纳米ZnO/SnO2粉体的制备及其光催化性能的研究

以SnCl4·5H2O、ZnNO3·6H2O、HCl、NaOH为原料,采用共沉淀法制备出纳米ZnO/SnO2纳米复合催化剂粉体,以降解甲基橙溶液反应为模型,考察了不同比例ZnO/SnO2纳米粉体的光催化活性,探讨了煅烧温度对催化剂催化活性的影响.并用差热失重分析仪(TG/DSC)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)测试手段对其进行了表征.结果表明:ZnO复合SnO2后,光催化活性明显提高,其中以ZnO/SnO2在ZnO∶SnO2=4∶1的情况下复合催化剂光催化性能最优;热处理温度在650℃保温时间2h所得到的复合催化剂催化性能最好.     

生物模板法制备苎麻形态二氧化锡多孔陶瓷

以苎麻纤维为生物模板,用溶胶-凝胶法经有氧煅烧过程制得具有苎麻纤维管状形态的SnO2多孔陶瓷。研究了样品的物相构成、显微结构和孔特征,探讨了样品在制备过程中的形态留存和反应机理。结果表明:以苎麻纤维为模板所制备的SnO2多孔陶瓷样品保留了苎麻纤维中空管状形貌,材料孔分布呈多级分布特征,模板的支架作用对晶粒生成和长大有调节作用。借助苎麻纤维表面亲水性的活性基团和断键活性点,生长基元Sn(OH)4通过静电吸引作用吸附在纤维表面,经溶解→水解→热解→成核→生长等过程完成纳米SnO2颗粒在苎麻纤维外表层的生长,苎麻模板以热解的方式去除,最终转变成中空管状结构SnO2多孔陶瓷材料。     

TiO2中空纤维的制备及光催化性能

采用模板法制备了不同温度的TiO2中空纤维光催化材料,并利用X射线衍射、扫描电镜对其晶型及表面形貌进行了表征.以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模式反应,考察了温度对TiO2中空纤维光催化性能的影响.     

氧化锌/偏锡酸锌复合氧化物的制备与光催化性能

用低热固相法制备氧化锌/偏锡酸锌(ZnO/ZnSnO3)复合氧化物前驱体,经800℃煅烧1h制得ZnO/ZnSnO3复合氧化物.用X射线衍射仪、透射电子显微镜和氮吸附比表面仪及Brunauer-Emmett-Teller法等表征ZnO/ZnSnO3复合氧化物的结构与性能.以甲基橙为模板,考察了催化剂用量、光照强度和时间等对光催化活性的影响,并与氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)和ZnSnO3的光催化性能进行了比较.结果表明:ZnO/ZnSnO3复合氧化物为形貌均匀的纳米材料,颗粒尺寸为20～25nm,比表面积为16.01m2/g,其光催化性能优于单独的ZnO,SnO2和ZnSnO3.当甲基橙浓度为20mg/L,800℃煅烧1h的ZnO/ZnSnO3复合氧化物光催化剂用量为100mg,300W高压汞灯光照反应60min时,甲基橙的脱色率在90%以上.     

菌丝球模板法制备二氧化钛中空纤维及其光催化性能研究

以菌丝球为模板制备了二氧化钛中空纤维，得到的样品复制了菌丝球模板的外观和内部结构。所得的TiO₂颗粒平均直径为2～3 mm,内部中空纤维直径约为600～900 nm。通过TGA、SEM、EDX、XRD等对样品进行表征，并通过紫外光下罗丹明B的降解来评估不同煅烧温度下样品的光催化性能。结果表明，煅烧温度为600℃的样品可获得最佳的光催化性能，在120 min内10 mg/L罗丹明B的降解率可达99.5%。     

