CuO/ZnO叠层复合薄膜的制备及其光催化活性

分别通过光还原和电还原在以氧化铟锡玻璃为基体的ZnO上沉积Cu和Cu2O,后经400℃空气中热处理,制备了两种CuO/ZnO叠层复合薄膜。用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能量散射谱分别对复合薄膜的晶相、形貌和化学组成进行表征。以橙黄II在模拟自然光照射下的光催化降解作为探针反应评价其光催化活性。结果表明：由Cu/ZnO经400℃下焙烧1h转化的CuO/ZnO叠层复合薄膜具有更高的光催化活性,反应1h后,橙黄II的降解率比由Cu2O/ZnO经400℃下焙烧1h转化的CuO/ZnO提高了14%。对CuO/ZnO叠层复合薄膜光催化活性提高的原因也进行了讨论。     

氧化锌纳米晶的制备及光催化性能研究

采用沉淀-热分解方法制备纳米ZnO,并用场发射扫描电子显微镜和X-射线衍射仪分析所制备的ZnO粉体的晶粒大小和物相,同时研究了在不同煅烧温度下制备的纳米ZnO对次甲基蓝的光催化降解效率.实验结果表明:在450 ℃下煅烧2 h制备的ZnO粉体的粒径基本分布在20～40 nm的范围内,且具有(假)六方结构.将在400 ℃和500 ℃下合成的ZnO纳米晶相比,在450 ℃下合成的样品对次甲基蓝的光催化降解效率较高;此外,外加适量的30%H2O2(质量含量,下同)溶液能显著提高纳米ZnO对次甲基蓝的光催化降解效率.     

化学复合镀法制备多孔光催化材料及其光催化性能

以多孔泡沫镍为载体,采用化学复合镀法制备了性能优良的多孔光催化材料,以产品对水中罗丹明B的降解性能为评价指标,对产品的光催化性能进行评价. 产品对水中罗丹明B的光催化降解反应严格符合零级动力学规律. 化学复合镀制备多孔光催化材料的最佳工艺条件为：镀液中硫酸镍浓度20 g/L,次亚磷酸钠浓度20 g/L,施镀过程中纳米TiO2投加量0.28 g/L,镀液温度90℃,镀液pH值4.6. 各因素影响产品性能的顺序为硫酸镍浓度>次亚磷酸钠浓度>镀液温度>镀液pH值>纳米TiO2投加量. 纳米Bi2O3复合使产品的光催化性能下降,随着纳米Bi2O3复合量增加,产品的光催化性能提高. ZnO复合使产品的光催化性能有明显改善,随着纳米ZnO复合量的增加,产品的光催化性能提高. Ag修饰导致Bi2O3复合光催化材料的光催化性能下降、ZnO复合光催化材料的光催化性能提高.     

微波辅助纳米Cu(OH)_2/ZnO复合材料的合成与光催化研究

以乙酸锌、氢氧化锂、氯化铜为原料,采用微波辅助加热溶胶-凝胶法制备了不同尺寸的ZnO和Cu(OH)2/ZnO复合型光催化剂,并用XRD、UV-Vis、HR-TEM、IR和SAED对其进行了表征。采用15 W的紫外灯和室外可见光作为光源,活性艳蓝X-BR为光催化反应模型污染物,研究了在各种不同制备条件下ZnO以及Cu(OH)2/ZnO的光催化性能。实验结果表明,在温度50℃下反应10 min,所合成的ZnO粒径最小,为2.59 nm,蓝移现象最明显,说明其光催化活性最佳。在紫外光下,对浓度为40 mg?L?1的活性艳蓝X-BR溶液进行光催化降解,当降解时间为100 min时,光降解率可达到78%。所制备的Cu(OH)2/ZnO(铜锌质量比3:7)复合材料其分散性最好,团聚现象最小。对浓度为40 mg?L?1的活性艳蓝X-BR溶液进行光化学降解,当降解温度为120℃时,光降解率可达到84%。     

