原位光催化水泥基材料的制备及性能

光催化剂在水泥基材料中的分散性问题一直是制约光催化水泥基材料性能的主要因素之一。本文通过在水泥基材料成型过程中加入铋系光催化前驱体溶液实现原位光催化水泥基材料的合成,提高光催化剂在水泥基体中的分散性,赋予水泥基材料光催化性能的同时改善水泥基体抗压强度。通过扫描电镜和EDS能谱对光催化水泥基材料微观结构和成分进行表征。结果表明,光催化水泥基材料对罗丹明B的降解效率最高可达91.64%,对氮氧化物的降解效率最高可达到15.03%,早期机械强度提升约10%。光催化剂在水泥基体中分散更加均匀,同时水泥基体致密度提高。本文揭示了原位光催化水泥基材料的光催化性能与机械性能的提升机制,为其他功能性水泥基材料的制备提供了理论基础。     

磷酸银光催化性能提升与增强机制的研究进展

Ag_3PO_4是目前光催化效率最高的可见光光催化剂之一,在降解有机污染物、分解水制氢和CO2还原等领域具有广泛的应用前景。但Ag_3PO_4光催化性能距离实际应用还存在一定差距,化学性质也不稳定,因此对其性能提升受到了各国研究者的关注。围绕Ag_3PO_4纳米化、形貌控制、异质结构等提升光催化性能的途径及其增强机制进行阐述,其中与Ag_3PO_4形成异质结构是目前提升其光催化性能的最主流的方法,Ag_3PO_4与金属氧化物、卤化物、硫化物、有机半导体、单质金属形成的异质结构均有效改善了其光催化性能,最后还对Ag_3PO_4基光催化剂未来的发展趋势进行了展望。     

新型银基等离子体光催化纳米结构材料的研究进展

银基等离子体光催化剂因其独特的物理和化学性质,在光催化降解有机污染物、净化水和杀菌等方面受到了广泛关注。本文综述了近年来国内外银基等离子体光催化剂纳米结构材料的最新研究进展,重点介绍了银基等离子体光催化剂催化机理、几种典型的液相合成方法及其形貌依赖的催化性能,并在此基础上对等离子体光催化剂纳米结构材料的发展前景进行了展望。     

铀酰配合物光催化剂的应用研究进展

光催化是目前处理有机污染物广泛应用的技术之一。铀酰配合物在光照下可被激发形成活性催化中心,通过分子间能量的转移氧化有机物,可作为新型的光催化剂。对光催化材料的研究现状、铀酰配合物的结构特点进行了分析,详细阐释了铀酰配合物光催化剂的应用研究进展,并简述了铀酰配合物光催化机理,为新型铀酰光催化材料的研发提供了借鉴。     

光催化降解水环境中有机污染物的研究进展

近年来,由于抗生素、苯酚类和染料等有机污染物的滥用和随意排放,水环境的污染问题日益严重。光催化作为一种高级的氧化技术,目前被认为是最有前途的绿色环保技术,在有机污染物的降解研究中发挥着重要的作用。本文首先概述了光催化降解有机污染物的基本原理;其次,从光催化降解有机污染物水环境影响因素分析p H值、浓度、光催化剂量以及光催化剂吸附能力对光催化性能的影响;此外,系统地阐述了光催化降解有机污染物的研究进展,包括：光催化材料、光催化材料表征手段和光催化材料修饰策略;最后,对光催化降解有机污染物的研究进行了总结和展望。     

纳米TiO2光催化降解有机污染物的研究与应用

以光催化剂TiO2为例,讨论了光催化降解有机污染物的机理,总结了TiO2光催化剂在降解有机污染物(氯代物与芳香族化合物、含氮化合物、表面活性剂、染料、农药等)方面的应用,并对TiO2光催化氧化法的发展与应用前景进行了展望。     

钼酸铋半导体光催化剂的研究新进展

钼酸铋拥有典型的Aurivillius型结构,主要由(Bi_2O_2)~(2+)层及MoO_6钙钛片层状结构组成,显示出良好的光催化性能,广泛用于有机污染物的降解,成为近年来最受关注的一类可见光催化材料。综述钼酸铋半导体光催化剂的制备方法,以及通过构建异质结、掺杂、固溶体、金属沉积、量子点等改性措施提高其光催化活性,归纳和总结钼酸铋光催化剂在催化氧化反应、降解有机废水、电化学储能和CO_2的还原、气体传感器等方面的应用,并对钼酸铋光催化剂发展进行展望。     

负载型光催化剂降解有机废水的研究进展

光催化技术应用于有机废水处理具有广阔的前景，负载型光催化剂以其独特的优点日益受到人们的关注，因此，在简述普通未负载光催化剂降解有机废水的基础上，重点讨论负载型TiO2光催化剂的制备及应用。     

MOFs及其衍生物在光催化方面的最新研究进展

当今世界，环境和能源问题已成为全球关注的焦点。为了解决这些问题，光催化技术因其利用丰富的太阳能解决棘手的环境和能源问题的潜力而备受关注，其关键在于高效光催化剂的开发与利用。金属有机骨架材料，是新一代晶体材料，因其具有比表面积大、孔道结构规整、孔径尺寸可调、催化活性位丰富等优点，近年来被国内外研究学者广泛研究，在光催化领域研究甚多。综述了金属有机骨架材料用于光催化剂的研究进展，并对其作为光催化材料的应用前景进行了展望。     

