La~(3+)掺杂TiO_2光催化降解捕收剂羟肟酸的研究

以肽酸丁脂和硝酸镧为原料,采用溶胶-凝胶法、浸渍提拉法制备了一种La3+掺杂TiO2的新型光催化剂。应用于难降解的选矿捕收剂2-羟基-3-萘甲羟肟酸(H205)。研究了La3+掺杂量、pH、循环使用对光催化活性的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)分析技术对新型光催化剂进行表征。结果表明:La3+掺杂TiO2能够显著提高光催化活性。H205溶液的初始浓度30 mg/L,以0.5%La3+掺杂TiO2溶胶,镀膜5次后经600℃焙烧的新型光催化剂在紫外光下进行光催化降解3 h,降解率为84.69%;而不掺杂La3+的降解率只有70.02%。该光催化剂可循环利用,重复使用10次后,降解率略有下降。     

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%。     

BiOI/g-C3N4协同光催化还原Cr(VI)及光降解罗丹明 B

通过一步液相法合成BiOI/g-C3N4复合光催化剂,利用XRD、IR和UV-vis DRS等手段表征产物的物相、结构 及其光电特性。研究BiOI/g-C3N4光催化剂在可见光激发下还原Cr(VI)和降解罗丹明B (Rh B)的光催化活性。结果表 明,在可见光光照下,BiOI/g-C3N4可将97.2%的Cr(VI)光还原成Cr(III),RhB的可见光降解率可达97.8%;与纯g-C3N4 相比,Cr(VI)转化率和RhB降解速率分别提高3.9和4.4倍。研究发现BiOI和g-C3N4存在协同光催化效应,光生电子还 原Cr(VI),而产生的空穴和·O2-共同作用氧化RhB。     

活性炭负载TiO2光催化降解甲醛

研究了活性炭负载TiO2所制得的光催化剂(TiO2/AC)对空气中甲醛光催化降解效果,考察了光照时间、TiO2负载量、空气流量对甲醛光催化降解效率的影响,讨论了TiO2/AC对甲醛的吸附性能以及吸附一定量甲醛后对其光催化效果的影响.结果表明:在活性炭表面负载TiO2后,对甲醛仍具有很强的吸附能力;光催化剂在空气中对甲醛的光催化降解效率可达94.06%;吸附甲醛后,稳定状态下甲醛光催化降解效率和新制备催化剂基本相同;在保证每次镀膜(TiO2)厚度达到300 nm的条件下,一次镀膜光催化效率高于多次镀膜;随着空气流量的增加,甲醛光催化降解效率有所提高.     

BiOI/g-C_3N_4协同光催化还原Cr(Ⅵ)及光降解罗丹明B

通过一步液相法合成BiOI/g-C_3N_4复合光催化剂,利用XRD、IR和UV-visDRS等手段表征产物的物相、结构及其光电特性。研究BiOI/g-C_3N_4光催化剂在可见光激发下还原Cr(Ⅵ)和降解罗丹明B(Rh B)的光催化活性。结果表明,在可见光光照下,BiOI/g-C_3N_4可将97.2%的Cr(Ⅵ)光还原成Cr(III),Rh B的可见光降解率可达97.8%;与纯g-C3N4相比,Cr(Ⅵ)转化率和RhB降解速率分别提高3.9和4.4倍。研究发现BiOI和g-C_3N_4存在协同光催化效应,光生电子还原Cr(Ⅵ),而产生的空穴和·O2-共同作用氧化RhB。     

稀土离子(Sm~(3+),La~(3+))掺杂纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯和稀土氧化物Sm2O3、La2O3为原料,分别制备了掺杂稀土离子Sm3+和La3+的纳米TiO2光催化剂,分别进行了两种离子掺杂纳米材料在甲基橙溶液中的光催化降解实验。通过对制备条件优化,研究了光降解条件对降解效果的影响。结果表明:La3+掺杂纳米TiO2材料的光催化活性要优于Sm3+掺杂纳米TiO2材料.     

