石墨烯/磷酸银复合材料的制备及其光催化性能研究

采用改进Hummers法制备氧化石墨,将氧化石墨烯与硝酸银溶液搅拌处理一段时间后,滴加适量磷酸氢二钠溶液,制备得到石墨烯/磷酸银(GO/Ag3PO4)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对制备的复合材料进行了表征,并以有机染料罗丹明B的降解反应为模型评价催化剂在可见光下的光催化活性.测试结果表明,该方法不仅合成过程简单,而且石墨烯表面所负载的Ag3PO4纳米颗粒尺寸小、分散性好,与石墨烯的结合牢固.由于氧化石墨烯优异的吸附性能和对载流子的高迁移率,GO/Ag3PO4复合光催化剂显示出较高的可见光光催化活性和光稳定性.在可见光下对10mg/L的罗丹明B作用20min,降解率可达98%,降解效率较Ag3PO4颗粒提高近一倍.     

氧空穴对二氧化钛/磷酸银光催化活性的影响机制

采用磷酸银与具有可见光吸收能力的TiO_2基光催化剂相复合的方法,对带有氧空穴的二氧化钛(TiO_2-OV)的复合磷酸银光催化材料的性能进行了研究.采用光处理法成功制备出了具有可见光吸收能力的氧空穴二氧化钛材料,利用化学吸附法成功制备出了磷酸银/氧空穴二氧化钛复合光催化剂.透射电镜结果显示,磷酸银纳米颗粒均匀分散于氧空穴二氧化钛表面,形成结构完美的复合光催化剂;光催化降解罗丹明B实验结果表明,所制备的磷酸银/氧空穴二氧化钛复合光催化剂的光催化活性明显优于磷酸银光催化材料.     

硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结的制备及应用

采用溶剂热法合成了硫化锌量子点,并成功地与类石墨相氮化碳复合制备了硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结光电催化剂.通过X射线衍射仪、电子能谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、紫外可见分光光度计等仪器分别对样品的结构、组成、形貌、光学性能、电学性能进行了表征分析.结果表明:质量比为1∶9硫化锌量子点/类石墨相氮化碳的光催化活性最高,对罗丹明B的降解速率为0.802 4 h-1;在2.5 h时降解率为86.7%,较纯的类石墨相氮化碳降解率提高了45%.同时探究了不同复合方法对复合材料光电催化活性的影响,结果显示,搅拌复合制备的样品光电催化活性明显高于研磨煅烧制备得到的样品.     

立方体形Ag3PO4可见光光催化剂的制备及其性能研究

以AgNO3、Na2HPO4和NH3.H2O为主要原料,利用银氨辅助法成功制备出了在可见光照射下具有高的光催化活性的立方体形Ag3PO4光催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)等分别对Ag3PO4样品的晶相组成、微观形貌和吸光度等进行了表征,并且考察了该光催化剂在模拟太阳光照射下对罗丹明溶液的光催化降解效果.结果表明,所制备出的立方体形Ag3PO4晶体是由6个{100}晶面包裹而成,与球形的Ag3PO4样品相比,立方体形的Ag3PO4样品表现出更优越的光催化活性,这主要是由于由高活性的{100}晶面主导的立方体形Ag3PO4样品对可见光有更高的吸收能力、更高的电子与空穴分离效率,以及更多的光催化活性中心.     

Ag/g-C3N4异质结的制备及光催化性能的研究

以三聚氰胺为前驱体,制备g-C3 N4纳米鳞片.采用光沉积法制备不同银含量的高效可见光驱动Ag/g-C3 N4异质结光催化剂,并利用X-射线衍射仪(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对催化剂的组成、结构和形貌进行表征.通过比较罗丹明B在可见光下的降解速率,表明异质结对光催化降解效率优于纯g-C3 N4,可见光照射120 min,罗丹明B的降解率达到95.7％;同时也详细分析了Ag/g-C3 N4异质结的光催化机理.     

