高岭土负载ZrO2/ZnO纳米复合粉体制备及光催化应用

以氯氧化锆、醋酸锌、高岭土、尿素、无水乙醇等为原料,采用水热沉淀法制备了高岭土负载Zr O2/Zn O复合粉体,利用XRD及FT-IR对所得粉体进行表征.同时研究了不同粉体对甲基橙溶液的光催化降解效果,结果表明,当w(高岭土)∶w(Zr O2/Zn O)=1∶1时,高岭土负载Zr O2/Zn O复合粉体的光催化性能良好、降解率高.     

TiO_2/偏高岭土复合粉制备及其光催化性能研究

以偏高岭土、Ti(SO_4)_2和尿素为原料,采用均匀沉淀法制备了TiO_2/偏高岭土复合粉,利用XRD和SEM对TiO_2/偏高岭土复合粉的结构及表面形貌进行了表征,并以模拟太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明:TiO_2成功负载于偏高岭土表面,偏高岭土中的Fe~(3+)掺杂使其光学吸收边发生红移。500℃煅烧的复合粉光催化性能最好,模拟太阳光光照4 h降解率达到93.39%;Ti(SO_4)_2浓度为0.3 mol/L和0.5 mol/L时所得复合粉光催化效果较好。     

高岭土负载氧化锌/氧化钛制备光催化功能材料的研究

以硫酸钛、硫酸锌、高岭土、尿素、无水乙醇等为原料,水热法制备了氧化锌/氧化钛复合纳米粉体以及高岭土负载纳米氧化锌/氧化钛复合粉体;利用X-射线衍射(XRD)对所得粉体进行了表征;研究了不同粉体对甲基橙溶液的光催化降解效果,制备出了光催化性能良好的高岭土负载纳米氧化锌/氧化钛复合粉体。     

机械力化学法制备TiO_2/高岭土复合光催化剂

以高岭土为载体,采用机械力化学法制备了TiO2/高岭土复合光催化剂。以甲基橙溶液的光催化降解率作为评价指标,采用正交实验法,研究了纳米TiO2和高岭土混合研磨体系中固体浓度、球料比、复合研磨时间以及纳米TiO2的含量对复合材料光催化降解率的影响。实验结果表明,采用机械球磨技术可以制备具有光催化性能的TiO2/高岭土复合光催化剂。当高岭土湿磨时间为60min,纳米TiO2和高岭石混合研磨体系中固体浓度20%、球料比5∶1、复合研磨时间30min、纳米TiO2的含量为33.3%时,该复合材料对甲基橙的光催化降解率为69%,高于纯TiO2的光催化降解率。     

化学浸渍法制备CdS/高岭土复合材料及其光催化性能

为了解决CdS颗粒本身存在的易团聚、失活等问题,同时提升天然矿物的利用价值,本文以水洗高岭土为载体,乙酸镉和硫化钠为CdS前驱体,在一定条件下与高岭土进行浸渍反应,制备出一种可见光响应的新型高岭土基复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、比表面积和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段对复合材料进行了理化特性分析,并考察了不同催化剂的可见光光催化活性。结果表明,复合材料实现了CdS粒子在高岭土片层结构上的紧密复合与有效分散,有效地抑制了光生载流子的复合,进而改善CdS光催化材料的光腐蚀性能,提高材料的光催化效率。     

Bi OCl/煤系高岭土复合材料制备及光催化性能研究

以硝酸铋、氯化钾和煤系高岭土(CK)为原料,采用水热法制备Cl/煤系高岭土(BiOCl/CK)复合光催化材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见光漫反射光谱(UV-VisDRS)和光致发光光谱(PL)等手段对BiOCl/CK复合催化剂进行表征,并将BiOCl/CK复合材料用以光催化降解亚甲基蓝。结果表明,BiOCl/CK复合材料较BiOCl具有更强的光催化降解亚甲基蓝能力,其中BiOCl/CK-20%对亚甲基蓝降解速率是BiOCl的2.84倍。引入CK改善了BiOCl的团聚状态,抑制了光生电子和空穴的复合。在亚甲基蓝降解过程中,光生空穴(hvb+)是起主要作用的活性物种。BiOCl/CK-20%循环使用4次后,仍有较强的光催化降解亚甲基蓝能力。     

掺杂金属离子纳米TiO2/高岭石复合光催化材料制备与表征

本研究以高岭石为载体,用Sol-gel法并掺杂金属离子制备钛溶胶,并以薄膜形式固定在高岭石表面上,经洗涤、过滤、干燥、煅烧得到纳米TiO2/高岭石复合光催化材料.利用XRD、IR、SEM、TEM、Raman等检测手段,分析研究TiO2薄膜和矿物表面的结合形态、界面的某些特性及反应的可能机理,为研究负载固定化技术,提高纳米TiO3/矿物复合材料光催化活性的途径提供理论依据.研究表明,高岭石表面TiO2是以锐钛矿形态存在.搀杂8%Zn2+的样品中发现部分Zn2+和Ti4+化合生成ZnTiO3,应当控制Zn2+含量小于8%.SEM、TEM形貌分析表明在高岭石表面均匀覆盖着1～10nm的TiO2晶体薄膜.     

