Ni、Co、Mn、Cu掺杂对K4 Nb6 O17光催化活性的影响

通过高温固相反应合成了铌酸盐K4Nb6O17及Ni2 、Co3 、Mn4 、Cu2 (5.0%mol)掺杂的K4Nb6O17并采用X射线衍射、紫外可见漫反射光谱、扫描电镜、比表面积分析等对其进行了结构和形貌表征.在甲醇为电子给体、Pt为助催化剂的情况下,研究了K4Nb6O17及Ni2 、Co3 、Mn4 、Cu2 掺杂的K4Nb6O17作为催化剂在约400nm紫外辐射下分解水产氢的光催化活性,并讨论了引起催化剂活性差异的原因.     

PbS插层K4Nb6O17复合物的制备及其光催化制氢活性

采用固相法合成层状半导体K4Nb6O17,通过层间离子交换反应、胺插入反应以及硫化反应制备了纳米PbS插层的K4Nb6O17复合光催化剂(记作K4Nb6O17/PbS).利用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(SEM),X射线荧光光谱仪(XRF),紫外可见漫反射(UV-Vis)和分子荧光光谱(PL)等技术对其进行表征.考察了催化剂在Na2SO3和Na2S为牺牲剂的光催化制氢活性.结果表明,PbS的插层拓展了K4Nb6O17对可见光的响应,催化制氢活性也有明显提高.在紫外光和可见光下3 h产氢量分别达到123.94和0.66 mmol/(g cat).最后讨论了插层复合催化剂光生电荷转移的机理.     

层状半导体K_4Nb_6O_(17)光催化研究进展

阐述了半导体光催化分解水的基本原理,介绍了新型光催化剂K4Nb6O17的结构及制备方法,对K4Nb6O17的金属负载、离子掺杂以及插层复合等改性方法进行综述,并就K4Nb6O17作为光催化剂的前景进行了展望。     

石墨烯-CuO/TiO_2复合催化剂的合成及光催化制氢活性

采用溶剂热法合成了石墨烯-CuO/TiO_2复合催化剂,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射(DRS)表征复合催化剂的微观形貌、结构和光学特性。以H_2PtCl_6为无机前驱体对其进行Pt负载,研究了不同石墨烯负载量对制氢活性的影响及太阳光下的制氢活性。结果表明,石墨烯负载量为0.5%(质量分数)时,复合催化剂制氢活性最高,石墨烯和CuO协同作用提高了TiO_2对可见光的利用及光催化分解C_2H_5OH/H_2O制氢活性。在可见光下照射5h后,样品的产氢量达到1 083.54μmol,太阳光光照5h后产氢量(4 374.51μmol)为P25(1598.25μmol)的2.74倍。     

油水自组装制备Ag@AgCl/K_4Nb_6O_(17)及其光催化降解有机污染物的研究

在高温固相法制备K4Nb6O17的基础上,采用油水自组装合成复合光催化剂Ag@Ag Cl/K4Nb6O17,利用XRD、SEM、TEM、EDX、UV-Vis、PL、BET等多种手段对复合光催化剂的微观结构、形貌和性能进行了表征,并研究了可见光下降解亚甲基蓝(MB)的催化性能。研究表明,Ag@Ag Cl的粒径约为20 nm,均匀分散在二维层状结构K4Nb6O17的表面上;贵金属Ag纳米粒子的表面等离子体效应显著,对可见光的吸收范围从400 nm拓展到800 nm;Ag@Ag Cl(25%(质量分数))/K4Nb6O17在可见光照射60 min对亚甲基蓝的降解率为88.2%,远远高于单体Ag@Ag Cl和K4Nb6O17的活性。循环实验证明催化剂具有较好的稳定性,同时对苯酚和罗丹明B(Rh B)也具有一定的催化降解活性。淬灭实验表明自由基和空穴均为活性物种,并在此基础上提出降解机理。     

纳米二氧化钛光催化活性影响因素的研究

以苯酚为模拟污染物,考察了不同晶型、溶液初始pH值、反应物初始浓度、氧气的协同作用对TiO2悬浮体系光催化活性的影响;并将TiO2负载到活性炭纤维上,制备了固定体系的TiO2/ACF复合催化剂.结果表明,具有混晶结构的P25降解速率比纯锐钛矿TiO2快;溶液pH=6及苯酚初始浓度为150 mg/L时,降解速度最快;通入氧气,可以提高催化剂活性;光催化降解苯酚表明,TiO2/ACF复合催化剂具有较好的光催化活性.     

