复合蓄能光催化材料BiOCl/Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Dy~(3+)的研究

由水解法在发光粉Sr4Al14025:Eu2 ,Dy3 表面原位制备了光催化剂BiOCl,得到了新型蓄能光催化材料BiOCl/Sr4Al14025:Eu2 ,Dy3 .这种蓄能光催化材料能够储存外界光能,并缓慢释放为光催化反应提供能源,实现了无外光照射下的催化降解功能.这种材料具有稳定、可重复利用的优点,有潜在的实际应用价值.蓄能光催化材料打破了光催化反应只能在外光源照射下进行反应、关闭外光源即停止反应的限制,为光催化反应不受光源限制从而长期进行光催化反应提供了一种思路和实用材料.     

钙钛矿光催化性影响因素的探讨

综述了钙钛矿(ABO3)型复合氧化物光催化性能方面的研究工作,并从其光催化机理出发,综述了各种影响光催化材料活性的潜在因素,评述了结构以及掺杂等因素影响光催化活性的机理,最后展望了未来钙钛矿型光催化材料的研究发展方向。     

二维材料/二氧化钛复合材料的光催化研究进展

随着经济高速发展，光催化技术由于其不仅可以制备出清洁氢能源，同时还可以降解污染物，已成为清洁能源制备和环境污染处理领域内潜在的重要技术之一。作为光催化技术的核心材料TiO₂,由于其具有良好的耐光腐蚀性和催化活性已成为最具潜力的光催化剂，但传统的TiO₂光催化剂存在可见光利用率低以及光生电子空穴对复合速度快等缺点，使其在光催化领域的应用受到限制。为了解决上述问题，表面改性和掺杂的方式是提高TiO₂光催化活性最有效的途径。目前，二维(2D)材料由于其独特的结构和性能，已成为TiO₂光催化潜在的理想载体材料，同时还可以实现其表面改性，将二者进行复合发挥其协同作用，可以显著改善TiO₂的光催化性能。因此，本文以二维材料和TiO₂光催化材料为中心，重点介绍了二维材料/TiO₂复合材料的制备方法，并详细地介绍二维材料/TiO₂复合材料的光催化机理，旨在为新型TiO₂光催化剂的制备提供理论指导。     

钨钼酸盐复合氧化物新型可见光光催化研究

概述了清华大学化学系最近几年在钨钼酸盐复合氧化物新型光催化剂方面的研究工作。以Bi2W06,ZnWO4,Bi2MoO6等几个典型的钨钼酸盐为实例对钨钼酸盐的可控合成,如纳米棒、纳米片、多孔薄膜的合成,光催化氧化性能,催化作用机理,及材料的改性方面进行了介绍及总结。     

光生电荷行为与光催化反应

首先简述了光催化反应的基本原理,然后从光生电荷的产生、分离、传输、复合等一系列微观行为出发,分析了在不同的光催化体系中,光生电荷行为特点与活性等反应特性之间的关系。在系统地介绍当前光催化研究工作的同时,总结了具有高活性光催化剂内部的光生电荷的行为特点,为进一步设计开发新型高效的光催化剂提供了理论依据。最后根据光生电荷行为与光催化反应之间的内在关系,阐述了研究光生电荷微观行为的意义并展望了光催化的应用前景。     

蓄能光催化材料对大肠杆菌的抗菌性能研究

将长余辉发光材料与TiO2薄膜相复合制备了蓄能光催化材料，研究了此材料对大肠杆菌的抗菌性能。TiO2在光照下具有高的光催化活性，能够将细菌完全分解，而在黑暗中却没有光催化性能。蓄能发光材料能够为TiO2提供光源，这样即使在关闭光源的黑暗中，蓄能光催化材料也具有抗菌作用。这种蓄能光催化材料可以采用间歇照明的方式实现全天候抗菌功能。     

光催化材料微结构调控的研究

结合作者近几年的研究工作,从表面等离子增强光吸收,异质结材料,微观形貌调控和晶体形态调控三个方面,回顾和总结了目前在光催化材料研究领域的最新研究进展。并对未来光催化材料的发展进行了展望。     

A Novel Magnesium Slag-Based Cementitious Nano-Com- posite for Photocatalytic Degradation of Dye