TiO_2/硅藻土复合光催化材料的制备与光催化性能研究

以纳米二氧化钛和硅藻土为原材料,采用机械力活化法制备了TiO2/硅藻土复合光催化材料。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料进行了表征,并用甲基橙溶液的光催化降解率对复合材料的光催化性能进行了评价。结果表明,复合光催化剂的光催化降解率随TiO2负载量的增大而增大,20%硅藻土-80%TiO2的TiO2/硅藻土复合光催化材料样品在光照60min后对甲基橙的降解率达90%,与纯纳米TiO2的效果基本相同。     

二氧化钛光催化材料的掺杂改性

随着光催化技术不断发展成熟,空气品质和生活用水安全等问题倍受关注,二氧化钛作为新型光催化材料,其原有的性能已不能满足人们的需要,因此需要不断地突破改性。目前在二氧化钛改性方面以金属掺杂、非金属掺杂、共掺杂等技术为主,通过提高二氧化钛比表面积,抑制电子空穴的复合,促进电子空穴对的分离,达到增强二氧化钛光催化活性的目的。本文阐述了近年来二氧化钛的掺杂改性技术的发展现状,并对二氧化钛改性技术的发展趋势进行了展望。     

p型掺杂GaAs液相外延材料的光致发光研究

对 Si 掺杂和 Zn 掺杂 p 型 GaAs 液相外延材料进行光致发光研究。用发射波长为510.6 nm 和578.2 nm 的溴化亚铜激光器为激发光源,样品的低温由氦循环致冷机提供,样品室温度在10～300K 中可调。在所选取的狭缝宽度下谱仪的分辨率大致为2 nm,所提供的数据全部经过系统灵敏度校正并进行分峰拟合。对 Si 掺杂 p 型 GaAs 样品 PL 谱中一些主要特征进行讨论,认为A_1,A_2,A_3三个发射带分别对应着导带“尾”态中电子向价带和两个浅受主能级的跃迁,它们随温度变化的情况,和带隙宽度及电子填充状态随温度变化有关。此外,我们还观察了掺 Zn 的 p 型 GaAs 样品的 PL 谱,与掺 Si 样品比较,具有明显不同的特征,谱线在长波端(～950 nm)的上扬趋势表明在低能区域可能存在一个与深能级复合有关的宽发射带。     

丙烯酸盐/高岭土/淀粉复合高吸水材料制备

以混合丙烯酸盐、高岭土和淀粉等为原料,用水溶液交联共聚法制备了复合高吸水树脂材料,研究了引发剂、交联剂、高岭土用量等因素对材料吸水性能的影响,制备得到了吸去离子水、0.9%NaC l溶液、自来水分别达到1480、55、160 g/g的样品。     

CuS/La2Ti2O7光催化剂的制备及光催化产氢性能研究

通过水热—溶剂热法合成了CuS/La₂Ti₂O₇复合光催化剂，以乳酸为牺牲剂，在模拟太阳光下考察了制备样品的光催化分解水产氢性能，并采用X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、低温氮吸—脱附、紫外—可见漫反射、电化学表征等手段对样品的理化性能进行了详细表征，探究了影响其光催化性能的关键因素。结果表明复合CuS后La₂Ti₂O₇样品在模拟太阳光下能催化分解水产氢，当CuS复合量质量分数为0.5%时，复合样品光催化产氢的活性最佳，产氢速率为12.57 μmol/h，并具有良好的活性稳定性；La₂Ti₂O₇复合CuS后，样品的光响应性能增强，瞬态光电流增强，阻抗降低，有利于光生电荷的有效分离，从而提高了复合样品的光催化活性。     

高效光催化分解水产氢Ni2P/Cd0.5Zn0.5S复合材料的共催化效应

采用沉淀-水热法和低温热磷化法分别制备了Cd0.5Zn0.5S纳米颗粒和Ni2P纳米片，利用超声空化效应合成了价格低廉、分散良好、高效的非贵金属磷化物助催化的Ni2P/Cd0.5Zn0.5S复合材料。通过XRD、SEM、UV-vis、PL以及电化学测试等手段进行了表征测试。以Na2S-Na2SO3为牺牲剂，在可见光(λ ≥ 420 nm)照射下对样品的光催化分解水产氢性能进行评价。结果表明，Ni2P显著提高了Cd0.5Zn0.5S的光催化产氢活性。当Ni2P含量为10 wt%时，复合材料的光催化产氢速率达到19133 μmol?g-1?h-1，为Cd0.5Zn0.5S产氢速率(7865 μmol?g-1?h-1)的2.4倍，且七次光催化循环实验后的产氢速率仍为初始值的91%。这可以归因于复合材料在具有更好的光吸收性能和较低的禁带宽度的同时，Ni2P为Cd0.5Zn0.5S提供的活性中心和界面效应有效地促进了光生载流子的有效分离和快速迁移。     

