铁盐对制备MIL-100(Fe)的影响及其光催化性能

三价铁盐和二价亚铁盐作为合成MIL-100(Fe)的铁源,对所合成产物的结晶度、形貌以及尺寸具有重要影响。以二价亚铁盐作为原料,利用室温水相合成法可获得八面体形状、高结晶度、高比表面积MIL-100(Fe)纳米颗粒;以三价铁盐作为原料,只能获得尺寸更小、低结晶度的Fe-BTC金属-有机聚合物纳米颗粒。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪、紫外-可见分光光度计等对MIL-100(Fe)和Fe-BTC纳米颗粒的晶体结构、形貌、光吸收以及对罗丹明B(RhB)吸附和光催化降解性能进行测试表征。结果表明:Fe²⁺被弱碱性溶液缓慢氧化成Fe³⁺,进而形成MIL-100(Fe)的无机次级结构单元μ_3-OFe(Ⅲ)O_6,是合成高结晶度MIL-100(Fe)的关键。以FeCl_3为原料时,由于Fe³⁺与BTC^3-快速反应,不利于形成μ_3-OFe(Ⅲ)O_6次级结构单元,因此产物为Fe-BTC纳米颗粒聚合物。Fe-BTC纳米颗粒粒径更小,且聚集态的纳米颗粒表面具有大孔或介孔结构,更有利于吸附物种以及光降解物种的扩散,因此,Fe-BTC对RhB的吸附和光催化降解性能优于MIL-100(Fe)。     

Pebax/MIL-100(Cr)混合基质膜的制备及其在CH4/N2分离中的应用

以聚醚嵌段聚酰胺(Pebax)为聚合物基体,以铬基金属有机框架MIL-100(Cr)为填充粒子,采用溶剂挥发法制备了系列Pebax/MIL-100(Cr)混合基质膜,并用于CH₄/N₂分离研究。结果表明,固相法合成的MIL-100(Cr)的BET为1808m²/g,在0.1MPa下对CH₄的吸附量为0.5mmol/g,对N₂的吸附量为0.28mmol/g,说明MIL-100(Cr)对CH₄具有高亲和力。随着MIL-100(Cr)纳米粒子的加入,Pebax/MIL-100(Cr)混合基质膜的CH₄/N₂渗透选择性呈现先增大后减小的趋势,CH₄渗透率基本保持不变;当MIL-100(Cr)添加量为15%(wt,质量分数)时,混合基质膜的CH₄渗透性能保持在20Barrer, CH₄/N₂选择性能达到3.71。     

TiO2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

本文以氧化石墨烯和钛酸丁酯为原料,利用水热法一步制备了TiO2/石墨烯复合光催化材料,研究了氧化石墨烯用量、反应温度、反应时间对TiO2/石墨烯复合材料光催化活性的影响。采用XRD,SEM,TEM和氮气吸附-脱附实验(BET)对复合光催化材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征。结果表明,本实验最佳条件是:氧化石墨烯1mg,制备温度为180℃,反应时间为16 h。产物中的TiO2为锐钛矿晶型,其平均粒径约为18 nm。复合材料的比表面积为170m2/g,平均孔径为12.45 nm。在可见光照射(λ>420nm)下以TiO2/石墨烯为光催化剂对有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)进行光催化降解,其光催化活性明显高于相同条件下制备的TiO2。     

白云母/TiO2复合材料的制备及光催化性能

以钛酸丁酯为钛源、冰醋酸为抑制剂,通过水热法合成白云母/TiO₂(M/T)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),N₂吸附-脱附(BET),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis),荧光光谱(PL)对样品的物相结构、表面形貌、元素分布、孔隙结构及光学特性进行表征,并以甲基橙(MO)溶液为目标污染物,考察水热温度、水热时间、TiO₂负载量对M/T复合材料光催化性能的影响。结果表明：100℃水热16 h, TiO₂负载量为20%(质量分数)的M/T复合材料光催化性能最好;紫外光照射60 min,对MO的降解率达到99.62%,总有机碳(TOC)去除率为63.58%,重复使用5次,光催化活性没有明显降低,且M/T复合材料光降解MO过程符合一级反应动力学模型,最大反应速率常数k_app为0.049 min^-1。     

