锰掺杂ZnS/石墨烯/纤维素复合材料的制备及光催化性能

以硝酸锌(Zn(NO_3)_2·6H_2O)为锌源,以硫化钠(Na_2S·9H_2O)为硫源,通过一步水热法制备得到未掺杂和锰掺杂的石墨烯(GO)修饰的ZnS量子点,并同步将其负载于纤维素纤维上,得到具有优良光催化性能的纤维素纤维。探究了GO添加量、Mn~(2+)掺杂量对ZnS/GO/纤维素复合材料光催化性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、荧光光谱(PL)、紫外-可见光分光光度计(UV-vis)对量子点纤维素材料进行分析表征。同时,采用甲基橙(MO)作为光催化底物,探究了纤维素复合材料的光催化性能及循环使用性能。结果表明,在光催化15 min内ZnS/GO/纤维素复合材料可将甲基橙光催化降解完全,而锰掺杂后的复合材料在光催化10 min内就已将甲基橙降解趋于完全;ZnS/GO/纤维素复合材料和Mn:ZnS/GO/纤维素复合材料具有优异的循环使用性能,样品经循环使用10次后,光催化30 min内甲基橙的光催化降解率仍可达到57%。     

β_2-SiW_(11)Mn/聚苯胺/ZnO三元复合材料的制备及其光催化性能

采用水浴加热方法制备β_2-SiW_(11)Mn/PANI/ZnO,用紫外光谱、热重、SEM方法进行表征。研究了合成的催化剂对有机染料甲基橙降解的光催化活性。讨论了催化剂用量、甲基橙溶液的初始质量浓度、溶液p H等对甲基橙降解的影响。结果表明,当溶液p H=8,催化剂用量25 mg/L,质量浓度为5 mg/L的甲基橙溶液在30 W紫外灯下,降解率可达99.63%,与催化剂β_2-SiW_(11)Mn和PANI/ZnO比较,三元催化剂β_2-SiW_(11)Mn/PANI/ZnO表现出更高的光催化降解性能。     

不同形貌纳米ZnO的制备、掺杂及在改性涤纶织物中的应用

以氯化锌、氢氧化钠、硝酸铝及硝酸钇为原料,采用低温水热法制备不同形貌的纳米ZnO及Al-Y修饰ZnO复合物,并使用掺杂后的ZnO作用于改性涤纶织物。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和紫外-可见光漫反射等方法对所制样品进行表征。结果表明:通过控制Zn2+/NaOH配比,利用水热法制得片状、花状和棒状的纳米ZnO,其中片状ZnO的光催化活性较好,在紫外光下照射120 min,对亚甲基蓝(MB)的降解率为86.68%。涤纶织物经3%Al-3%Y共修饰片状ZnO掺杂后,在紫外光下照射120 min,对MB的降解率达到92.30%,紫外线防护指数达50+,具备良好的光催化与抗紫外线性能。     

PAN纤维增强hemin/TiO_2可见光催化性能研究

使用偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,通过配位作用同时负载氯化血红素(hemin)和二氧化钛(TiO_2)制备了复合光敏催化材料,在对其表面形貌和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料降解反应中的可见光催化性能。结果表明,hemin/TiO_2能够有效负载于改性PAN纤维表面,而且所制备的催化剂在可见光区显示出较强的吸收性能。通过对染料光催化降解试验发现,纤维载体能够大幅提升hemin/TiO_2的光催化活性,而且其活性与催化剂中hemin含量相关;该复合光敏催化材料具有较宽的pH适用范围,而且增加可见光强度能够提升其光催化活性。     

负载WO3的细菌纤维素/Au膜制备及其催化性能

为开发一种新型纳米纤维材料用于催化降解抗生素废水,通过化学还原法在分散的细菌纤维素(BC)纳米纤维上沉积Au纳米颗粒,然后以此为载体采用真空辅助过滤方法形成均匀负载纳米WO₃光催化材料的BC/Au-WO₃纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析样品的组成结构和表观形貌,并对其进行紫外-可见光吸收光谱、交流阻抗、力学性能、光催化和光电催化测试。结果表明：BC纳米纤维可对WO₃颗粒起到良好的柔性支撑作用,同时Au纳米颗粒的加入可降低材料的电荷转移阻抗并增强光吸收能力,从而提高其光催化降解性能;相对于单一的光催化反应,光电催化反应可加速降解反应并能提高降解率;在2.0 V附加电压和150 W氙灯下BC/Au-WO₃在3 h内对盐酸四环素的催化降解率可提高至78.4%。     