金属配位化合物光催化降解罗丹明B

当今世界的水污染日益严重、水资源逐渐匮乏,因此开发出利用太阳光能降解水中有机污染物的催 化剂是当前研究的热点之一。以金属配位化合物为光催化剂,在可见光的照射下,研究了其对有机染料罗丹明B的 光催化降解作用。结果表明,当罗丹明B水溶液的浓度为1×10-5 mol/L、罗丹明B水溶液的体积为80mL、催化剂 质量为0.02g、反应温度为25℃、可见光功率为300W、照射时间为120min时,Co(en) 3Cl3 对罗丹明B的降解率为 87%,Ni(en) 3Cl2 对罗丹明B的降解率为2%,Ni(dien) 2Cl2 对罗丹明B的降解率为8%。因此,Co(en) 3Cl3 是性能 良好的光催化剂。     

超声波制备TiO2光催化降解气相苯的研究

文章以钛酸四丁酯为原料,采用超声波分散450℃焙烧物得到了纳米TiO2光催化剂,以苯为模拟气体,在静态反应装置中考察了该催化剂对气相苯的光催化降解性能。结果表明,采用超声波制备的TiO2光催化剂能显著提高对苯的光催化降解性能,超声波制备的TiO2上苯转化率是搅拌制备的TiO2的1.7倍。BET结果显示超声波制备的光催化剂比表面比搅拌制备的光催化剂高;XRD表征结果表明TiO2呈锐钛型;紫外-可见漫反射结果显示超声波制备的TiO2在可见区吸收增强。     

碳纳米管负载TiO_2光催化剂制备与活性研究

采用表面溶胶-凝胶法制备碳纳米管负载TiO2光催化剂,通过改变负载次数制备不同TiO2负载量的光催化剂.采用XRD,SEM,BET以及TG-DSC对该催化剂进行了表征.采用结晶紫光催化降解,研究碳纳米管负载二氧化钛的光催化活性.光催化测试结果表明,该碳纳米管负载TiO2光催化剂在紫外光照射下具有比TiO2(P25)光催化剂更优越的光催化降解结晶紫的活性.     

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.     

吸附相反应技术制备沸石负载TiO_2光催化剂

以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,采用吸附相反应技术,以沸石表面吸附的水层为"纳米反应器",制备了沸石/TiO2光催化剂。运用红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析对沸石/TiO2光催化剂进行了表征。结果表明,在沸石表面成功地负载了纳米TiO2。以250W紫外线高压汞灯为光源,以有机颜料甲基橙为目标降解物,研究了沸石/TiO2光催化剂的光催化性能,并探讨了沸石中TiO2负载量、沸石/TiO2用量与催化剂催化活性之间的关系。结果表明,当沸石与钛酸丁酯质量比为1∶3时,沸石/TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。提高沸石/TiO2光催化剂的用量能提高其对甲基橙溶液的光催化降解效率。     

阶梯型异质结光催化研究进展

Semiconductor-based photocatalytic energy conversion has become a very effective approach to solve the problems of environment and energy. To effectively improve the carrier-separation performance,activity and stability of semiconductor photocatalysts,many heterojunction energy band theories have been developed. On the basis of in-depth analysis of the shortcomings of traditional type II and Z-scheme heterojunctions,the concept of a new step-scheme （S-scheme） heterojunction was proposed by Yu Jiaguo in 2019. This S-scheme heterojunction is mainly composed of reductive semiconductor photocatalyst with a smaller work function and a higher Fermi energy level,and oxidized semiconductor photocatalyst with a larger work function and a lower Fermi energy level,which is constructed in a staggered manner. Apparently,the S-scheme heterojunction can effectively inhibit the unnecessary electron hole recombination and maintain much stronger photocatalytic oxidation and reduction ability. These advantages have led to the rapid development of the theory and material systems of S-scheme heterojunction photocatalysts,which has become a new research hotspot in the field of photocatalysis in recent years. This work mainly focuses on the concept origin and principle innovation of S-scheme heterojunction photocatalysts,fully analyzes various characterization methods for confirming S-scheme heterojunction,discusses the latest progress of S-scheme heterojunction photocatalysts in different fields,such as photocatalytic H2 evolution,CO2 reduction,degradation of pollutants and H2O2 production,summarizes the challenges of the future development of S-scheme heterojunction photocatalysts,and provides new design ideas and methods for the precise manipulation of photogenerated charge separation in S-scheme heterojunction photocatalysts at the molecular and atomic levels.
     

碳掺杂二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以钛酸丁酯为前驱物,葡萄糖为碳源,采用一种简单的湿法工艺制备碳掺杂二氧化钛光催化剂,并考察碳掺入量及焙烧温度对催化剂性能的影响.利用XRD、FE-SEM、TEM、BET、XPS、UV-vis漫反射光谱等手段对样品进行表征测试,通过可见光（〉420nm）光催化降解甲基橙溶液来评价样品活性.结果表明：二氧化钛掺碳后,锐钛矿特征峰显著减弱,但其吸收波长拓展到可见光区;高于275℃时,样品的结晶性随焙烧温度的升高逐渐增强;光催化结果表明,以250℃、葡萄糖含量为17%的条件下制备的样品表现出更好的光催化性能,8h对甲基橙溶液的降解率达到了86.3%,约为商用P25的5倍.表征结果表明此样品基本粒子粒径在5nm左右,比表面积高达380m2/g.     