Fe~(3+)-CdS/TiO_2复合半导体光催化剂的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,用TEM、EDS、XRD、UV-vis等技术对其形貌、结构和光吸收特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了光源、煅烧温度、煅烧时间、掺杂Fe3+和CdS对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂和CdS半导体复合相结合的技术,可以使TiO2对光的响应拓展到整个紫外-可见光区;当n(Fe3+)∶n(CdS)∶n(TiO2)=0.005∶1∶1、煅烧温度为300℃、煅烧时间为1 h、光源为太阳光时,Fe3+-CdS/TiO2的光催化活性最高,在1 h内可以使亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达98.62%。     

微量Sn~(4+)掺杂TiO_2纤维结构材料的两步法制备及光催化性能

以脱脂棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有中空结构的微量Sn4+离子(0.050at.%)掺杂TiO2纤维结构光催化材料(Sn4+/TiO2);通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis以及在300 W汞灯和500 W氙灯(模拟太阳光)下对亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解脱色对样品进行了表征。结果表明,利用两步法制备了中空结构的Sn4+/TiO2纤维结构材料;掺入的微量Sn4+均匀分布于TiO2晶格中;TiO2中微量的Sn4+掺杂使TiO2的吸收边发生明显红移,对整个紫外-可见光吸收增强;在紫外、模拟太阳光下显示出好的光催化活性。在模拟太阳光下,Sn4+/TiO2-0.030at.%的光催化活性是TiO2的近4.5倍,而在紫外光下,仅为2.7倍。Sn4+/TiO2良好的光催化性能主要归于少量Sn4+掺入使TiO2的结构多级化、TiO2价-导带间掺杂能级(DE)的形成以及TiO2晶格中活性中心的形成等因素。MB溶液在Sn4+/TiO2上的光催化降解脱色动力学行为比较好地服从一级动力学方程。     

微量Sn4 掺杂TiO2纳米纤维结构材料的两步法制备及光催化性能

本文以脱脂棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有中空结构的微量Sn4 离子(<0.050(at.)%)掺杂TiO2纳米纤维结构光催化材料(Sn4 /TiO2);通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis技术以及样品在300 W Hg灯和500 W Xe灯(模拟太阳光)下对MB溶液的光催化降解脱色对样品进行了表征。结果表明：利用两步法成功制备了中空结构的Sn4 /TiO2纳米纤维结构材料;掺入的微量Sn4 离子均匀分布于TiO2晶格中;TiO2中微量的Sn4 离子掺杂使TiO2的吸收边发生明显红移,对整个紫外-可见光吸收增强;在紫外、模拟太阳光下显示出好的光催化活性。重要的是在模拟太阳光下,Sn4 /TiO2-0.030(at.)%的光催化活性是TiO2的近4.5倍,而在紫外光下,仅为2.7倍。 Sn4 /TiO2良好的光催化性能主要归于少量Sn4 掺入使TiO2的结构多级化、TiO2价-导带间掺杂能级(DE)的形成以及TiO2晶格中活性中心的形成等因素。此外,对MB溶液在Sn4 /TiO2上的光催化降解脱色动力学行为进行了研究,结果表明：比较好的服从一级动力学行为。     

BiVO_4中空纤维的制备及其可见光催化性能

以棉花纤维为模板,制备了具有纳米结构的BiVO_4中空纤维材料。采用XRD、SEM、UV-Vis Spectra等对材料的结构、形貌和光学性质进行了表征。以亚甲基蓝的脱色降解为模型反应,考察了温度对材料的光催化性能的影响。结果表明,500℃下制备的BiVO_4中空纤维不但是多孔的,而且还具有纳米多级结构的纤维壁;在可见光下具有较高的光催化活性,120 min对亚甲基蓝的降解率可达87%。     

