复合电镀法制备纳米TiO2涂层光催化及电催化特性的比较

采用复合电镀方法,首次在泡沫铝表面成功制备出掺杂的纳米TiO2涂层。运用紫外一可见光（UV-VIS）分光光度计、X射线衍射（XRD）仪及SEM等对样品进行了分析与表征。XRD分析结果表明,纳米TiO2涂层由锐钛矿及金红石相组成,其平均晶粒的大小为25～38nm。光催化和电催化降解次甲基蓝溶液实验表明,泡沫铝负载纳米TiO2涂层降解次甲基蓝溶液的电催化活性明显好于光催化活性。当电催化降解6h后,次甲基蓝溶液的降解率达到36．4％,而在相同条件下光催化降解率仅为17．8％。     

SrWO4-ZnO复合物的制备及光致发光与光催化性质的研究

采用溶剂热法制备纯的和复合ZnO的SrWO4,利用XRD、TG、PL、ICP和UV-Vis等手段对样品进行表征,研究ZnO含量对SrWO4-ZnO复合物的光致发光及光催化降解次甲基蓝活性的影响.结果表明:适量ZnO的复合引起SrWO4-ZnO复合物PL光谱强度降低,当ZnO复合量为7%时,复合物的PL光谱强度最低,光催化次甲基蓝溶液效率最高.表明复合物的PL光谱与其光催化活性有着一定的联系.     

粉煤灰漂珠@C3N4复合材料的合成及其光催化性能

制备漂珠@氮化碳（P@C3N4）光催化复合材料，通过利用XRD、SEM、XPS和UV-dis对材料的晶型、形貌和光响应进行表征，考察P@C3N4作为催化剂在可见光下降解亚甲基蓝（MB）与四环素的效果及动力学，对复合材料的重复使用性及降解机理进行探讨。结果表明，C3N4被成功负载在粉煤灰漂珠颗粒上，P@C3N4复合材料具有良好的可见光吸收性能。光照条件下，P@C3N4复合材料可有效提高MB与四环素的降解效果，一级动力学模型可描述污染物的光催化降解过程。P@C3N4光催化剂具有良好的稳定性，空穴和羟基自由基很可能是P@C3N4复合材料在光催化作用过程中起主要作用的活性基团。     

可见光活性CdS-SiO2的制备及性能

用沉淀法制得CdS纳米粒子,用氨水催化分解正硅酸乙酯制得复合光催化剂CdS-SiO2。光还原沉积法对CdS表面载Pt。借助X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)对催化剂进行表征,用电化学法测定CdS的光腐蚀度,以甲酸水溶液的可见光催化制氢反应为探针,评价催化剂活性。结果表明,SiO2的复合提高了CdS的分散性,抑制了CdS光腐蚀,从而使CdS的可见光制氢活性大大提高。     

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.      

叠层型Cu沉积TiO2复合薄膜的制备及光学性能

真空蒸镀法结合溶胶凝胶法成功地制备Cu-TiO23层复合结构薄膜.运用XRD,SEM,UV-vis等手段进行结构表征和光吸收性能测试.通过模拟可见光下制备样品对亚甲基蓝溶液降解率的变化,评定其光催化活性.结果表明:该法制备的复合结构薄膜,在未热处理时真空蒸镀的金属层为单质Cu.在723 K热处理后,沉积的Cu被氧化主要以Cu2O的形式存在,而TiO2为单一的锐钛矿晶型.823K保温2.0 h热处理后Cu2O进一步被氧化为CuO,同时出现了少量金红石型TiO2.由于Cu2O与CuO均为窄带隙的半导体,在可见光照射下会发生电子由价带向导带的跃迁,因此复合薄膜表现出明显的可见光吸收性能.降解实验的结果则表明:不同温度热处理后的复合薄膜均表现出较高的光催化活性,特别是723K热处理后的复合薄膜样品可见光催化活性最好,在可见光照射5.0 h后对亚甲基蓝溶液降解率接近100%.分析其原因认为,P型的Cu2O和CuO与n型TiO2半导体接触后,在其界面形成了纳米异质结的结合,其p-n结的内建电场抑制了光生载流予的再复合,提高了量子产率,因此使复合薄膜表现出较高的光催化性能.     

