银纳米颗粒及其负载TiO2的制备与应用研究

采用液相化学还原法和溶胶-凝胶法,制备得到形貌各异的银颗粒及其负载的TiO2复合材料。透射电镜（TEM）结果显示,可以制备得到表面光滑,形状均匀一致的球形、三角形和四方形银纳米颗粒;X射线衍射（XRD）结果表明,银纳米颗粒晶体结构属于立方品系;利用傅立叶变换红外光谱仪（FT—IR）研究了聚乙烯吡咯啉酮（PVP）在生成不同形貌银纳米颗粒的化学反应中的作用机理;Ag／TiO2复合材料的X射线衍射能谱（XPS）结果表明,负载的银主要以零价态形式存在于TiO2的表面;研究了不同形貌银纳米颗粒的抗菌性能以及Ag／TiO2复合材料的光催化脱色亚甲基蓝的活性,结果表明,所制备的银纳米颗粒杀菌率均在99％以上;银负载到TiO2后,Ag／TiO2复合材料的光催化活性得到明显提高。其中,球形银负载的Ag／TiO2复合光催化剂活性最好。     

载银TiO2/碳纳米管复合材料的制备及其催化杀菌性能

采用溶胶-凝胶法, 在450℃下煅烧制备载银TiO₂/碳纳米管纳米复合材料;采用XRD、SEM以及N₂吸脱附对样品的晶体结构及样品微观形貌进行表征;通过UV-vis漫反射光谱表征了复合材料对紫外可见光的吸收性能;以甲基橙为模型污染物, 评价了样品紫外光光催化降解甲基橙的活性, 以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为菌种, 采用抑菌圈法表征样品的杀菌性能。结果表明, 载银TiO₂/碳纳米管纳米复合材料比纯TiO₂纳米颗粒有更好的紫外光光催化活性, 其中掺碳纳米管(CNTs)1%(质量分数)的效果最好, 紫外光照射150min, 降解率达到76.5%;载银TiO₂/碳纳米管纳米复合材料比TiO₂纳米颗粒、Ag纳米粒子、CNTs(纯化处理后)的杀菌效果都要好很多, 其中掺CNTs 10%(质量分数)的样品的杀菌效果最好, 抑菌圈直径达到25.8mm。     

水热合成Ag+掺杂SrTiO3可见光催化降解四环素性能和机制

采用一步水热法制备纳米Ag-SrTiO₃可见光催化剂,利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜和紫外可见光吸收光谱等对Ag-SrTiO₃的组成、形貌及吸光性进行表征,通过对四环素（TC）的降解实验研究了其在可见光下的光催化活性和稳定性,并进一步通过光致发光光谱、电子自旋共振和自由基捕获实验探究了其对TC的降解机制。结果表明,Ag⁺可成功掺杂到SrTiO₃中,且Ag-SrTiO₃的吸收光较纯SrTiO₃明显发生红移;当AgNO₃与Sr（NO₃）₂的摩尔分数为3%时,制备的Ag-SrTiO₃对TC的光降解效果最好,120min内降解率可达79.63%,较纯SrTiO₃提高13倍,光催化降解TC反应过程符合准一级动力学模型,且重复使用8次后仍具有较高光催化活性;Ag-SrTiO₃中Ag⁺捕获了SrTiO₃产生的电子,有效抑制了电子和空穴的复合概率,从而增加其光催化活性,且其主要活性物种为·O₂^–。     