燃烧法制备纳米ZnO及光催化降解甲基橙的研究

分别以甘氨酸和柠檬酸为燃料,Zn（NO3）2为氧化剂,采用燃烧法制备纳米ZnO粉体并采用模拟太阳光进行甲基橙光催化降解研究。XRD和SEM表征样品表明,燃烧法能简单、快速制备纳米ZnO粉体。研究表明,燃烧剂和氧化剂的配比以及反应温度对制备的纳米ZnO降解甲基橙效果有较大影响。Zn（NO3）2与甘氨酸之比为0．2～0．5（物质的量比）,反应温度为5000C;Zn（NO3）2与柠檬酸之比为1．5,反应温度为600℃进行反应制备得到的纳米ZnO降解甲基橙效果较好。降解实验的结果表明,纳米ZnO能有效地光催化降解甲基橙染料。以柠檬酸为燃料制备的ZnO样品,在1h内对10mg·L^-1甲基橙溶液的降解率为90％。     

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.     

制备条件对胺改性纳米ZnO光催化性能的影响

采用有机胺化合物对溶胶-凝胶法制备的纳米ZnO进行改性。以紫外灯作为光源,以甲基橙水溶液为光催化反应模型降解物,研究胺改性后ZnO的光催化性能。并通过考察改性剂的量、凝胶温度、恒温搅拌时间及煅烧温度对改性纳米ZnO光催化性能的影响,确定最适宜的胺改性ZnO的制备条件。试验结果表明,二乙醇胺作为改性剂的效果较好,其最适宜制备条件为:二乙醇胺的掺杂量为n(二乙醇胺)/n(ZnO)为0.50,凝胶温度为80℃,凝胶老化时间1.5 h,煅烧温度500℃。此时,甲基橙降解率与未经过改性的ZnO相比提高了1倍。     

水热法制备的纳米氧化锌阵列及在棉织物上的应用

以硝酸锌和六亚甲基四胺为原料,采用低温水浴法在棉织物表面实现ZnO纳米棒阵列生长的控制,并探讨了反应物溶液的浓度、反应温度、反应时间对ZnO纳米棒阵列生长的影响,同时对所制备的样品进行了抗紫外、光催化等测试、表征及性能分析。结果表明:棉织物表面生长的ZnO纳米棒结构为六方纤锌矿晶体;在反应物溶液浓度为0.025 mol/L,反应温度为90℃,反应时间为3 h时,制备得到形貌规整和定向生长的ZnO纳米棒阵列,赋予棉织物良好的光催化、抗紫外、自清洁等性能。     

木质素碳/氧化锌复合材料的制备及其光催化性能

以来源于造纸黑液的碱木质素和草酸锌为前驱体采用原位碳化法制备了不同碳含量的木质素碳/氧化锌(LC/ZnO)纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外分光光度计(UV-Vis)、荧光光谱仪(PL)等对所制备的LC/ZnO的微观结构和光学性质进行了表征。结果表明所制备的LC/ZnO复合材料是由高度分散的ZnO纳米颗粒和木质素碳纳米片构成,表现出优异的紫外和可见光吸收性能。以常见的有机污染物罗丹明B为降解对象,在模拟太阳光的照射下对所制备的LC/ZnO复合材料的光催化性能进行了研究。结果表明,LC/ZnO复合材料的光催化性能明显优于纯的ZnO纳米颗粒和氧化石墨烯/ZnO复合材料,且在550℃炭化温度下所制备的LC/ZnO-550复合材料具有最佳的光催化性能。     

