CuO/ZnO叠层复合薄膜的制备及其光催化活性

分别通过光还原和电还原在以氧化铟锡玻璃为基体的ZnO上沉积Cu和Cu2O,后经400℃空气中热处理,制备了两种CuO/ZnO叠层复合薄膜。用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能量散射谱分别对复合薄膜的晶相、形貌和化学组成进行表征。以橙黄II在模拟自然光照射下的光催化降解作为探针反应评价其光催化活性。结果表明：由Cu/ZnO经400℃下焙烧1h转化的CuO/ZnO叠层复合薄膜具有更高的光催化活性,反应1h后,橙黄II的降解率比由Cu2O/ZnO经400℃下焙烧1h转化的CuO/ZnO提高了14%。对CuO/ZnO叠层复合薄膜光催化活性提高的原因也进行了讨论。     

ZnO/Cu_2O复合膜的制备及其光催化活性研究

以不锈钢为基体,采用连续阴极电沉积的方法,制备了ZnO/Cu2O复合膜,并通过 X-射线衍射和扫描电镜进行了表征.以Cr(Ⅵ)为模拟无机污染物,在可见光下,测试了其光催化还原活性.结果表明,ZnO/Cu2O复合膜的光催化活性与Cu2O的沉积量有关,在其沉积量为0.010 g/dm2时,反应1h后,Cr(Ⅵ)在ZnO/Cu2O上的还原率为35.3%,而在Cu2O薄膜上的还原率仅为8.6%.实验还发现,ZnO/Cu2O复合膜的光催化氧化能力也有了较大程度的提高.在相同实验条件下,甲基橙在Cu2O薄膜上的降解率只有2.5%,而在ZnO/Cu2O复合膜上的降解率达到22.9%.     

pH对电沉积氧化亚铜薄膜的影响及光催化性能

以导电玻璃为阴极,在不同pH下,从含有0.083mol/LCu(CH3COO)2·H2O、0.22mol/L乳酸的电解液中电沉积合成Cu2O薄膜。研究了电解液pH对Cu2O薄膜晶体择优取向和形貌的影响。结果表明,通过调节电解液pH可合成不同择优取向和形貌的Cu2O薄膜,在pH为7～13内合成的Cu2O薄膜均具有较好的光吸收性。pH=11时,可制得具有(111)取向、结合力强、光催化活性高和稳定性好的Cu2O薄膜。Cu2O薄膜的晶面类型对薄膜催化能力有较大影响,(111)择优取向的Cu2O薄膜的光催化活性最高,反应2.5h后罗丹明B的降解率可达63%。     

氧化亚铜/氧化锌复合薄膜的制备及可见光催化研究

以导电玻璃(FTO)为基底,采用连续阴极电沉积方法在多孔结构的ZnO薄膜上合成具有单一(111)择优取向的Cu2O,制备了Cu2O/ZnO复合薄膜。采用X射线衍射和扫描电镜分别对薄膜的结构及形貌进行了表征。光吸收谱显示复合薄膜在可见光范围内具有较好的光吸收性能。可见光催化降解罗丹明B的实验表明,由于在两半导体接触界面上发生了电荷的转移,Cu2O/ZnO复合薄膜比单一的Cu2O薄膜具有更高的光催化活性,在2.5h内对罗丹明B的降解率可达到70%,而在相同条件下Cu2O薄膜的降解率仅为60%。     

电泳法制备二氧化钛/多壁碳纳米管薄膜及其光催化降解罗丹明B的性能

用电泳沉积法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上制备了TiO2/多壁碳纳米管(MWCNTs)纳米复合薄膜。对薄膜的表面形貌、晶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,讨论了罗丹明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。结果表明:制备的TiO2/MWCNTs薄膜是粒子结合紧密、粒径和孔径分布均匀的介孔纳米复合薄膜。该薄膜具有较高的光催化活性,以卤钨灯光照120min,对罗丹明B的降解率达到92.4%,是TiO2薄膜的1.2倍。复合薄膜光催化活性的提高,主要归因于膜层中形成TiO2/MWCNTs异质结和良好的碳纳米管电子通道,以及薄膜对O2和激发电子还原反应的催化作用。     

