Ag/ZnO复合材料在氮气光固定中的应用：构造肖特基势垒以实现有效的电荷载流子分离

将氮气(N2)光催化还原为氨(NH3)是一种可持续的能源生产方法。等离激元共振光催化剂能够通过表面等离激元共振效应实现太阳能的有效转化,也因此受到越来越广泛的关注。然而,热载流子往往会在催化固氮的过程中发生重新结合。本研究将具有等离激元共振效应的Ag纳米粒子与ZnO半导体复合(Ag/ZnO)并应用于氮气光固定。与ZnO相比,Ag/ZnO在氮气光固定的催化活性得到了提高,室温下氨生成速率达到120 μmol.gcat.^-1.h^-1。进一步的机理研究表明在Ag纳米颗粒与ZnO的界面处形成了肖特基势垒,这大幅度促进了光生电子-空穴对的分离。Ag纳米粒子通过表面等离激元共振效应生成热载流子,所形成的肖特基势垒则促进了电子从Ag向ZnO转移。此外,ZnO中的富电子Zn ⁺可能作为活性位点以吸附和活化氮气分子,从而促进氮气光固定的进行。     

双通TiO2纳米管阵列光催化膜的研制

采用阳极氧化法,在钛箔上制备TiO2纳米管阵列,并利用HF气体去处其阻挡层,并作了SEM,Uv-Vis表征,表明获得了具有光催化性能的双通TiO2纳米管阵列.以双通TiO2纳米管阵列为光催化剂,在紫外光照射下进行甲基橙的降解实验,2 h内甲基橙降解率可以达到86%(A=484 nm),发现其光催化降解甲基橙的效果明显较好.     

电场对TiO2光催化降解亚甲蓝的影响研究

主要研究了电场对纳米TiO2光催化降解亚甲蓝的影响,在透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)等方法测定纳米TiO2结构的基础上,结合不同结构纳米TiO2在不同电场强度下催化降解亚甲蓝的性能测试,探讨了电场影响纳米TiO2催化降解亚甲蓝反应机理。结果表明:N及F掺杂溶剂热合成法制备的纳米TiO2颗粒尺寸小且粒径均匀,电场的引入降低了纳米TiO2的光催化性能,而且下降程度与电场强度的变化成反比,反应动力学拟合表明,电场下不同结构的纳米TiO2催化降解亚甲蓝反应均为一级反应。     

Ce改性TiO2纳米粒子的制备及光催化活性

采用浸渍法制备了Ce/纳米TiO2复合粉体,用XRD对复合粉体的晶体结构进行了表征.以紫外光照下降解甲基橙为目标,研究了Ce掺杂量和焙烧温度对Ce/纳米TiO2复合粉体的光催化能力的影响规律,并分析其机理.结果表明:Ce掺杂能有效地提高纳米TiO2光催化降解甲基橙的能力,在400℃～700℃的焙烧温度下,纳米TiO2为锐钛型晶型结构,0.4%Ce(质量分数,下同)掺杂的复合粉体具有最好的光催化降解甲基橙的能力,其原因在于Ce4+掺杂有利于在TiO2纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离,因此存在一个最佳掺杂浓度使得光催化活性最高;焙烧温度对Ce/TiO2纳米复合粉体的影响依赖于Ce的掺杂量,低掺杂量时,较高的焙烧温度降解效果较好;高掺杂量时,较低的焙烧温度降解效果较好.     

RuO_2/TiO_2负载型复合光催化剂制备及其降解氯氰菊酯研究

采用Sol-gel-浸渍法制备RuO2/TiO2/FP(漂珠)负载型复合光催化剂,通过SEM、XRD、FT-IR对其结构进行表征.以高效氯氰菊酯(BEC)杀虫剂的光催化降解为模型反应,研究RuO2/TiO2/FP的光催化性能,探讨了影响光催化剂活性的各种因素.结果表明,0.3%RuO2/TiO2/FP复合光催化剂,500℃煅烧120 min.具有良好的催化活性.在催化剂用量500 mg/L、BEC初始浓度45 mg/L、初始pH 6.5、通气量200 mL/min条件下,反应60 min,BEC降解率分别为88.1%(125W高压汞灯,主波长365 nm)、82.8%(8W紫外灯,主波长256 nm)和75.1%(8W日光灯).BEC的降解反应遵从L-H动力学模型,测得反应速率常数为17.5 mg·(L·min)-1,吸附常数为3.48×10-3L·mg-1.     

