一步低温水热合成太阳光催化性能的片花状Ag/ZnO

采用简单原料,利用低温水热法一步合成出片花状Ag/ZnO。通过X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),透射电镜(TEM), X射线光电子能谱仪(XPS),固体荧光光谱(PL),紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)及瞬态光电流响应等测试技术对催化剂进行了表征。探究了Ag沉积量和降解物pH值对光催化剂性能的影响。结果表明, Ag纳米颗粒沉积在片花状ZnO的表面可以有效提高其太阳光催化性能,其中Ag/ZnO-4(4%Ag,质量分数)样品光催化性能最好,其光催化降解GR黑的反应速率为纯ZnO的5.7倍。Ag/ZnO-4在pH为3～12的范围内对GR黑能保持较高的光催化降解性能,其降解前后的形貌及晶体结构没有发生明显变化,说明Ag的沉积还可以有效提高ZnO的耐酸碱能力。Ag/ZnO-4样品对其他类型的染料及抗生素甲硝唑等也具有较好的光催化降解效果。光催化循环测试结果表明Ag/ZnO-4具有良好的稳定性。自由基捕获实验结果表明·O~-_2和h~+是光催化降解过程中的主要活性物种,·OH在光催化过程中仅起辅助作用。Ag/ZnO太阳光催化性能的提高主要归因于Ag纳米颗粒的等离子体效应增加了ZnO对太阳光的吸收利用以及Ag能作为电子陷阱有效提高ZnO的光生电荷分离效率。     

镍掺杂TiO2纳米管的制备及光催化性能研究

通过前驱体水热法成功制备出不同镍掺杂比例的二氧化钛纳米管粉体,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等对其进行检测表征。制备出的镍掺杂二氧化钛纳米管具备相对分离和独立的管状形貌,管径约10 nm,其对应的EDS谱图中出现了镍的特征峰。经500℃热处理后样品呈锐钛矿和晶红石的混晶结构。XPS检测表明掺杂样品中镍主要以Ni²⁺形式存在。样品的紫外可见吸收光谱表明镍掺杂样品的光吸收发生红移且镍掺杂明显提升了样品的光吸收能力。光催化测试表明适宜的镍掺杂能够有效降低二氧化钛光生电子和空穴的复合率,从而提升了纳米管样品对亚甲基蓝的降解率。其中2%镍掺杂纳米管对亚甲基蓝显示出最高的2 h降解率,达到95.7%,而过量的镍掺杂则会对其催化性能产生抑制作用。     

金属Ag表面修饰Bi掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以钛酸四丁酯和五水合硝酸铋为原料,采用溶胶-水热法制备了Bi掺杂TiO2颗粒;以硝酸银为银源,通过表面沉积法实现了金属Ag对Bi掺杂TiO2的表面修饰。应用X射线粉末衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对产品进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了所制Ag/Bi-TiO2样品的降解效果,并详细探讨了Bi掺杂量与Ag沉积量对光催化性能的影响;实验结果表明,3%Ag/10%Bi-TiO2的光催化活性最高,100 min内甲基橙的降解率可达75.6%。     

Ag/AgCl复合粉末的制备及光催化性能研究

AgCl光催化剂可以有效避免纳米TiO_2只对紫外光响应造成的缺陷和不足。围绕Ag/AgCl复合粉体的制备及其对催化降解有机污染物的性能进行研究,采用四种不同的方法制备了Ag/AgCl复合粉体,在波长λ420 nm的可见光下考察了Ag/AgCl复合粉体对甲基橙的降解能力,并探讨了其催化机理。结果发现,催化剂的活性与复合粉体样品的形貌结构有很大关联。以AgNO_3作为Ag源,利用乙醇将部分AgNO_3还原为纳米银颗粒,并利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为高分子保护剂制备出的Ag/AgCl复合粉体表现出良好的可见光催化活性和稳定性,在20 min内几乎将甲基橙完全降解,该光催化剂对甲基橙的一级降解反应常数为4.99×10~(-2)。     

掺Mo~(6+)附Ag纳米TiO_2在可见光下降解酸性大红3R

通过溶胶-凝胶法结合光催化还原法制备掺Mo6+附Ag的TiO2纳米颗粒,并在可见光下对酸性大红3R进行降解实验,研究其在可见光下的催化活性,并与纯TiO2、仅掺Mo6+或仅附Ag的TiO2进行对比。进一步讨论在可见光照射下掺杂量、焙烧温度等因素对掺Mo6+附Ag纳米TiO2降解性能的影响。结果表明:可见光下Ag/Mo6+/TiO2比纯TiO2、仅掺Mo6+或仅附Ag的TiO2显示出更高的活性,这是因为金属Mo6+的掺杂和贵金属银的沉积使二氧化钛的吸收带边发生红移,拓宽了可见光的响应范围;Ag/Mo6+/TiO2催化剂的催化活性最高时的Mo6+掺杂量为4.5%,银的附着量为2%。焙烧温度为500℃,这种掺Mo6+附Ag纳米TiO2对酸性大红3R的降解率可达87.6%.     