磷酸银改性二氧化钛可见光光催化性能

利用生物质瓜子皮为模板,水热法制备了纳米级二氧化钛,然后利用溶液共混法将磷酸银掺杂负载到二氧化钛上,制备出一种新型改性二氧化钛复合光催化剂,并通过扫描电镜、XRD对该催化剂进行了表征,同时将改性的催化剂用于处理亚甲基蓝染料,进而考察磷酸银改性二氧化钛在可见光下的光催化活性。得到复合材料最佳的制备条件:超声20 min,n(Ag3PO4)∶n(TiO2)为2∶10,反应pH=7;复合材料最佳反应条件:光催化剂加入量是0.1g,亚甲基蓝染料浓度为7.5~10mg·L-1,且加入氧化剂时可以在提高反应速率的同时提高降解率;h+是降解亚甲基蓝的主要氧化基团,可见光下该催化剂降解亚甲基蓝的反应过程符合一级反应动力学模型,新制备出的光催化剂的光响应范围有了很大的提高,在可见光之下的降解率也可以达到95%以上。     

活性炭纤维负载Ag3PO4光催化剂的可见光催化性能

用湿化学沉淀法将Ag3PO4沉积在活性炭纤维(ACF)上制备复合光催化剂Ag3PO4/ACF,采用BET比表面积法和扫描电子显微镜分析对样品进行表征,通过在可见光下降解橙Ⅱ检测样品的光催化活性.结果表明,Ag3PO4/ACF的光催化活性比纯Ag3PO4提高了32％,主要是Ag3PO4/ACF具有更为精细的Ag3PO4晶体束,且分布更均匀,对污染物的吸附能力增强以及Ag3PO4与ACF有紧密的接触界面.Ag3PO4/ACF对橙Ⅱ的降解率随着投加量的增大而提高,最佳投加量为1 000mg/L.随着染料初始pH的增大,Ag3PO4/ACF对橙Ⅱ的降解率逐渐下降,强酸环境较有利于降解染料废水.在Ag3PO4/ACF循环使用4次后,其对橙Ⅱ的降解率由99％下降到59％.     

活性炭纤维负载Ag_3PO_4光催化剂的可见光催化性能

用湿化学沉淀法将Ag3PO4沉积在活性炭纤维(ACF)上制备复合光催化剂Ag3PO4/ACF,采用BET比表面积法和扫描电子显微镜分析对样品进行表征,通过在可见光下降解橙II检测样品的光催化活性。结果表明,Ag3PO4/ACF的光催化活性比纯Ag3PO4提高了32%,主要是Ag3PO4/ACF具有更为精细的Ag3PO4晶体束,且分布更均匀,对污染物的吸附能力增强以及Ag3PO4与ACF有紧密的接触界面。Ag3PO4/ACF对橙II的降解率随着投加量的增大而提高,最佳投加量为1 000mg/L。随着染料初始pH的增大,Ag3PO4/ACF对橙II的降解率逐渐下降,强酸环境较有利于降解染料废水。在Ag3PO4/ACF循环使用4次后,其对橙II的降解率由99%下降到59%。     

CdS/Ag_2S复合光催化剂的制备及其光催化性能的研究

采用沉积-沉淀法制备了一系列不同Ag2S负载量的CdS/Ag2S复合光催化剂,通过X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见光谱等手段对催化剂进行了表征。结果表明,CdS/Ag2S系列样品的颗粒粒径小于CdS的颗粒粒径。以可见光为光源,考察了Ag2S负载量对CdS/Ag2S系列样品的光催化性能的影响。结果表明,当Ag2S负载量为10.0%、反应时间为220min时,罗丹明B的降解率达到最高,为71%。CdS/Ag2S复合光催化剂能够显著减少光生电子-空穴对的重新结合次数,因此其光催化降解罗丹明B的能力要高于CdS。     

Ag/g-C_3N_4复合光催化剂的固相合成及光催化性能研究

采用浓硫酸剥离法对块体石墨相氮化碳g-C_3N_4进行剥离,得到高分散性的片状g-C_3N_4,然后用固相合成法制得Ag/g-C_3N_4复合光催化剂。采用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱及电子扫描显微镜对合成材料进行了分析表征,并以亚甲基蓝降解为特征反应考察了块状g-C_3N_4、片状g-C_3N_4及Ag/g-C_3N_4复合光催化剂的光催化活性。实验结果表明,与块状g-C_3N_4相比,片状g-C_3N_4在水溶液中有良好的分散性,光催化活性明显提高,Ag/g-C_3N_4复合光催化剂的催化性能最好,并且Ag/g-C_3N_4复合光催化剂能使对硝基苯酚向对硝基苯胺快速还原转化。     