光热-光催化双功能Au@Cu2O二元异质结的制备及其对水的清洁处理

为制备具有光热和光催化性能的双功能织物用于净化水，通过分子组装制备出兼具可见光与近红外响应的金/氧化亚铜异质结纳米颗粒(Au@Cu₂O),使用轧-烘-焙将纳米材料整理到棉织物上，得到可用于界面蒸发生产清洁水的光热-光催化双功能棉织物。利用SEM、TEM、UV-VIS-NIR、XRD、FTIR等对Au@Cu₂O及Au@Cu₂O改性棉织物进行形貌、结构的表征，并对改性棉织物在模拟太阳光下对水的净化处理性能进行研究。结果表明：Au@Cu₂O改性棉织物具有良好的光热、光催化性能，在功率密度0.1 W/cm²的模拟太阳光源照射下，Au@Cu₂O改性棉织物的蒸发速率为1.25 kg/(m²·h),太阳光-蒸汽转换效率为77.4%,可见光辐照180 min后对甲基橙的降解率达到89.2%。制备的Au@Cu₂O改性棉织物在净化水领域展示出良好的应用潜力。     

TiO_2光催化材料的制备及其性能研究

文章采用水热法合成TiO_2,以钛酸四丁酯和乙醇为原料,研究水热温度对TiO_2形貌的影响,通过SEM以及XRD表征得到:在110℃水热时,TiO_2形貌最好,衍射峰最强。还通过实验研究了可见光下TiO_2对溶液中的甲基橙废水的光催化降解性能,实验结果表明在水热110℃下制备的TiO_2催化剂,在加入量为0.15g,在300W氙灯模拟可见光照射1.5h条件下,对质量浓度为20mg/L,体积为150m L甲基橙溶液降解率达到85.7%,由此说明其具有良好的光催化活性。     

非织造布表面形貌可控氧化锌纳米粒子的构筑

为制备分散性良好的氧化锌(ZnO)复合光催化材料,采用一步法混合聚丙烯纺粘非织造布(PPEN)和锌铵溶液,通过直接沉淀法负载具有不同形貌和光催化性能的氧化锌纳米粒子。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪及紫外-可见漫反射光谱仪考察反应温度对样品微观形貌、分散性、结晶性、热稳定性和光催化性的影响。结果表明:经75 ℃处理后棒状ZnO微米粒子均匀包覆在非织造布表面;经75 ℃处理得到的PPFN/ZnO复合材料较60、90 ℃在X射线衍射特征峰处有着更尖锐的峰型,结晶度为88.0%,其最大降解温度由287.2 ℃提高到392.9 ℃,增加了105.7 ℃;对亚甲基蓝染料光催化降解8 h后降解率达到96.04%。     

Co/TiO2的制备及其光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了二氧化钛(TiO2)和钴元素修饰的二氧化钛(Co/TiO2)光催化剂,并利用扫描电镜和X衍射分析仪等仪器对样品进行形貌和结构的表征,以甲基橙水溶液的紫外线光催化降解为探针反应,评估TiO2和Co/TiO2的光催化活性.研究结果表明,光催化剂存在钛氧化物和Co元素,具有介孔结构,且粒径分布均匀,结构规整,表面存在一定的缺陷.以甲基橙作为降解目标,发现Co/TiO2的催化活性高于未经修饰的TiO2,其在紫外光辐射下光催化降解率达到96.2％.     

