可控形貌BiVO_4的合成及其光催化性能研究

通过在溶剂热法过程中使用不同的溶剂合成了一系列具有不同形貌的m-BiVO_4光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对合成样品进行表征分析,并考察不同形貌光催化剂的活性大小。结果表明:不同溶剂不仅可以影响合成的m-BiVO_4的形貌,而且对m-BiVO_4沿(010)晶面的生长也具有重要的作用。其中,以乙二醇为溶剂时得到的m-BiVO_4在可见光下降解亚甲基蓝(MB)时具有最好的光催化活性。其反应速率的提高归功于有效的光致载流子的分离和对MB吸附量的增加。     

TiO_2/BiVO_4复合光催化剂的水热法合成及其光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法合成了BiVO4和TiO2/BiVO4复合光催化剂,借助XRD、SEM、UV-Vis、IR等测试手段对样品进行了表征。XRD分析表明,所得BiVO4为单斜晶系结构,与TiO2复合后,特征衍射峰窄化,强度略增;SEM显示,BiVO4样品呈现规整的多边立方体形貌,TiO2/BiVO4粉体为规整球状形貌。UV-Vis紫外可见光谱表明,BiVO4和TiO2/BiVO4在400~700nm的可见光区域对光响应。根据光吸收特性,选择亚甲基蓝为模拟污染物,考察了样品的光催化活性。结果表明,与BiVO4相比,TiO2/BiVO4具有更高的可见光催化降解活性,催化降解亚甲基蓝的降解率达到95.9%。     

g-C_3N_4/BiVO_4复合光催化剂制备及其光催化性能研究

以三聚氰胺、硝酸铋、偏钒酸铵、硝酸、氨水等为主要原料,在热解法合成g-C_3N_4基础上,通过水热法合成g-C_3N_4/BiVO_4复合光催化剂。采用XRD、SEM、BET和UV-Vis等对合成产物的物相组成、微观形貌和光催化性能进行表征,通过降解亚甲蓝溶液对试样的光催化性能进行评价。结果表明:g-C_3N_4/BiVO_4复合光催化剂的光催化性能较纯BiVO_4和g-C_3N_4有显著提高,当g-C_3N_4∶BiVO_4(理论合成质量比)=0.4∶1、水热温度为140℃、水热时间为10 h条件下,合成的g-C_3N_4/BiVO_4复合光催剂具有最佳光催化性能,在高压汞灯照射150 min条件下,对亚甲蓝溶液(10 mg/L)的降解率为80.8%,比相同条件下纯BiVO_4和g-C_3N_4的光催化效率分别提高47.5%和22.1%,且光催化反应符合一级动力学方程。     

一步法直接合成rGO/Bi2O2CO3及其光催化性能研究

采用简单易行的一锅水热法, 制备了还原氧化石墨烯(RGO)复合的Bi₂O₂CO₃光催化剂。通过XRD、N₂吸附、XPS、SEM和TEM等测试手段对光催化剂进行表征。结果表明: 石墨烯与Bi₂O₂CO₃纳米片形成了有效复合。在设计吸附饱和排除RGO物理吸附的影响下, 发现复合光催化剂的性能明显提高, 其中RGO复合量为6.0wt%时活性最佳, 其光催化降解RhB的速率是Bi₂O₂CO₃的3.02倍, 并具有良好的循环稳定性。光电谱学分析表明复合RGO有效抑制了光生电子-空穴对的复合, 且拓宽和增强了催化剂的可见光吸收。机理分析表明: RGO/Bi₂O₂CO₃中O₂可多位点捕获光生电子, 从而产生更多活性物种O₂^-·, 实现对污染物的快速有效降解。     

水热法合成纳米ZnWO4/Ag及其光催化性能研究

以Na2WO4·2H2O和Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用水热法制备了掺Ag+的ZnWO4催化剂.利用XRD、TEM和UV-vis吸收光谱对该催化剂进行表征;以曙红B为目标降解物,研究了ZnWO4/Ag催化剂的光催化性能.结果表明,一定量Ag+的掺入使复合光催化剂活性明显优于单一的ZnWO4,Ag+的掺入量为0.5%(原子分数)样品光催化效果最佳,1h内对5mg/L曙红B溶液的脱色率达到93%,是改性前的1.26倍.     

