铋碳共掺杂二氧化钛介孔光催化剂的制备及其表征

以吡啶为碳源,Bi（NO3）3·5H2O为铋源,结合溶胶-凝胶和高温陈化法制备出BiC共掺杂型TiO2光催化剂。利用紫外-可见漫反射光谱（UV—Vis）、X射线衍射（XRD）、N2吸附-脱附等温曲线（BET）对不同条件下制备出的样品进行了表征。结果表明：铋碳共掺杂TiO2催化剂具有典型的介孔结构;在可见光下对污染物靛红溶液有显著的降解效果;不同的煅烧温度及掺杂配比对催化剂光催化性能也有不同程度的影响。     

F—TiO2光催化剂的制备及性能

TiO2具有化学稳定性好、成本低、耐腐蚀、无毒以及独特的光学、电学性质,纳米TiO2是目前最具应用前景的光催化剂。采用溶胶一凝胶法制备了F掺杂的TiO2光催化剂,用X-射线衍射（XRD）和紫外一可见光谱（UV—Vis）对其进行了表征,并通过降解甲基橙溶液来检测其光催化性能,研究了不同掺杂量、煅烧温度、煅烧时间等制备条件对F—TiO2光催化剂光催化性能的影响。结果表明,制备出的F-TiO2比未掺杂的TiO2具有较好的可见光响应,紫外光区响应并未受到影响。合成F—TiO2催化剂的最佳条件为F掺杂量为1．4％,煅烧温度600℃,煅烧时间2h。     

钇掺杂有序多孔TiO2薄膜的制备与可见光催化性能

采用胶体晶体薄膜为模板,利用溶胶–凝胶法制备了钇掺杂有序多孔TiO2薄膜,通过Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、紫外–可见光谱表征样品的结构和形貌,并以甲基橙为模型化合物研究了钇掺杂有序多孔TiO2薄膜材料可见光催化性能。结果表明：钇掺杂有序多孔TiO2薄膜规整致密,晶型为锐钛矿型,样品中钇元素含量约为1.2%。钇掺杂使得TiO2吸收光红移至可见光区,钇掺杂有序多孔TiO2薄膜可见光催化性能好于未掺杂有序多孔TiO2薄膜。     

可见光响应型掺杂TiO2的制备与性能表征

利用溶胶-凝胶法制备氮掺杂TiO2,并利用XRD、SEM、UV—Vis光谱和光催化降解实验对其进行结构性能表征。结果表明,经过氮掺杂的TiO2主要以锐钛矿晶型存在,并有极少量的金红石晶型存在;可见光响应性能比未掺杂的TiO2有很大的提高,其可见光响应范围在380～461nm之间;最终使其在可见光奈件下对亚甲基蓝的降解活性得到显著增强,即光催化性能得到显著提高。     

水热法低温制备N掺杂TiO2可见光催化剂

为满足低温制备N掺杂TiO2可见光催化材料的需要,采用水热法制备TiO2纳米晶溶胶,再与三乙胺（TEA）直接反应制备N掺杂TiO2可见光催化剂。通过UV—Vis漫反射吸收光谱和亚甲基兰（MB）的可见光降解实验,分析比较普通方法制的TiO2纳米材料、水热法低温制得未掺N和掺N的TiO2纳米材料,发现掺N的TiO2使吸收带红移,光降解效果较前两者好。XPS分析表明,是成功掺杂N原子的TiO2结果,可能原因是N取代了部分晶格中的O,N原子的2p轨道位于O原子的2p轨道之上,从而使得价带和导带间的能量带隙变窄,引起吸收带红移,产生明显的可见光吸收。     

Eu3＋掺杂TiO2光催化剂的制备及废水处理性能研究

以钛酸四正丁酯、氯化铕为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Eu3＋掺杂纳米TiO2光催化剂,借助X-射线粉末衍射（XRD）及UV-Vis测试手段对样品进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察了Eu3＋掺杂量对样品光催化活性的影响规律。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且Eu3＋掺杂后随着掺杂量的增加,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV—Vis光谱分析表明,适量铕掺杂使得催化剂在400～600Bin的可见光区对光的吸收显著增强,对光具有更高的利用率;以罗丹明B为降解物的光催化实验表明,当Eu3＋掺杂量为0．5％时其光催化活性最好,并将该光催化剂用于炼油厂废水的处理,对其实际应用进行了探索。     

