ZnO/CdS/Ag复合光催化剂的制备及其催化和抗菌性能

先用水热反应合成六方晶相CdS多层级花状微球并在其表面生长ZnO纳米棒形成均匀的ZnO/CdS复合结构,然后用光还原法将Ag纳米颗粒负载于ZnO纳米棒制备出ZnO/CdS/Ag三元半导体光催化剂,对其进行扫描电镜和透射电镜观察、光电性能测试、活性基团捕获实验以及光催化降解和抗菌性能测试,研究其对亚甲基蓝(MB)的降解和抗菌性能。结果表明：ZnO纳米棒均匀生长在CdS微球表面,CdS晶体没有明显裸露,Ag纳米粒子负载在ZnO纳米棒的表面;ZnO/CdS/Ag三元复合光催化剂有良好的可见光响应、较低的阻抗和较高的光电流密度;ZnO/CdS/Ag复合光催化剂能同时产生羟基和超氧自由基等活性氧基团;ZnO/CdS/Ag三元复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)的30 min降解率高于90%;0.25 mg/mL的ZnO/CdS/Ag对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的灭菌率高于96%,对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)能完全灭除。     

环境友好型塑料用改性ZnO添加剂的光催化性能研究

以纳米ZnO和AgNO3溶液为原料,采用掺杂的方法制备了改性的塑料用ZnO添加剂,通过其光催化降解亚甲基蓝的效果评价了样品的光催化性能。实验结果表明,当银的掺杂量为2.8%,光催化剂添加浓度是0.8g/L时,此时Ag/ZnO复合粉体对亚甲基蓝的光催化降解效果最好。制备的Ag/ZnO复合粉体在紫外光区和可见光区都有较强的吸收,且吸收峰波长和Ag与纳米ZnO相比都出现了一定程度的红移。掺杂银显著提高了纳米ZnO的光催化性能     

Ag掺杂方式对g-C_3N_4降解亚甲基蓝光催化行为的影响

采用光沉积法和原位还原法制备负载型光催化剂Ag掺杂石墨相氮化碳(Ag/g-C_3N_4),并考察其在可见光区内对亚甲基蓝的光降解性能的影响机制。利用XRD、FT-IR、N_2吸附、SEM和XPS等手段表征Ag/g-C_3N_4样品,考察Ag掺杂方式和Ag掺杂量对亚甲基蓝的光降解活性和催化剂Ag/g-C_3N_4稳定性的影响。结果表明,Ag/g-C_3N_4对亚甲基蓝的光降解活性随着Ag掺杂量的增大而增大,光沉积法比原位还原法制备的光催化剂Ag/g-C_3N_4对亚甲基蓝可见光催化活性更好,经过5次循环实验后光催化活性未明显失活。这归因于前者制备的Ag纳米粒子更均匀的分布在g-C_3N_4表面从而抑制光生电子-空穴对的复合和促进光生电子的快速移除,Ag粒子在光照条件下产生的表面等离子体共振波效应也能提高催化剂Ag/g-C_3N_4的光降解效率。     

Ag-TiO2负载玻璃纤维的制备及其光催化活性

以玻璃纤维(Glass fiber,GF)为载体,TiOSO4和AgNO3为原料,采用光催化还原法制备了Ag沉积纳米TiO2负载玻璃纤维(Ag-TiO2/GF),并以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,考察了Ag-TiO2/GF在太阳光下的光催化活性.分别采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)及紫外可见吸收光谱(UV-Vis)对其结构和性能进行表征.结果表明,AgNO3的最佳沉积浓度为0.10mol/L,Ag以单质形式沉积于TiO2表面,适量的Ag沉积不仅能抑制TiO2晶粒的生长和团聚,而且能使Ag-TiO2的紫外-可见吸收曲线发生明显的红移.Ag-TiO2/GF在太阳光条件下120min内对亚甲基蓝溶液的降解率为93.0％,其光催化活性高于P25(商业TiO2)和未沉积Ag的样品.     