Ag_3PO_4/TiO_2负载功能织物的制备及其光催化性能

采用原位沉积法制备Ag_3PO_4/TiO_2复合光催化剂,并经浸轧工艺整理1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)处理的棉织物,制备可见光光催化功能棉织物。采用X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)以及扫描电镜(SEM)表征复合光催化剂的晶型、光学性能以及整理织物的表面形貌,并研究了光催化功能织物催化降解模拟染料罗丹明B和甲醛的性能。结果表明,BTCA处理棉织物可以明显提高复合光催化剂在棉织物表面的负载量,所制得的可见光光催化功能棉织物对罗丹明B的降解率可达100%,对甲醛的降解率可达70%,具有良好的可见光光催化降解性能。     

La/Nd掺杂花状纳米ZnO的制备及对活性染料的光催化降解

以氯化锌和尿素为原料,乙二醇为形貌控制剂,掺杂镧(La)和钕(Nd)等金属元素,采用水热法制备了花状纳米氧化锌及其改性复合物。利用扫描电镜、X射线衍射等方法对粉体进行了表征,并研究了其对活性染料的光催化性能。结果表明:La、Nd的最佳单掺杂比均为3%,改性后氧化锌的光激发波长扩展至可见光区,经60 min可见光照射,活性红24及活性黄145的降解率均达到80%以上。采用3%La-3%Nd/ZnO为光催化剂处理活性染料废水时,无论是紫外光照射,还是可见光照射下,都能显著降低印染废水的COD和TOC,证明3%La-3%Nd/ZnO是一种优异的光催化剂。     

氧化锌纳米纤维的制备及其光催化性能

采用静电纺丝法制备出PVP/Zn(CH3COO)2复合纳米纤维,经烧结得到ZnO纳米纤维。用热重分析仪,X射线能谱仪,傅里叶红外光谱仪,X射线衍射仪和场发射扫描电镜来表征烧结前后纤维的纯度、晶型和表面形貌。以ZnO纳米纤维对亚甲基蓝溶液进行光催化降解研究,考察了光照时间、烧结温度对光催化降解效果的影响。对照自制ZnO纳米颗粒的光催化降解效果,证明ZnO纳米纤维不仅具有良好的光催化性能,还具有很好的重复使用性能。     

可见光激发降解甲基橙的光催化漂浮球的制备

为推广多相光催化技术在特殊废水深度治理中的应用,采用耦合吸附相反应技术和热还原处理制备了高活性的可见光响应的贵金属沉积光催化组分。将该光催化组分负载于多孔聚氨酯海绵颗粒表面后,填充至聚丙烯空心球中构建漂浮式光催化球,并用于高含盐废水中甲基橙的光降解。结果表明:通过吸附相反应技术可在TiO₂光催化剂表面沉积小粒径且与TiO₂表面紧密结合的贵金属纳米粒子,从而在光催化组分中引入费米能级并形成表面等离子体共振效应,增强光催化组分在可见光激发下对高含盐废水中甲基橙的降解性能;由于贵金属沉积光催化组分的高效降解性能,其负载后构建的漂浮式光催化球也能稳定高效地降解高含盐废水中的甲基橙。     

La~(3+)/Ce~(4+)对TiO_2可见光光催化活性的影响

采用醇盐水解法制备了La3+/Ce4+改性的TiO2光催化剂,分别就La3+/Ce4+添加量以及焙烧温度对改性TiO2粉体的晶相、比表面积等对其可见光光催化活性的影响进行了研究。结果表明,La3+添加量为1.5时,改性TiO2粉体经550℃焙烧2h后,在波长为420nm,照度为1200μw/cm2的可见光下照射12h后,对甲基橙的降解率可达47.60%,呈现出较好的可见光光催化活性。     

Ag修饰花瓣状ZnO材料的合成及其光催化性能

以醋酸锌和硝酸银为原料,采用水热法合成了Ag/ZnO复合材料,并通过XRD、UV-Vis、SEM、XPS和PL等进行了物理化学性能表征。在紫外光源照射下,将亚甲基蓝溶液作为目标废水降解物,研究了Ag掺杂比对Ag/ZnO复合材料光催化性能的影响。结果表明,Ag/ZnO复合材料呈现三维花瓣状,Ag以原子的形式吸附在ZnO表面;2.0%Ag/ZnO复合材料具有良好的光催化活性,120 min后对亚甲基蓝溶液的降解率可达94%。Ag/ZnO复合材料光催化活性的改善归功于光吸收的增多和光生电子-空穴复合概率的降低。     