Ce改性TiO2纳米粒子的制备及光催化活性

采用浸渍法制备了Ce/纳米TiO2复合粉体,用XRD对复合粉体的晶体结构进行了表征.以紫外光照下降解甲基橙为目标,研究了Ce掺杂量和焙烧温度对Ce/纳米TiO2复合粉体的光催化能力的影响规律,并分析其机理.结果表明Ce掺杂能有效地提高纳米TiO2光催化降解甲基橙的能力,在400℃～700℃的焙烧温度下,纳米TiO2为锐钛型晶型结构,0.4%Ce(质量分数,下同)掺杂的复合粉体具有最好的光催化降解甲基橙的能力,其原因在于Ce4+掺杂有利于在TiO2纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离,因此存在一个最佳掺杂浓度使得光催化活性最高;焙烧温度对Ce/TiO2纳米复合粉体的影响依赖于Ce的掺杂量,低掺杂量时,较高的焙烧温度降解效果较好;高掺杂量时,较低的焙烧温度降解效果较好.     

TiO2薄膜电极的制备及光电催化性能

为了得到光电化学性能稳定、光催化活性好、制备方法简便的TiO2光电极,采用涂覆法制备了纳米TiO2薄膜光电极.XRD,SEM结果表明电极上涂覆的TiO2的晶型为锐钛型,纳米TiO2在电极表面分布均匀,薄膜厚度在10μm左右,且电极表面有一定的粗糙度.交流阻抗图谱分析显示TiO2电极在光照下能进行光电化学反应.应用于20mg/L苯酚溶液的降解中,结果表明,该电极光电催化降解性能优于光催化降解性能,电场在降解过程中发挥了作用;对照态光氧化过程基本无化学反应发生;暗态下电极上也无吸附现象;反应后电极无剥落损伤.     

纳米TiO_2对镉(Ⅱ)的吸附性能

通过吸附实验研究纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附行为,考察溶液的pH值、吸附时间和温度等因素对吸附的影响。结果表明:在pH为4～7范围内,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附率均超过97%,吸附于纳米TiO2上的Cd(Ⅱ)可用7.0 mL 0.1 mol/L HCl于70℃恒温水浴中定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为3.16 kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附过程的速率控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程亦不能忽略;等温吸附数据与Langmuir和D-R等温模型拟合较好。在室温下,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的饱和吸附容量为6.34 mg/g,平均吸附能为11.54 kJ/mol;吸附反应的焓变和熵变均为正值,自由能为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

Ag/TiO2光催化剂研究:I.银粒子尺寸对光催化性能的影响

以化学还原法制备的不同尺寸的胶体Ag纳米粒子为前体,采用浸渍法合成了Ag/TiO2 光催化剂;利用UV-Vis、XRD、TEM等技术对银纳米粒子和Ag/TiO2催化剂样品分别进行了表征.以亚甲基蓝为光解目标污染物,研究了不同尺寸的银纳米粒子浸渍所形成的Ag/TiO2催化剂样品的光催化性能.结果表明,银纳米粒子的负载不会改变TiO2的晶体结构,但其尺寸对催化剂的光催化活性影响极大;此外,银负载量也是影响Ag/TiO2光催化剂活性的重要因素.在负载的最佳Ag粒子尺寸下, 0.5%Ag/TiO2催化剂的光催化活性最高.     