高可见光活性的棒状钒酸铋/氧化石墨烯复合光催化剂的制备

通过水热法制备了棒状钒酸铋/氧化石墨烯（BiVO4/GO）复合可见光光催化剂。用扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman光谱和紫外–可见漫反射光谱表征了所制备的样品。在可见光（λ≥420nm）光照下光催化降解亚甲基蓝水溶液来检测样品的活性。结果表明：氧化石墨烯的加入有效地提高了BiVO4的可见光光催化活性,含1%（质量分数）的氧化石墨烯的复合光催化剂活性最好。BiVO4/GO活性增强的原因是氧化石墨烯能快速捕获并转移光生电子,有效提高BiVO4光生载流子的分离效率,从而提高其光催化活性。     

光催化防锈涂料的制备及性能研究

基于金属离子掺杂技术,制备在可见光辐照条件下具有良好光催化性能的改性TiO2光催化防锈涂料,并研究其对甲醛气体的降解作用,利用X射线衍射和紫外-可见分光光谱表征改性TiO2光催化剂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。探讨了M/TiO2类型、光催化剂添加量、甲醛初始浓度、光源、涂膜层数和重复使用次数对甲醛降解的影响。结果表明:该光催化防锈涂料不仅具有良好的物理化学性能,还能达到净化室内空气的目的,在光催化剂掺杂量为2.5%,甲醛初始浓度为0.1μg/mL,涂膜层数为一层时效果最佳。     

胶原纤维为模板介孔TiO_2和Pt掺杂TiO_2纤维的制备及光催化降解黑液（英文）

以胶原纤维为模板,Ti（SO4）2为钛源,合成了新型光催化剂—介孔TiO2和Pt掺杂TiO2纤维。通过场发射扫描电镜（FESEM）、比表面积和孔径分析、紫外–可见光谱和分子荧光光谱等检测手段对两种介孔TiO2纤维的结构和物理性能进行了表征。FESEM分析表明,胶原纤维的表面结构能被较好地保留在介孔TiO2和Pt掺杂TiO2纤维中。N2吸附–脱附等温线为IV型,表明TiO2和Pt掺杂TiO2纤维具有介孔结构。基于结构的特点,在可见光和UV-A激发下,介孔TiO2和Pt掺杂TiO2纤维表现出强于商品级纳米TiO2（Degussa P25）的总有机碳（TOC）脱除率。此外,Pt的掺杂能明显改善介孔TiO2的光催化活性。光催化实验表明,Pt掺杂TiO2纤维（1.0g L–1）在可见光照射420 min后,黑液的TOC脱除率为37%;UV-A（360 nm）照射300min后,TOC脱除率为51%。因此,制备的介孔TiO2和Pt掺杂TiO2纤维作为一类性能优异的光催化剂,能用于黑液的光催化降解,并在其他类似的反应条件下具有潜在的应用前景。     

模板剂-水热法合成纳米ZnFe2O4-TiO2光催化剂

研究了以多孔陶粒浮球为载体，采用模板剂-水热法制备了纳米ZnFe2O4／TiO2复合光催化剂膜。主要研究了ZnFe2O4的掺杂对TiO2晶相结构、烧结温度、吸光性能及其光催化活性的影响和模板剂PEO20PPO70PEO20即P123的添加对ZnFe2O4／TiO2复合光催化剂膜性能的影响。采用XRD、UV—Vis吸光光谱、SEM和EDS等对ZnFe2O4／TiO2复合光催化剂膜的性能进行了表征。研究结果表明，适量掺杂ZnFe2O4，可以使TiO2成为催化活性较好的锐钛矿相；适量的添加模板剂P123可以提高TiO2的比表面积，P123与TiO2的摩尔比为0．02：1时催化效果最好，这时ZnFe2O4/TiO2光催化剂对甲基橙脱色率在40min时可以达剑80％以上。     