ZnO/CuO复合催化剂的制备及其光催化性能

通过煅烧法制备了ZnO/CuO复合光催化剂,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、伏安光电流、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)等方法对其结构、表面形貌和光学特性进行了表征。结果显示,复合物为片状结构的ZnO、晶粒呈现花簇状堆积生长的CuO组成了花簇状结构,CuO的引入提高了材料的光吸收能力和光生载流子的分离效率。复合催化剂对活性艳蓝(KN-R)的光催化降解结果显示,400℃煅烧3h、铜锌摩尔比为2时,ZnO/CuO复合光催化剂的光催化氧化性能最好,在紫外光照射下降解率可达94%,在可见光照射下降解率为48.4%。     

Cu~(2+)/Ce~(4+)-TiO_2可见光催化降解活性艳红X-3B

采用溶胶凝胶法合成了掺杂Cu~(2+)和Ce~(4+)的Ti O2可见光催化剂,用活性艳红X-3B降解脱色为模型反应,结合紫外-可见光谱法、XRD和SEM等表征手段,考察了制备条件与光催化活性的关系.实验结果表明:适量掺杂稀土元素Ce~(4+)较单独掺杂Cu~(2+)能更加有效地提高催化剂在可见光下的催化活性,掺杂后使催化剂的吸收带边位置发生红移,晶型结构为锐钛矿和金红石的混合晶型.掺杂Ce~(4+)量为1.5%时,0.4 g催化剂对30 m L浓度为5 mg/L的活性艳红X-3B模拟印染废水降解率达到61.1%.     

掺杂Pb^2＋的纳米二氧化钛对胭脂红的光催化降解性能

用共沉淀法制备了掺杂铅离子的纳米二氧化钛光催化剂,并用TEM、XRD、DTA、IR等方法对其结构进行了表征,发现掺杂Pb2+的TiO2更易于在较低温度下转化为锐钛矿型的晶体结构,且晶型完整,晶粒分布均匀.研究了掺杂铅离子的二氧化钛光催化剂对胭脂红水溶液的光催化降解性能.结果表明在200mL质量浓度为6mg/L的胭脂红溶液中加入10 mg催化剂时,140 min内胭脂红的降解率可达85%以上.     

Fe3+-TiO2/SiO2气相光催化降解乙醛反应动力学研究

用浸渍法制备了Fe^3 -TiO2／SiO2负载型光催化剂,并进行了光催化降解气相中乙醛的实验和动力学研究．结果表明,Fe^3 掺杂量(nFe3 ／nTi4)为0．5％时光催化降解乙醛的效率最高;水气的存在提高了Fe^3 -TiO2／SiO2负载型催化剂的光催化活性,但使Fe^3 -TiO2纳米粉的光催化活性降低;O2的存在使Fe^3 -TiO2纳米粉和Fe^3 -TiO2／SiO2负载型催化剂的催化活性均有所降低;光强减弱使乙醛降解率下降,反应速率与光强之间呈近似线性关系;光催化降解气相中乙醛的动力学可以用Langrauir-Hinshelwood动力学方程描述．     

负载型共掺杂TiO2对城市废水的日光降解作用

采用过渡金属与稀土离子共掺杂对TiO2/漂珠光催化剂进行改性,以提高其日光催化性能。以紫外-可见漫反射光谱研究了粉煤灰微珠负载共掺杂TiO2光催化剂的光吸收性能;考察了催化剂对城市废水的日光催化降解性能。实验结果表明：所制备的各种共掺杂TiO2/漂珠催化剂在太阳光照射下对有机废水有较好的降解效果;废水的pH=6.5、催化剂投入量为3.5g/L时,其降解率最大,日光照射5 h后,降解率可以达到85.12%（CODCr）和73.4%（NH3-N）。催化剂使用后可以活化再生2次。     

固定化MexOy-TiO2/活性炭催化剂的应用研究

为了研究既能有效降解水中有机污染物,又能从处理过的废水中方便地回收光催化剂,利用工业偏钛酸为原料,制备了Me_xO_y-TiO₂/AC复合光催化剂（Me为Ag、Zn、La）,并采用XRD、SEM等对复合光催化剂进行了表征。将Me_xO_yTiO₂/AC催化剂涂在光催化反应器壁上,以O,O-二甲基-S-（N-甲基氨基甲酰甲基）二硫代磷酸酯（dimethoate）水溶液为目标污染物,研究了复合光催化剂的光催化活性。结果表明,Me_xO_y的掺入可使TiO₂/AC复合光催化剂的光催化活性增强,其中制备的Ag₂O-TiO₂/AC复合光催化剂的光催化活性最高。