Ag/TiO_2/HAP复合光催化剂的制备和表征

为使二氧化钛光催化剂能应用于纺织物中,利用溶胶-凝胶法和非均相沉淀法,制备银(Ag)/二氧化钛(TiO2)/羟基磷灰石(HAP)复合光催化剂颗粒。运用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对样品的结构形态进行表征;并以2 mg/L亚甲基蓝溶液为待降解有机物,通过紫外光谱(UV)吸收对样品的催化性能进行了测试和分析。结果表明:制备的Ag/TiO2/HAP粒子具有核壳结构,最外层包覆的是羟基磷灰石,颗粒直径在400 nm左右,其光催化活性基本接近P25纳米TiO2粉末。     

SiO_2气凝胶/WO_x-TiO_2复合空气净化涂料的制备及性能

以常压干燥制备的SiO2气凝胶和水热合成法制备的WOx-TiO2复合光催化粒子为主要的功能性无机吸附/光催化剂添加相,合成制备了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料。通过BET-BJH法分析了SiO2气凝胶的比表面积及孔容积,利用光催化降解罗丹明B的实验分析了WOx-TiO2复合光催化粒子的可见光催化活性,重点研究了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料对罗丹明B和甲醛气体的吸附/光催化降解能力。吸附/光催化降解罗丹明B的实验表明,吸附/光催化剂占涂料质量分数为5.0%时,具有较稳定、较高的吸附/光催化降解率,达69.6%;吸附/光催化降解甲醛的实验表明,当吸附/光催化剂占涂料质量分数的5.0%并且纯SiO2气凝胶与WOx-TiO2复合光催化粒子质量比为1∶1时,3h内复合空气净化涂料对甲醛气体的吸附/光催化降解率可达到84.62%。     

静电纺制备TiO2/PVA复合纳米纤维及其光催化性能研究

通过静电纺丝的方法制备一种以二氧化钛(TiO2)为催化剂,聚乙烯醇(PVA)为载体的TiO2/PVA复合纳米纤维光催化材料。使用FE-SEM,XRD,Tg,FTIR对制备的TiO2/PVA复合纳米纤维膜进行了表征,并考察了其紫外光照射下光催化降解罗丹明B(Rh B)的能力。结果表明:制备的TiO2/PVA复合纳米纤维具有较高的光催化活性。     

SnO_2/BiOI复合材料的制备与光催化性能

用恒温水浴加热法制备了不同物质的量比例的SnO_2/BiOI复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)和光致发光(PL)光谱等测试手段对产物进行了表征;通过在可见光下降解MB溶液研究SnO_2/BiOI复合材料的光催化性能。n(SnO_2)∶n(BiOI)=7∶3的复合光催化剂(SB-7)的光催化活性最高。光生电子空穴对在SnO_2和BiOI界面间实现了有效分离,因而改善了光催化性能。     

Ag担载介孔Bi2WO6的制备及其太阳光催化性能

采用硬模板法及液相沉淀法制备了介孔Bi2WO6(m-Bi2WO6)光催化剂,通过光还原沉积贵金属的方法制备了银担载的m-Bi2WO6复合纳米粒子(Ag/m-Bi2WO6),并利用氮气吸附脱附、XRD、XPS、DRS等测试技术对样品进行了表征。以RhB染料为目标降解物,考察了样品的光催化活性。结果表明,介孔结构能够提高Bi2WO6光催化剂的光催化性能;担载金属银,使得m-Bi2WO6催化剂的光催化性能得到了提高。     

二硒化钨-银/氮掺杂石墨烯纳米复合光催化剂的制备及其降解有机废水

利用Hummers法制得了氧化石墨烯,通过固相合成法制备了二硒化钨,采用常温还原法制备银纳米粒子,将制备的二硒化钨、氧化石墨烯和尿素按照一定比例混合,通过水热合成法制备二硒化钨-氮掺杂石墨烯复合物,以制备的纳米复合物为原料,与银纳米粒子在乙二胺中超声复合得到二硒化钨-银/氮掺杂石墨烯纳米复合光催化剂。利用SEM、XRD、TEM等方法对制备的纳米材料进行了表征。通过光催化降解亚甲基蓝溶液研究复合光催化剂催化性能。实验结果表明:复合光催化剂中银的质量分数为20%时,降解浓度为4.0×10-5 mol·L-1的亚甲基蓝溶液,降解效果最佳,可达到97.8%,高于单纯的二硒化钨和传统的二氧化钛光催化剂。同时复合光催化剂对甲基橙、罗丹明B溶液也具有较好的光催化降解作用,降解浓度为4.0×10-5 mol·L-1的甲基橙、罗丹明B溶液的降解率分别为56.3%、62.3%左右。     

