一步法制备溴化银/聚吡咯复合材料及其光降解性能探究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为溴源,硝酸银为银源,过硫酸铵氧化吡咯单体一步合成溴化银(AgBr)/聚吡咯(PPy)复合材料。使用傅里叶转换红外光谱、热重分析仪、X射线衍射仪和扫描电镜对AgBr/PPy复合材料的化学结构、质量比重、晶体结构及形貌特征进行分析。考查了AgBr/PPy复合材料在紫外光下降解罗丹明B的催化性能。结果表明:复合材料在电镜照片下呈现球状形貌,AgBr微球粒径为200～300 nm;XRD图谱衍射峰证明复合材料中存在PPy和AgBr;受二者化学键合的影响,复合材料红外光谱图相比PPy样品发生红移。TG测试表明,复合材料中AgBr含量为29%。在紫外光照射下,复合材料降解罗丹明B,60 min的效率可达86%,降解效果优于AgBr样品,相比物理混合样降解能力提升约10%。     

Cu7S4/CuO复合材料的光催化性能研究

以氯化铜(CuCl_2·2H_2O)和硫粉(S)为原料,乙醇(C_2H_6O)和水的混合液为溶剂,于180℃下反应24h成功制备了几种形貌的Cu_7S_4/CuO半导体复合材料。分别用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光谱仪等手段对产品进行了表征,采用氙灯模拟太阳光,探讨了Cu_7S_4/CuO半导复合材料对有机染料罗丹明B溶液的降解效果。结果表明,水热法合成的产物结晶性良好,随着用水量的减少,形貌由颗粒状转变为微纳米线状;光催化降解实验显示,微纳米线状的Cu_7S_4/CuO复合材料具有更好的催化性能,在20min内对罗丹明B的降解率达到95%以上。     

改性煤矸石/TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以盐酸蚀刻煤矸石(mCG)为吸附剂,制备了煤矸石复合TiO_2光催化剂(mCG/TiO_2)。采用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X射线衍射和紫外-可见漫反射对复合材料进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,考察了制备条件对其光催化活性的影响,结果表明:当mCG质量含量为15%,在500℃下煅烧2h得到的mCG/TiO_2复合材料对罗丹明B光催化降解率最高,在紫外光照射下,75min内对初始浓度为10mg/L的罗丹明B降解率达到97.3%;可见光下180min内降解率达到90.24%。活性物质捕获实验证明·OH为光催化体系的主要活性物质。     

Ag/ZnO复合中空材料的制备及光催化降解罗丹明B

以脱脂棉纤维为模板,二水醋酸锌和硝酸银为原料,利用模板法制备了Ag/ZnO复合材料,通过SEM、FT-IR、XRD技术对样品形貌和结构进行了分析。在紫外灯照射下,以罗丹明B染料溶液为目标降解物,探究了浸泡时间和Ag掺杂量对Ag/ZnO复合材料催化性能的影响。实验结果表明,复合材料保持了模板物的纤维形貌,呈中空结构;浸泡时间和Ag掺杂量对Ag/ZnO复合材料的催化性能影响显著。模板物浸泡2h后于700℃煅烧2h制备的Ag掺杂为1.0%(mol,摩尔百分含量)的Ag/ZnO复合材料对100mL 10mg/L罗丹明B的降解率高达99%,且具有良好的重复使性能。     

分子印迹掺氮二氧化钛的选择性光催化行为及其动力学研究

为了探究分子印迹光催化剂的选择性降解行为,采用水热法,以钛酸丁酯为钛源、尿素为氮源、罗丹明B为模板分子,制备了分子印迹掺氮TiO₂。FT-IR、XRD、低温N_2吸附-脱附技术、UV-Vis DRS等表征结果显示,样品均为锐钛矿相;分子印迹一定程度地改善了光催化剂的孔隙结构,增大了孔容体积和比表面积,并且增强了可见光区的光吸收强度。可见光下催化剂对三苯甲烷类污染物罗丹明B、罗丹明6G和结晶紫的光降解表观速率常数(k_ap)分别提高1.97、1.21和1.26倍,说明分子印迹不仅提高了光催化剂的可见光活性,而且对目标污染物表现出良好的选择性。结合等温吸附实验,以Langmuir-Hinshelwood动力学积分模型探究吸附平衡常数(K_a)和降解反应速率常数(k_r)对k_ap的贡献,发现罗丹明6G只与降解反应能力的提高有关,结晶紫同时归功于吸附和降解反应能力,罗丹明B则源于更为突出的吸附能力,该结果是由于模板分子印迹产生的特异识别位点所致。     

