法从腐泥土型红土镍矿中制备磁性多金属共掺杂型MgFe₂O₄异相类芬顿(Fenton)催化剂.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积及孔径分布测定(BET-BJH)等手段, 考察了煅烧温度对所制备产物结构、形貌和比表面积及孔径分布的影响, 并研究了所制备产物作为异相Fenton催化剂降解罗丹明B (RhB)溶液的催化活性.结果表明, 水热合成产物为层状双(多)金属氢氧化物和尖晶石型MgFe₂O₄复合物.通过300℃的煅烧, 层状双(多)金属氢氧化物就能分解并生成MgFe₂O₄; 随着煅烧温度的提高, 产物结晶度增加、粒径尺寸变大, 形貌逐渐生长为近球型颗粒且分散度渐渐提高, 同时介孔数量减少、比表面积减小.经过500℃煅烧的试样H-C500显示出优异的催化降解活性.在体系反应温度为45℃、pH值为6.44、催化剂用量为0.625 g·L-1且H₂O₂体积分数为1.0%的条件下, 经过300 min, 10 mg·L-1的罗丹明B溶液降解率可达到97.8%, 同时总有机碳(TOC)去除率达到77.8%.重复使用3次后, 催化剂仍能保持较高活性, 降解率和TOC去除率减少量分别少于3.0%和5.0%.      

Cu掺杂对硫化镍精矿制备高效异相类Fenton催化剂(Ni,Mg, Cu)Fe2O4的影响

以硫化镍精矿为原料,采用共沉淀–煅烧法成功制备出Cu掺杂尖晶石铁氧体(Ni, Mg, Cu)Fe₂O₄异相类Fenton催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)等手段系统研究了Cu掺杂量对所制备产物微观结构、形貌及催化性能的影响;确立了最优催化体系为光助类Fenton催化体系“(Ni, Mg, Cu)Fe₂O₄催化剂/H₂O₂/可见光”,揭示了Cu掺杂对(Mg, Ni)Fe₂O₄催化活性的增强机制。结果表明:在选定的实验条件下,制备得到的产物均为纯相立方尖晶石铁氧体。当Ni与Cu摩尔比为1∶1时,合成的(Ni, Mg, Cu)Fe₂O₄在可见光照180 min条件下对质量浓度为10 mg?L?1的罗丹明B(RhB)溶液的降解率可达94.5%。究其主要原因为:随着Cu掺杂量的增加,占据(Ni, Mg, Cu)Fe₂O₄八面体位的Fe3+和Cu2+的相对含量增加,即裸露于铁氧体表面的Fe3+和Cu2+数量增多,以及两者的协同作用,加速了羟基自由基(·OH)反应的发生,最终使得RhB溶液的降解效率从73.1%提高至94.5%。      

Cr含量对TiB2/FeCr基复合材料显微组织和高温氧化行为的影响

采用原位合成法制备了TiB₂/FexCr基(x=0、4、10、16、22、28,质量分数/%)复合材料,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等方法,对TiB₂/FeCr基复合材料的显微组织和高温氧化行为进行表征分析。当Cr含量为22%时,复合材料呈现出优异的抗高温氧化性能,其富Cr细密片层状TiB₂在900℃氧化过程中促进了连续Cr₂O₃/TiO₂混合层的形成,获得了金红石型TiO₂表层、致密Cr₂O₃中间层和Cr₂O₃/TiO₂混合层的三层阻隔结构,有效地抑制了钛离子和氧离子的扩散。     

酸性食品模拟液中PET/TiO2复合膜中TiO2的迁移机理

PET/TiO₂复合膜是一种食品包装覆膜铁罐的表面膜，在包装食品时与食品接触，其中TiO₂向包装食品中的迁移机理，是评价其作为食品包装安全性的重要依据。在酸性食品模拟液中，TiO₂的迁移速率相对较高，通过AFM、SEM及TEM的分析测试确定迁移机理。结果表明：复合膜中TiO₂不仅会以离子溶解扩散的方式迁移，而且还存在表面解吸与聚合物降解的迁移，导致迁移液中TiO₂和PET降解物质共存。