NiO(CoO)/N-SrTiO3异质结型复合光催化剂的制备及模拟太阳光催化产氢

采用固相法制备氮掺杂SrTiO₃,并用浸渍氢气还原法制备了不同NiO、CoO负载量的N－SrTiO₃异质结复合光催化剂,采用XRD、SEM、荧光光谱（FS）、紫外可见漫反射光谱（UV－Vis DRS）对其进行表征和分析,考察了在模拟太阳光下产氢活性及其变化规律,同时探讨了负载物的不同处理方法对光催化剂产氢活性的影响. 结果表明,氧化物的负载先氢还原后氧化处理较直接氧化处理有更高的光催化活性;所制备的NiO/N-SrTiO₃、CoO/N-SrTiO₃复合催化剂较单一催化剂有更高的产氢活性,当负载量分别为1.0wt%、0.5wt%时达最佳产氢活性,6h内的产氢量分别是未改性N-SrTiO₃样品的4.2、4.9倍. 导致产氢率提高的主要原因是由于负载金属氧化物在两相界面处形成的异质结成为光催化反应中光生电子和空穴的单向转移通道,促使光生电荷有效分离,提高了复合催化剂的光催化活性.     

半导体光解水研究进展

概述了半导体光解水的原理、光催化剂及光催化体系等方面的研究进展,主要介绍了TiO2、层状结构的铌酸盐K4Nb6O17、InTaO4和碱性金属钽酸盐ATaO3(A=Li、Na、K)等光催化剂,并展望了该领域未来的研究.     

氮掺杂SrTiO3的制备及其可见光催化产氢活性研究

采用溶胶-凝胶法制备了钛酸锶,进而用固相法制备了氮掺杂SrTiO3,并用光沉积和氢气还原法制备了Pt负载的氮掺杂SrTiO3光催化剂.用XRD、SEM、UV-Vis漫反射和荧光光谱对其进行了表征和分析,考察了光催化剂在可见光下的产氢活性.研究了不同氮源、掺杂量、烧结温度和Pt负载量对催化剂产氢活性的影响.结果表明,三种不同氮源剂其掺杂效果为六次亚甲基四胺(HMT)>EDTA>尿素,而EDTA掺氮效果稍低于HMT.当氮源剂为HMT,SrTiO3与HMT质量比为1:3,焙烧温度为450℃时,所制备的光催化剂具有最佳的光催化产氢活性.在负载金属铂后,产氢活性有较大幅度的提高,其中用氢气还原法制备所得的光催化剂较光沉积法制备的具有更高的光催化活性,在最佳负载量均为2wt%时,两种光催化剂6h内的产氢量分别为6.89mmol和2.24mmol,分别是未负载铂样品产氢量的12倍和4倍多.     

可见光驱动Z-scheme g-C3N4/α-Fe2O3催化剂高效产H2

作为一种新型的具有可见光响应的半导体光催化剂,g-C3N4在光催化产氢领域得到了广泛的研究。然而,纯g-C3N4存在可见光响应范围较窄、光生电子-空穴复合率高、量子效率低等问题。针对纯g-C3N4的缺陷,采用简单的水热合成法制备出一种高效纳米晶胶体g-C3N4/α-Fe2O3复合材料。为了检测g-C3N4/α-Fe2O3的光催化产氢性能,将其引入以NaBH4为底液的体系中。结果表明,当Fe质量分数为1%,体系温度为30℃、NaBH4浓度为50 mmol/L时,产氢量为30 mL。利用PL、EIS以及PC等手段对g-C3N4/α-Fe2O3的光电响应能力进行了分析。结果表明,g-C3N4/α-Fe2O3复合材料具有较低的光致发光强度、较高的光电流密度和较小的电荷转移电阻,说明了光生电荷载流子的有效分离和快速转移。另外,Z-scheme电荷转移途径赋予了g-C3N4/α-Fe2O3较强的氧化能力,为光催化裂解NaBH4提供了较大的驱动力。主要意义在于对光催化产氢有一个新认识,为合理设计和构建Z型光催化剂提供参考。     