Ag-Cu2O-沸石复合材料的制备及其光催化处理甲基橙废水的研究

以硫酸铜为铜源、沸石为载体、亚硫酸钠为还原剂,利用液相还原法制备Cu2O-沸石催化剂,利用Ag对其表面进行改性制得Ag-Cu2O-沸石光催化剂.通过XRD、BET对其进行结构表征,并进行单因素实验得到Ag-Cu2O-沸石处理甲基橙废水的最佳条件.结果表明,Ag-Cu2O-沸石光催化剂相比纯Cu2O光催化效果更佳;当甲基...     

氧化物半导体异质结构光催化材料的研究

采用溶胶-凝胶法,以硝酸铁Fe(NO3)3·9H2O和钛酸丁酯Ti(OBu)4为原料制备出均匀透明的TiO2-Fe2O3复合异质结构光催化薄膜,并将其分别在450℃、520℃5、40℃温度下进行了热处理。利用原子力显微镜(AFM)、紫外可见分光光度计对试样进行了表征。以甲基橙为光催化光降解对象,对材料光催化降解性能的影响,特别是在可见光区的光催化降解性能进行了讨论。结果表明,TiO2-Fe2O3复合异质结构光催化薄膜的光催化活性比单纯的TiO2结构薄膜有了明显的提高,且向可见光波段偏移,甲基橙的降解效果可以达到20%。     

铜离子掺杂对二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了Cu2 掺杂TiO2复合纳米薄膜.掺杂Cu2 的数量和方式及前驱体对TiO2光催化降解甲基橙有不同程度的影响.当合成TiO2前驱体的原料为Ti(OC4H9)4时,预涂一层质量分数(下同)为1.0%的Cu(CH3COO)2水溶液,可使TiO2光催化氧化活性提高53%,最外层掺入Cu2 会减弱TiO2光催化氧化活性.当TiO2的前驱体为工业偏钛酸时,预涂一层1.0%Cu(CH3COO)2水溶液,仅使TiO2光催化氧化活性提高14%.用X射线衍射对纳米薄膜进行表征.Cu2 掺杂会诱导生成金红石相.     

溶胶-凝胶法制备TiO2-Fe2O3半导体异质结构光催化材料

采用溶胶-凝胶法,以硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)和钛酸丁酯(Ti(OBu)4)为原料制备出均匀透明的TiO2-Fe2O3复合异质结构光催化薄膜材料,并将其在不同温度下进行了热处理。利用原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计对试样的表面形貌和透光率进行了表征。考察了不同组成、热处理制度和温度对材料光催化性能的影响,特别是对可见光区的光催化性能的影响,并对其光催化机理进行了探讨。结果表明:TiO2-Fe2O3复合异质结构光催化薄膜的光催化活性比纯TiO2结构薄膜有了明显提高,且向可见光波段偏移。     

Cu2O光催化还原含铬(Ⅵ)废水的研究

采用亚硫酸钠还原法制备了Cu2O光催化剂,并将其应用于含铬(Ⅵ)废水降解还原的光催化反应,同时与Bi2WO6、TiO2等光催化剂进行了活性比较.研究表明,在300W高压汞灯照射下反应1.5 h,Cu2O、Bi2WO6和TiO2光催化剂对铬(Ⅵ)的光催化还原降解率分别为69.5%、61.5%和44.2%,与其禁带宽度(2.O eV、3.O eV、3 2 eV)成反比,Cu2O较窄的禁带宽度使其具有良好的光催化活性.Cu2O光催化还原铬(Ⅵ)废水的适宜工艺条件为:废水的pH为3.O,Cu2O光催化剂用量为0.25 g·L-1.在上述工艺条件下,300W高压汞灯光照反应时间4 h后,废水中的铬(Ⅵ)有82%被还原.采用微分法对Cu2O光催化还原含铬(Ⅵ)废水反应进行了化学动力学研究,其光催化反应速率方程为:v=0.681CCr2.7.     