冬瓜基含TiO2炭气凝胶的制备、表征及其光催化性能

以冬瓜和钛酸四丁酯为原料,采用水热法和冷冻干燥法成功制备出含TiO₂炭气凝胶（WTCA）,研究了其对罗丹明B废水的光催化降解性能,并考察了水中常见无机盐离子对其光催化效果的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱仪（Raman）和荧光光谱仪（FL）等对样品结构和性能进行了表征。XRD、Raman和EDS分析表明复合气凝胶中含有锐钛矿TiO₂和碳元素;SEM和TEM分析表明TiO₂纳米颗粒均匀地负载在具有多级孔洞结构的炭气凝胶的骨架表面;含TiO₂炭气凝胶的光催化活性明显高于纯TiO₂,当负载量达30%时,其对罗丹明B的光催化降解效率最高（降解率达96.11%）。此外,无机盐阴离子对复合气凝胶的光催化效果有一定的抑制作用（CO₃^2- > SO₄^2- > Cl^- > NO₃^-）,而无机盐阳离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的抑制作用不明显。     

针状ZnO的纳米纤维素诱导制备及光催化性能

以纳米纤维素（NCC）为形貌诱导剂,乙酸锌为反应前驱物,采用水热法合成针状ZnO。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDS）对ZnO的形貌、微观结构、结晶特性进行了表征,并探讨了其形成机理及光催化降解性能。结果表明水热条件下,NCC能诱导ZnO在其表面沉积和生长,可形成直径260nm、长度10μm的针状结构,诱导制备的针状ZnO室温下2h内对孔雀绿的紫外光降解效率为88.5%。针状ZnO在光催化剂等领域具有潜在应用价值。     

碳量子点修饰g-C3N4/SnO2复合材料光催化性能

以四氯化锡五水合物、乙二醇和氨水为原料,在微波辅助水热条件下快速合成氧化锡纳米颗粒,以尿素 为前体在马弗炉中退火得到g-C₃N₄,使用柠檬酸和乙二胺为原料水热合成碳量子点。室温下,将碳量子点/ g-C₃N₄/SnO₂在通风橱中进行搅拌得到碳量子点负载的氮化碳/氧化锡复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）、 X射线衍射（XRD）、氮气吸附-解吸等温线（BET）、紫外-可见分光光度计（UV-vis）、电子自旋（顺磁）共振波谱仪（ESR）对复合材料的形貌、结构特征、吸光度和光催化过程中的活性物质等进行表征和分析,并通过在紫外光下降解罗丹明B（RhB）测试样品的光催化性能。试验结果表明,紫外-可见分光光谱吸收边缘的红移说明碳量子点负载后能提高复合材料在可见光区域的响应,光催化试验表明碳量子点负载能提高g-C₃N₄/SnO₂复合材料的光催化性能,当碳量子点负载量为7%时复合材料的降解效率最高,在3h内对RhB的降解效率为97%。此外,微波辅助水热法能在短时间内大量合成氧化锡纳米颗粒,且氧化锡纳米颗粒具有较小的晶粒尺寸（8.5nm）,可以高效制备并应用于环保领域。     

Ag纳米粒子改性MoS_2/暴露(001)面TiO_2二维复合材料及其可见光催化性能研究

以钛酸四丁酯、氢氟酸、钼酸钠、硫代乙酰胺和硝酸银为原料,利用水热法和光沉积法成功在二硫化钼(MoS_2)/暴露(001)面TiO_2二维复合材料上沉积了银纳米粒子(Ag)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收(UV-vis)对样品的相组成、表面形貌、表面元素组成和光响应范围进行表征测试,并在可见光下考察了复合材料降解亚甲基兰(MB)的光催化性能。结果表明粒径约为20~30 nm的Ag颗粒成功负载在MoS_2/暴露(001)面的TiO_2纳米片上(MT-001),Ag纳米粒子的等离子共振效应有效的改善了MT-001纳米片的光催化性能,改性后复合材料对MB的最佳降解率为89.72%,为同等条件下纯TiO_2纳米片的1.55倍。     

