ZnO/石墨烯复合光催化材料的制备及性能研究

本文采用将ZnO与石墨烯制成复合光催化材料并使其催化分解亚甲基蓝的方法来研究光催化剂对污染物的分解效率。采用扫描电镜分析(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等方法对所制备的光催化剂样品进行表征,通过表征结果可以看到石墨烯均匀的生长在纳米ZnO六方晶型结构上,表明ZnO/石墨烯复合光催化材料已经成功制备。通过使用光催化剂对亚甲基蓝的降解考察了其光催化性能,结果表明醇热法制备的ZnO/石墨烯复合材料对亚甲基蓝具有很好的光催化降解效果。     

花簇状纳米氧化锌制备及光催化降解亚甲基蓝研究

采用低温水浴法制备了花簇状纳米ZnO,并对样品进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物进行光催化实验。结果表明:水浴2 h,温度为45℃,n(OH~-)∶n(Zn~(2+))=8的条件下所制备的花簇状纳米ZnO的光催化性能最强;光催化反应的最佳反应条件分别为:催化剂投加量0.6 g/L,pH=9,反应150 min,MB溶液初始质量浓度为3 mg/L。当催化体系加入H_2O_2或Na_2S_2O_8时,产生的·OH和SO_4~(·-)对MB的去除有促进作用;废水共存离子CO_3~(2-)对MB去除的抑制作用强于HCO_3~-。催化剂循环利用4次后仍有较好的稳定性,MB去除率仍达89.3%。     

铁掺杂氧化锌纳米晶的制备及光催化性能研究

通过水热法制备了铁掺杂氧化锌纳米晶,采用红外、X射线衍射（XRD）、可见光谱对其进行了表征,并以铁掺杂纳米氧化锌对亚甲基蓝进行催化降解实验来检验其催化降解性能,结果表明当Fe^＋／ZnO纳米晶浓度为1．0mol／L、亚甲基蓝质量浓度为5mg／L、太阳光照射3h时,甲基橙降解效果最好,降解率达90％以上。     

简单水热法制备纳米WO3及其光催化性能

以钨酸为原料,在不使用任何添加剂的条件下,采用水热法制备纳米WO3。利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、场发射扫描电镜(FESEM)和紫外可见光谱(UV-Vis)对其结构和形貌进行表征,并通过紫外-可见分光光度计分析纳米WO3可见光降解亚甲基蓝来研究其光催化活性。结果表明,以钨酸为原料110℃水热反应7 h,制备得到单斜相结构的不规则片状纳米WO3,纳米WO3具有较高的可见光催化活性,在可见光下,pH=3.24,催化剂用量为3 g/L时能够有效地降解初始质量浓度为30 mg/L的亚甲基蓝,并且降解速率可用1级动力学方程来描述。     

三维网络结构石墨烯/氮化碳气凝胶的制备及其光催化性能

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)被认为是一种高效的非金属半导体光催化剂。为进一步优化其光催化性能,通过热解-质子化剥离-水热复合并结合冷冻干燥技术的"三位一体"法制备了不同配比的石墨烯/g-C_3N_4三维网状结构气凝胶复合材料;采用XRD、FTIR、SEM、BET等表征方法对制备的样品进行表征和分析,研究了其在模拟太阳光下对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。结果表明,m(氧化石墨烯)∶m(氮化碳)=1∶1其光催化效果最佳,在180 min后染料降解率可达82.19%,是质子化氮化碳(61.45%)的1.33倍。     

氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究

利用Zn(NO_3)_2水解,六次甲基四胺为辅碱,通过一步水热法合成ZnO纳米线。自然光照射120 min,样品对难降解的甲基橙催化降解率为53.9%,在模拟太阳光(450 W汞灯)照射下,120 min后样品对亚甲基蓝和罗丹明的降解率分别可达76.7%和82.1%,且对较难降解的甲基橙的降解率为68.4%,可见该法合成的样品对有机物具有较好的光催化活性。样品经多次循环利用,其光催化活性变化不大,说明该法合成的样品有较稳定的光催化性能。而且,用一步水热法合成ZnO纳米线,具有设备简单、环境友好、高效等优点。     

氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究

利用Zn(NO_3)_2水解,六次甲基四胺为辅碱,通过一步水热法合成ZnO纳米线。自然光照射120 min,样品对难降解的甲基橙催化降解率为53.9%,在模拟太阳光(450 W汞灯)照射下,120 min后样品对亚甲基蓝和罗丹明的降解率分别可达76.7%和82.1%,且对较难降解的甲基橙的降解率为68.4%,可见该法合成的样品对有机物具有较好的光催化活性。样品经多次循环利用,其光催化活性变化不大,说明该法合成的样品有较稳定的光催化性能。而且,用一步水热法合成ZnO纳米线,具有设备简单、环境友好、高效等优点。     