Ti/SnO_2/ZnO复合薄膜的制备及其光催化性能研究

以Ti/SnO2为基体,从Zn(NO3)2水溶液中阴极电沉积ZnO,制备了Ti/SnO2/ZnO复合薄膜,用X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外可见漫反射吸收光谱对其进行了表征,以甲基橙为目标有机物,考察了其光催化活性.实验结果表明,Ti/SnO2/ZnO复合薄膜的光催化活性明显高于Ti/ZnO薄膜,且其催化活性随ZnO的沉积时间而变化.对复合薄膜催化活性提高的原因进行了讨论.     

TiO_2/Fe_2O_3光催化降解茜素红溶液

以Ti(C4H9O)4为前驱体,CH3COOH为水解抑制剂,通过溶胶-凝胶法制备了TiO_2/Fe2O3复合光催化剂。对复合光催化剂的光催化活性、光催化机理和光催化降解动力学进行了研究。研究表明,Fe2O3的引入有助于光生电子-空穴对的分离,从而提升TiO_2的光催化活性。TiO_2/Fe2O3的光催化降解动力学符合L-H动力学模型的一级反应方程模型,整个光催化反应的控制步骤为降解物在光催化剂表面的有效吸附,动力学反应级数随着降解物浓度的上升而逐渐下降。     

TiO_2/Fe_2O_3光催化降解茜素红溶液

以Ti(C4H9O)4为前驱体,CH3COOH为水解抑制剂,通过溶胶-凝胶法制备了TiO_2/Fe2O3复合光催化剂。对复合光催化剂的光催化活性、光催化机理和光催化降解动力学进行了研究。研究表明,Fe2O3的引入有助于光生电子-空穴对的分离,从而提升TiO_2的光催化活性。TiO_2/Fe2O3的光催化降解动力学符合L-H动力学模型的一级反应方程模型,整个光催化反应的控制步骤为降解物在光催化剂表面的有效吸附,动力学反应级数随着降解物浓度的上升而逐渐下降。     

Ag-TiO_2薄膜的制备与光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛的前驱体,硝酸银为银物种掺杂给体,采用溶胶-凝胶法制备经Ag掺杂改性的TiO2溶胶,利用浸渍提拉法在普通玻璃片上制得了Ag-TiO2薄膜,以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了煅烧温度、掺银量对Ag-TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明,随煅烧温度的升高,TiO2的结晶度提高,复合薄膜表面的TiO2颗粒形貌逐渐变为规则形状,当煅烧温度为500℃时,复合薄膜具有较好的光催化活性。随着掺银量的增加,复合膜的光催化活性先增大后减小,当AgNO3质量分数0.5%时,复合薄膜具有较好的光催化活性。     

Ag-TiO2薄膜的制备与光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛的前驱体,硝酸银为银物种掺杂给体,采用溶胶-凝胶法制备经Ag掺杂改性的TiO2溶胶,利用浸渍提拉法在普通玻璃片上制得了Ag-TiO2薄膜,以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了煅烧温度、掺银量对Ag-TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明,随煅烧温度的升高,TiO2的结晶度提高,复合薄膜表面的TiO2颗粒形貌逐渐变为规则形状,当煅烧温度为500℃时,复合薄膜具有较好的光催化活性。随着掺银量的增加,复合膜的光催化活性先增大后减小,当AgNO3质量分数0.5%时,复合薄膜具有较好的光催化活性。     

磁控反应溅射制备钇掺杂TiO_2薄膜的研究

采用混合靶直流磁控反应溅射法,在玻璃基体上溅射沉积了含有氧化钇的TiO2薄膜.X-射线光电子能谱分析结果表明,薄膜是由Y2O3和TiO2复合氧化物组成的.钇的存在会抑制薄膜中二氧化钛晶体的形成.薄膜的紫外可见光谱透射率略有下降,而反射率有所增加.钇的掺杂对二氧化钛薄膜的光催化活性起负作用,光催化降解甲基橙反应的活性随钇含量的增加而下降.     