Ag/TiO_2光催化剂研究:Ⅰ.银粒子尺寸对光催化性能的影响

以化学还原法制备的不同尺寸的胶体Ag纳米粒子为前体,采用浸渍法合成了Ag/TiO2光催化剂;利用UV-V is、XRD、TEM等技术对银纳米粒子和Ag/TiO2催化剂样品分别进行了表征。以亚甲基蓝为光解目标污染物,研究了不同尺寸的银纳米粒子浸渍所形成的Ag/TiO2催化剂样品的光催化性能。结果表明,银纳米粒子的负载不会改变TiO2的晶体结构,但其尺寸对催化剂的光催化活性影响极大;此外,银负载量也是影响Ag/TiO2光催化剂活性的重要因素。在负载的最佳Ag粒子尺寸下,0.5%Ag/TiO2催化剂的光催化活性最高。     

Adsorption and photocatalytic degradation of phenol over TiO_2/ACF

1　INTRODUCTIONToday ,waterpollutioncausedbyhazardousor ganicchemicalsusedinindustryandagricultureisaveryseriousproblem ,thedeeptreatmentandreuseofwastewaterisveryindispensable[1] .Titaniumdioxideheterogeneousphotocatalysiscandegrademostofor ganicpollutantscompletelyintoCO2 ,H2 Oandinor ganicacid ,andhasshowntremendouspotentialityinthetreatmentofwastewater[2 ] .TiO2 powderhasbeenthemostwidelyusedphotocatalystinthephoto catalyticprocessduetoitsstablechemicalproperties ,easyaccessandcheapc…     

(Ni-Mo)-TiO2纳米薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能

以恒电流复合电沉积方法制备(Ni-Mo)-TiO2薄膜。采用SEM、XRD和DRS对薄膜的表面形貌、相结构和光谱特性进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性进行测定,讨论罗丹明B溶液的pH值、通入气体以及不同辐射光波对薄膜光催化性能的影响,并推测光催化机理。结果表明:(Ni-Mo)-TiO2薄膜是由TiO2纳米粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合薄膜。薄膜具有较高的光催化活性,在可见光和紫外光照射下,罗丹明B的降解率分别为多孔P25 TiO2粒子薄膜的2.0倍和1.7倍。复合薄膜光催化活性的提高主要源于在薄膜层中能有效形成(Ni-Mo)/TiO2异质结和良好的电子通道,它一方面可以促使光生电荷的分离,另一方面加速了氧气与激发电子的还原反应。     

Preparation and photocatalytic activity of PANI/TiO2 composite film

1. Introduction As an advanced oxidation technique (AOT), photocatalytic oxidation of semiconductor nanopar-ticles has been widely investigated by several groups during the past two decades [1-2]. Among all types of oxide semiconductor photocatalysts, nano-TiO2 is a very important photocatalyst for its strong oxidiz-ing power, nontoxicity, and long-term photostability [3]. Some researchers have reviewed the photocata-lytic mechanism of nano-TiO2 [4-5]. Generally, when the surface of TiO2 i…     

Photocatalytic activity of porous TiO2 films prepared by anodic oxidation

Anatase titanium dioxide is an active photocatalyst, however, it is difficult to be immobilized on the substrate. The crystalline TiO2 porous film was prepared directly on the surface of pure titanium by anodic oxidation. The film was then used for photocatalysis via the methyl orange degradation method. The effects of anodization voltage, pH value, TiO2 film area and degradation time on the photocatalyst were investigated respectively by UV-visible spectrum. It was indicated that the TiO2 film prepared by anodic oxidation at 140 V had the best photocatalysis capability and the degradation of methyl orange was accelerated with acid addition.     

Photocatalytic degradation of phenol in aqueous solution using TiO_2/Ti thin film photocatalyst

1　INTRODUCTIONHeterogeneousphotocatalysishasbeenwidelyin vestigatedasanalternativemethodfordegradationoforganicpollutantsinrecent 2 0 years .TiO2 isthemostinvestigatedphotocatalystuptodatebecauseitisoftenusedinthetreatmentofpollutantchemicals ,basedonitsremarkableactivity ,chemicalstability ,andalsoonitsnon toxicproperties.Phenolor phenoliccompoundsexistwidelyindailylifeandinindustrialwastewateroriginatingfromcokeovens ,petroleummanufactureorpaintstrippingoperations ,andhavebecomecommonp…     