商品铋酸钠的热稳定性与可见光光催化特性

直接采用商品铋酸钠作为光催化剂,研究了不同热处理条件对铋酸钠结构稳定性和光催化活性的影响,考察了铋酸钠对不同有机污染物的光催化降解特性及重复使用性。结果表明,可见光照射下,铋酸钠能够快速降解甲基橙、橙Ⅱ、亚甲基蓝和苯酚,适当热处理能够增强铋酸钠光催化性能,铋酸钠光催化剂性能比较稳定,可以循环利用,具有良好的应用前景。     

Review MXenes as a new type of nanomaterial for environmental applications in the photocatalytic degradation of water pollutants

Two-dimensional titanium carbide (MXene) with an adjustable bandgap (0.92–1.75eV), excellent structural stability, high conductivity and hydrophilicity has always been a hotspot in the field of environmental photocatalysis. However, the rapid recombination of light-excited carriers of a single photocatalytic material decreases quantum efficiency and photocatalytic performance. The modification of MXene could overcome these problems to improve photocatalytic properties. Among various improvement strategies, the composition of MXene heterostructure and Schottky junction is an effective and straightforward strategy for adjusting electronic structure and accelerating photocatalytic performance. This review aims to design typical, cost-effective heterojunctions and Schottky junctions and their progress, mechanisms, and trends in environmental organic pollutants' degradation. This review detailed the heterogeneous catalytic mechanism of MXene-based photocatalysts for the degradation of organic pollutants. It is discussed the way to improve the photocatalytic performance of MXene by constructing heterojunction and Schottky junction. The surface properties, catalyst performance and pollution management of various MXene-based catalysts were compared, and then some dilemmas and application strategies of MXene development were analyzed in depth. This review can open up ideas for new approaches and provide valuable clues for designing MXene as a cocatalyst to develop more effective photocatalysts for practical application in environmental pollution management.     

特殊形貌光催化剂的研究进展

光催化技术是将太阳能转化为化学能的一种非常有效的能源转化方式,是解决能源危机和环境污染问题的一种重要方法。一些特殊形貌的光催化剂具有比表面积大、光生电子-空穴对复合率低及光能利用率高等优点。总结了不同形貌光催化剂（纳米线、纳米棒、纳米管、纳米片、核壳结构）的合成策略和光催化性能。经过对比后发现,利用水热法可以制备出多种特殊形貌的光催化剂,且所制备的光催化剂的催化性能优异。光催化剂的特殊形貌对其光催化性能提升的原因包括以下2个方面：1）可以提供更多的反应活性位点;2）提高光生电子-空穴对的分离效率。最后还提出了开发特殊形貌光催化剂的研究方向。     

Surface modifications,perspectives, and challenges of scheelite metal molybdate photocatalysts for removal of organic pollutants in wastewater

Semiconductor-mediated photocatalysis is a promising green technology which has been widely adopted for solving energy and environmental issues. Among the semiconductor photocatalysts, the scheelite tetragonal structure of metal molybdate materials have attracted tremendous research attention in the application for photocatalytic degradation of organic pollutants due to their diverse band gaps, unique physical and chemical properties, ecofriendly characters, abundant sources of molybdenum (Mo) element, and low cost. However, the fast recombination of photogenerated electron-hole pairs results in decreased efficiency of the photocatalysis. Thus, this review covers the progresses in various unmodified and modified scheelite metal molybdate photocatalysts, which include PbMoO₄, BaMoO₄, CaMoO₄, SrMoO₄, and CdMoO₄. The modification methods are categorized into morphology control, facet modification, doped, plasmonic, and heterojunction, which are devoted to the degradation of organic pollutants (mostly, dyes and drugs) and to overcome the rapid recombination of electron-hole pairs. Furthermore, the challenges and future direction as well as the perspectives toward the designation for more efficient scheelite metal molybdate photocatalysts are discussed through extensive literature review.     

铋系半导体光催化剂研究进展

铋系半导体材料具有特殊的层状结构以及合适的带隙，具有良好的可见光响应能力以及稳定的光化学特性，作为一类新型的环境友好型光催化剂在环境修复与解决能源危机等领域受到广泛关注，已成为近年来的研究热点。然而，铋系半导体光催化剂距离实际大规模应用仍存在一些亟需解决的问题，如光生载流子复合率高、对可见光谱的响应范围有限、光催化活性较差、还原能力较弱等。本文首先介绍了铋系半导体材料的典型特征、制备方法与反应机理，在此基础上着重阐述了铋系半导体光催化在形貌调控、构建异质结、离子掺杂、碳质材料掺杂、贵金属沉积、染料敏化等改性手段的研究进展以及在降解水体污染物、杀菌消毒、空气净化、制氢、还原CO₂、有机合成等领域的应用成果。最后对铋系半导体光催化剂的未来前景做出展望，指出其未来的研究方向应致力于从多手段耦合改性、拓展其应用领域以及深入探究反应机理等方面开展。     

