Yb-TiO2复合光催化剂的制备及光催化性能

基于TiO₂主体材料,通过镱掺杂改性制备了Yb-TiO₂纳米光催化剂,并用XRD、FT-IR和PL等技术对样品的晶体结构和性能进行表征,优化了Yb-TiO₂纳米光催化剂配比(0.8%),并以玫瑰红B模拟废水进行探针反应,分别在紫外光和可见光照下评价其光催化性能。与未掺杂TiO₂纳米光催化剂进行对比,Yb-TiO₂纳米光催化剂对玫瑰红B溶液表现出更高的光催化降解性能,在紫外光(90 min)和可见光(180 min)下的脱色率分别达到99%和90%。     

Ag6Si2O7/TiO2 复合光催化剂的制备及其对亚甲基蓝的降解性能

为制备具有稳定性能的可见光催化剂,采用原位沉积法制得Ag₆Si₂O₇/TiO₂复合可见光催化剂。对光催化剂的表面形貌、结晶结构、化学元素组成和荧光光谱进行分析。在可见光照射下,以亚甲基蓝为有机污染物模型,探讨了TiO₂质量分数对复合光催化剂光催化降解效率的影响。结果表明:Ag₆Si₂O₇/TiO₂复合光催化剂中,Ag₆Si₂O₇均匀地包覆在TiO₂表面,二者以核壳结构形式紧密结合,且Ag、Si和Ti是以Ag⁺、Si⁴⁺和Ti⁴⁺存在;与纯Ag₆Si₂O₇和纯TiO₂相比,Ag₆Si₂O₇/TiO₂光催化剂具有更高的可见光光催化活性;当TiO₂质量分数为20%时,对亚甲基蓝降解效果最佳,在20 min内降解率达到98.6%。这种新型高效复合可见光催化剂可用于处理印染废水,具有广阔的应用前景。     

BiPO4/g-C3N4异质结光催化剂的制备及其光催化性能

以BiPO₄和g-C₃N₄为前驱体，采用混合法制备了BiPO₄/g-C₃N₄复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)等技术对BiPO₄/g-C₃N₄复合光催化剂的物相晶型、微观形貌以及光催化性质进行了表征。以甲基橙(MO)溶液为模拟染料溶液，对BiPO₄/g-C₃N₄复合光催化剂的光催化活性和循环使用稳定性进行评价，并对其光催化降解MO染料溶液机理进行了探究。结果表明：一维BiPO₄纳米棒锚定在二维g-C₃N₄纳米片表面形成异质结，拓宽了光谱范围，提高了对可见光的响应强度，抑制光电子-空穴的复合，提高了光催化活性。可见光照射3...     

织物基Ag/TiO2光催化材料的原位制备及对染料的降解性能

为解决光催化剂在降解过程中回收困难、易造成水体二次污染的难题，以聚多巴胺为媒介，采用原位合成法，在棉织物上生长二氧化钛(TiO₂)，并负载银(Ag)纳米粒子，制备织物基Ag/TiO₂光催化材料。结果表明，织物基Ag/TiO₂光催化材料在可见光照射210 min时，对亚甲基蓝的去除率达到85.6%。此外，该材料还具有优异的抗菌性能。     

TiO2纳米纤维的制备及其光催化降解染料性能

为了提高TiO₂光催化性能，采用电纺丝技术和煅烧工艺，以钛酸四丁酯(TBT)为钛源、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为高聚物模板，制备PVP/TBT复合纳米纤维膜，再经煅烧得到连续TiO₂纳米纤维。通过SEM、XRD、TG测试对材料的形貌、结构进行表征，并在紫外光的照射下，以亚甲基蓝为目标降解物，使用TiO₂纳米纤维为光催化剂进行降解实验。结果表明：在450℃下煅烧得到的TiO₂纳米纤维具有良好的光催化活性。在染料质量浓度为20 mg/L,染料与TiO₂纳米纤维质量比为1∶75的条件下，20 min时的降解率为93.31%,80 min的降解率为99.83%,效果显著。     

