磷酸银纳米结构的调控及其光催化性能研究

基于十二烷基硫酸钠(SDS)、环己烷、异戊醇和水溶液构建的反相微乳液体系, 以硝酸银、磷酸二氢钾为原料, 通过改变水与表面活性剂物质的量比值(W)调控制备出棒状、纺锤状及四面体状磷酸银(Ag₃PO₄)纳米材料。利用XRD、SEM、TEM和UV-Vis-DRS光谱对样品结构、形貌以及可见光响应特性进行了表征, 探讨了不同形貌Ag₃PO₄的形成机理, 并以次甲基蓝(MB)降解效果评价了样品光催化性能。实验结果表明: 制备的系列纳米Ag₃PO₄均为体心立方结构晶体, 其形貌受W值影响明显; Ag₃PO₄形貌的不同主要由于SDS量的变化改变了含有产物水核的直径与界面膜强度。此外, 制备的样品均表现出好的可见光催化降解MB性能, 其中, 具有完整四面体形貌的Ag₃PO₄光催化性能最佳, 这与其能够裸露出多的{111}晶面有关。     

高可见光催化活性立方体浮雕状Ag_3PO_4的合成（英文）

采用简单的水浴法成功制备了具有高可见光活性的Ag_3PO_4材料。扫描电镜测试结果表明反应过程中产物经历了三种形貌的演变,最终产物具有均一的立方体浮雕形貌,平均颗粒尺寸大小约为1.6μm。通过X射线衍射图谱可知产物具有体心立方结构。此外,从高倍透射电镜图片中可判断出样品表面存在多种晶面。紫外–可见吸收光谱和荧光光谱结果表明该产物具有高的响应可见光的性能和较弱的荧光发射强度。该产物与立方Ag_3PO_4、反应的中间产物和商用氮化的TiO_2催化剂相比,在可见光下对甲基橙的降解表现出有显著的催化活性。研究工作表明,通过改变催化剂的表面结构可以有效提高材料的光催化性能。     

Ag3PO4/MIL-125(Ti)Z型异质结的构建及其光催化还原Cr(Ⅵ)的性能

将Ag₃PO₄纳米颗粒原位沉积在圆饼状MIL-125(Ti)的表面制备出Ag₃PO₄/MIL125(Ti) Z型异质结光催化剂,分别用XRD、SEM、EDS、UV-vis、FTIR、EIS和PL等手段表征其晶相结构、形貌特征、光吸收性能、价带结构和电荷分离效率,研究了在模拟太阳光照射下Ag₃PO₄沉积量不同的Ag₃PO₄/MIL125(Ti)光催化剂还原Cr(Ⅵ)的性能,以及在光催化过程中初始溶液的p H值和催化剂投加量等的影响。结果表明,Ag₃PO₄的沉积有效提高了MIL-125(Ti)光催化还原性能。Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为10 mg/L、pH为2时,Ag₃PO₄/MIL-125(Ti)-2对Cr(Ⅵ)的还原率可以达到96.9%。带隙结构计算和自由基捕获实验的结果表明,Ag₃PO₄     

Ag3PO4/羟基磷灰石复合光催化剂的制备及对亚甲基蓝的高效降解

以天然废弃物牡蛎壳为原料,利用沉淀法和水热法制备出高纯度的羟基磷灰石(HAP),负载Ag₃PO₄后制备出具有可见光响应的复合光催化剂Ag₃PO₄/HAP,并以亚甲基蓝（MB）为反应模型考察了不同催化剂的降解性能。利用SEM、TEM、XRD、BET、XPS、UV-Vis、电子自旋共振（ESR）等仪器对样品进行表征。结果表明,两种方法均可合成HAP材料,但水热法合成的材料纯度更高,且合成出了纳米等级的HAP;Ag₃PO₄的添加未改变HAP的组成和结构,却改善了材料对可见光的吸收性能。与沉淀法相比,水热法制备的HAP具有更好的吸附性能,其比表面积为46.63 m2·g-1;且随着Ag₃PO₄质量的增加,复合材料的比表面积逐渐增大。水热法制备的Ag₃PO₄/HAP表现出了较高的活性,其中1:2-Ag₃PO₄/HAP催化剂的表现更突出,在10 min时即可达到50%的降解率,并在40 min内达到完全降解;经自由基捕获实验证实,参与降解反应的主要活性物种为?O₂?和h+。      