纳米纤维素的制备及其对水性聚氨酯的增强作用

水性聚氨酯以水代替有机溶剂作为分散介质,在带来环境优势的同时降低了力学性能。在探索具有不同微观形貌和尺寸特征纳米纤维素制备技术基础上,研究纳米纤维素形态尺寸对水性聚氨酯的增强作用和机理。结果表明,联合使用机械剪切法和硫酸水解法,调节反应温度和反应时间等工艺条件,可以获得具有不同微观形貌和长度特征的纳米纤维素。当硫酸浓度60%、水解温度55℃、水解时间120 min时,制得纤维素平均长度为0.20μm,长度在10~100 nm范围内的纳米纤维素达到34%,平均直径约为20 nm,平均长径比为10∶1,纤维呈光滑细长飞梭状。乳化预聚体法制备的纤维素/水性聚氨酯乳液具有较好的储存稳定性,纤维素/水性聚氨酯复合薄膜硬度大幅度提高,拉伸强度达到25.41 MPa,相对于纯水性聚氨酯薄膜强度提高346%。     

Ce-ZnO@TiO2纳米薄膜的制备及其光催化性能研究

将低温常压水热法制备的ZnO纳米花通过稀土Ce掺杂和TiO_2纳米纤维原位固定,自组装形成ZnO@TiO_2和Ce-ZnO@TiO_2宏观薄膜,以罗丹明B和甲基橙为降解底物,搭建循环光催化反应装置,研究薄膜材料的光催化活性。实验结果表明,Ce-ZnO,ZnO@TiO_2和Ce-ZnO@TiO_2复合物的光催化活性分别是单纯ZnO的1.6倍,1.4倍和1.9倍。由此可见,Ce的掺杂和ZnO/TiO_2异质结的形成,都将提高材料的光催化活性,而且产品的宏观膜形态便于回收重复利用。     

花簇状纳米氧化锌制备及光催化降解亚甲基蓝研究

采用低温水浴法制备了花簇状纳米ZnO,并对样品进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物进行光催化实验。结果表明:水浴2 h,温度为45℃,n(OH~-)∶n(Zn~(2+))=8的条件下所制备的花簇状纳米ZnO的光催化性能最强;光催化反应的最佳反应条件分别为:催化剂投加量0.6 g/L,pH=9,反应150 min,MB溶液初始质量浓度为3 mg/L。当催化体系加入H_2O_2或Na_2S_2O_8时,产生的·OH和SO_4~(·-)对MB的去除有促进作用;废水共存离子CO_3~(2-)对MB去除的抑制作用强于HCO_3~-。催化剂循环利用4次后仍有较好的稳定性,MB去除率仍达89.3%。     

钼掺杂Ti02纳米薄膜的制备及其光催化活性研究

采用Sol—Gel法制备掺钼纳米Ti02溶胶,再采用浸渍提拉法制备MoTi02纳米薄膜,通过XRD、XPS、SEM等测试手段对制备的Mo—Ti（）2。纳米薄膜进行表征;以罗丹明B为反应体系,考察了钼掺杂量、烧结温度、保温时间对TiO2晶格畸变、晶粒尺寸、晶型及光催化活性的影响。结果表明,部分Mo＾6＋取代晶格中Ti＾4＋的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO2由锐钛矿相向金红石相转变;掺杂适量的钼有利于提高TiO2光催化效果,在500℃烧结、钼掺杂量1．5％（以钛物质的量计）、保温1h时制备的Mo—TiO2纳米薄膜具有最佳光催化效果。     

用于光催化生产过氧化氢的聚氯乙烯复合材料的制备及其性能研究

光催化生产过氧化氢(H₂O₂)在将太阳能转化为化学能方面具有广阔的应用前景。然而传统的粉末催化剂面临回收困难，二次污染等问题。文章在聚氯乙烯(PVC)薄膜上负载ZnO光催化剂制备了用于光催化H₂O₂生成的PVC/ZnO复合薄膜，并对其光催化性能、催化机理以及稳定性进行研究。结果表明：PVC/ZnO-0.4复合薄膜表现出最佳的光催化性能，60 min内H₂O₂累计浓度达到165.15μmol/L。催化机理研究表明，二电子氧还原生成H₂O₂。循环稳定性研究表明，PVC/ZnO复合薄膜具有优异的循环性能以及稳定性。制备的PVC/ZnO复合光催化薄膜可以有效避免催化剂损失，从而提高光催化材料整体的催化性能。     