水热法制备TiO_2/g-C_3N_4及其光催化性能

采用水热法合成了可见光响应的TiO_2/g-C_3N_4复合催化剂,通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)法、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行了表征。并以亚甲基蓝为降解对象,考察了在可见光条件下不同催化剂对亚甲基蓝的降解能力。研究结果表明,锐钛矿型二氧化钛均匀地负载在石墨相氮化碳片层上,TiO_2/g-C_3N_4复合材料的光吸收带边扩展到470nm,具有优异的可见光催化效率,它对亚甲基蓝的光催化降解率达到99.0%。     

太阳光下Cr~(3+)掺杂TiO_2复合微粒光催化性能研究

利用酸催化的溶胶一凝胶法成功地合成了一系列不同CP3+掺杂量(x=0.01%～10%)的TiO2复合光催化剂(Cd3+/TiO2).在太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液的光催化降解对复合材料的光催化性能进行了表征,并考察了催化剂投加量、Cr3+掺杂量和溶液pH值等因素对光催化降解反应的影响.结果表明,亚甲基蓝溶液在复合微粒上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,在催化剂投加量为lg/L、Cr3+掺入量为0.3%和pH=7时,Cr3+/TiO2复合微粒光催化活性达最佳,测得表观反应速率常数 K为7.27×10-3 rag(L·min)-1,t1/2为95min,反应4h后亚甲基蓝的降解率可达79%,与纯的TiO2相比较,反应速率提高了2倍,降解率提高了20%.中性或碱性条件下有利于亚甲基蓝溶液的光催化降解.     

水热合成多壁碳纳米管/钒酸铋复合材料

通过水热合成方法制备了钒酸铋(BiVO_4)和多壁碳纳米管/钒酸铋(MWCNTS/BiVO_4)复合材料,用XRD、SEM-EDX、DRS等技术对所制备的材料进行了表征。研究了在可见光照射下材料降解亚甲基蓝溶液(MB)的光催化性能。当掺杂MWCNTS后,增强了样品对可见光的吸收能力,减小了催化剂的带隙宽度,有利于提高BiVO4复合材料在可见光下的光催化活性。在可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的光催化实验表明,质量含量为10%MWCNTS/BiVO_4样品的光催化活性最高,可见光照射3h对亚甲基蓝溶液的降解率达91.8%,与纯BiVO_4相比,其光降解率约提高了近1倍。     

Ag/AgCl/Ag3PO4复合材料的沉淀转换——光还原法制备及光催化性能研究

利用沉淀转换—光还原法制备了Ag/AgCl/Ag3PO4,用XRD对样品进行了物相分析。通过正交实验获得了最佳降解工艺条件,并对比研究了Ag/AgCl、Ag/Ag3PO4和Ag/AgCl/Ag3PO4三种材料在紫外光和太阳光下对甲基橙的催化降解效果。结果表明,用沉淀转换—光还原法制备出的Ag/AgCl/Ag3PO4样品具有较高的纯度;最佳降解工艺条件为AgNO3∶KCl∶K2HPO4比例为4∶4∶3,光还原时间60min,甲基橙初始浓度为5mg/L。在Ag/AgCl/Ag3PO4,Ag/AgCl和Ag/Ag3PO4三种复合材料中,Ag/AgCl/Ag3PO4具有最理想的催化降解效果。在太阳光条件下,120min对甲基橙的降解率为99.2%;200min降解率为100%;而在紫外光下,200min降解率为98.72%。     