Ag_3PO_4光催化剂的合成和其光催化性能

用简单化学沉淀法制备了Ag3PO4可见光光催化剂,通过XRD、SEM和UV-Vis对其进行表征,并以若丹明B溶液为目标降解物研究了其光催化性能。UV-Vis图证实Ag3PO4对波长小于525nm范围内有明显吸收,可利用太阳光中的可见光。对比在可见光下光降解45min时的催化性能,N-TiO2催化降解率为8.1%,而Ag3PO4催化降解率为93.9%,表明Ag3PO4具有高效性;重复光催化5次Ag3PO4催化性能基本保持不变,催化降解率依次为93.9%、95.4%、95.5%、95.9%和96.5%,SEM图和XRD图显示,立方晶系的Ag3PO4在重复光催化5次后形貌和晶型均没有发生变化,以上实验结果表明其具有稳定性。因此,Ag3PO4是一种具有高效性和稳定性的可见光催化剂。     

CdS/g-C_3N_4复合材料的制备及其光催化性能研究

采用沉淀法制备CdS/g-C_3N_4复合光催化剂.利用XRD、SEM、FTIR、EDS、UV-Vis-DRS等对合成样品的结构、形貌、组分及光吸收性能进行表征.通过甲基橙(MO)水溶液的光催化降解评价产品的光催化活性.结果表明:CdS/g-C_3N_4复合光催化剂由CdS和g-C_3N_4两相组成,将g-C_3N_4与CdS复合明显增强了光催化活性,其中,质量比为5∶3的CdS/g-C_3N_4光催化活性最高,紫外光照150 min,MO降解率达97.88%,MO表观降解速率常数分别是纯CdS和g-C_3N_4催化时的6.24和11.91倍.稳定性测试结果表明CdS/g-C_3N_4复合光催化剂在光催化反应中拥有优异的稳定性和可重复性.     

SiO_2/Ag复合微球的制备及光催化性能研究

采用水热法在SiO_2纳米微球表面修饰Ag纳米颗粒,制备二元SiO_2/Ag复合微球(SiO_2/Ag CMs)。通过改变AgNO_3用量,调控Ag纳米颗粒的尺寸及分布,并利用透射电子显微镜、X射线衍射等技术探究产物的表面形貌、微观结构及组成。相比于单分散性的SiO_2微球和Ag纳米颗粒,SiO_2/Ag CMs的光吸收峰发生明显红移,且具有较宽的SPR光吸收范围。以亚甲基蓝(MB)为有机染料模型,研究SiO_2/Ag CMs对MB的光催化降解性能,结果表明:SiO_2/Ag CMs光催化剂催化性能优于SiO_2纳米微球及Ag纳米颗粒;当AgNO_3用量为0.10g时所制备的SiO_2/Ag CMs表现出较为优异的光催化活性,且在可见光照射80min时其催化效率达到97.7%。     

钒酸铋/碳量子点的制备及其光电催化性能

将柠檬酸和乙二胺水热透析获得碳量子点(CQDs),以硝酸铋制备钒酸铋(BiVO_4)的前驱体,将其与CQDs混合后进行水热反应制备BiVO_4/CQDs复合催化剂。采用电沉积的方式负载于导电玻璃上制得光电极。用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、光电流、漫反射光谱、荧光光谱等对BiVO_4/CQDs的形貌、结构以及光学性质进行了表征,并研究其在光电催化作用下对罗丹明B(RhB)降解性能。结果表明,BiVO_4/CQDs的光电催化的性能随着外加电压增大逐渐提高;在1.2 V外加电压下,其光电催化降解RhB的动力学常数分别是单独光催化和单独电化学的3.7和3.1倍,表现出明显光电协同作用;外加电压的提高促进了光生电子空穴的有效分离,因而显著提高了光催化性能。