三维乒乓菊状CdS/BiOBr催化剂的制备及其光催化降解罗丹明B

为提升BiOBr的光催化性能,通过两步法合成了三维乒乓菊状CdS/BiOBr催化剂。首先利用溶剂热法制备了BiOBr纳米片,接着采用水热法直接在层状BiOBr表面生长CdS粒子制备了CdS/BiOBr催化剂,并通过调整CdS与BiOBr的量比来调控催化剂的形貌。对制备的CdS/BiOBr催化剂的结构、形貌、光学性能等进行了表征分析,考察了其在可见光下对罗丹明B(RhB)的降解效果和稳定性,通过活性物种捕获实验和电子自旋共振测试分析确定了降解过程中的主要活性物质。结果表明：当CdS与BiOBr的量比为1∶3时,二者发生规则组合,形成独特的三维乒乓菊状层级结构;该催化剂有优异的光催化性能和稳定性,在可见光照射下120 min降解了99.5%的RhB,一级动力学常数为0.044 min^-1,是纯BiOBr的3.67倍,经过7次光催化循环后仍保留了90.1%的催化活性;·O₂^-和h⁺在RhB降解过程中发挥了主要作用,结合CdS和BiOBr的带隙结构提出了一种可能的光催化降解途径。     

改性聚丙烯腈纤维负载MoSx/TiO2光催化材料制备及其降解染料性能

为提升MoS_x/TiO₂异质结的光催化性能,使用偕胺肟改性的聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,先通过静电结合及原位转化负载MoS_x,再通过配位作用结合TiO₂合成了复合光催化剂。分析了该催化剂的表面形貌、化学结构和光吸收性能,并考察了其在可见光下对印染废水的处理效果。结果表明:MoS_x和TiO₂可均匀分布于PAN纤维表面,且MoS_x的引入大幅提升了催化剂的光吸收性能,并能够在波长大于500 nm的可见光下快速氧化降解染料废水,其反应速率常数达到单独负载TiO₂纤维催化剂的4.7倍;该催化剂具有优异的重复使用性能,其高活性主要来源于MoS_x对污染物的强吸附能力及其在可见光下对TiO₂的敏化作用。     

静电纺聚四氟乙烯/二氧化钛光催化纳米纤维膜的制备及其应用

针对光催化剂二氧化钛(TiO₂)难回收、传统载体材料性能不稳定等问题,以聚四氟乙烯(PTFE)为成膜聚合物,以聚乙烯醇(PVA)为纺丝载体,引入纳米光催化剂TiO₂,采用乳液静电纺丝法制备PTFE/PVA/TiO₂初生纤维膜,然后经烧结得到负载型PTFE/TiO₂光催化纳米纤维膜。通过形貌观察、孔径、孔隙率以及疏水性能测试,考察TiO₂质量分数对纤维膜结构与性能的影响。结果表明:随着TiO₂固含量的增加,纤维膜直径均匀性有所降低,平均孔径增大;将纤维膜用于减压膜蒸馏实验,通量最高达35 L/(m²·h),截盐率稳定在99.98%以上;在光催化降解质量浓度为10 mg/L的亚甲基蓝染料水溶液过程中,经紫外线照射5 h后,染料降解率达99%;经重复使用后,PTFE/TiO₂纳米纤维膜仍能保持良好的结构与光催化性能。     

g-C3N4掺杂TiO2/活性炭复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用直接热聚合法和溶胶-凝胶法分别制备石墨相氮化碳(g-C3N4)和二氧化钛活性炭复合材料(TiO₂/AC)两种前驱体，再通过两步法制备石墨相氮化碳掺杂二氧化钛活性炭复合光催化剂(g-C₃N₄/TiO₂/AC)。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及瞬态荧光光谱(PL)等方法对g-C₃N₄/TiO₂/AC复合光催化剂进行表征；以亚甲基蓝(MB)作为模拟染料，探究g-C₃N₄/TiO₂/AC复合光催化剂的暗吸附性能、光催化降解性能、循环使用性能和光催化降解反应动力学，并对反应机理进行探讨。结果表明：g-C₃N₄/TiO₂/AC复合光催化剂具有较好的层状结构，且对可见光具有较好的吸收，在加入量为2.0 g/L时，其对MB的暗吸附率和光催化降解率...     