MnWO4/WO3的制备及其光催化性能的研究

光催化技术在解决环境污染和能源危机方面有着巨大的应用潜力,采用浸渍、焙烧的方法制备了一系列MnWO₄含量不同的MnWO₄/WO₃复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、HR-TEM、BET等方法对MnWO₄/WO₃复合光催化剂的结构形貌进行表征。通过光催化分解水产氧以及降解四环素来评价其光催化活性。通过能带结构、表面光电压(SPV)、荧光(PL)和活性物种实验分析MnWO₄/WO₃复合光催化剂的光催化活性增强机制。实验结果表明,所有MnWO₄/WO₃样品的光催化活性较纯WO₃样品都有提高,且随着MnWO₄含量的增加呈现先增高后下降的趋势,MnWO₄含量为3%的MnW-2样品表现出最优的光催化活性,其氧气产量为89.26 μmol,为WO₃纯样的3.45倍,对四环素的降解率达到了92.1%,一级反应动力学常数为WO₃纯样的8.98倍。通过对其能带结构及光生电子和空穴的分离效率进行分析发现,样品的光催化活性变化主要是由于光生载流子分离效率改变导致。     

基于表面等离子体共振效应的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展

由具有表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)效应的贵金属(Ag、Au等)纳米粒子和半导体纳米结构组成的纳米复合光催化剂具有优异的可见光光催化活性,成为新型光催化材料的研究热点之一。本文综述了Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的制备方法、基本性质以及光催化应用方面的一些重要研究进展;重点介绍了Ag(Au)等纳米粒子的表面等离子共振增强可见光催化活性的机理,以及Ag(Au)纳米粒子与不同类型半导体复合的光催化剂的光催化性能,其中所涉及的半导体包括金属氧化物、硫化物和其他一些半导体;本领域未来几年的研究热点将集中于新型高效的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的微结构调控及其用于可见光驱动有机反应的机理研究。本文为基于SPR效应构建Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究提供了有力的参考依据,并且指出Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究是发展可见光高效光催化剂的重要方向。     

Evaluation of gold-decorated halloysite nanotubes as plasmonic photocatalysts

Herein we report on the synthesis of gold-decorated halloysite nanotubes (HNTs) and their evaluation as photocatalysts in the degradation of a model organic contaminant. The combination of photo-thermally-induced local heating and charge transfer mechanisms between the nanostructured gold surface and the organic molecule results in the observed dye decomposition. The use of an inexpensive natural clay support with suitable surface chemistry and adsorption properties represents an eco-friendly method for light-induced oxidation reactions carried out at ambient temperatures.     

钙钛矿型光催化材料的应用现状及进展

光催化技术和光芬顿技术是解决环境污染和能源短缺问题的有效手段，而光催化剂是其研究核心。钙钛矿材料因其在光催化能量转换和环境净化方面的潜力而成为新型光催化材料的研究热点。本文综述了钙钛矿型光催化剂的特性、活性影响因素和新型钙钛矿光催化材料的发展现状，归纳了该材料在染料废水处理、氨氮废水处理、金属离子氧化还原、大气污染物净化和土壤有机物及重金属去除中的应用进展，并对其在实际应用中面临的挑战及未来发展方向进行了讨论。最后指出钙钛矿型光催化剂目前发展面临的关键问题在于节能绿色制备方法的开发、新型复合钙钛矿材料尤其是高比表面积钙钛矿基体材料的研发和针对钙钛矿材料特性的反应器的建造。     

Defect pyrochlore oxides: as photocatalyst materials for environmental and energy applications ‐ a review

Photocatalytic technology utilizing abundant solar light holds great promise to tackle many challenging environmental and energy issues. In recent years, various types of photocatalysts have been developed that are active for environmental purification and hydrogen production. Papers reporting preparation, characterization and photocatalytic testing of binary, ternary and quaternary compounds have been reviewed. The present review focuses on photocatalyst materials which adopt a defect pyrochlore structure. Starting with a brief introduction to semiconductor‐based photocatalysts for environmental clean‐up and hydrogen generation from water splitting, the development of high‐efficiency UV and visible light driven photocatalysts belonging to the defect pyrochlore family is reviewed. The review covers all the defect pyrochlore photocatalysts studied so far, and provides guidance to researchers in this area for further investigation of these materials. © 2015 Society of Chemical Industry     

光催化剂对土壤中有机污染物的分解

研究掺杂型TiO₂光催化剂对土壤中有机污染物的分解效果及其催化剂的催化活性，考察不同金属离子掺杂型TiO₂光催化剂在土壤中加入量、光催化剂分散方式、光照时间、土壤的水分与厚度等因素的变化，通过超声萃取-高效液相色谱测定了光催化剂对有机污染物五氯酚的分解效果。结果显示，掺杂型TiO₂光催化剂的光催化活性不仅与自身对光的响应范围、吸收强度以及掺杂金属离子种类有关，还与晶体结构及分解的物质有关，表明光催化剂的催化活性是多方面因素共同作用的结果。