煅烧条件对TiO_2/硅藻土复合材料光催化性能研究

利用硅藻土结构特性和纳米二氧化钛(TiO_2)优越光催化活性,以提纯硅藻土为载体,钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制得纳米TiO_2/硅藻土光催化复合材料。通过XRD、EDS、SEM、FT-IR对复合材料进行晶型结构和形貌表征分析,考察煅烧条件对复合材料光催化性能影响。实验结果表明:TiO_2/硅藻土复合材料最佳煅烧温度为650℃、煅烧时间3h,此时TiO_2晶型以混晶形式存在,晶粒尺寸为39.9nm;在300W高压汞灯光照3h对罗丹明B溶液降解率达到100%,经过5次重复利用后对罗丹明B降解率仍达到70.53%以上。     

介孔电气石/TiO2复合材料的制备及其模拟太阳光光催化性能

采用一步溶胶-凝胶共缩合结合溶剂热合成技术制备出一系列介孔电气石/TiO₂复合材料,表征了复合材料的相结构、形貌、孔隙率、光吸收性质以及组成结构.结果表明:制备的电气石/TiO₂复合材料具有纯锐钛矿晶相、均匀的介孔结构、较大的比表面积(205~242 m²·g^-1)、均匀的孔径分布(3.4~3.8 nm)以及较低的带隙能(3.0 eV).在模拟太阳光照射下,电气石/TiO₂复合材料可以被成功地应用于水中有机污染物罗丹明B和诺氟沙星的降解.降解动力学研究表明:电气石的掺杂提高了TiO₂的光催化量子效率,降低了TiO₂的带隙能.对罗丹明B的降解,电气石掺杂量为1wt%~5wt%的电气石/TiO₂复合材料表现出比纯TiO₂更高的降解速率,对诺氟沙星的降解,电气石/TiO₂复合材料的降解速率高于纯TiO₂的.     

Bi_2MoO_6/Ni-FeLDH复合材料的制备及可见光催化性能

采用水热法和共沉淀法结合制备Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料,通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS和N2物理吸附等对样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B和苯酚为目标降解物,在可见光下进行复合材料的光催化性能测试,以降解甲基橙溶液为例研究复合材料的光催化反应机理。结果表明,复合材料的BET比表面积随着Ni-Fe LDH含量的增加而增大,光催化活性明显提高。Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料中Ni-Fe LDH的含量为4.5%时具有最好的光催化效果,可见光照射60min,甲基橙的降解率达91%,较Bi2MoO6和Ni-Fe LDH分别提高52%和16%。Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料具有良好的稳定性,循环使用5次,甲基橙(MO)的降解率为88%。复合材料光催化降解甲基橙反应遵循一级反应动力学。     

制备条件对纳米TiO2-石棉尾矿酸浸渣复合材料光催化性能的影响

为了提高纳米TiO2的稳定性,以TiCl4为前驱体,采用水解沉淀法在石棉尾矿酸浸渣表面负载纳米TiO2,制备纳米TiO2-石棉尾矿酸浸渣复合材料,并以罗丹明B为模拟降解物,研究水与酸浸渣质量比、反应液pH、反应时间等因素对复合材料光催化性能的影响,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料进行表征。结果表明:在水与石棉尾矿酸浸渣的质量比为30∶1,pH为6,反应时间为1.5 h的优化条件下制备的复合材料,经800℃煅烧2 h后对罗丹明B的降解率为90.5%;复合材料呈现疏松多孔的松散形态,复合材料中纳米TiO2的平均晶粒度为20.9 nm。     