超支化聚酰胺PAMAM及其复合物在棉织物上的应用

采用发散法以丙烯酸甲酯和乙二胺制备第三代超支化聚酰胺PAMAM,并与ZnO复合。通过二浸二轧将PAMAM、ZnO及其复合物分别处理到经预处理的棉织物上,制备出多功能性的棉织物。同时利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)等对所制得棉织物的形貌和性能进行测试。结果表明,PAMAM能在棉织物表面形成一层薄膜,PAMAM与ZnO复合物能稳定附着在棉织物上,且热稳定性也较好。经整理的棉织物的抗紫外性能表现优良,紫外线防护系数(UPF)达到50+;PAMAM与ZnO复合改性棉织物在紫外灯照射下光催化降解亚甲基蓝MB,3 h降解率为98.43%;经PAMAM整理的棉织物回弹角为203°,经PAMAM和ZnO整理的棉织物回弹角为218°,抗折皱性能明显增强;同时拉伸强力也一定程度的提高。     

静电纺丝制备ZnO纳米纤维及光催化性能的研究

ZnO作为一种n型半导体,有较高的研究和应用价值。本实验结合静电纺丝技术和煅烧工艺,利用DMF、PVP、乙酸锌为前驱体,采用静电纺丝法制备不同温度下的ZnO纳米纤维材料。利用X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UVVis DRS)表征样品和光催化性能。以金卤灯和氙灯分别模拟太阳光,罗丹明B为目标降解物,在不同光照射下,不同温度的ZnO纳米纤维材料对罗丹明B的光催化降解效率不同。金卤灯照射150min时,550℃煅烧的ZnO对罗丹明B的降解率最佳,达到96.3%;氙灯照射150min时,600℃煅烧的ZnO对罗丹明B的降解率最佳,达到93.0%,提高了对可见光的利用率。所制备的ZnO纳米纤维光催化剂在有机污染物的处理领域具有广阔的应有前景。     

Ag负载ZnO复合材料的制备及对亚甲基蓝的光催化降解

以醋酸锌和硝酸银为原料,利用水热法制备了Ag/ZnO复合材料,通过XRD、UV-vis、SEM、XPS、PL技术对样品的物理化学性质进行分析。在紫外光源照射下,以亚甲基蓝染料溶液为目标降解物,探究了Ag含量对Ag/ZnO复合材料光催化性能的影响。试验结果表明,Ag/ZnO复合材料呈三维花瓣形状,Ag以原子形式负载在ZnO表面,2%Ag/ZnO具有最佳的光催化活性,120 min后,对亚甲基蓝溶液的降解率达到94%,Ag/ZnO复合材料光催化活性的提升可归因于光吸收的增加和光生电子-空穴复合的减少。     

锐钛矿型TiO2的制备与光催化性能研究

以溶胶-凝胶法制备锐钛矿型纳米TiO2光催化荆,采用X射线衍射、透射电镜、热重分析、红外光谱等技术对样品进行表征.以甲基橙的光催化降解为反应模型.分析了焙烧温度、反应体系中催化剂投加量、溶液pH值对光催化性能的影响,并研究了甲基橙的光催化反应动力学.结果表明.采用适宜的制备方法和光催化降解工艺,纯锐钛矿型纳米Ti02能够获得较高的光催化活性.在焙烧温度450～500℃,催化剂加入量为1.0～1.5g/L和反应液pH值为2～4的条件下,紫外光照30 min时甲基橙的降解率达98%,甲基橙的光催化反应动力学符合Langmiur-Hinshelwood模型,反应速率常数k=0.429 mg(L·min).表观吸附平衡常数K=0.0379 L/mg.     

CTAB辅助水热合成花状氧化锌及其光催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为添加剂,利用低温水热法合成花状纳米氧化锌,研究CTAB对纳米ZnO粉体结构与光学性能的影响.同时考察花状纳米ZnO对甲基橙(MO)溶液的降解效果.研究结果表明,当反应中无CTAB时,所合成产物主要为纳米片状结构;当反应中引入适量的CTAB时,产物则为均匀的纳米花状结构.花状纳米ZnO对甲基橙溶液具有较好的催化活性,当光催化反应进行120min时,对MO降解率高达93%以上.