合成一种新型廉价的负载双金属氧化物NiO和CuO的碱激发镁渣基纳米复合胶凝材料(AMSCN),并将其用于光催化甲基橙染料降解的探索性研究。FESEM结果表明：碱激发镁渣基胶凝材料具有大约30 nm的形貌特征;XRD结果表明：碱激发镁渣基胶凝材料主要是由水化硅酸钙等矿物相所组成,而纳米复合胶凝材料中的NiO以无定形的方式、CuO以大约15 nm大小的颗粒均匀地分散在碱激发镁渣基胶凝材料的基质上。10(NiO+CuO)/AMSCN 纳米复合胶凝材料高的光催化甲基橙染料降解活性归因于AMSCN载体与NiO及CuO活性相的协同作用,其光催化降解反应为一级反应动力学     

TiO2光催化剂的应用研究现状

伴随现代社会的高速发展,环境污染问题变得愈发严重.光催化技术作为一种新型污染物降解技术,其能耗低、使用范围广,成为解决环境污染问题的有效方法.二氧化钛光催化剂催化活性高、性能稳定、无毒无污染,能够彻底降解有机污染物,且合成方法多、成本低,是目前热门且极具应用前景的光催化材料,备受科研工作者的关注.主要介绍了 TiO2光催化机制、TiO2的高效改性及其在汽车尾气、室内VOCs污染物降解、水质处理、抗菌材料等领域的应用研究,并对未来TiO2光催化技术的发展和应用做了展望.     

聚酰亚胺基光催化材料研究进展

聚酰亚胺是一种已经在各种领域被广泛应用的高分子聚合物,而作为可见光响应的光催化材料在光催化领域最近取得了新的关注和研究。由于聚酰亚胺有多种合成手段和原料前驱体,其具有可调电子能带结构和高物理化学稳定性。调研和研究了聚酰亚胺和聚酰亚胺基复合光催化领域的最新研究进展和后续发展思路,重点调研了聚酰亚胺的光催化特性来源：类石墨相氮化碳的微观结构;聚酰亚胺光催化微观结构和性能之间的关系;聚酰亚胺与另外一种能级匹配良好的半导体结合,形成纳米异质结。还从理论上讨论了聚酰亚胺基光催化材料的能带结构、电子性质、光学吸收和界面电荷转移,为电荷载流子动力学提供有洞察力的展望。为促进下一代聚酰亚胺基光催化材料的研究开辟一条新的途径,利用其优异的结构、电子和光学性能可调性,实现进一步的发展,从而实现更高性能的可见光光催化材料的性能。     

光催化涂层净化气态有机物能力评价系统

目的验证设计改进的光催化涂层净化气态有机物能力评价系统,使所设计的光催化评价系统可以准确地表征光催化涂层对如文章中所述0.25μL/L体积浓度级别的微量苯气体的降解情况。方法首次采用PID光离子化检测器在线监测污染物降解效率,并进行了适当的材料及工艺上的改进。实验以两种TiO_2光触媒涂层样品为对象,以苯作为污染物,进行了一系列性能表征实验。结果评价系统性能良好,可以准确地反应出在5~20 W/m~2可见光辐照下,两种不同光触媒涂层样品的光催化效率分别为11.7%~57.3%以及13.4%~67.4%。在实验考察的体积浓度范围0.05~0.4μL/L内,污染物浓度的变化对降解效率影响不大,而随着污染气体流速从30 m L/min增加至90 m L/min,两种涂层对污染物的降解效率变差,分别从43.6%降低到25.9%以及从52.9%降低到29.9%。结论研究设计的光催化涂层评价系统精密准确稳定,其较高的检出限能够很好地满足光催化材料对痕量气态有机污染物降解情况表征的需要,可广泛用于光催化领域气-固两相反应的科学研究及产品评价。     