TiO_2纳米薄膜微结构及光催化性能研究

以钛酸丁酯Ti(OBu)4为原料,采用溶胶-凝胶法在普通钠钙玻璃表面制备了TiO2纳米薄膜,用XRD、UV-VIS等技术对薄膜微结构及紫外吸收性能进行了表征,选用食用油光催化降解为模型对TiO2薄膜光催化性能进行了评价。探讨了退火温度对薄膜晶相结构及其光催化活性的影响,450℃退火处理的薄膜呈锐钛矿和金红石型混晶结构,锐钛矿相平均晶粒尺寸为28.8 nm,金红石相平均晶粒尺寸为40.4 nm,700℃退火后为纯金红石相。焙烧温度在450—490℃光催化活性较为理想,480℃附近光催化活性达到最高。涂膜层数增加,光催化活性增强,8层膜的光催化活性最高。     

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.     

节能灯光响应Ce-Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Ce、Fe共掺杂的纳米TiO_2光催化剂.以节能灯为光源,考察了催化剂组成、催化剂加入量、反应温度等对其光催化降解亚甲基蓝性能的影响.结果表明:与不掺杂及Ce、Fe单掺杂相比,Ce-Fe共掺杂能明显提高纳米TiO_2在节能灯照射下的光催化活性.其中,Ce_(0.062)5Fe_(0.004)/TiO_2的催化效果最佳,当反应温度50 ℃,反应液pH值5.33,催化剂加入量0.313 g/L 时,4 h的降解率可达96.00%.XRD分析结果显示,催化活性较好的催化剂均为锐钛矿和金红石的混晶,晶粒尺寸在20～30 nm之间.     

高分子网络凝胶法制备纳米氧化锌的工艺控制

以乙酸锌[Zn(Ac)2]为原料,丙烯酰胺(AM)为单体,N,'N'-亚甲基双丙烯酰胺(MABM)为网络剂,采用高分子网络凝胶法制备了纳米ZnO粉体,研究了其制备过程中反应物浓度、引发剂(NH4)2S2O8含量、溶液的pH值及备反应条件对纳米ZnO晶粒尺寸的影响.X射线衍射分析结果表明:纳米ZnO颗粒的平均晶粒大小随Zn2+起始浓度引发剂含量的增加而增加,随溶液pH值的增加而减小.确定了用高分子网络凝胶法制备纳米ZnO粉体的最佳工艺参数为:反应温度80℃;反应时间2h:干燥温度100℃:干燥时间4h.     

纳米TiO2/Ti管阵列薄膜催化剂的制备和性能

采用阳极氧化法制备纳米TiO2/Ti管阵列薄膜催化剂,考察了外加电压、反应时间和电解液pH值对催化剂形貌的影响.结果表明,在外加电压20 V,pH值为4.5～5.0,反应6 h的条件下,制得的TiO2管阵列薄膜催化剂管孔形貌清晰、整体分布均匀,管长约为1.8,um,管径约为90 nm.在400℃煅烧2 h后,由无定型转化为单一的锐钛矿型,阵列结构没有崩塌和损毁.在400℃煅烧后的纳米TiO2/Ti管阵列薄膜催化剂具有良好的光催化活性,可与光电协同催化用于降解亚甲基蓝,光催化和光电协同催化降解的降解率分别为21.30%和77.96%.     

In_2S_3/ZnO薄膜太阳能电池的制备及光电特性研究

首先利用两步化学方法在FTO透明导电基底上,制备了分布均匀且垂直于基底表面的ZnO纳米片阵列,再利用连续离子层吸附法制备了In_2S_3/ZnO异质结构纳米薄膜,并对其结构、形貌和光吸收等性质进行了表征。详细讨论了异质结构纳米薄膜的光电化学性质,测试结果显示,In_2S_3/ZnO异质结构纳米片阵列的光电流密度约为ZnO纳米片阵列的4倍。