Cu掺杂TiO2/膨润土复合光催化剂的制备及其性能

以膨润土为载体,钛酸丁酯和硝酸铜为原料,采用溶胶.凝胶法制备铜掺杂TiO2/膨润土复合光催化剂,在可见光灯照射下,通过直接天蓝溶液的降解反应,考察Cu掺杂量、焙烧温度、溶液初始pH值、催化剂投入量对光催化活性影响.实验结果表明,选用铜掺杂量为1.0%,焙烧温度在500℃下得到的Cu-TiO2/膨润土复合光催化剂,在直接天蓝溶液(50mg/L)pH值为3,催化剂投入量为5g/L时,其光催化活性达到最佳效果.     

高岭土/聚合物多元复合高吸水材料制备研究

以高岭土、丙烯酸及其衍生物、淀粉等为原料,用水溶液交联共聚法制备多元复合高吸水树脂.考察了高岭土、引发剂、交联剂用量等因素对材料吸水性能的影响,制备的样品吸去离子水、0.9％ NaCl水、自来水分别为1480g/g、55 g/g、160g/g.     

ZnO/煤矸石复合光催化剂的制备与性能研究

以ZnSO_4、煤矸石和NaOH为原料,采用沸腾回流法制得了一系列不同质量比的ZnO/煤矸石复合光催化剂。用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及紫外-可见漫反射光谱等多种手段对产物进行表征。以甲基橙和亚甲基蓝为目标降解物,考察了紫外光照下样品的光催化效果。结果表明,将球形ZnO负载于改性煤矸石表面可有效提高其光催化活性,且ZnO/煤矸石复合光催化剂的性能与ZnO的含量有关,当ZnO与煤矸石的质量比为10:100时,样品的光催化效果最佳,120 min内几乎将甲基橙和亚甲基蓝完全降解。此外,ZnO/煤矸石复合光催化剂还具有可重复使用的特点。     

Pt(Ⅳ)掺杂TiO2光电催化降解酸性红B及机理研究

采用溶胶凝胶法制备了掺杂Pt(Ⅳ)的TiO_2薄膜电极,以此电极为工作电极,建立了光电催化体系.在外加电极电位+0.1V、溶液pH=4.0、紫外光照60min的条件下,可使酸性红B(ARB)的降解率达到98%,COD去除率达到94%.采用平面波赝势(PWPP)方法计算密度泛函(DFT)总能量,模拟计算Pt(Ⅳ)掺杂对TiO_2光催化活性的影响.结果表明,Pt(Ⅳ)掺杂锐钛矿TiO_2晶体后禁带(Eg)变小,TiO_2的费米能级降低,使电子-空穴在表面的复合几率降低,增强了光催化的活性.     

Mg掺杂对ZnO晶体尺寸和红外性能的影响

采用固相反应法制备了一系列ZnMgO粉料,并且通过X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对粉体的结构和红外性能进行表征。结果表明：在Mg掺杂量x=0.02和烧结温度T=900℃条件下,Mg能完全进入到ZnO晶格内部。并且随着镁掺杂量的改变,粉体的晶粒大小有明显的变化,但ZnO的晶胞结构基本保持不变,具有典型的纤维锌矿结构;通过红外吸收测试看到,复合样品Zn0.98Mg0.02O中Zn-O的吸收峰出现明显的蓝移。     

二氧化钛化学包覆高岭土试验研究

以软质高岭土为基材,采用钛盐水解的方法制备高岭土/二氧化钛复合颜料.考察不同条件因素对复合颜料性能指标的影响,确定最佳水解包覆工艺流程和工艺条件,实现以低成本高岭土/二氧化钛复合颜料代替高价格钛白粉的目标.     

贵金属(Pt,Ag,Ru)负载修饰CuO/CuAl2O4复合光催化剂及其光催化性能

采用一步水热法制备CuO/CuAl₂O₄复合空心球光催化剂,用贵金属(Pt、Ag、Ru)对其进行负载修饰。采用XRD、SEM、TEM、HRTEM和Uv-vis DRS等方法对所得样品的晶体结构、形貌、组成及光吸收性能进行了表征。在模拟太阳光照射下,以光催化还原二氧化碳生成甲醇的量评价其活性,考察了贵金属种类及其负载量对CuO/CuAl₂O₄光催化还原活性的影响。结果表明,负载Pt和Ag后均提高了CuO/CuAl₂O₄光催化还原活性,而负载Ru后其光催化还原活性有所降低。负载1%Pt所得样品4 h光催化还原活性最佳,还原产物甲醇的峰面积为3 127.9,相比原样提高了约2.9倍。对Pt/CuO/CuAl₂O₄的光催化机理进行了初步探讨。