辉沸石的吸附性能与应用

研究了活化,再生条件,粒度,吸附时间和环境相对湿度等对桂北辉石吸水性能的影响,结果表明,活化,再生条件均为慢升温至200℃恒温1h,在HR20％下吸水率可达8．3％,讨论了辉沸石作了一种新型干燥剂和吸附材料的应用前景。     

Nd/ZnO制备及其光催化性能研究

以六水合硝酸锌、六水合硝酸钕和氨水为原料,采用直接沉淀法制备了纯净的氧化锌、掺杂钕的Nd/ZnO光催化剂,分别以甲基橙、亚甲基蓝、苯酚为光催化反应的模型化合物,考察了ZnO、Nd/ZnO光催化剂的紫外光催化活性。结果表明,当Nd在ZnO中掺杂质量百分数为0.5%时,三种模型化合物光催化降解率最大(甲基橙光催化降解率为85.9%,苯酚光催化降解率为27.8%,亚甲基蓝光催化降解率为71.2%);在相同条件下,三种模型化合物光催化降解率大小顺序为:甲基橙!亚甲基蓝!苯酚。     

La掺杂纳米TiO2的制备及其节能灯光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了La掺杂的纳米TiO2光催化剂并对其进行了XRD物相分析。以节能灯为光源,考察了催化剂组成、催化剂加入量、反应温度等对其光催化降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明:La的掺杂能明显提高纳米TiO2在节能灯照射下的光催化活性。其中,La0.5/TiO2的催化效果最佳,当反应温度40℃,催化剂加入量0.625g/L,反应液pH值5.33时,4h的降解率可达97.71%。XRD分析结果显示,La的掺杂抑制了锐钛矿向金红石晶型的转变,细化了晶粒。     

纳米磁载催化剂WO3/TiO2/SiO2/Fe3O4的制备及其光催化性能

以硫酸铁铵为原料,通过水解-还原法制备了磁基体Fe3O4,采用溶胶-凝胶法得到易于磁分离回收的纳米磁载光催化剂WO3/TiO2/SiO2/Fe3O4,利用TEM进行了表征.研究了焙烧温度、WO3掺杂量等因素对光催化剂催化活性的影响.在紫外灯照射下该催化剂对亚甲基蓝1 h的脱色率可达93%以上.     

ZIF-8制备原位碳掺杂氧化锌及其光催化性能研究

以ZIF-8为前驱体,采用热解法制备碳掺杂氧化锌。分别研究ZIF-8在350、400、450 ℃下煅烧以及陈化10 min、3 h、24 h对制备原位碳掺杂氧化锌的影响。通过热重（TG）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究样品的形貌和结构;紫外可见漫反射光谱（UV-vis）和光致发光光谱（PL）证明原位碳掺杂氧化锌具有可见光吸收能力和更低的光生载流子复合率;DFT模拟计算表明氧化锌晶格中掺入碳元素能有效减小带隙值。原位碳掺杂氧化锌较纯氧化锌在可见光和紫外光照射下的光催化性能分别提高1.5倍和3.0倍。空穴和羟基自由基是原位碳掺杂氧化锌光催化降解体系的主要活性基团,并由此提出了碳掺杂氧化锌的光催化机理。     

催化剂制备与研究 石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其光催化性能

以苯胺和氧化石墨烯溶液为原料,采用乳液聚合法,根据m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)为0∶10、1∶20和1∶10合成不同石墨烯/聚苯胺复合材料。采用紫外可见分光光度计、SEM、XRD及FT-IR对复合材料进行表征。XDR和FT-IR表明,乳液聚合合成了石墨烯/聚苯胺复合材料。SEM表明,聚苯胺以氧化石墨烯为载体,分散在其表面。光催化结果表明,石墨烯/聚苯胺复合材料的光催化性能较纯聚苯胺明显提高,m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)=1∶20的石墨烯/聚苯胺复合材料的光催化性能高于m(氧化石墨烯)∶m(苯胺)=1∶10,原因可能在于微观结构的不同。     