Bi2MoO6修饰TiO2复合纳米棒阵列光催化剂的制备及其光催化性能

为获得可回收的高效降解有机污染物光催化剂,采用水热/溶剂热二步法在TiO₂纳米棒阵列上修饰Bi₂MoO₆纳米片,合成了Bi₂MoO₆/TiO₂复合纳米棒阵列可见光催化剂。对Bi₂MoO₆/TiO₂光催化剂的形貌、结构、化学元素组成和光学性能进行分析,并借助电化学工作站测试了Bi₂MoO₆/TiO₂纳米棒阵列异质结构的光电化学性能和光催化性能,分析了光催化活性增强的机制。结果表明:较窄带隙的Bi₂MoO₆修饰TiO₂纳米棒阵列拓宽了光谱响应范围,促进了光生载流子的有效分离和转移,显著提高了亚甲基蓝的光催化降解效率;TiO₂和Bi₂MoO₆之间形成type Ⅱ型异质结,Bi₂MoO₆/TiO₂的type Ⅱ型能带结构与可见光的扩展吸收之间的协同作用是光催化性能提升的内在机制。     

预氧化PAN/TiO2复合微粒的太阳光催化活性

采用水相沉淀法合成聚丙烯腈(PAN),并将其复合到纳米二氧化钛(TiO₂)表面,制备PAN/TiO₂复合微粒。PAN/TiO₂经预氧化得到共轭结构的复合微粒,拓宽了纳米TiO₂的光响应范围。采用FTIR和DTA-TG对PAN/TiO₂进行表征,结果表明,纳米TiO₂上附着有预氧化的PAN,PAN/TiO₂热稳定性较好。改变n(AN)∶n(TiO₂)制备不同的PAN/TiO₂,并用于太阳光下罗丹明B的降解。结果表明,n(AN)∶n(TiO₂)为1∶120时,PAN/TiO₂光催化性能较好。     

FePc/TiO2负载纳米纤维膜制备及光催化性能

使用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,通过对其化学改性引入偕胺肟基团,然后借助配位作用同时负载酞菁铁(FePc)和二氧化钛(TiO₂)制备了光催化剂,在对其形态结构和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料氧化降解中的光催化性能。结果表明,FePc和TiO₂能够有效负载于改性PAN纳米纤维表面,并使其形貌发生明显变化。FePc能够作为光敏剂拓宽TiO₂催化剂的光谱响应范围,使其在可见光区显示出较强吸收,从而能够在可见光辐射下对染料的氧化降解反应显示出较高的光催化活性。此外,当改性PAN纳米纤维增重率为30.4%时,制备的光催化剂显示出最佳活性,而且其催化活性与可见光强度呈正相关性。     

用水热还原法制备可见光响应TiO2光催化剂

为获得可见光下高效降解含盐废水中有机污染物的光催化剂,研究了水热还原法对商用TiO₂光催化剂(P25)的表面改性,制备出Ti³⁺掺杂的可见光响应光催化剂,并探索了水热还原法中条件变化对可见光下催化剂降解高含盐废水中甲基橙的影响规律。结果表明:水热还原过程不仅可以去除P25表面的氧化基团,且可以通过还原作用将TiO₂结晶态无序化形成异质结结构;TiO₂中Ti⁴⁺被还原后在催化剂中引入Ti³⁺拓展了催化剂的可见光响应范围,从而具备可见光催化活性;乙醇作为还原剂进行水热还原处理后,催化剂对甲基橙的降解活性最高,5 h的去除率可达95%,温和的水热还原过程也保证了催化剂的稳定性,在重复光降解实验中,该催化剂对甲基橙5 h去除率均超过90%。     