纳米TiO2/SiO2负载棉织物的制备及其光催化降解染料的研究

将纳米TiO_2水溶胶和纳米SiO_2水溶胶复配制备环境净化整理剂,并通过轧烘焙工艺对棉织物进行后整理得到纳米TiO_2/SiO_2负载棉织物,然后将其用于不同结构有机染料的光催化降解反应中,重点考察纳米SiO_2的添加量对其在不同pH值反应体系中的光催化降解性能以及重复利用性的影响。结果表明,纳米TiO_2/SiO_2负载棉织物对不同结构的有机染料具有显著的光催化降解性能,能够促进染料分子的共轭体系和芳香环结构的降解反应。纳米SiO_2的添加不仅有利于纳米TiO_2/SiO_2负载棉织物在碱性介质中光催化降解性能的提高,而且也能够改善其重复利用性。     

TiO2/硅灰复合材料的制备及其光催化性能的研究

以钛酸四丁酯为主要原料,无水乙醇做溶剂,冰醋酸做抑制剂,盐酸做负催化剂,采用溶胶凝胶法制备了负载量不同的TiO2/硅灰复合纳米粒子。以甲基橙的降解为模型反应,评价了试样的光催化活性,并采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等测试手段对其进行了性能表征。结果表明,以硅灰为载体,负载型二氧化钛催化剂较未负载二氧化钛催化剂有更高的光催化活性。     

石墨烯/纳米TiO2复合材料的制备及其光催化性能

以氧化石墨烯（GO）和钛酸四丁酯（Ti（OBu）₄）作为初始反应物,采用乙醇溶剂热法合成了石墨烯/纳米TiO₂复合材料,并利用XRD、FE-SEM、TEM、RAMAN和XPS等手段对石墨烯/纳米TiO₂复合材料的晶体结构、形貌及元素形态等性质进行了表征,同时将复合材料应用于光催化降解甲基橙溶液,进行光催化性能评价。结果表明：Ti（OBu）₄在乙醇溶剂中通过化学静电引力吸附到GO表面,经过溶剂热反应,GO被还原成石墨烯的同时,石墨烯的表面负载生长锐钛矿TiO₂颗粒。随着溶剂热反应时间的延长,GO表面的活性基团减少,还原更加彻底,同时TiO₂晶粒有一定的增大趋势;与纯TiO₂相比,石墨烯/纳米TiO₂复合材料光催化活性明显提高,石墨烯含量对复合材料的光催化活性有直接的影响。     

TiO2/静电纺PAN基碳复合材料的制备及光催化性能

为了同时提高催化剂的光催化和回收能力,以聚丙烯腈(PAN)和钛酸四丁酯(TBT)作为碳纳米纤维(CNFs)和TiO₂前驱体,通过静电纺丝和热处理方法制备了TiO₂/CNFs复合材料,并通过SEM、XRD、Raman、UV-vis分光光度计等对TiO₂/CNFs复合材料的形貌、晶体结构、光吸收性能、导电性和光催化性能进行了研究。结果表明:随TBT添加量的逐渐增多,TiO₂/CNFs复合材料在热处理过程中卷曲形态逐渐消失,并且TBT在碳化过程中完全转化为锐钛矿TiO₂;TiO₂/CNFs复合材料光吸收边缘由纯TiO₂的紫外光区扩展至可见光区,提高了催化剂对太阳光的利用率;同时,在模拟太阳光照射180 min,TiO₂/CNFs复合材料对RhB的光催化降解率最大可达到95.71%,并且在连续重复使用5次后光催化降解效率仍可达到约90%。      