微乳法制备棒状ZnO材料及其光催化性能

采用浊度法绘制十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/环己烷/硝酸锌或草酸铵水溶液体系的拟三元相图,确定微乳液稳定区域最大时CTAB与正丁醇的质量比为1∶1。在此条件下,选择m(CTAB+正丁醇)∶m(环己烷)=3∶7,以硝酸锌和草酸铵为原料,采用微乳法制备ZnO的前驱体二水合草酸锌,然后通过煅烧得到ZnO样品。考察水与CTAB的摩尔比(R)和反应物浓度对ZnO材料结构、形貌、光学性质和光催化性能的影响。实验结果表明:ZnO样品为纯的六方纤锌矿结构晶体,形貌均为棒状,且样品的尺寸随R值和反应物浓度的不同而不同。在300 W汞灯紫外光照射下,ZnO样品对亚甲基蓝溶液均具有较好的光催化性能,光催化反应过程符合准一级反应动力学。其中,在反应物浓度为0.15 mol/L,R=15条件下制备的ZnO样品在光照90 min时可使亚甲基蓝的降解率达到97.0%,且降解反应速率常数k最大,其光催化性能最好。     

Photocatalytic Decolorization of Dye Effluent Using Radiation Developed Polymeric Nanocomposites

In this study [acrylic acid/p(N-vinyl-2-pyrrolidone)] (AAc/PVP) hydrogel was prepared using gamma irradiation technique. The prepared hydrogel was used as a template for in situ preparation of ZnO photocatalyst up to three deposition cycles. The structure, the thermal property, and the surface morphology of (AAc/PVP/ZnO) nanocomposite were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), transmission electron microscope (TEM) and scanning electron microscope (SEM) techniques. The photocatalytic activity of the obtained nanocomposite was tested for the degradation of methyl blue dye (MB) in the aqueous medium using UV-light. The effect of operational parameters on the degradation of MB such as UV irradiation time, pH, and initial dye concentration were examined. It was found that complete decolorization of MB dye was achieved after 45 min at pH 4. The degradation rate fitted the pseudo-first-order model and the rate of the photocatalytic reaction of the first preparation cycle of ZnO was higher than that of the third preparation cycle.     

热蒸发法制备ZnO微／纳米材料的光催化性能研究

采用简单的热蒸发法,调控温度与催化剂制备了ZnO微／纳米材料,通过扫描电子显微镜（SEM）和X-射线衍射（xRD）对产物的结构和形貌进行了表征,并以甲基橙溶液为光催化反应模型降解物,考察了样品的光催化活性。结果显示,ZnO微／纳米材料为六角纤锌矿结构,Ni（NO3）2催化剂的存在对不同温度下生成的ZnO光催化效率有较显著影响。     

纳米ZnO/SnO2复合光催化剂的制备研究

研究ZnO/SnO2复合催化剂的合成,考察ZnO/SnO2前驱体在不同Zn/Sn反应剂量的摩尔比、不同沉淀剂Na2CO3与总金属离子溶液的体积,以及不同反应时间条件下制备的复合催化剂对甲基橙光催化降解效果的影响。研究表明,当Zn/Sn反应剂量的摩尔比为9∶1,沉淀剂Na2CO3与总金属离子溶液的体积比为2∶1,反应时间为10min时制取的复合催化剂前驱体对甲基橙的光催化降解效果最好,降解30min甲基橙溶液的脱色率可达96.00%以上。     

ZnO-PFD纳米复合材料的制备及其光催化性能

以糠醛和ZnO粉体为原料,用酸催化聚合的方法制备了复合光催化剂前驱体,经适当热处理后得到ZnO-共轭高分子(ZnO-PFD)纳米复合微粒,通过SEM、XRD、FTIR、UV-vis、TG-DTA等技术对其表面形貌及结构进行了表征。结果表明,复合微粒的粒径为50～100nm,其中ZnO呈六方纤锌矿结构,PFD的掺杂拓宽了ZnO的光谱响应范围,使其能吸收紫外-可见区的全程光波。在自然光、室温条件下,以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了复合微粒的光催化性能,探讨了热处理温度和ZnO含量对复合微粒光催化性能的影响。当热处理温度为400℃,ZnO的质量分数为48.62%时,复合微粒对MB降解反应20min,就可使MB水溶液完全脱色,COD去除率达70.24%,ZnO重复使用3次后,对MB的脱色率仍可达87%。     