光辅助原位清洁制备Ag/AgCl纳米颗粒

以Ag NO3和反渗透水(RO)中的Cl–为原料,在波长为395 nm的紫外光源(20 W)下原位合成Ag/Ag Cl纳米颗粒。通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨率的透射电镜(HRTEM)和动态光散射(DLS)表征了样品的形貌和尺寸分布,用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱分别对复合材料的晶体结构和元素价态以及光催化性能进行了测试。结果表明:Ag/AgCl复合材料是球形颗粒,平均粒径为100 nm。AgNO_3溶液形成复合纳米颗粒的过程能有效降解罗丹明6G,银离子溶液在光照3 min时罗丹明6G的降解率和猝灭率分别可达96.5%和95%。     

溶剂热法制备Ag/ZnO纳米复合材料及其光催化性能的研究

用溶剂热法制备了Ag/ZnO纳米复合材料,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散谱点(EDS)分析了复合材料的表面形貌及结构.以亚甲基蓝为模拟污染物,在紫外光照射下考察了纳米Ag/ZnO复合材料的光催化活性.结果表明,一定量银沉积能有效地改善ZnO时亚甲基蓝的光催化降解性能.     

色氨酸辅助合成光催化活性增强的球形纳米TiO2

以L-色氨酸（L-Trp）为生物模板,采用简单水解及煅烧后制备了球形结构TiO₂纳米光催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱和N₂吸附-解吸等方法对制得的TiO₂纳米材料进行表征。在催化剂合成过程中,L-Trp作为生物模板发挥至关重要的作用,能够指导球形结构纳米TiO₂的形成。考察了不同煅烧温度下制备的TiO₂样品光催化活性,结果表明550℃时制备的TiO₂样品具有优异的光催化活性,紫外光照射30min对甲基橙溶液的降解率达到95%左右,主要是由于较大比表面积和球形结构的协同效应。光催化剂稳定性实验表明,所制备的TiO₂纳米材料可作为一种实用有效的光催化剂用于紫外光照射下降解有机染料。同时,对L-Trp辅助下球形结构TiO₂纳米颗粒的可能生长机理进行讨论。     

Ag掺杂Ti/PbO2电极的制备及其在苯酚降解中的应用

使用化学还原和电沉积的方法制备了单质银（Ag）掺杂的Ti/PbO₂电极（Ti/Ag-PbO₂）。在保持镀银液浓度一定的条件下，通过改变镀银的时长制备出三种银含量的钛基体二氧化铅电极（Ti/Ag1-PbO₂、Ti/Ag2-PbO₂、Ti/Ag3-PbO₂）。利用X射线光电子能谱（XPS）和X射线荧光光谱分析（XRF）确定了PbO₂电极中Ag的价态和掺杂量。扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）结果表明，Ag掺杂未明显改变电极的表面形态和晶型。根据涂层附着力测试试验发现，掺银PbO₂电极与基底之间有更好的结合力，电极使用寿命提高了约2.5倍。电化学交流阻抗谱（EIS）和循环伏安法（CV）测试结果表明，Ag的掺杂大幅降低了PbO₂电极的电荷转移电阻，提高了电极的电催化活性。利用掺银量2.7%（质量分数）的Ti/PbO₂电极降解100mg/L的苯酚水溶液，相较常规Ti/PbO₂电极，完全降解时间缩短了33.3%，降解能耗下降了34%。     

Ag/g-C3N4光催剂的构建及降解7-氨基头孢烷酸机理

研究了Ag/g-C₃N₄光催化剂的制备及降解7-氨基头孢烷酸的性能和机理。通过贵金属表面沉积法制备 Ag/g-C₃N₄光催化剂，利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）研究催化剂的形貌和微观结构，通过X光射线能谱（XRD）研究催化剂的晶体结构，采用红外光谱（FTIR）研究催化剂的表面化学官能团，紫外可见光谱（UV-vis）研究催化剂的能带结构和光学性质，通过光催化降解7-氨基头孢烷酸评价Ag/g-C₃N₄的催化性能。结果表明，本研究制备得到了高纯度和高催化性能的Ag/g-C₃N₄光催化剂，与单体g-C₃N₄相比，Ag/g-C₃N₄的吸光性能得到了明显提升，光生电子-空穴的分离和传输性能得到了增强。可见光照射120min时，7%-Ag/g-C₃N₄对7-ACA的降解效率约为78.55%，是单体g-C₃N₄降解效率的1.38倍。本研究为拓宽g-C₃N₄基催化剂在光催化领域的应用提供了崭新的研究思路。     