Z型Ag3PO4基异质结光催化复合材料研究进展

在半导体光催化材料中，磷酸银(Ag₃PO₄)表现出优异的光催化活性。Ag₃PO₄与其他物质复合形成Z型Ag₃PO₄基异质结时，能够显著增强光催化活性及其稳定性并扩宽可见光响应范围，弥补Ag₃PO₄的易光腐蚀、颗粒尺寸较大等缺点。围绕Z型Ag₃PO₄基异质结光催化复合材料的研究现状、制备方法、微观结构与组成、性能分析和应用进行阐述，最后对该材料未来的发展趋势进行了展望。     

石墨烯桥联的ZnO/Ag3PO4复合材料的制备及其对环丙沙星的降解性能

采用沉淀沉积法制备了石墨烯桥联的ZnO/Ag₃PO₄复合光催化材料,具有优异的可见光催化性能,通过XRD、XPS、SEM、EDS、BET、FTIR、UV-Vis DRS、PL及ESR等表征手段对其晶体结构、形貌、光学性质等进行了表征及分析,并研究了不同氧化石墨烯比例的GO-ZnO/Ag₃PO₄复合材料对模拟抗生素废水环丙沙星(CIP)的光催化降解性能。由于GO及ZnO的引入,不仅增强了GO-ZnO/Ag₃PO₄对可见光吸收,且拥有了更高的电子-空穴对的分离效率。当GO与Ag₃PO₄的质量比为1%时,GO-ZnO/Ag₃PO₄显示出最佳的光催化活性,60 min可见光照后对CIP降解率可达85.3%。捕获实验表明,超氧自由基(·O₂?)是反应过程中的主要活性物质,ZnO与Ag₃PO₄之间形成了异质结,符合Z型电子转移机制,GO的引入进一步提高了电子的快速转移,并使Z型体系更加稳定。经过6次光催化循环,降解率依然保持在70%以上,表明GO-ZnO/Ag₃PO₄复合材料具有优异的稳定性。      

多孔银钌合金催化剂的制备、表征和性能研究

以葡聚糖为软模板制备了多孔AgRu合金催化剂,利用X射线衍射仪和扫描电镜仪对其结构和形貌进行表征,并研究了其催化性能。结果表明,6种催化剂的催化产氢活性次序为Ag_9.2Ru>Ag_3.6Ru>Ag_4.0Ru>Ag_13.5-Ru>Ag_21.3Ru>Ag_22.4Ru。银钌原子比和催化剂形貌共同影响催化剂性能。其中选用Ag_9.2 Ru催化剂考察了NaBH₄和NaOH的质量分数对产氢速率的影响,研究结果表明,随NaBH₄和NaOH质量分数的增加,催化产氢速率降低。     

氧化石墨烯负载Ag3PO4@聚苯胺复合材料的制备及其光催化性能

为了解决 Ag₃PO₄严重的光腐蚀问题,采用化学吸附法制备了核壳结构的聚苯胺 （PANI） 包覆磷酸银（Ag₃PO₄@PANI）,并用氧化石墨烯 （GO） 作为 Ag₃PO₄@PANI 复合光催化剂的载体,通过 PANI 和 GO 的协同作用提升了载流子的分离效率。当 GO 与 Ag₃PO₄@PANI 质量比为 4% 时,催化剂在 24 min 内降解苯酚的去除率可达 98.1%,18 min 内对环丙沙星 （CIP） 的去除率可达 90.3%,15 min 内对四环素 （TC） 的去除率可达98.6%,在 5 min 内对各类染料的去除率为 100%。经过 6 次重复反应,Ag₃PO₄@PANI/GO 仍保持较好的稳定性。自由基捕获实验证实·h+和·O₂^-是光催化降解的主要活性物种。实验结果表明,PANI 与 Ag_...     