Photocatalytic degradation of MO by complex nanometer particles WO3/TiO2

Complex nanometer particles WO3/TiO2 were prepared using a sol-gel process and characterized using XRD spectra. The photocatalytic activity of TiO2 can be increased by doping W^6＋ with TiO2 because the doped W^6＋ that entered into the crystal lattices of TiO2 led to the formation of defects in the crystal lattices of TiO2 and thereby improved the photocatalytic activity of TiO2.When WO3 doped in TiO2 exceeded 3%, the excess W^6＋ did not enter into the crystal lattices of TiO2 but were uniformly dispersed in TiO2 or they covered the surface of TiO2, which reduced the effective illumination area of TiO2 and thereby lowered the photocatalytic activity of TiOE.The relationship among the composition of the catalyst, the amount of photocatalyst, the illumination time, and the decolorizing rate of methyl orange （MO） were discussed. The results show that the decolorizing rate of MO can reach 82.3% using WO3/TiO2 as the photocatalyst, with the composition of WO3/TiO2 -3：97, the mass of catalyst = 0.400 g, the initial concentration of MO = 20 mg/L, pH = 6.5, and the illumina- tion time = 7 h.     

悬浮液等离子喷涂高效制备TiO2涂层及其光催化性能

目的 解决TiO2粉末催化剂在污水净化过程中易沉降和难回收问题,同时提高TiO2在可见光条件下降解有机污染物的速率。方法 采用悬浮液等离子喷涂(SPS)技术,以H2为辅助气体制备TiO2涂层,借助H2将高温等离子体焰流中熔融态TiO2中的Ti⁴⁺还原成Ti³⁺。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱光谱仪、紫外-可见光谱仪等对TiO2粉末以及所制备涂层的结构形貌、物相组成、元素价态、光学特性进行分析。以亚甲基蓝为目标污染物,使用光化学反应仪测试粉末和涂层的光催化性能。结果 TiO2涂层表面呈现由熔融和半熔融颗粒组成的“喀斯特”微观形貌,表面粗糙度为2.94 µm,孔隙率为10.2%。TiO2粉末物相为纯锐钛矿,涂层物相由锐钛矿、金红石相及TiO2－x相组成。TiO2涂层中Ti³⁺的存在使其带间隙减小0.6 eV。在紫外光条件下,TiO2粉末的催化速率为0.003 48,而涂层的催化速率为0.003 45。在可见光条件下,粉末的催化速率与亚甲基蓝的光解速率相近,涂层的催化速率是0.003 07。结论 通过SPS技术成功制备了TiO2光催化涂层,其在可见光条件下的催化性能较粉末有显著提升。     

以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源通过溶胶-凝胶法制备高活性光催化剂TiO2/g-C3N4

以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源,通过溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备了高活性可见光光催化剂TiO2/g-C3N4。利用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis diffuse reflectance spectra ）等手段对其进行了表征。结果表明：TiO2镶嵌在石墨相的g-C3N4中,并与g-C3N4构成TiO2/g-C3N4复合材料。由于TiO2与g-C3N4的协同作用,扩大了TiO2/g-C3N4的可见光吸收范围和强度,因而其具有很好的可见光光催化性能。     

Characterization and photocatalytic activity for methylene blue degradation of iron-deposited TiO2 photocatalyst

Iron-deposited TiO2 was prepared by photo-reducing ferric ions. The photocatalytic activity of methylene blue degradation was enhanced after TiO2 was deposited with iron, and the optimum n(Fe)/n(Ti) is 0. 25%. TiO2 and iron-deposited TiO2 are anatase and rutile, and anatase is the dominant crystalline phase. In all samples, theXRD patterns indicate that there are no characteristic peaks of iron to be detected. XPS confirms that Fe^3 and Fe^2 are present on the surface of 0.5% iron-deposited TiO2, however they are not susceptible to XRD detection. The thermodynamics analysis shows that the alternative possibility of reduction from the Fe^3 /Fe^2 couple seems plausible, but Fe^2 can not be reduced to Fe. The fluorescence intensity weakens after iron is deposited on TiO2, because iron deposited traps photo-generated electrons and holes. The fluorescence intensity order of TiO2 and iron-deposited TiO2, from strong to weak, is in good agreement with that of photocatalytic reactiveness TiO2 and iron-deposited TiO2, from low to high.