介孔TiO2载银纳米复合材料的制备及性能研究

运用醇热法制备介孔二氧化钛(m-TiO_2),并借助光还原法制备m-TiO_2载银(m-TiO_2/Ag)复合材料,通过透射电镜和X射线衍射等手段对复合材料的形貌和组成进行表征,并以亚甲基蓝(MB)的脱色降解来表征不同Ag含量样品的光催化性能,通过生长曲线、最小抑菌浓度和抑菌环对其抗菌性能进行表征。结果表明:用醇热法制备的m-TiO_2是以锐钛矿为主含有少量板钛矿的混晶,金属Ag颗粒沉积在m-TiO_2表面;纳米银负载可显著提高mTiO_2的可见光光催化性能;亚甲基蓝的光催化降解反应遵循一级反应动力学模型;m-TiO_2/Ag复合材料的抗菌性能随着载银量的增加而逐渐提高。     

Cu2O-WO3复合物的制备及其光催化性质研究

采用室温液相还原法制备了Cu2O微米立方块和Cu2O-WO3复合物,利用XRD和FESEM对产物进行了表征。研究了太阳光照下氧化亚铜微米立方块对不同染料的光催化降解性能,结果表明合成产物对阴离子染料有较好的降解效果,对阳离子染料降解效果不明显。Cu2O-WO3复合物对阳离子染料亚甲基蓝的光催化活性明显高于纯的Cu2O,其中10%Cu2O-WO3复合物的光催化效果最好。借助荧光光谱分析了复合物提高阳离子染料亚甲基蓝的光催化效果的原因。     

Facile synthesis of Ag nanoparticles supported on TiO2 inverse opal with enhanced visible-light photocatalytic activity

TiO₂ inverse opal films loaded with silver nanoparticles (ATIO) were synthesized on glass substrates. TiO₂ inverse opal (TIO) films were prepared via a sol-gel process using self-assembly of SiO₂ colloidal crystal template and a facile wet chemical route featuring an AgNO₃ precursor solution to fabricate silver nanoparticles on the TIO films. The inverse opal structure and Ag deposition physically and chemically modify titania, respectively. The catalysts were characterized by Raman spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), UV-vis absorption spectra, X-ray photoelectron spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The HRTEM results show that Ag nanoparticles measuring 5-10 nm were evenly distributed on TIO. Both the UV- and visible-light photocatalytic activities of the samples were evaluated by analyzing the degradation of methylene blue (MB) in aqueous solution. The results reveal that the apparent reaction rate constant (k_app) of MB degradation of the sample ATIO under UV-light irradiation is approximately 1.5 times that of the conventional Ag-loaded TiO₂ film (ATF) without an ordered porous structure at an AgNO₃ concentration of 5 mM in the precursor solution. At an AgNO₃ concentration of 10 mM, the sample exhibits a k_app value approximately 4.2 times that of ATF under visible-light irradiation. This enhanced visible-light photocatalytic performance can be attributed to the synergistic effect of optimized Ag nanoparticle deposition and an ordered macroporous TIO structure. Repeated cycling tests revealed that the samples showed stable photocatalytic activity, even after six repeated cycles.     

Promoting Photocatalytic Performance of ZnO Particles by Photochemically Reducing Ag+ on the Particle Surfaces

Dispersive Ag nanoparticles were formed on the surface of crystalline ZnO particles, using a photochemical reduction technique, to produce the Ag/ZnO with high photocatalytic performance. The prepared Ag/ZnO particles, as well as the ZnO particles without Ag attachments, were characterized using x-ray diffractometer, transmission electron microscope, and surface area analyzer. The abilities of the ZnO and the Ag/ZnO particles to photocatalytically decompose methylene blue under 365-nm ultraviolet light irradiation were evaluated by determining the corresponding specific reaction rate constant, k′_MB,m (based on the mass of the photocatalyst used). While the ZnO crystalline particles (k′_MB,m > 0.43 m³/(kg min)) already possessed better photocatalytic performance than the commercial photocatalyst P25 (k′_MB,m = 0.39 m³/(kg min)), the Ag/ZnO particles exhibited much better photocatalytic performance than the ZnO particles. The highest k′_MB,m for the Ag/ZnO particles was 1.93 m³/(kg min), which was about five times that of the P25.     