花状Pt/Bi2WO6微米晶合成、表征及其高可见光催化性能

利用水热-光化学沉积法合成了一系列粒径为1.5~2μm的花状Pt/Bi2WO6微米晶.采用X射线衍射仪（XRD）、N2物理吸附、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外可见漫反射光谱（DRS）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等手段进行表征.在可见光照射下（λ＞420 nm）,进行了光催化降解染料酸性橙Ⅱ的性能测试.表征和测试结果表明,这些多尺度花状Pt/Bi2WO6复合微米晶,在水溶液中进行光催化降解反应具有优越的性能.此外,沉积1%的Pt 纳米粒子可使光催化活性显著提高,为Bi2WO6的2.8倍.沉积的Pt纳米粒子由于产生表面等离子体的共振吸收,增强对可见光的吸收能力,同时降低了光生电子（e-）和空穴（h+）的复合,促进·OH 自由基的产生,因此能在很大程度上提高光催化活性.此外,这种特殊结构的Pt/Bi2WO6微米晶有利于在水溶液中进行分离和回收,提高催化剂的利用效率.     

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.      

上转光剂Er3+∶YAlO3复合物的声催化活性研究

通过溶胶凝胶的方法制备了上转光剂Er3+∶YAlO3,然后通过超声分散和溶液沸腾的方法合成了Er3+∶YAlO3/TiO2-CdS复合物光催化剂。利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)技术对Er3+∶YAlO3和Er3+∶YAlO3/TiO2-CdS复合物进行了表征。以酸性红B染料水溶液作为模拟污染物,通过可见声催化降解程度评估Er3+∶YAlO3/TiO2-CdS复合物催化活性,并且比较了Er3+∶YAlO3/TiO2和Er3+∶YAlO3/CdS光催化活性。最后,对Er3+∶YAlO3上转光剂的原理和Er3+∶YAlO3/TiO2-CdS复合物的声催化机理进行了讨论。     

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．     

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.      

氧化亚铜的复合改性及其光催化性质研究

采用简单的室温液相还原法制备了氧化亚铜微米立方块和Cu2O-ZnO复合物,利用XRD和EFSEM对产物进行了表征,研究了太阳光照下合成产物对不同类型染料的光催化降解性能。结果表明,氧化亚铜对阴离子染料有较好的降解效果,对阳离子染料降解效果不明显;Cu2O-ZnO复合物对阳离子染料亚甲基蓝的光催化活性明显高于纯的氧化亚铜,其中10%Cu2O-ZnO复合物的光催化效果最好。通过荧光光谱分析了复合物增强对阳离子染料亚甲基蓝的光催化效率的原因,探讨了Cu2O-ZnO复合物光催化反应的机理。     

低量Gd^3＋／Fe^3＋共掺杂TiO2制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在煅烧温度540℃制备了纯的和不同Gd^3＋／^3＋共掺杂的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征。研究了Gd^3＋／Fe^3＋共杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd^2＋／Fe^3＋共掺杂对纳米TiO2的光催化活性。结果表明,与纯TiO2相比,适量共掺杂Gd^3＋／Fe^3＋可以显著提高其光催化活性。当Gd^3＋／Fe^3＋共掺杂量为0．04％／0．04％,Ti02纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为89．96％,其金红石相含量为32％,平均晶粒粒径为30nm,Gd^3＋／Fe^3＋共掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸这两方面均有利于提高光催化活性。     

水热法合成Ag2C03／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Ag2CO/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-visDRS）等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征,并以紫外光（254nm）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A龅C03能提高光生电子一空穴对的分离效率,并改善催化剂的物理性能．     

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.     

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.     

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%.