Bi2O3修饰的BiPO4纳米棒复合催化剂可见光光催化性能的研究

以Bi₂S₃纳米棒为模板合成了形貌可控的BiPO₄ 纳米棒复合光催化剂。在可见光辐射下, 该复合催化剂表现出优异的光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能。UV-Vis漫反射谱结果表明: 催化剂经过Bi₂O₃修饰后对可见光有很好吸收; X射线衍射仪和透射电镜等表征结果表明, 所制备的BiPO₄ 纳米催化剂为直径约30 nm、长约200~500 nm的纳米棒。表面修饰少量Bi₂O₃可明显促进光催化剂对亚甲基蓝(MB)的可见光降解效率, 其活性是未修饰催化剂的1.7倍。光电流和N₂吸附实验也表明表面修饰后的催化剂光电流和BET比表面积都明显增加。这可能是由于表面修饰的Bi₂O₃不仅显著提高了BiPO₄ 纳米棒复合催化剂的可见光吸收, 而且在BiPO₄表面起到了富集电子和传输电子的作用。结果表明表面修饰Bi₂O₃的BiPO₄ 纳米棒是一种高活性的光催化材料。     

PANI载的孔状g-C3N4的界面聚合法制备与光催化性能研究

在孔状石墨型氮化碳(g-C₃N₄)存在下, 通过苯胺单体的界面聚合成功制备了孔状g-C₃N₄/聚苯胺(PANI)复合催化剂。采用XRD、FTIR、SEM、TGA、UV-Vis和电化学阻抗谱等对样品的结构、形貌、性能以及可见光催化降解亚甲基蓝的催化活性进行表征。结果表明: PANI组装在孔状g-C₃N₄片上, 此种复合结构不仅利于孔状g-C₃N₄对PANI链段运动的限制, 提高孔状g-C₃N₄/PANI复合催化剂的稳定性; 而且增强材料的可见光利用率、氧化能力和电子输运性能, 利于可见光催化性能的改善。     

直接Z-型立方/六方ZnIn2S4复合光催化剂的制备及其光催化性能

通过水热反应方法制备出立方相ZnIn₂S₄和六方相ZnIn₂S₄和系列不同摩尔比的复合相ZnIn₂S₄光催化剂,使用X射线衍射、扫描电子显微镜、电子能谱、透射电子显微镜、光致发光光谱、N₂吸附-脱附法及紫外-可见光漫反射等手段表征了样品的晶体结构、显微结构及吸光特性并在可见光照射下进行了甲基橙降解实验。结果表明,复合相ZnIn₂S₄样品都具有比立方相、六方相和机械混合的ZnIn₂S₄更好的可见光催化活性,当复合相ZnIn₂S₄样品中立方相与六方相摩尔比为3:7时体系的催化活性最高。这种样品被可见光照射30 min后,甲基橙的降解率达到95.2%。其降解机理与样品较大的比表面积以及样品中的立方相与六方相之间的密切接触而形成直接Z-型光催化过程有关。     

Nanoscale ZnS/TiO2 composites: Preparation, characterization, and visible-light photocatalytic activity

Photoactive ZnS/TiO₂ nanocomposites were prepared via microemulsion-mediated solvothermal method. The structure, composition, physicochemical property, and morphology of the composites were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), Raman scattering studies, UV diffuse reflectance spectroscopy (UV/DRS), photoluminescence (PL) spectroscopy, and transmission electron microscopy (TEM). It showed that the composites were cube-shaped with particle sizes of 10 to 15 nm, and the phase structure for ZnS and TiO₂ in the composites was cubic and anatase, respectively. The content of the ZnS in the composites was 2.1%, 10.7%, and 19.9%, respectively. Compared with the solitary anatase TiO₂, the ZnS/TiO₂ exhibited enhanced visible-light photocatalytic activity for the aqueous parathion-methyl degradation. Factors including the interactions between the phases of ZnS and TiO₂, strong adsorption of the substrate at the surface of the ZnS/TiO₂ nanocomposites, and preassociation of the substrate and composites are responsible for this enhancement photocatalytic activity.     

漂浮型Ag2CrO4-g-C3N4-TiO2/膨胀珍珠岩可见光催化材料除藻性能

以Al₂O₃改性的膨胀珍珠岩(mEP)为载体，采用溶胶凝胶-浸渍沉积法制备Ag₂CrO₄-g-C₃N₄-TiO₂/mEP漂浮型可见光催化材料。对制备的光催化材料使用XRD、N₂吸附/脱附、FESEM-EDS、XPS和UV-vis DRS等分析方法进行材料表征。实验结果表明，不同的Ag₂CrO₄含量可对复合催化剂的晶型和比表面积产生影响，过高的Ag₂CrO₄可在催化剂的表面形成团聚颗粒不利于催化剂对藻细胞的吸附和光催化灭活。以铜绿微囊藻为处理对象，光催化剂中Ag₂CrO₄/TiO₂的理论摩尔比为0.05，初始藻细胞浓度为2.75×106 cells/mL时，单纯暗吸附8 h藻细胞的去除率为10.3%，在吸附和光催化的协同作用下，藻细胞的去除率可达81.88%。光催化除藻过程中起主要作用的为光生空穴h+，该催化剂在重复利用三次后对藻细胞仍有72.19%的去除率，催化剂有较好的稳定性。      