废弃口罩基ZIF-8/Ag/TiO2复合材料的制备及其光催化降解染料性能

针对废弃口罩和印染废水处理难题,利用金属有机骨架ZIF-8高度可调的孔径、大的比表面积、优异的吸附和光催化活性,基于化学共沉淀法和煅烧技术制备出ZIF-8/Ag/TiO₂异质结,并将其负载到废弃的口罩上。对颗粒物和口罩复合材料的形貌、结构、比表面积、键合状态、能带结构和热稳定性进行了分析,测定了吸附、光催化降解亚甲基蓝和刚果红染料性能。研究结果表明:较原始口罩,废弃口罩基ZIF-8/Ag/TiO₂复合材料的吸附、可见光光催化降解亚甲基蓝染料能力分别提高了12.9倍和4.8倍,且可多次重复使用;较ZIF-8和ZIF-8/TiO₂,ZIF-8/Ag/TiO₂异质结吸附能力和可见光光催化活性增强。Ag掺杂ZIF-8/ZnO与C、N掺杂TiO₂使得ZIF-8/Ag/TiO₂异质结带隙变窄,且有孔的中空结构能够更加充分地吸收可见光。     

RGO-ZnFe2O4的制备及光Fenton反应降解罗丹明B

采用高能超声复合法制备RGO-ZnFe₂O₄,在模拟太阳光下评价其催化光Fenton反应性能。通过XRD、TEM、FTIR和漫反射光谱分析催化剂的形貌和理化特性。结果表明,RGO的加入可增强ZnFe₂O₄的光吸收能力。以罗丹明B溶液为模拟染料废水,降解率为评价指标,探究RGO掺杂量、催化剂用量和H2O2浓度对降解效果的影响。结果表明,RGO掺杂量6%、催化剂用量1 g/L、H2O2浓度20 mmol/L时,光Fenton降解罗丹明B效果最好,60 min后的降解率达到88.6%。     

聚乙二醇对硫酸钛水热改性涤纶光催化性能的影响

为提高涤纶的光催化性能,基于水热合成技术,采用硫酸钛、尿素和聚乙二醇在涤纶表面负载纳米TiO₂颗粒,研究了TiO₂改性涤纶紫外线辐照光催化降解亚甲基蓝染料的性能,并借助扫描电子显微镜、粒度分析仪、X射线衍射仪等仪器对改性涤纶光催化性能增强的原因进行分析。结果表明:聚乙二醇的质量浓度和相对分子质量会对水热条件下硫酸钛和尿素在涤纶表面生成的纳米TiO₂颗粒大小和负载量产生影响;与未添加聚乙二醇相比,400添加聚乙二醇400浓度为12.5 mL/L时,涤纶纤维表面负载的纳米TiO₂颗粒增加,且晶粒尺寸减小为9.4 nm,并且经紫外线辐照120 min后,TiO₂改性涤纶降解亚甲基蓝染料总有机碳含量值由0.001 11%降至0.000 46%。     

氧化石墨烯协同TiO2/SiO2改性涤/棉织物的抗菌持久性与服用性

为解决单一TiO₂改性涤/棉织物在可见光下光催化效率低、抗菌活性弱且不持久等问题,采用氧化石墨烯协同TiO₂/SiO₂掺杂复合改性涤/棉织物。利用场发射显微镜、明暗条件下的抗菌性实验、纺织品色牢度实验、拉伸断裂测试和弯曲性能测试等手段对复合改性前后织物的微观形貌、抗菌性及抗菌持久性、服用性能等进行分析评价。结果表明:在可见光下,TiO₂/SiO₂/氧化石墨烯复合改性织物表面纳米粒子涂覆均匀,抑菌率在99%以上,复合改性织物在15次水洗后其抑菌率仍保持为98.5%;虽然改性后织物的拉伸断裂性能、透气性能、手感等都有一定程度的损失,但损失影响不大。