层状光催化纳米复合材料

本文对层状光催化纳米复合材料中掺杂物及载体的选择进行了分析 ,探索了它们的特殊性质。列举了该材料的研究新进展 ,并展望了下一步的研究和开发前景     

V-N共掺杂TiO_2/玻璃珠光催化复合材料的制备及光催化性能

用溶胶-凝胶法制备V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料,研究V-N-TiO_2(V-N-TiO_2)的浓度、V-N-TiO_2/玻璃珠的浸渍次数、玻璃珠尺寸、煅烧温度和煅烧时间对V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料光催化性能的影响。采用XRD、EDS、TEM、XPS等测试手段对复合材料的结构和性能进行表征;在100 W汞灯下,以苯酚溶液为目标降解物,对V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料光催化性能进行测定。研究表明:当V-N-TiO_2/玻璃珠的浸渍次数为4次、玻璃珠尺寸为2~3mm、煅烧温度为400℃和煅烧时间为4.5h时,得到的V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料对苯酚的光催化性能最佳,且单位催化剂对苯酚的降解量略高于V-N-TiO_2。V-N-TiO_2/玻璃珠光催化复合材料既易于回收,又具有良好的光催化性能。     

光催化裂解水制氢的研究进展

在当今化石燃料资源匮乏、环境污染问题十分突出的大背景下。在新能源领域中,氢能以高效、经济、环境友好等优势已普遍被认为是一种理想的新能源。概述了光催化直接裂解水制氢的机理,概括了传统光催化剂TiO2的各种改性研究的发展状况,介绍了新型光催化剂的发展状况和研究进展。     

钛酸锶光催化材料研究进展

近年来,钙钛矿型化合物以其特有的结构在光催化领域成为国内外研究的热点。钛酸锶(SrTiO3)是一种典型的钙钛矿型复合氧化物,具有稳定性高、无毒性,载流子迁移率高,光催化活性高等特点,作为半导体有低阻的电子运输结构和对小分子高效的氧化还原能力,是一种极具开发潜力和应用前景的光催化材料。主要介绍了SrTiO3材料的结构、制备方法与光催化机理,并对近年来SrTiO3在光催化领域的改性研究进行综述。最后在现有研究成果的基础上,对SrTiO3光催化材料的未来发展动向进行简要分析,有助于研究者取得进一步突破。     

Alkylamine-mediated synthesis and photocatalytic properties of ZnO

A simple approach to synthesize ZnO microstructures was reported using dodecylamine,hexadecylamine and oleylamine as template agents.The synthesized ZnO was characterized by XRD,FESEM,TEM,EDS mapping,FTIR,UV-vis DRS,Raman spectroscopy and BET analysis.Hierarchical oriented ZnO microstructures were obtained.The photocatalytic performance of ZnO prepared with different types of alkylamines was evaluated by the degradation of methylene blue(MB)and methyl orange(MO).The results suggested that alkylamine control the nucleation,growth and morphology of ZnO.The photocatalytic properties of ZnO on the degradation of MB and MO decreased with increasing the alkyl chain length in alkylamine.     

钛酸盐纳米棒的制备及其光催化活性研究

采用水热法制备了钛酸盐纳米棒,样品再分别经400、500、600和800℃热处理2h.利用XRD、SEM、TEM、BET、UV-vis等手段对样品的物化性能进行了表征.以4-氯硝基苯为目标反应物考察了样品的光催化活性.结果表明,钛酸盐纳米棒具有较高的热稳定性,直径分布在50～150nm,长度可达几微米.光催化结果显示,4-氯硝基苯的光催化降解反应为动力学拟一级反应,并且经500℃热处理后的钛酸盐纳米棒具有最高的催化活性,其表观速率常数为0.04215min-1,是普通商用TiO2粉末的两倍.     

Synthesis and photocatalytic activity of anatase-based aerogels

V_xTi_1–xO₂ (x = 5 and 10 mol %) solid solutions have been synthesized through supercritical drying in isopropanol at t = 250°C and p = 10 MPa. Their physicochemical properties and photocatalytic performance have been compared to those of an earlier synthesized Zn_xTi_1–xO₂ aerogel containing 10 mol % Zn [1]. It has been shown that increasing the vanadium content of V_xTi_1–xO₂ from 5 to 10 mol % leads to a decrease in hydrogen evolution rate in methanol/water splitting reaction under UV irradiation from 190 to 32 µL/(min g_catal), whereas in the case of the anatase-based aerogel solid solution containing 10 mol % Zn an opposite picture is observed: the hydrogen evolution rate in methanol/water splitting reaction under UV irradiation increases sharply to 700 µL/(min g_catal).