Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料的制备及其性能

以膨润土为载体,硝酸锌、硝酸铈和氢氧化钠为原料,采用沉淀法制备了Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附仪等对其进行表征,并通过对亚甲基蓝(MB)溶液脱色反应,考察紫外光照射下复合材料的光催化性能.结果表明,复合光催化材料中由于Ce掺杂ZnO的光催化作用与膨润土的吸附性相互协同,显示出优良的光催化活性和稳定性.当Ce的掺杂量为3.0%,同时复合光催化材料的加入量为20 mg/L,MB溶液的pH值为6时,复合光催化材料的性能最优,在紫外灯下照射2 h后,MB溶液的脱色率达到98.6%.     

竹炭基铈掺杂氧化锌制备及催化降解亚甲基蓝

以竹粉为碳源、ZnCl₂为锌源、六水合硝酸铈(Ⅲ)(Ce(NO₃)₃·6H₂O)为铈源,采用一锅法制备得到新型竹炭负载Ce掺杂ZnO复合材料(Ce-ZnO/BC)。利用XRD、FTIR、SEM、EDS、BET、XPS、紫外-可见光漫反射光谱(DRS)及光致荧光光谱(PL)对所制备复合材料进行全面表征,并对其光催化降解有机染料性能进行了研究。获得了催化材料的最佳制备条件:ZnCl₂与竹粉浸渍比为3∶10,煅烧温度为500℃,Ce(NO₃)₃·6H₂O加入量为ZnCl₂的2.5%。所得材料分别以日光和紫外光为光源,在暗处吸附20 min,光照120 min、亚甲基蓝(MB)溶液50 mL(10 mg·L?1),催化剂用量为40 mg 条件下,对MB降解率分别为92.2%和93.7%。并且研究结果表明,其催化MB降解符合一级反应动力学原理,催化剂具有一定的重复使用性能。      

水热合成多壁碳纳米管/钒酸铋复合材料

通过水热合成方法制备了钒酸铋(BiVO_4)和多壁碳纳米管/钒酸铋(MWCNTS/BiVO_4)复合材料,用XRD、SEM-EDX、DRS等技术对所制备的材料进行了表征。研究了在可见光照射下材料降解亚甲基蓝溶液(MB)的光催化性能。当掺杂MWCNTS后,增强了样品对可见光的吸收能力,减小了催化剂的带隙宽度,有利于提高BiVO4复合材料在可见光下的光催化活性。在可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的光催化实验表明,质量含量为10%MWCNTS/BiVO_4样品的光催化活性最高,可见光照射3h对亚甲基蓝溶液的降解率达91.8%,与纯BiVO_4相比,其光降解率约提高了近1倍。     

Co/ZnO复合材料的制备及其光催化性能研究

以ZnCl_2、CoCl_2·6H_2O和NaOH为原料,采用水热法制备了Co/ZnO复合材料。通过XRD、SEM等方法对制备的复合材料进行结构及形貌表征。并以Co/ZnO为光催化剂,考察其对有机污染物亚甲基蓝的光催化降解性能。结果表明:过渡金属离子Co的掺入并不影响ZnO晶相的形成,Co/ZnO复合材料仍为六方晶系纤锌矿结构,且掺杂过渡金属离子Co可有效提高ZnO对亚甲基蓝的光催化降解性能,最高降解率可达到95.5%。     

ZnO/CNTs复合材料的制备、表征及光催化性能

采用水热法制备了一系列氧化锌和碳纳米管的复合材料(ZnO/CNTs),详细考察了碳纳米管的含量对复合材料光催化性能的影响。利用X射线衍射仪、紫外-可见漫反射吸收光谱、扫描电子显微镜、X射线能谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和氮气吸附-脱附等测试手段对样品的结构、形貌和光学性质进行了表征,并用亚甲基蓝溶液模拟污染物,评价了ZnO/CNTs复合材料的光催化性能。结果表明:添加CNTs提高了ZnO的比表面积,增强了ZnO的可见光吸收。ZnO/CNTs复合材料较纯ZnO具有更高的光催化活性,并且随着CNTs含量的增加,ZnO/CNTs复合材料的光催化活性呈先增加后减小的趋势。当CNTs的含量为0.3%(质量分数)时,ZnO/CNTs复合材料的光催化活性最高,经过50 min光照后,亚甲基蓝的降解率达到了96.2%。     