In2O3/Ag：ZnIn2S4“Type Ⅱ”型异质结构材料的制备及可见光催化性能

采用低温油浴的方法,制备出具有“Type Ⅱ”异质结构的In₂O₃/Ag:ZnIn₂S₄复合材料光催化剂。使用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）以及光电化学测试（PEC）等技术对物相、形貌结构、元素化合状态、光响应特性等方面进行探究。在可见光照射下进行光解水制氢和光降解甲基橙（MO）实验来评价光催化剂的光催化活性,结果表明,粉末状光催化剂 In₂O₃/40.0%（质量分数）Ag:ZnIn₂S₄的光催化制氢速率达到 21.85 μmol·h^-1,约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的57.5倍和1.5倍。在可见光下的降解MO实验中,In₂O₃/40.0% Ag:ZnIn₂S₄光降解速率为0.3466 min^-1,分别约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的105倍和2.1倍。这主要归因于In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄之间形成的“Type Ⅱ”异质结构,促使光生载流子的快速迁移和分离。     

Cu掺杂镍基MOF复合物的制备及光催化性能研究

采用水热法合成了Cu掺杂镍基金属有机框架催化剂（Ni-BDC）复合催化剂，使用傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线粉末衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及N2-吸附脱附等技术对催化剂的结构、形貌进行了表征，并以亚甲基蓝（MB）为目标降解物，对Cu/Ni-BDC光催化性能进行研究。表征结果显示，Cu/Ni-BDC催化剂呈现多孔结构且具有较大的孔径尺寸及比表面积。在可见光的照射下，0.5g·L^-1的Cu/Ni-BDC催化剂投入量在150min内对100mL质量浓度为10mg·L^(-1)的MB溶液的降解率达84.8%，且催化剂经过5次循环实验其光催化降解率仍保持在77%以上。     

In2O3/Ag：ZnIn2S4“Type Ⅱ”型异质结构材料的制备及可见光催化性能

采用低温油浴的方法,制备出具有“Type Ⅱ”异质结构的In₂O₃/Ag:ZnIn₂S₄复合材料光催化剂。使用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）以及光电化学测试（PEC）等技术对物相、形貌结构、元素化合状态、光响应特性等方面进行探究。在可见光照射下进行光解水制氢和光降解甲基橙（MO）实验来评价光催化剂的光催化活性,结果表明,粉末状光催化剂 In₂O₃/40.0%（质量分数）Ag:ZnIn₂S₄的光催化制氢速率达到 21.85 μmol·h^-1,约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的57.5倍和1.5倍。在可见光下的降解MO实验中,In₂O₃/40.0% Ag:ZnIn₂S₄光降解速率为0.3466 min^-1,分别约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的105倍和2.1倍。这主要归因于In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄之间形成的“Type Ⅱ”异质结构,促使光生载流子的快速迁移和分离。     

Ag/Ag3PO4/TiO2双异质结催化剂的制备及光催化性能研究

通过紫外光诱导将Ag纳米颗粒沉积在Ag_3PO_4/TiO_2上,构建了Ag/Ag_3PO_4/TiO_2双异质结催化剂,通过废水中残留非那西丁(PNT)降解实验探究其光催化性能。结果表明,在紫外光照射下,以Ag/Ag_3PO_4/TiO_2为催化剂,当Ag_3PO_4质量分数为10%、催化剂用量为0.5 g·L~(-1)、初始pH值为9.0、PNT初始浓度为20 mg·L~(-1)时,PNT的降解效果最好,降解率最高可达97%。光致发光光谱显示,Ag的沉积导致Ag_3PO_4/TiO_2的光催化性能明显增强,对光生电子的转移产生积极作用,对电子-空穴对的复合产生抑制作用。     