固混法制备BiVO_4/石墨相氮化碳复合物及其光催化性能表征

通过固混法制备不同BiVO_4含量的BiVO_4/石墨相氮化碳(BiVO_4/g-C_3N_4)复合光催化材料。采用粉末X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜分别对BiVO_4/g-C_3N_4复合催化剂的晶相组成、官能团和微观形貌进行了表征;通过可见光照射下罗丹明B的降解来评价纳米复合材料的光催化活性。结果表明:在可见光照射3h后,30%(质量分数)BiVO_4/g-C_3N_4复合物的降解率最高,达到87%。BiVO_4/g-C_3N_4良好的光催化性能可以归因于在BiVO_4和g-C_3N_4的界面形成的异质结。     

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。     

3D多级孔rGO/TiO2复合材料的构筑及其光催化性能研究

研究以聚苯乙烯(PS)微球为模板、氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(TBT)为原料, 采用溶胶-凝胶法, 利用GO与PS上的官能团和TiO₂前驱体的多重配位反应, 制备了3D多级孔rGO/TiO₂(PS)复合材料。通过不同手段对样品的结构和形貌进行表征, 研究了PS添加量对rGO/TiO₂复合材料晶体结构、微观形貌及光催化性能的影响。分别在模拟紫外光和可见光下, 以盐酸四环素(TTCH)为目标污染物对不同PS加入量制备的3D多级孔rGO/TiO₂(PS)复合材料的光催化性能进行评价, 并在模拟可见光下, 对3D多级孔rGO/TiO₂(5wt%PS)复合材料进行了多次循环回收测试。结果表明: rGO/TiO₂(PS)复合材料具有3D多级孔块体结构, GO作为基体的增强相通过Ti-O-C键保持多级孔刚性骨架结构的稳定。引入PS增大了rGO/TiO₂(PS)复合材料的比表面积, 3D多级孔rGO/TiO₂(7wt% PS)复合材料对TTCH吸附效率最高, 而3D多级孔rGO/TiO₂(5wt%PS)复合材料光催化活性和稳定性最高, 且经过4次循环回收测试, 其光催化效率仍达81.02%; 模板剂PS的最佳引入量为5wt%。     

NiO/Ba_2CaWO_6的合成及其光催化分解水性能

以半湿法合成了双钙钛矿类物质Ba2CaWO6,对前驱体进行了热失重-差热分析,对焙烧样品进行了X射线衍射及扫描电镜分析。通过等体积浸渍法制备了NiO/Ba2CaWO6负载型催化剂,并对其光催化分解水的活性进行了测试。实验着重考察了前驱体pH值对Ba2CaWO6性能的影响,结果显示:合成前驱体的pH值增大,样品的杂质含量增大,光催化活性降低。选择较适宜的制备条件,即前驱体pH值为7,1000℃焙烧处理6h可以制得结晶完整性较好,CaO6,WO6八面体排列有序性较高的Ba2CaWO6晶体,上述晶体负载0.1%的NiO后具有分解水制氢的光催化活性。     

棒状ZnWO4纳米晶的合成及其光催化性能

以Na2WO4.2H2O和Zn(COOCH3)2.2H2O为原料,采用微波水热法,制备具有光催化性能的黑钨矿型棒状ZnWO4纳米晶.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外–可见吸收光谱仪(UV-Vis)和光致发光谱仪(PL)分别对产物的物相、形貌和光学性能进行了表征.结果表明:采用微波水热法,产物沿(100)晶面取向生长为棒状结构;对其光学性能和光催化性能的研究显示,所制备的ZnWO4具有蓝光发光特性,其激发峰和发射峰分别为295和460 nm,其还具有较强的紫外吸收特性;棒长约为50～60 nm,(100)取向度为0.24的ZnWO4纳米晶具有最佳的光催化性能.     

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%。     

氧化锌/铈纳米材料的微波合成及其光催化性能研究

采用微波辐射-焙烧法合成了ZnO/Ce纳米光催化剂,利用X射线粉末衍射、扫描电镜、X-射线能谱和紫外-可见光谱等技术对ZnO/Ce的晶相结构、表面形貌和光催化性能等进行表征。以罗丹明B脱色降解为模型反应,考察不同合成条件对光催化性能的影响。结果表明:最佳条件为2-甲基咪唑和二水合乙酸锌物质的量比为10∶1,微波辐射12min(650W),无水乙醇为溶剂,马弗炉550℃煅烧5h,铈含量为2%,可以得到纯度高、颗粒小、光降解效果好的ZnO/Ce纳米材料。该材料不仅合成时间短,45min内太阳光下对罗丹明B的降解率为97.1%,较纯ZnO提高了26.6%,降解反应过程符合准一级动力学模型。     