微波辅助法制备TiO2及其光催化性能

以四氯化钛为主要原料,采用微波辅助法制得TiO2光催化材料。运用X射线衍射线、紫外可见光漫反射、拉曼光谱及扫描电子显微镜等多种方法进行表征和分析。结果表明,采用微波辅助法能够获得纳米TiO2,且微波法能够制备出和常规加热法同样的产品,但微波加热快捷省时。焙烧温度对TiO2结构和光催化活性有重要的影响。微波焙烧较适宜的温度为400~600℃。     

锐钛矿/TiO2（B）异质纳米线制备、表征及其光催化性能研究

通过简单的水热反应,和后续的退火处理得到锐钛矿/TiO2(B)异质结构纳米线。通过XRD、SEM和TEM对其进行表征。并对锐钛矿/TiO2(B)进行甲基橙紫外光降解性能测试,探究和讨论了H2O2对其光催化性能的影响,实验表明当加入1.6mL H2O2时对体系光催化促进效果最优,只需要8min分解率达到99%,降解时间只为无H2O2时的1/5。     

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。     

TiO2-Cu2O复合膜的制备及其可见光催化降解染料性能研究

采用电化学方法制备了TiO2-Cu2O纳米复合材料,并用喷涂法在玻璃表面制成TiO2-Cu2O复合膜.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对TiO2-Cu2O复合材料进行了表征,用正交设计法研究了TiO2-Cu2O复合膜与Fe2 EDTA构成的Fenton试剂在可见光照射下催化降解亚甲基兰的性能,并用实验证实了H2O2存在.结果显示,TiO2-Cu2O复合膜光催化降解性能明显优于TiO2膜和Cu2O膜.与传统Fenton试剂相比,TiO2-Cu2O复合膜与Fe2 EDTA构成的Fenton试剂体系有效作用时间更长,并可重复使用.     

TiO2/Fe2O3复合光催化超亲水性薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得了TiO2/Fe2O3复合薄膜,通过对薄膜及相应干凝胶和粉体的DSC、XRD、UV透射光谱等的测量,分析了Fe2O3的含量对TiO2/Fe2O3复合薄膜的光催化及超亲水性能的影响.结果表明:复合薄膜均优于纯TiO2薄膜的光催化活性,Fe2O3的摩尔含量为0.5%时光催化活性最好;复合薄膜的亲水性能也随Fe2O3含量的不同而不同,Fe2O3的摩尔含量为0.05%～0.1%时得到了接触角为0°的超亲水性复合薄膜.     

Synthesis and characterization of Bi2MoO6/MIL-101(Fe) as a novel composite with enhanced photocatalytic performance: Effect of water matrix and reaction mechanism

The integration of Bi₂MoO₆ with MIL-101(Fe) as a novel structure enhanced photocatalytic activity for RhB degradation. Bi₂MoO₆/MIL-101(Fe) composites were synthesized via the solvothermal procedure and characterized by XRD, EDX, FE-SEM, TEM, FT-IR, BET, TGA, UV–vis DRS, and PL. The optimal molar ratio Bi₂MoO₆:MIL-101(Fe) equal to 1:1 showed better photocatalytic activity than Bi₂MoO₆ and MIL-101(Fe) and other heterostructure composites. The effect of pH (5–9), reaction time (60–120 min), catalyst concentration (0.1–0.5 g/L), and dye concentration (10–20 ppm) were investigated on the removal performance of RhB by using central composite face-centered (CCF). In the optimal process factors where the [Catalyst]:0.4 g/L, [RhB]:20 ppm, pH: 6.5, irradiation time: 120 min, the RhB and TOC removal efficiency were 85% and 84.2%, respectively. The holes and superoxide radicals played a major role in the degradation of RhB. The addition of salt (NaCl, Na₂SO₄, and NaHCO₃) at different concentrations (100, 200, 400, and 800 ppm) revealed that the salts have an inhibitory role in the photocatalytic performance. At low concentrations of 100 ppm, the salts had a negative effect on removal efficiency (k_{Pure water} = 0.0155 min^?1, k_NaCl = 0.0075 min^?1, k_Na2SO4 = 0.0132 min^?1, k_NaHCO3 = 0.006 min^?1). Increasing the salt concentration to 800 ppm caused improved efficiency for NaCl (k_NaCl = 0.0141 min^?1), while for Na₂SO₄ this trend was decreasing (k_Na2SO4 = 0.011 min^?1), and for NaHCO₃ sharply diminished (k_NaHCO3 = 0.0026 min^?1).     