金属有机骨架/聚乙烯醇双交联网络复合水凝胶的构建及其抗菌性能研究

将具有抗菌性能的金属有机骨架（MOF）材料与具有双交联网络结构的聚乙烯醇（PVA）水凝胶相结合，构建了一种具有优良力学性能和抗菌性能的MOF/PVA抗菌水凝胶复合材料。该抗菌水凝胶采用物理与化学双交联的高分子网络结构，可增强水凝胶的力学性能。水凝胶内部结合了含有Ag⁺的MOF（AMOF）颗粒和含有Zn²⁺的MOF颗粒，随着2种MOF颗粒的缓慢降解，水凝胶持续释放的Ag⁺和Zn²⁺对细菌细胞造成物理损伤，实现对革兰氏阴性与阳性细菌生长的有效抑制，抑制率高达99%以上，为新型抗菌水凝胶材料的设计和构建提供了一种新策略。     

Ag/TiO_2纳米纤维薄膜与光催化性能研究

采用新型种子诱导方法合成Ag/TiO2纳米纤维异质结构,通过在TiO2纳米纤维,水,乙醇溶液中加入银氨溶液实验方法制备了Ag/TiO2纳米纤维薄膜。用场发射电子显微镜(FESEM),能量色散X射线光谱(EDX),透射电子显微镜(TEM),X射线粉晶衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)来表征最终产物。结果表明这些TiO2纳米纤维的直径大约80 nm,长度在几百微米之间,而负载在其上面的Ag粒子大小可达300~700 nm。将上述制取的光催化薄膜进行过滤甲胺磷水溶液实验,甲胺磷溶液降解可达87.0%,表明了TiO2纳米薄膜的光催化活性得到了很大提高。该材料将有可能应用于光催化、消毒、杀菌、环境(水、空气)污染处理等方面。     

铌酸银紫外光催化降解聚氯乙烯薄膜的研究

通过玻璃涂层法分别制备了纯聚氯乙烯（PVC）薄膜和添加钙钛矿型铌酸银（AgNbO3）光催化剂的复合膜（PVC/AgNbO3）。在紫外光照射条件下分别对PVC和PVC/AgNbO3薄膜进行了光催化降解实验。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶红外光谱对光照前后薄膜的形貌及光催化降解过程进行了分析表征。结果表明,6 W紫外光辐射480 h后,纯PVC薄膜失重为3.92 %;PVC/3 % AgNbO3、PVC/6 % AgNbO3、PVC/9 % AgNbO3、PVC/15 % AgNbO3复合薄膜分别失重19.16 ％、22.94 ％、26.59 ％、31.75 ％,AgNbO3光催化剂加速了PVC薄膜降解。     

氯氧化铋简便合成及其光催化降解对硝基苯酚性能

光催化降解是一种有效的处理环境污染物的方法。氯氧化铋（BiOCl）已成为传统光催化剂的潜在替代品,并显示出优异的性能。采用简单的机械搅拌法合成了BiOCl光催化剂,并通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、氮气吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等对其形貌、组成、结构、比表面积以及光学性能进行了表征。结果显示,制备的BiOCl显示出二维纳米薄片状形貌,带隙宽度为3.3 eV。利用光催化降解对硝基苯酚（PNP）为模拟反应评估了BiOCl的光催化活性。受益于BiOCl表面高暴露的（110）晶面,在80 min、BiOCl投加量为0.4 g/L条件下,BiOCl对PNP的去除率高达99.7%。动力学研究表明,该降解过程符合一级动力学方程,动力学常数为0.043 min^-1。自由基捕获实验证实,该降解过程中主要的自由基为?O₂^-和?OH。此外,还分析了BiOCl降解PNP的机理。研究结果为光催化法治理废水提供了有价值的信息和参考。