Cu_2O/蒙脱土复合催化剂的制备及其光催化性能

本文以化学沉淀法制备了Cu_2O/蒙脱土复合光催化剂,以亚甲基蓝的光催化降解为探针反应测试了Cu_2O/蒙脱土复合催化剂的光催化活性,并研究了Cu_2O的负载量、复合催化剂用量、溶液pH值和亚甲基蓝初始浓度等对Cu_2O/蒙脱土复合催化剂光催化活性的影响。研究结果表明pH=11、50%Cu_2O/蒙脱土复合催化剂投加量为0.2g/L、亚甲基蓝溶液浓度为10mg/L时,可见光照射120min后,降解效率可达到91%。     

纳米TiO_2/Cu_2O光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2,合成了TiO_2/Cu_2O复合光催化剂,并对合成的TiO_2和TiO_2/Cu_2O进行SEM和XRD表征。在高压汞灯照射下,采用TiO_2/Cu_2O复合光催化剂对活性艳红X-3B进行光催化降解反应,考察了n(Ti~(4+))∶n(Cu~(2+))、pH、反应温度等因素的影响。结果表明,在高压汞灯照射下,与纳米TiO_2相比,TiO_2/Cu_2O的光催化降解效果得到明显提高。以0.01gTiO_2/Cu_2O复合物为光催化剂,在高压汞灯照射下,降解100mL20mg/L的活性艳红X-3B溶液,起始pH为1,水浴温度为60℃,反应60min,活性艳红X-3B最佳降解率为83.6%。     

Ni-P/TiO2/Cu2O复合膜的制备及其可见光催化活性研究

以不锈钢为基底,采用化学复合镀的方法制备了Ni-P/TiO2膜,然后采用阴极电沉积的方法在其基础上制备了Ni-P/TiO2/Cu2O复合膜.通过X射线衍射和紫外-可见光谱对Ni-P/TiO2和Ni-P/TiO2/Cu2O复合膜进行了表征,并以甲基橙模拟有机污染物,在可见光下测试了其光催化活性.结果表明,TiO2/Cu2...     

Pt、Cu共改性TiO2选择性光催化还原CO2制CH4

光催化还原CO_2是具有前景的可再生能源技术,但由于光生电子-空穴对的快速复合和对可见光的有限利用,Ti O_2表现出较低的光催化反应效率,为了提高Ti O_2光催化还原CO_2的效率,用金属改性Ti O_2是一种有效的方式。笔者通过化学还原法将Pt和Cu_2O纳米颗粒沉积在锐钛矿TiO_2晶体表面,系统研究了Pt、Cu共改性对Ti O_2光催化还原CO_2性能的影响。光催化试验结果表明,Pt沉积有利于生成CH_4和H_2,而Cu_2O会抑制H_2的生成,且对CH_4的选择性低于Pt。Pt和Cu_2O同时沉积在Ti O_2晶体上时,H_2的生成受到抑制,CO_2被选择性地还原为CH_4,选择性达96.6%。催化剂表征结果表明,Pt能捕获光生电子,从而提高催化剂上的电子密度,有利于多电子还原反应发生,高选择性地生成CH_4。Cu_2O提高了催化剂对CO_2的化学吸附能力,同时对水的吸附能力较弱,从而抑制H_2的生成,提高了光生电子对CO_2还原的选择性。此外,反应后的Pt-Cu/Ti O_2中Cu2O几乎被完全还原为Cu,这可能是由于在光催化反应过程中,Pt沉积可促进光生电子向Cu_2O迁移,在Cu_2O还原为Cu的同时为光催化还原反应提供更多的电子,有利于CH_4的选择性生成。因此,Pt-Cu/TiO_2催化剂可将CO_2选择性地还原为CH_4。经3次循环试验,催化剂的活性未降低,具有良好的稳定性。