介孔石墨相氮化碳载银聚醚砜膜制备及性能研究

膜污染一直是膜分离应用中的主要问题。将不同量的介孔石墨相氮化碳载银(m-g-C₃N₄/Ag)以共混法引入铸膜液中, 通过相转化法制备聚醚砜(PES)纳米复合膜, 系统研究了m-g-C₃N₄/Ag的添加对纳米复合膜形貌、过滤、抗菌、光催化和抗污染性能的影响。结果表明, m-g-C₃N₄/Ag的添加可以改善纳米复合膜的断面结构及表面亲水性。与纯PES膜相比, 纳米复合膜纯水通量随着掺杂量的增加显著提高, 各个样品对蛋白质的截留率均在90%以上, 表明m-g-C₃N₄/Ag的添加在不影响截留性能的前提下, 可以显著提高纳米复合膜的过滤性能。纳米复合膜的抗菌性能随着m-g-C₃N₄/Ag含量的增加而提高, 其中对铜绿假单胞菌的抗菌效果明显高于大肠杆菌。纯PES膜在光照下几乎不发生光降解。相比之下, 所有添加m-g-C₃N₄/Ag的纳米复合膜在可见光照射下均呈现良好的光催化性能, 且光催化活性随着m-g-C₃N₄/Ag的增加而逐渐增强。其中m-g-C₃N₄/Ag添加量最高的纳米复合膜显示出最明显的光催化作用, 在120 min内甲基橙的脱色率可达63%。通过四步过滤实验对所有膜的综合抗污染性能进行表征, 可知所有纳米复合膜通量恢复率均显著高于纯PES膜。水洗和可见光照射后所有膜的膜通量恢复率皆进一步提高。综上所述, 添加m-g-C₃N₄/Ag可以显著提高聚醚砜膜的抗菌性、可见光下光催化降解染料性能, 进而改善其综合抗污染性能。     

TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)磁性复合光催化材料的制备及其光催化性能

采用原位水热法合成了TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)磁性复合光催化材料,利用XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET和磁学测量系统对复合光催化材料的结构和性能进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,研究了该复合光催化材料的可见光催化活性,并考察了光催化材料的稳定性。结果表明:巯基官能化的Fe_3O_4和TiO_2与MIL-101(Cr)结合成功,复合后的TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)光催化材料的可见光响应范围得到明显拓宽;当TiO_2的添加量为400mg时所制得的磁性复合光催化材料具有相对较好的光催化降解效果,经过120min光照后,对MB的去除率高达80%;该磁性复合光催化材料具有良好的稳定性和磁分离性能。     

Cu2O-PVA/纳米纤维素复合材料的制备与吸附—光催化性能

为了改善氧化亚铜(Cu₂O)的光催化性能,将Cu₂O颗粒和聚乙烯醇(PVA)同时加入纳米纤维素(CNF)中,成功制备了具有三维(3D)多孔结构和丰富活性位点的功能化纤维素基气凝胶(Cu₂O-PVA/CNF)。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、全自动比表面积、压缩测试对气凝胶样品进行了表征。以降解亚甲基蓝(MB)为模型污染物,评价了Cu₂O-PVA/CNF复合催化剂的光催化性能,考察了6wt%Cu——2O-PVA/CNF在不同初始浓度、不同催化剂用量及不同溶液pH条件下对MB光降解效率的影响。结果表明,三维多孔的纤维素气凝胶的使用提高了对MB的吸附能力,延长了对可见光的吸收。特别是在纤维素基体中掺杂的Cu₂O在光照下激发出电子-空穴,增加了活性位点,从而提高了催化能力。6wt%Cu₂OPVA/CNF复合催化剂对MB的光降解率达到95.6%,远高于纯Cu₂O的79.6%。Cu₂O-PVA/CNF复...     