紫外光催化辅助SiC抛光过程中化学反应速率的影响

目的为了探究紫外光催化辅助抛光过程中,化学反应速率对SiC化学机械抛光的影响规律。方法通过无光照、光照抛光盘和光照抛光液3种光照方式,研究紫外光催化辅助作用对单晶SiC抛光过程中材料去除率的影响。测量不同条件下光催化反应过程中的氧化还原电位(ORP)值,来表征光催化反应速率,并进行了单晶SiC的紫外光催化辅助抛光实验,考察光催化反应速率对抛光效果的影响规律。结果实验表明,引入紫外光催化辅助作用后,材料去除率提高14%～20%,随着材料去除率的增加,光催化辅助作用对材料去除率的影响程度变小。光照射抛光液方式的材料去除率明显高于光照射抛光盘。不同条件下的抛光结果显示,化学反应速率越快,溶液的ORP值越高,材料去除率越大,表面粗糙度越低。在光照抛光液、H_2O_2体积分数4.5%、TiO_2质量浓度4 g/L、光照强度1500 mW/cm~2、pH=11的条件下,用W0.2的金刚石磨料对SiC抛光120 min后,能够获得表面粗糙度Ra=0.269 nm的光滑表面。结论在单晶SiC的紫外光催化辅助抛光过程中,光催化反应速率越快,溶液ORP值越高,抛光效率越高,表面质量越好。在H_2O_2浓度、TiO_2浓度、光照强度、pH等4个因素中,对抛光效果影响最大的是H_2O_2浓度,光照强度主要影响光催化反应达到稳定的时间。     

Adsorption and photocatalytic degradation of phenol over TiO_2/ACF

1　INTRODUCTIONToday ,waterpollutioncausedbyhazardousor ganicchemicalsusedinindustryandagricultureisaveryseriousproblem ,thedeeptreatmentandreuseofwastewaterisveryindispensable[1] .Titaniumdioxideheterogeneousphotocatalysiscandegrademostofor ganicpollutantscompletelyintoCO2 ,H2 Oandinor ganicacid ,andhasshowntremendouspotentialityinthetreatmentofwastewater[2 ] .TiO2 powderhasbeenthemostwidelyusedphotocatalystinthephoto catalyticprocessduetoitsstablechemicalproperties ,easyaccessandcheapc…     

光催化型超疏水自清洁涂层研究现状

光催化型超疏水自清洁涂层是在超疏水涂层的基础上通过物理、化学方法复合光催化材料获得光催化性能，使涂层可以在光照作用下将有机附着物进行分解并通过超疏水表面达到自清洁的效果。本文对国内外光催化型超疏水自清洁涂层的构建方式进行总结，将其归纳为表面构造法、共混法、包覆法3类，构造方法的不同对涂层性能的影响方面也有所区别。与单一功能的超疏水涂层相比光催化型超疏水自清洁涂层更能解决实际应用中所面临的问题。此外，本文对光催化型超疏水自清洁涂层的相关性能进行了横向对比，对影响涂层性能较为关键的耐久性能进行了整体的整理分析，并归纳了目前研究当中的光催化型超疏水自清洁涂层的机械耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性和自愈性能，分析了其耐久性提升机制。最后，对光催化型超疏水自清洁涂层未来的应用前景进行了展望，建议从超疏水-光催化协同作用机制、基底结合强度提升、成本控制和复合涂层自修复等方面对光催化型超疏水自清洁涂层进行研究。     

CeO_2-Nb_2O_5 photocatalysts for degradation of organic pollutants in water

The photocatalytic properties of CeO_2-Nb_2O_5 photocatalysts in heterogeneous photocatalysis(under ultraviolet and visible radiation) and in Fenton-like process were reported.Methylene blue dye(MB) and phenol(Ph)were used as models of pollutant molecules for these reactions,and the photocatalysts were characterized by X-ray diffraction(XRD),diffuse reflectance spectroscopy(DRS),scanning electron microscopy(SEM),energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDX) and thermally stimulated luminescence(TL).The results indicated that the addition of CeO_2(0.3 wt%,1.0 wt% and 2.0 wt%) to Nb_2O_5 sensitized the resultant materials,increasing light absorption in the visible region.However,there is a suitable formulation of CeO_2-Nb_2O_5 photocatalysts to improve each photocatalytic process.In heterogeneous photocatalysis,the addition of small CeO_2 quantities to Nb_2O_5 was enough to improve the photocatalytic activity of CeO_2-Nb_2O_5 photocatalysts(The best composition reported was CeO_2 0.3 wt%.).The effectiveness of the catalyst was explained by the decrease in the number of trapping and luminescence centers in the conduction band of the material after the addition of CeO_2 to Nb_2O_5,but a large amount of CeO_2 decreased the number of trapping,luminescent and active centers to a large extent.Contrarily,in a Fenton-like process,the addition of CeO_2 to Nb_2O_5 was favorable in all the proportions studied.(The best composition was 2.0 wt% CeO_2.) In this case,the effectiveness was explained by the influence of the adsorption process(adsorption-triggered process),and the interactions between H_2 O_2 and Ce~(3+)of the CeO_2 in each photocatalyst thus formed surface peroxide species O_2~(2-),which induced the removal of the organic molecules under visible light.     