规则NaNdF_4纳米片的水热控制合成及发光性质

利用简单的水热法,在不同的反应条件下合成出片状NaNdF_4纳米晶,对其结构和性能进行了表征。XRD分析表明,样品为纯六方相NaNdF_4纳米晶,结晶度较高。FESEM、TEM和SAED表明,样品为片状纳米晶,晶体厚度约25nm,对角长度约150nm,并根据不同的反应条件提出了其可能的生长机理。对其荧光性质的研究表明,样品在1065nm处存在最强发射峰,对应于Nd~(3+)的~4F_(3/2)→~4I_(11/2)跃迁,具有较强的红外发光现象。     

BiVO4的水热合成及其光催化分解水产氧性能研究

以无机盐为前体，采用表面活性剂为模板，水热法制备了具有较高含量的单斜晶系BiVO4．实验结果表明，随着水热温度的升高，产物中单斜晶系BiVO4的含量增大，其光催化分解水产氧的效果越好．讨论了制备的BiVO4在牺牲试剂Fe（NO3）3存在下的产氧效率及其与产物晶型的关系。在优化的实验条件下获得了较高的光催化分解水产氧效率。     

水热合成ZnO及其光催化性能研究

以氯化锌为锌源,三乙胺(TEA)为碱源和晶体生长控制剂,在160℃下采用水热法可控合成了不同形貌的纳米氧化锌(ZnO)。使用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和比表面积分析仪(BET)对ZnO样品的晶型、颗粒形貌、比表面积以及光学性质进行了表征。研究发现,三乙胺的浓度的增加使得ZnO的形貌从棒状变为颗粒状,同时ZnO的尺寸也变小,表明三乙胺的加入抑制了ZnO结晶在C轴的生长;颗粒状的纳米ZnO的光催化性能最好,光照50min时,其对亚甲基蓝染料的降解率达到98%。     

燃烧法合成CuAl2O4及其光催化性能的研究

讨论了不同的合成方法、点火温度、燃料的量、络合剂的量对燃烧法合成CuAl2O4的影响。在燃烧法中加入络合剂柠檬酸合成前驱物，可以成功地合成出粒径较均一且晶相纯度较高的纳米CuAl2O4。光催化降解甲基橙的实验表明，当pH值为7时的光催化效果较好，表观反应速率为0．003。     

沉淀法合成蘑菇状AgBr-Ag_3PO_4催化剂及其光催化性能研究

以二甲基甲酰胺(DMF)为辅助剂,以硝酸银(AgNO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用简单的液相沉淀法一步合成蘑菇状纳米溴化银/磷酸银(AgBr/Ag_3PO_4)可见光催化剂,并对样品进行了表征,以甲基橙(MO)溶液(pH=2)为目标降解物研究其光催化性能。研究结果表明:合成的蘑菇状纳米AgBr/Ag_3PO_4可见光催化剂,其禁带宽度为1.97eV,对MO溶液有较好的可见光催化活性;在可见光照4min,0.08g AgBr/Ag_3PO_4对酸性MO溶液(200mL,8mg/L)的降解率达到97.86%,循环降解3次后降解率为95.21%。     

g-C_3N_4-CdS异质结的合成及其光催化性能研究

以尿素为前驱体,550℃热聚合反应5 h,制备了块状g-C_3N_4。然后将块状g-C_3N_4超声剥离得到片状g-C_3N_4,在g-C_3N_4纳米片上原位生长Cd S(直径约130 nm),从而制备了g-C_3N_4-Cd S异质结。g-C_3N_4-Cd S异质结的吸收边约505 nm处,与g-C_3N_4(约460 nm)相比具有明显的红移,可吸收更多的可见光。此外,g-C_3N_4-Cd S异质结可降解99%的罗丹明B,具有较高的光催化活性。     

高含量Sip/Al热控制复合材料性能研究

首次采用无压浸渗工艺,使Al液自发浸渗进入多孔Si预制件中,制备出Al/70vol%SiP复合材料,对该材料的浸渗过程、组织特点和热物理性能进行了分析.研究发现,与其他方法相比,无压浸渗料获得的高含量Sip/Al复合材料,在性能上具有低密度、高导热率、低膨胀系数等特点,具备了热控制材料的基本特征,明显优于Cu-W、Fe-Ni合金、Kovar合金、SiCp/al复合材料,以及采用其他工艺制备的Si/Al复合材料.