MIL-100(V) and MIL-100(V)/rGO with various valence states of vanadium ions as sulfur cathode hosts for lithium-sulfur batteries

Nano Research - MIL-100(V) is an inorganic–organic hybrid material composed of trimesic acid ligands and vanadium trimer supertetrahedra. MIL-100(V) is expected to be a good host for sulfur...     

TiO2膜/硅胶复合微球的制备及光催化性能

采用硅胶微球为载体,以TiO2溶胶为涂膜液,制备TiO2膜/硅胶复合微球,用XRD,FT-IR和显微镜等对催化剂的物相、形貌行了表征,并考察其对甲基橙溶液的光催化降解性能.结果表明:TiO2膜和硅胶微球之间存在化学键合作用,涂膜5层微球粒径为0.5～3mm,呈白色,水溶液中透明,是理想的光催化材料.其光催化性能随涂膜层数和催化剂用量的增加而增大,涂膜的5层微球甲基橙降解率可达85%.     

Enhanced Charge Separation through ALD‐Modified Fe2O3/Fe2TiO5 Nanorod Heterojunction for Photoelectrochemical Water Oxidation

Hematite suffers from poor charge transport and separation properties for solar water splitting. This paper describes the design and fabrication of a 3D Fe₂O₃/Fe₂TiO₅ heterojunction photoanode with improved charge separation, via a facile hydrothermal method followed by atomic layer deposition and air annealing. A highly crystallized Fe₂TiO₅ phase forms with a distinct interface with the underlying Fe₂O₃ core, where a 4 nm Fe₂TiO₅ overlayer leads to the best photoelectrochemical performance. The favorable band offset between Fe₂O₃ and Fe₂TiO₅ establishes a type‐II heterojunction at the Fe₂O₃/Fe₂TiO₅ interface, which drives electron–hole separation effectively. The Fe₂O₃/Fe₂TiO₅ composite electrode exhibits a dramatically improved photocurrent of 1.63 mA cm^?2 at 1.23 V versus reversible hydrogen electrode (RHE) under simulated 1 sun illumination (100 mW cm^?2), which is 3.5 times that of the bare Fe₂O₃ electrode. Decorating the Fe₂O₃/Fe₂TiO₅ heterojunction photoanode with earth‐abundant FeNiO_x cocatalyst further expedites surface reaction kinetics, leading to an onset potential of 0.8 V versus RHE with a photocurrent of 2.7 mA cm^?2 at 1.23 V and 4.6 mA cm^?2 at 1.6 V versus RHE. This sandwich photoanode shows an excellent stability for 5 h and achieves an overall Faradaic efficiency of 95% for O₂ generation. This is the best performance ever reported for Fe₂O₃/Fe₂TiO₅ photoanodes.     

P(MMA-AN)/TiO2复合粒子的制备及光催化性能

采用原位乳液聚合方法制备了基于共价键结合的P(MMA-AN)/TiO2复合粒子,红外光谱和热失重分析结果表明P(MMA-AN)在TiO2表面接枝率为15.9%。以甲基橙溶液为目标污染物,研究了P(MMA-AN)/TiO2复合粒子和TiO2对甲基橙的吸附和光催化降解甲基橙溶液的性能,结果表明:两种粒子对甲基橙的吸附都很少;在相同时间内,P(MMA-AN)/TiO2复合粒子对甲基橙溶液的降解性能优于TiO2,紫外光照180 min后,P(MMA-AN)/TiO2复合粒子对甲基橙溶液的降解率达到了88%,而TiO2仅为74%。     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.