飞秒激光刻蚀微结构对NaOH水热法制备TiO_2光催化性能的影响

Ti基底三维微纳米结构TiO_2(3D-TiO_2)具有比表面积大、光捕获能力强、电荷传输快、可循环利用的优点,在光催化领域具有重要的研究意义和应用前景。采用飞秒激光刻蚀复合Na OH水热法制造Ti基底3D-TiO_2,并研究飞秒激光刻蚀的微阵列结构对3D-TiO_2光催化性能的影响。采用激光共聚焦显微镜(LSCM)、SEM、TEM、XRD对3DTiO_2进行表征分析,并对3D-TiO_2在紫外光照下进行甲基橙降解性能测试。结果表明,复合方法制备的3D-TiO_2由飞秒激光刻蚀的微阵列和Na OH水热法制备的TiO_2纳米线组成。与采用Na OH水热法直接在平整Ti表面制备的TiO_2纳米线相比,3D-TiO_2的染料吸附能力提升100%,光催化性能提升37%。微阵列结构尺寸对3D-TiO_2的性能具有明显影响,随着微阵列宽度的减小或高度的增加,3D-TiO_2的比表面积增大、入射光反射率降低、光催化性能提高。     

二维BiOBr/g-C3N4光催化材料的构建及性能研究

高效、稳定光催化材料的开发是光催化技术应用的关键，以尿素、硝酸铋和溴化钾等为原料，通过一步水热法制备了BiOBr/g-C₃N₄(Bix/CN)光催化剂，结合紫外-可见吸收光谱结果计算出BiOBr和g-C₃N₄的导带位置在0.52和-1.1 eV，价带位置在3.38和1.55 eV处，光电催化及荧光测试中Bix/CN表现出较高的光电流和较低的电荷转移电阻，说明复合可有效降低光催化材料中电子-空穴的复合率，其中Bi3/CN在可见光辐射10 min下，对水溶液中罗丹明B的总去除率可达到81.35%，循环使用5次后对RhB的总去除率仅下降了6%。复合材料光催化效率的提高主要依赖于2种二维单体的有效耦合，光电催化和自由基捕获试验结果表明，g-C₃N₄导带上活性物种·O₂^-的有效生成是复合材料光催化性能提高的本质原因。     

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.     

Preparation of photocatalytic TiO2−SiO2 thin film by sol-gel coating

TiO₂−SiO₂ composite thin films for photocatalysis were fabricated on window glass with sol-gel technology. By measuring the contact angle of the film surface and the degradation of methylene blue, the super-hydrophilicity and photocatalytic activity of the composite thin films were studied. The results indicate that the TiO₂−SiO₂ composite thin film can yield various glass self-cleaning effects with low maintenance expenses.     

TiO_2可见光催化H_2O_2降解水中的有机污染物

以活性艳红X-3B及苯酚作模型污染物,研究催化剂晶型(锐钛矿和金红石)及H2O2对TiO2可见光催化性能的影响,并研究Fe3+在这一反应体系中的协同效应。结果表明:在H2O2存在条件下,锐钛矿和金红石TiO2均能可见光催化降解活性艳红X-3B,且TOC的去除率达65%,反应并不限于发色基团的破坏,但当TiO2的吸附点位吸附CO32?达到饱和后,则对活性艳红X-3B基本无降解效果;TiO2能可见光催化H2O2降解苯酚,金红石TiO2显示出较锐钛矿TiO2更高的催化活性,反应120 min后,对苯酚的降解率达80%,且反应体系生成的环状中间产物的浓度明显较锐钛矿TiO2的高;以Fe3+协同TiO2可见光催化H2O2降解苯酚时,反应效率显著加快,经20 min反应,对苯酚的降解率可达100%,而金红石TiO2显示更为明显的协同效应。