一步法合成磷掺杂石墨相氮化碳及其光催化性能

以尿素(CO(NH₂)₂)和磷酸氢二铵((NH₄)₂HPO₄)作为原料, 通过热聚合法制备了磷(P)掺杂石墨相氮化碳(g-C₃N₄)材料(P-CN)。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和N₂吸附-脱附对样品进行了表面形貌及结构表征, 通过对罗丹明B(RhB)的降解实验, 研究了样品的可见光催化性能, 对其催化机理进行了分析。结果表明, 合成过程中磷原子的掺杂会取代g-C₃N₄中的C原子, 从而改变g-C₃N₄的表面形貌和电子结构。在可见光条件下, P-CN材料表现出优异的光催化性能, 其对RhB的降解速率明显优于纯氮化碳。其中3%P-CN样品催化活性最高, 反应30 min时, RhB降解率达到96.8%。分析认为, P原子对g-C₃N₄中的C原子的取代使P-CN样品表面处于富电子状态, 并导致P-CN样品导带位置升高, 光电子还原性增强。这些电子与水中的溶解氧形成超氧自由基(·O₂^-), 从而使得光催化性能显著提高。     

Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4纳米复合材料的制备及可见光催化性能

近年来,半导体光催化技术作为一项快速发展的新型环保技术,在降解水体中污染物和可再生清洁能源的生产领域有很大的应用前景。本文以所制备出的20 wt%类石墨烯碳氮化合物(g-C₃N₄)/TiO₂为基质,利用水热法中纳米Ag颗粒部分氧化行为成功合成了Ag修饰异质结型Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致荧光光谱(PL)、瞬态光电流响应等分析测试手段对Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料的晶体结构、形貌、光学性质等进行表征和分析。以亚甲基蓝溶液为目标降解物,研究了Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料的可见光催化性能。结果表明:在纳米Ag颗粒修饰的Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料中,Ag部分氧化成Ag₂O;与g-C₃N₄的协同作用使Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合催化剂具有良好的可见光催化活性;可见光照射4 h后,Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合催化剂对亚甲基蓝的降解率接近50%。      

还原氧化石墨烯@Ag2O改性TiO2基复合材料的制备及其可见光催化性能

制备了还原氧化石墨烯（rGO）@Ag₂O共同改性TiO₂基复合材料（rGO@Ag₂O/TiO₂）,并研究了其可见光催化性能。结果表明,三元复合材料rGO@Ag₂O/TiO₂的可见光催化性能远优于一元纳米TiO₂和二元rGO/TiO₂、Ag₂O/TiO₂复合材料,当可见光照射120 min后,溶液中约100%的罗丹明B分子被rGO@Ag₂O/TiO₂降解。rGO@Ag₂O/TiO₂三元复合材料可见光催化效率的提高主要源于窄带隙半导体Ag₂O和高电导率材料rGO的引入,使形成的rGO@Ag₂O/TiO₂三元复合材料具有强的可见光吸收能力和光生电子空穴对分离能力。     

花状空心Sn3O4微球的制备及其光催化性能的研究

通过简易的一步水热法在不同制备温度(120℃、135℃、150℃)下成功合成了花状空心Sn₃O₄微球。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、表面积分析仪、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光谱 (PL)等测试手段对其形貌、结构、比表面积和光学性质进行了分析, 并以罗丹明B(RhB)为模型污染物研究了样品的光催化性能。实验结果显示: 中空微球结构不随水热合成温度发生明显改变; 随着水热合成温度的升高, 样品的UV-Vis吸收峰从384 nm蓝移至365 nm, 同时PL发射峰位的峰强逐渐降低。光催化结果显示, 在120℃合成的空心Sn₃O₄微球具备最优的光催化性能。