碱沉淀法制备Ce掺杂ZnO及其光催化性能

采用硝酸锌和硝酸铈为原料,三乙醇胺为沉淀剂,通过碱沉淀法制备了一系列Ce掺杂ZnO光催化剂。借助SEM,XRD,UV-vis等表征手段对催化剂的结构进行表征。以亚甲基蓝溶液脱色反应为模型,考察了不同Ce掺杂量ZnO光催化剂的光催化性能,结果表明,Ce掺杂ZnO的光催化性能高于未掺杂ZnO,且Ce掺杂量为2%时,ZnO光催化性能最好。最后简要讨论了Ce掺杂对ZnO光催化性能的作用机理。     

纳米氧化锌中空柱的制备及其光催化性能的研究

以醋酸锌和氨水为原料,超声法制备出氧化锌中空柱,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、Uv-vis漫反射对纳米ZnO的形貌、结构进行了表征,以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察纳米ZnO的光催化性能。结果表明:制备出的纳米氧化锌呈中空的柱形,长约2～3μm,直径约300nm,壁厚约40nm,结晶良好。当加入纳米ZnO为0.4g/L,光降解时间为75min,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到99.08%。     

纳米针状ZnO的绿色合成及光催化性能研究

以Zn(Ac)2·2H2O和NaOH为反应物,以离子液体1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bzmim][BF4]水溶液为反应介质,在80℃制得纳米针状ZnO。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectra)对纳米ZnO的形貌和结构进行了表征,以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察纳米ZnO的光催化性能。结果表明:制备出的纳米ZnO呈针状,宽约25nm,长约220nm,为六方纤锌矿结构。紫外灯照射180min后,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到97.1%。     

合成条件对Bi_2MoO_6/ZnO纳米复合材料光催化性能的影响

采用水热法在不同的反应温度、反应时间和不同pH值条件下原位合成纳米Bi_2MoO_6/ZnO复合材料,使用XRD,SEM分析了产物的相结构与微观相貌,通过Bi_2MoO_6/ZnO光催化降解亚甲基蓝溶液,分析复合物的光催化性能。研究结果表明,在pH=6、反应温度为160℃、反应时间为12 h的条件下,可以得到结晶度较高的Bi_2MoO_6/ZnO纳米复合材料,且在可见光照射条件下90 min,对亚甲基蓝的降解率最大达到97.6%。Bi_2MoO_6/ZnO纳米复合材料在光降解领域具有潜在应用价值。     

纳米ZnO中Al的掺杂及其在水溶液中光催化性能的研究

分别用热物理法制备ZnO、掺Al/Zno和光化学反应沉积制备掺Al/ZnO的纳米粉体材料,采用XRD,TEM等手段研究了ZnO超微粒子结构与形貌.在Al掺杂ZnO纳米晶的水相体系中,通过吸光度、脱色率的测定证实了Al掺杂有效的改善了ZnO对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能.Al掺杂ZnO纳米晶较普通氧化锌有更好的光催化活性.效果最好的是热物理法掺Al/ZnO对亚甲基蓝的降解.     

碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维的制备及其太阳光催化性能

采用溶胶-凝胶法和静电纺丝法制备ZnO-TiO_2纳米纤维和碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维,以扫描电镜、热重-差示热量、红外光谱、X射线衍射和比表面积分析等方法进行表征。以10mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了ZnO掺杂量对亚甲基蓝光催化降解性能的影响。结果表明:ZnO的质量分数为3%的碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维光催化性能最高,太阳光照射6h时亚甲基蓝的降解率达到94.4%。对其光催化机理进行了简要分析。     

核壳纳米复合材料的光催化和抑菌性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了银(Ag)@氧化锌(ZnO)纳米复合材料(Ag@ZnO),并采用激光粒度分布仪(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和热重分析仪(TGA)等仪器设备对制得的样品的形貌、晶型、热稳定性等进行了测试。结果表明:Ag@ZnO纳米复合材料呈现出良好的复合结构,粒径约50nm,具有良好的热稳定性能。研究了Ag@ZnO纳米复合材料对亚甲基蓝的光催化性能和对大肠杆菌等生物细菌的抑制性能。Ag@ZnO纳米复合微粒对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化降解性能,降解率达到85%;对大肠杆菌具有很好的抑制性能。     

钛柱撑蒙脱石的制备及对亚甲基蓝的光催化降解研究

以四氯化钛(TiCl4)为钛源,钠基蒙脱石(Na-mt)为基质,采用水解法制备钛柱撑蒙脱石(Ti-PILM)纳米复合材料,研究了Ti-PILM材料制备过程的影响因素及Ti-PILM材料对亚甲基蓝光催化降解性能。研究结果表明:在亚甲基蓝初始浓度为40mg/L,Ti-PILM用量为2g/L,吸附30min,光催化150min条件下,Ti-PILM纳米复合材料对亚甲基蓝溶液的降解率达到92.03%。     

ZnO纳米棒的绿色合成及光催化性能研究

以Zn(Ac)2·2H2O和NaOH为反应物,以离子液体1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C12mim][BF4]水溶液为反应介质,80℃下制得ZnO纳米棒。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见吸收光谱(UVVis absorption spectra)对纳米ZnO的形貌和结构进行了表征,以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察纳米ZnO的光催化性能。结果表明,制备出的纳米氧化锌呈棒状,宽约10nm,长约160nm,为六方纤锌矿结构。紫外灯照射120min后,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到86.3%。     

太阳光下Cr~(3+)掺杂TiO_2复合微粒光催化性能研究

利用酸催化的溶胶一凝胶法成功地合成了一系列不同CP3+掺杂量(x=0.01%～10%)的TiO2复合光催化剂(Cd3+/TiO2).在太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液的光催化降解对复合材料的光催化性能进行了表征,并考察了催化剂投加量、Cr3+掺杂量和溶液pH值等因素对光催化降解反应的影响.结果表明,亚甲基蓝溶液在复合微粒上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,在催化剂投加量为lg/L、Cr3+掺入量为0.3%和pH=7时,Cr3+/TiO2复合微粒光催化活性达最佳,测得表观反应速率常数 K为7.27×10-3 rag(L·min)-1,t1/2为95min,反应4h后亚甲基蓝的降解率可达79%,与纯的TiO2相比较,反应速率提高了2倍,降解率提高了20%.中性或碱性条件下有利于亚甲基蓝溶液的光催化降解.     

静电纺丝法制备Ce/ZnO掺杂聚丙烯腈(PAN)复合膜及光催化性能研究

以自制Ce/ZnO粉末为掺杂原料,通过静电纺丝技术合成了一系列Ce/ZnO粉末掺杂的PAN复合膜。借助SEM、FT-IR、力学性能测试、接触角测量等对PAN复合膜的物化性质进行表征。以亚甲基蓝溶液脱色反应为模型,考察不同Ce/ZnO粉末掺杂量的PAN复合膜的光催化性能。结果表明,Ce/ZnO粉末的掺杂对PAN膜的纤维直径、表面性质等物理性质有影响,Ce/ZnO的掺杂量为3%时,PAN样品膜具有较好的光催化性能和拉伸强度,脱色率为75.13%。     