以偏钛酸为原料在室温离子液体中水热制备二氧化钛光催化剂

以偏钛酸作原料,用1-烯丙基,3-甲基咪唑氯([AMIM][Cl])室温离子液体,在温度160℃下水热制备了锐钛矿型的纳米二氧化钛.借助于X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM),和紫外.可见分光光度计(UV-Vis)等手段分别对所制备光催化剂的晶型、形貌、光学特性和光催化性能进行了表征.结果表明:所制备的二氧化钛光催化剂为锐钛矿型,其平均晶粒大小为18.4nm,颗粒为类椭球状,在可见光区存在一定的吸收,光催化性能测试表明所制备光催化剂降解亚甲基蓝的能力高于商业品P.25,并且在可见光照射下表现出了一定的光催化活性.     

纳微结构Ag2CO3光催化材料的制备 及其在光催化的应用

Ag₂CO₃是近年来发现的一种新型的可见光响应光催化剂，对甲基橙（MO）、罗丹明B（RhB）和亚甲基蓝（MB）等染料和苯酚等有机物都具有较高的光催化降解能力.然而，在光催化反应过程中，Ag₂CO₃晶体中的Ag+会被自身的光生电子（e-）还原形成金属Ag单质，随着反应的进行，样品的稳定性和光催化效果迅速降低.贵金属沉积、非金属掺杂和形成异质结等方法，可以使Ag₂CO₃的光吸收得到扩展，同时促进光生电子空穴对的分离，从而提升Ag₂CO₃的抗光腐蚀性能和对污染物的降解效率.通过不同的物理和化学方法调控Ag₂CO₃催化材料的形貌、晶粒尺寸和晶体缺陷等，可以提升其比表面积和光生电子空穴的传输效率，进而提高其光催化活性.文中归纳了近年来Ag₂CO₃光催化材料的研究进展，分析了Ag₂CO₃光催化的特点，阐述了一系列提升Ag₂CO₃光催化性能的方法，并对Ag₂CO₃光催化材料的研究进行了总结与展望.      

银掺杂二氧化钛及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备银掺杂二氧化钛光催化剂,通过XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC 和UV-Vis等技术对其进行表征.以甲基橙为模拟污染物,考察催化剂的光催化活性,探讨煅烧温度和银掺杂量对光催化效率的影响.实验结果表明：银掺杂二氧化钛提高了二氧化钛在紫外光和可见光下的光催化活性;当Ag掺杂量为1.00%、煅烧温度为450℃、催化剂用量为0.05 g时,银掺杂二氧化钛光催化剂在可见光条件下降解4 h 后,降解率达到92.57%,是纯二氧化钛的4.51倍;紫外光条件下降解2 h达到84.54%,是纯二氧化钛的2.27倍.     

钛箔表面二氧化钛纳米管的可控制备研究

采用电化学阳极氧化法在金属钛箔表面制得了二氧化钛纳米管,通过调整阳极氧化电压和时间,控制纳米管的管径及管壁尺寸,采用扫描电镜(SEM)观察了不同制备条件下得到TiO2纳米管阵列的微观形貌,考察了氧化电压及时间对纳米管TiO2纳米管阵列形貌的影响;利用热处理工艺调整二氧化钛纳米管的晶型,通过X射线衍射仪(XRD)对样品晶型进行了表征.结果 表明,以0.5％氟化铵的乙二醇水溶液作为电解液,在40 V电压下氧化30 min,得到的TiO2纳米管整齐有序;经过450℃热处理2h,TiO2纳米管晶型由无定型态转变为锐钛矿型TiO2,纳米管出现小部分坍塌.     

氮掺杂二氧化钛纳米管的制备及表征

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管阵列薄膜,在热处理的过程中利用浓氨水的挥发提供氨气氛进行掺N.采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射物相分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对样品进行了表征.结果表明,制得的二氧化钛纳米管管径为70～80nm,壁厚为5～10 nm,管长为400～500nm;N元素成功进入晶格,含量为0.68%;400℃热处理的未掺杂、N掺杂二氧化钛分别为纯锐钛矿相、锐钛矿和金红石混相.相比未掺杂的二氧化钛纳米管,N掺杂的二氧化钛纳米管在可见光区表现出更强的吸收.以甲基橙为模拟污染物,采用分光光度计研究了N掺杂、甲基橙初始浓度、pH值对光催化性能的影响.结果显示,甲基橙的光降解过程符合一级动力学过程,经过150 min的光催化实验,N的掺杂使二氧化钛纳米管的光催化性能提高了11.1%,甲基橙的最佳初始浓度为20 mg·L(-1),最佳pH值为1.