利用Sol-Gel法与水热合成法制备纳米TiO2及其光催化活性研究

以Sol-Gel法及水热合成方法制备了纳米TiO2,利用XRD进行了表征,以太阳光为光源,通过对亚甲基蓝溶液的降解反应,考察了两种方法所得样品的光催化活性。结果表明,利用水热合成法制备的锐钛矿型TiO2具有更小的粒径,而通过溶胶-凝胶制得的样品为混晶型TiO2,对亚甲基蓝降解具有较高的光催化活性。     

微乳法制备棒状ZnO材料及其光催化性能

采用浊度法绘制十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/环己烷/硝酸锌或草酸铵水溶液体系的拟三元相图,确定微乳液稳定区域最大时CTAB与正丁醇的质量比为1∶1。在此条件下,选择m(CTAB+正丁醇)∶m(环己烷)=3∶7,以硝酸锌和草酸铵为原料,采用微乳法制备ZnO的前驱体二水合草酸锌,然后通过煅烧得到ZnO样品。考察水与CTAB的摩尔比(R)和反应物浓度对ZnO材料结构、形貌、光学性质和光催化性能的影响。实验结果表明:ZnO样品为纯的六方纤锌矿结构晶体,形貌均为棒状,且样品的尺寸随R值和反应物浓度的不同而不同。在300 W汞灯紫外光照射下,ZnO样品对亚甲基蓝溶液均具有较好的光催化性能,光催化反应过程符合准一级反应动力学。其中,在反应物浓度为0.15 mol/L,R=15条件下制备的ZnO样品在光照90 min时可使亚甲基蓝的降解率达到97.0%,且降解反应速率常数k最大,其光催化性能最好。     

SnO2/ZnO复合中空纤维材料的制备及其光催化性能

采用天然棉花为模板制备了具有高光催化活性的SnO2/ZnO复合中空纤维光催化材料;利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术对其相结构和形貌进行了表征;以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了Sn4+和Zn2+物质的量比为0.1∶1时煅烧温度对其催化性能的影响。实验结果表明:制备的样品为复制了棉花纤维模板形貌、具有中空结构的SnO2和ZnO半导体复合材料(SnO2/ZnO);煅烧温度对材料SnO2/ZnO的结晶度、晶粒大小﹑表面微结构和催化性能等有显著影响;650℃左右所得样品在太阳光下的催化活性最好,1 h可使MB溶液的脱色降解率达100%;该材料易于离心分离,具有良好的催化活性和重复使用性能。     

纳米氧化锌/γ-氧化铝复合物制备及其光催化性能研究

以γ-氧化铝(γ-Al2O3)为载体,采用均匀沉淀法制备了不同氧化锌(ZnO)负载量的纳米ZnO/γ-Al2O3复合物。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和氮气吸附,对复合物的结构、表面形貌、组成和比表面积进行了表征。以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE-10)和苯酚为模型污染物,对复合物的光催化性能进行了评价。结果表明:当ZnO与γ-Al2O3按质量比为2∶1加料制备ZnO/γ-Al2O3复合物时,ZnO成功负载到γ-Al2O3表面,并形成均匀的薄膜;以制备的ZnO/γ-Al2O3复合物为催化剂在紫外光照射2 h后NPE-10的降解率达到93%,苯酚的降解率达到20%,且它们的降解率均随着溶液初始浓度的增大而降低。     

N/F/TiO2的制备及光催化氧化性能

以钛酸四丁酯为钛源,以尿素和氟化铵为N、F源,制备N/F/TiO2光催化材料,用于亚甲基蓝降解效率研究.结果表明,摩尔比为N∶F∶Ti=1∶4∶5的光催化剂在锻烧温度为600℃、pH =7的条件下,100 mg N/F/TiO2光催化剂对100 mL浓度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液光催化降解4h时效率最高.     

氮掺杂对TiO_2催化剂吸附性能及光催化性能的影响

以低浓度碱溶剂热法制备钛酸纳米纤维,利用二次水热法掺杂氮元素制得N-Ti O2催化剂;采用X射线衍射和扫描电子显微镜对制备的催化剂进行表征。以亚甲基蓝溶液模拟有机废水,考察氮掺杂量对催化剂吸附性能和光催化性能的影响,揭示吸附性和光催化性能的内在联系。结果表明,掺杂氮元素未改变Ti O2的晶型,但能改变Ti O2晶体尺寸,对其形貌有一定影响,同时显著提高N-Ti O2催化剂的吸附性能和催化活性。氮掺杂量越高,晶粒尺寸越小,比表面积越大,吸附和光催化性能越好。在n(N)∶n(Ti)=1∶1时,Ti O2光催化活性和吸附性能最佳。