Ag-ZnO/生物质炭纳米复合材料的制备及协同可见光催化性能

以醋酸锌(Zn(CH₃COO)₂·2H₂O)为锌源、硝酸银(AgNO₃)为掺杂源、纤维素纳米晶体(Cellulose nanocrystal, CNC)为生物模板，通过溶胶-凝胶法结合碳化处理，制备了Ag-ZnO/生物质炭(Biochar)复合材料。采用TEM、XRD、BET、UV-Vis DRS对所制得的Ag-ZnO/Biochar复合材料进行表征。以亚甲基蓝(MB)为模型污染物，评价Ag-ZnO/Biochar复合材料在可见光源照射下的光催化性能，进一步阐明其光催化机制。结果表明:碳化后纳米ZnO仍保持良好的分散性，球形Ag纳米粒子均匀分散在ZnO表面，形成Ag-ZnO/Biochar三元复合材料。与Ag-ZnO和ZnO/Biochar复合材料相比，Ag-ZnO/Biochar复合材料在可见光下的光催化降解率显著提高。这是由于生物质炭赋予复合体系良好的吸附性能，使MB的光催化降解反应持续发生；而Ag纳米粒子的表面等离子体共振(Surface plasmon resonance, SRP)效应则增强了复合体系在可见光区的吸收。其中，当AgNO₃、CNC、Zn(CH₃COO)₂·2H₂O的质量比为0.01:0.25:1时，制得的Ag-ZnO/Biochar复合材料在可见光下具有最佳的光吸收性能和MB降解效率:室温条件下，黑暗中吸附30 min，再用可见光照射120 min，即可达到99%的MB降解率，显著高于Ag-ZnO(约23%)和ZnO/Biochar复合材料(约64%)。      

Ce掺杂PI/CuO复合薄膜的制备及性能

以聚酰亚胺(PI)为基体,采用离子交换法制备Ce掺杂PI/CuO复合薄膜。考察了不同制备条件对其性能的影响,并进一步研究了Ce掺杂量及离子交换液浓度对复合薄膜的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光能谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)等技术手段对复合薄膜进行表征,并且以亚甲基蓝为模型污染物,根据对亚甲基蓝的降解率评价薄膜的光催化性能。研究结果表明,煅烧温度350℃,煅烧时间4h,Ce掺杂量为10%、离子交换液浓度为0.4mol/L时,光催化效果最好,2h亚甲基蓝降解率可达92.7%,总有机碳量(TOC)去除率78.7%。回收复合薄膜进行二次利用,降解效果良好。     

环境友好型塑料用改性ZnO添加剂的光催化性能研究

以纳米ZnO和AgNO3溶液为原料,采用掺杂的方法制备了改性的塑料用ZnO添加剂,通过其光催化降解亚甲基蓝的效果评价了样品的光催化性能。实验结果表明,当银的掺杂量为2.8%,光催化剂添加浓度是0.8g/L时,此时Ag/ZnO复合粉体对亚甲基蓝的光催化降解效果最好。制备的Ag/ZnO复合粉体在紫外光区和可见光区都有较强的吸收,且吸收峰波长和Ag与纳米ZnO相比都出现了一定程度的红移。掺杂银显著提高了纳米ZnO的光催化性能     

锆掺杂纳米ZnO粉体的制备及其光催化性能

以Na2CO3、ZnSO4和ZrOCl2·8H2O为原料,采用直接沉淀法制备了纯ZnO和掺锆ZnO的纳米粉体,并用XRD、FT-IR、UV-Vis、SEM和TEM等表征手段进行表征,用紫外灯作为光源,亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,研究了ZnO和掺锆ZnO纳米粉体的光催化性能,并考察了前驱体煅烧温度与时间、掺锆量以及催化剂加入量等因素对降解率的影响,结果表明,煅烧温度为700℃时,相比纯ZnO掺杂锆的ZnO晶粒结晶良好,样品粒度分布更均匀,粒径变小,且掺锆的ZnO光催化活性高。当掺锆量为1%（摩尔比）时,光催化性能最好,加入催化剂量为0.8g.dm^-3,光降解时间为1h时,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到98.65%。