rGO/ZnO纳米复合材料的制备及其光催化降解性能及机理研究

采用一锅法制备具有可见光活性的还原氧化石墨烯(rGO)/ZnO纳米复合材料，将其应用于光催化降解罗丹明B(RhB),并获得了优异的降解效果。结果表明：该复合材料具有六方纤锌矿结构，rGO均匀包覆在ZnO上，表面光滑呈现出颗粒及不规则片状。rGO/ZnO对RhB的降解率为97.8%,催化活性优于单独的ZnO。自由基捕获实验表明，光催化降解RhB的活性物种主要是·OH^-和·O^-₂,并由此推测了光催化降解机理。     

异质结型BaTiO3/TiO2复合纳米纤维的制备及光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO₂纳米纤维为模板和反应物, 采用水热法原位合成了具有异质结构的BaTiO₃/TiO₂复合纳米纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM) 和高分辨透射电镜(HRTEM)等分析测试手段对样品的结构和形貌进行表征。结果表明: BaTiO₃纳米微粒均匀地生长在TiO₂纳米纤维表面, 制备了异质结型BaTiO₃/TiO₂复合纳米纤维。材料的光催化性能利用罗丹明B和苯酚的脱色降解反应测试。BaTiO₃/TiO₂复合纳米纤维材料, 在紫外光照射下, 光催化降解活性较纯锐钛矿TiO₂纳米纤维有明显提高, 罗丹明B和苯酚在该复合纳米纤维材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学。且易于分离、回收和再利用, 循环使用5次, 罗丹明B的脱色率仍保持在96%以上。     

LDO/CeO_2纳米复合材料的合成及性能研究

以水热法合成出的Mg-Al类水滑石为载体,用Ce(NO3)3·6H2O和HMT作原料,水热合成出LDO/CeO2纳米复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和冷场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品结构和形貌进行了表征。此外,以H2O2为氧化剂,研究了该复合材料对罗丹明B模拟废水的催化氧化性能,结果表明,相同条件下制备出的LDO/CeO2纳米复合材料比纯CeO2具有更高的催化活性;当CeO2的负载量为50%,LDO/CeO2的投加量为0.2g时,罗丹明B模拟废水的降解接近完全,且催化剂重复使用5次后,脱色率仍保持85%以上。     

SiO_2/TiO_2复合材料的制备、表征及光催化罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯和硅酸乙酯为原料制备了SiO_2/TiO_2复合材料,并进行表征。X射线衍射结果表明:SiO_2掺杂后TiO_2复合材料在700℃没有金红石型结构出现;红外光谱分析显示:TiO_2与SiO_2是以化学键方式键合;热重分析结果表明:掺杂后复合材料的热稳定性提高;从N2吸附-脱附曲线可以看出,掺杂后复合材料的比表面积比纯TiO_2均有不同程度的增大。以制备的SiO_2/TiO_2复合材料对罗丹明B进行光催化降解实验,结果表明,掺杂后可以明显提高降解率,从纯TiO_2的50%左右,提高到92%以上,主要是掺杂的SiO_2作为吸附单元,TiO_2作为光催化中心,协同效应使TiO_2周围的罗丹明B的分子浓度增加,接触几率增加,提高了降解率。     

高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点, 本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl, 其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时, 样品的光催化性能最佳, 能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色, 而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理, 结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围, 这有利于增强其光捕获能力以及促进电子-空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为, 以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。     

高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解（英文）

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点,本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl,其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时,样品的光催化性能最佳,能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色,而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理,结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围,这有利于增强其光捕获能力以及促进电子–空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为,以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。     