A magnetically separable photocatalyst based on nest-like γ-Fe₂O₃/ZnO double-shelled hollow structures with enhanced photocatalytic activity

Magnetic nest-like γ-Fe(2)O(3)/ZnO double-shelled hollow nanostructures have been successfully synthesized via a multi-step process. The materials have been thoroughly characterized by different techniques. These interesting nest-like hollow nanostructures are composed of ZnO nanoflakes grown on the surface of γ-Fe(2)O(3) hollow spheres. Importantly, these magnetic hollow nanostructures show very high visible-light photocatalytic activity for the degradation of different organic dyes including methylene blue (MB), Rhodamine-B (RhB), and methyl orange (MO). It is further demonstrated that these γ-Fe(2)O(3)/ZnO hybrid photocatalysts are highly stable and can be used repeatedly.     

铁掺杂二氧化钛空心球的制备及性能

以TiF₄为钛源、九水合硝酸铁为掺杂前体,采用水热法制备铁掺杂的TiO₂空心微球。采用SEM、TEM、XRD、BET、XPS等技术对样品的形貌、结构、晶型、比表面积、元素组成等进行表征,以亚甲基蓝（MB）的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。结果表明,160℃下水热反应生成的纳米TiO₂空心微球晶型为锐钛矿,少量掺铁并不影响微球的形貌及晶体结构。光催化实验表明,160℃下水热反应12 h生成的TiO₂空心微球样品均匀性好、光催化活性最佳;铁掺杂能显著提高TiO₂空心微球的催化活性,当铁钛比为1.5:100时,所得样品粒径最小,比表面积最大,光催化活性最高。     

Ti/SnO_2/ZnO复合薄膜的制备及其光催化性能研究

以Ti/SnO2为基体,从Zn(NO3)2水溶液中阴极电沉积ZnO,制备了Ti/SnO2/ZnO复合薄膜,用X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外可见漫反射吸收光谱对其进行了表征,以甲基橙为目标有机物,考察了其光催化活性.实验结果表明,Ti/SnO2/ZnO复合薄膜的光催化活性明显高于Ti/ZnO薄膜,且其催化活性随ZnO的沉积时间而变化.对复合薄膜催化活性提高的原因进行了讨论.     

尖晶石型掺镉锡酸锌光催化剂制备与活性研究

采用化学共沉淀法制备掺镉锡酸锌光催化剂,通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征,该催化剂平均粒径小于30nm,属立方晶系。以波长λ=312 nm的光源分别对甲基橙和茜素红水溶液进行光催化降解,结果发现Cd2＋的加入使Zn2SnO4对甲基橙和茜素红两种染料的光催化活性明显提高。     

A unique Cu2O/TiO2 nanocomposite with enhanced photocatalytic performance under visible light irradiation

A unique Cu₂O/TiO₂ nanocomposite with high photocatalytic activity was synthesized via a two-step chemical solution method and used for the photocatalytic degradation of organic dye. The structure, morphology, composition, optical and photocatalytic properties of the as-prepared samples were investigated in detail. The results suggested that the Cu₂O/TiO₂ nanocomposite is composed of hierarchical TiO₂ hollow microstructure coated by a great many Cu₂O nanoparticles. The photocatalytic performance of Cu₂O/TiO₂ nanocomposite was evaluated by the photodegradation of methylene blue (MB) under visible light, and compared with those of the pure TiO₂ and Cu₂O photocatalysts synthesized by the identical synthetic route. Within 120 min of reaction time, nearly 100% decolorization efficiency of MB was achieved by Cu₂O/TiO₂ photocatalyst, which is much higher than that of pure TiO₂ (26%) or Cu₂O (32%). The outstanding photocatalytic efficiency was mainly ascribed to the unique architecture, the extended photoresponse range and efficient separation of the electron-hole pairs in the Cu₂O/TiO₂ heterojunction. In addition, the Cu₂O/TiO₂ nanocomposite also retains good cycling stability in the photodegradation of MB.