Ag和介孔碳改性Bi_2WO_6光催化剂的合成及其可见光下的光催化性能

采用水热法合成了花球状的Bi2WO6和介孔碳CMK-3/Bi2WO6的光催化剂,然后通过光还原得到了Ag负载的Ag/Bi2WO6和Ag-CMK-3/Bi2WO6,制备出可见光下具有高活性的光催化剂。利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的样品进行表征,评价样品在可见光照射下降解亚甲基蓝(MB)的光催化活性。并研究了CMK-3和Ag负载在Bi2WO6上都能提高其光催化活性的机制。结果表明:CMK-3或Ag负载在Bi2WO6上都能大幅提高Bi2WO6的光催化活性,Ag-CMK-3/Bi2WO6光催化剂的光催化性能优于Ag/Bi2WO6和CMK-3/Bi2WO6光催化剂。     

MOF衍生的多孔ZnO/C、Ag/ZnO/C复合材料光催化性能研究

以金属有机骨架(MOF-5)为前驱体, 通过高温热处理和湿化学法获得ZnO/C和Ag/ZnO/C两种光催化复合材料。采用X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和紫外-可见分光漫反射(UV-Vis DRS)等方法对所得样品的晶体结构、形貌特征、组成及光谱特性进行了表征。结果显示, 高温热处理保留了MOF-5的原始结构。ZnO/C比表面积为390 m²/g, 载银后比表面积仍达232 m²/g, 负载的银颗粒尺寸约30 nm。光催化降解实验表明ZnO/C和Ag/ZnO/C复合材料对亚甲基蓝(MB)都具有很高的降解效率, 均优于商业TiO₂。Ag/ZnO/C的光催化性能更好, 且具有较好的重复利用和稳定性。因此, 适度的高温碳化和掺杂贵金属是获得优良光催化性能的根本原因。     

Ag3PO4/BigFe4O9复合催化剂的制备及其光催化性能

利用水热法成功地制备得到具有高效光催化活性的Ag3PO4/Bi2Fe4O9复合型光催化剂.使用X-射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征,并以罗丹明B为目标降解物对其光催化性能进行研究.结果表明:样品是由纳米Ag3 PO4颗粒负载在片状四边形的Bi2Fe4O9表面组成的,当Ag3PO4的负载量为4wt％时,复合材料的光催化效果最好,在可见光(波长＞420nm)照射下,1.5h内对100mL浓度为10-5mol.L-1罗丹明B溶液的脱色率可达98.7％.     

射频磁控共溅射制备光催化Ag-TiO2薄膜

采用射频磁控共溅射法制备Ag-TiO2复合薄膜,通过控制Ag靶的溅射时间可调节Ag与TiO2的比例.所制备的Ag-TiO2薄膜为锐钛矿结构.通过紫外光照降解亚甲基蓝溶液和循环伏安法研究Ag-TiO2薄膜光催化及光电化学特性.实验结果表明:掺1.5% Ag的Ag-TiO2薄膜在紫外光照射下能增强亚甲基蓝溶液的降解并得到更大的光生电流.这种光催化的增强主要是由于光生电子-空穴对的复合被抑制的结果.     

静电纺丝法制备Fe3+/TiO2纳米纤维及表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纤维模板,钛酸四丁酯(Ti[O(CH2)3CH3]4)和Fe3+为前驱体,乙醇为溶剂,醋酸为催化剂,采用静电纺丝法制备不同含铁量的复合纳米纤维Fe3+/TiO2,经500℃煅烧得到以锐钛矿为主的Fe3+/TiO2纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别表征了Fe3+/TiO2纳米纤维的形貌与晶态,计算了样品的晶粒尺寸和锐钛矿所占的比例,并比较了5%Fe3+/TiO2纳米纤维、5%Fe3+/TiO2粉体以及纯TiO2纳米纤维三者光催化降解亚甲基蓝(MB)的效果。研究表明:由静电纺丝法制备的5%Fe3+/TiO2纳米纤维的光催化降解效果比相同含铁量的粉体的降解效果好,TiO2纳米纤维比5%Fe3+/TiO2纳米纤维的光催化活性高。