纳米TiO_2-硅藻土复合材料对染料的光催化降解性能

以TiOSO_4为钛源,氨水为沉淀剂,以水解沉淀法制备纳米TiO_2-硅藻土复合材料;结合XRD、SEM、氮气吸-脱附表征手段,对比研究复合材料、纯TiO_2、纳米级TiO_2(P25)对罗丹明B的光催化性能以及复合材料对罗丹明B、刚果红、甲基橙、亚甲基蓝等染料的吸附及光催化降解性能。结果表明:纳米TiO_2-硅藻土复合材料对罗丹明B的光催化性能明显优于纯TiO_2和P25;复合材料对不同污染物的吸附及光催化性能存在显著差异,对阳离子型的亚甲基蓝的吸附及光催化性能最好,对阴离子型甲基橙的吸附及光催化性能最差。     

花瓣状Fe_3O_4/Bi_2O_3复合粒子的制备及光催化活性

用共沉淀法制备的Fe3O4纳米粒子作为种子,通过水热法获得了微米尺寸的Fe3O4/Bi2O3复合粒子。X射线衍射和X光电子能谱表征结果说明复合粒子是由Fe3O4和Bi2O3组成。扫描电子显微镜照片表明复合粒子形貌基本呈规则球形,并且具有花瓣状的三维多级结构。以罗丹明B的催化降解实验为模型考察了不同反应组成、不同反应介质、不同反应温度条件下制备的复合粒子的催化活性。结果表明,当反应条件中m(Bi(NO3)3·5H2O)/m(Fe3O4)为1.9 g∶0.2 g,水作反应介质在160℃时,所制备的复合粒子催化活性最高,对罗丹明B的降解率达95.4%。降解完成后,用磁铁吸附,Fe3O4/Bi2O3很快从体系中分离,可以重新催化降解罗丹明B,实现磁场控制的循环催化。实验发现,Fe3O4/Bi2O3经6次循环利用后,对罗丹明B的降解率仍达88.5%。     

TiO_2/SiO_2/rGO复合材料的制备及光催化性能探讨研究

制备了一种新型TiO_2/SiO_2/氧化还原石墨烯(TiO_2/SiO_2/rGO)三元复合材料,并对该复合材料的晶型结构、功能基团、元素化学性质、表面形貌和吸附效果进行了表征和分析,研究了其对阳离子染料[亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)]与阴离子染料[甲基橙(MO)]的吸附降解效果,并比较了不同配比材料对MO的吸附降解作用。结果表明:TiO_2/SiO_2/rGO三元复合材料对不同染料都具有较高的光催化活性,其中对MO的光催化吸附降解效果更好。rGO∶(TiO_2/SiO_2)=1∶1(质量比)时,三元复合材料的光催化性能最佳,最大光催化吸附降解效率可达86%。     

磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料的制备及可见光催化性能

通过浸渍-焙烧-沉积法制备了一系列磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等方法对其结构、形貌和光吸收特性进行了表征。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,评估了磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料在可见光照射下的光催化活性和稳定性。结果表明,与磷酸银/类石墨氮化碳、磷酸银、类石墨氮化碳相比,磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料表现出优异的光催化活性。系统地研究了磷酸银含量对光催化活性的影响,发现催化剂A/CD_(8/2)表现出最高的光催化活性,可见光照射21 min后,对罗丹明B的降解率高达98. 61%;循环使用3次后,对罗丹明B的降解率仍然维持在95%,表现出良好的稳定性和重复使用性。光催化活性的提高主要归因于磷酸银/类石墨氮化碳-硅藻土复合材料中光生电子-空穴对的高效分离以及吸附/光催化协同效应。     

以酚氧基桥连的双核CoPc/SnO_2复合材料的合成及光催化性能研究

以对苯二酚-二[2,3(3,4)-二氰基苯基]醚、邻苯二腈(4-苯氧基邻苯二腈、4-硝基邻苯二腈)、硝酸钴及氢氧化锡为原料原位合成了系列酚氧基桥连的双核CoPc/SnO_2复合材料,通过红外光谱、紫外-可见分光光度计、X射线衍射及热重等手段对目标产物进行了表征,确定了复合材料的基本结构。同时,考察了各种复合材料对罗丹明B的催化降解能力。结果表明:各种复合材料对罗丹明B均具有较好的催化降解效果,酞菁外围取代基的类型及桥连基团在酞菁环上位置对催化降解都会产生影响。