N、Bi共掺杂的TiO_2可见光光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备系列BixTi1-xO_2光催化剂以及N和Bi共掺杂Ti O_2光催化剂,采用XRD、UV-Vis、N2-物理吸附和TEM等对催化剂进行微观结构表征,以普通节能灯为光源,考察催化剂光催化氧化室内甲醛的性能。结果表明,在Bi掺杂的Ti O_2光催化剂体系中,Bi0.15Ti0.85O_2光催化剂催化降解甲醛效果最佳,400℃焙烧2.5 h,节能灯光照48 h,可将(1.05±0.05)mg·m-3甲醛降解至0.08 mg·m-3,甲醛转化率92.8%,达到室内空气质量标准。当N与Bi共掺杂时,节能灯光照24 h,Bi0.15Ti0.85O_2-N(0.2)光催化剂表现出最佳的光催化氧化降解甲醛性能,即可将甲醛由(1.05±0.05)mg·m-3降解至0.082 mg·m-3,甲醛转化率达92.0%,较Bi0.15Ti0.85O_2催化剂光催化效率提高50%。     

掺杂型Bi2WO6光催化剂的制备及其光催化性能研究

复合氧化物Bi2WO6可作为一种高效的光催化材料,但Bi2WO6的光生电子空穴对复合率高,分离困难,导致对光的吸收能力下降,光催化效率降低。金属Cu和Ag是良好的光催化剂助剂,能有效降低光催化剂的光生电子空穴对复合率,改善催化剂的光吸收性能。采用水热法制备金属Cu和Ag掺杂的可见光催化剂Bi2WO6,并进行X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光谱和比表面积表征。结果表明,掺杂的金属离子并未进入Bi2WO6晶格内部,只是负载于Bi2WO6表面。掺杂金属后,Bi2WO6的吸收边带变宽,吸光强度变强,比表面积显著增加。以模拟含酚废水为处理对象,考察掺杂型Bi2WO6对苯酚光催化降解效果的影响。实验结果表明,Cu-Bi2WO6光催化剂在光照作用下对苯酚有降解作用,随着光照时间的延长,苯酚的降解程度不断提高,在空气通入量为25 mL·min-1和400 W金卤灯下光照180 min,Cu-Bi2WO6和Ag-Bi2WO6对10 mg·L-1的模拟含酚废水基本降解完成。     

N、Bi共掺杂TiO_2光催化剂的制备及对靛红降解性能研究

以硫脲为氮源,硝酸铋为铋源,钛酸四正丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和不同比例N、Bi共掺杂的TiO2光催化剂样品。用紫外-可见分光光度仪对制备的催化剂样品进行了表征。结果表明,制备的N、Bi共掺杂TiO2纳米粉体在可见光区吸收红移,表现出优异的光催化性能;当N与Bi的物质的量比为8∶1、反应温度为25℃,底物的质量浓度为20 mg/L、pH值为5.0时,该光催化体系对靛红溶液的脱色效果最好,脱色率最高为23%。     

g-C3N4/Bi/Bi2WO6光催化材料的协同改性研究

以五水合硝酸铋[Bi（NO₃）₃·5H₂O]为铋源、二水合钨酸钠（Na₂WO₄·2H₂O）为钨源通过水热法制备出多孔钨酸铋（Bi₂WO₆）,并以纳米板条堆叠形成椭球结构的类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）为基底通过溶剂热法在原位还原金属铋（Bi）的同时制备出具有Z型异质结构的g-C₃N₄/Bi/Bi₂WO₆（CN/B/BWO）复合光催化材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、氮气吸附-脱附等温线（BET）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和光致发光（PL）光谱等检测手段对制备的样品进行了表征。结果表明,金属铋可以作为类石墨相氮化碳和钨酸铋之间的电荷转移媒介,其产生的表面等离子体共振（SPR）效应可协同增强光生电子-空穴对的分离效率和载流子的迁移率,从而提升样品的光催化活性。采用350 W氙灯照射30 min,样品CN/B/BWO-0.7对盐酸四环素（TC-H）的降解率达到99.94%,并对其降解机理进行了探讨。     

掺Ag,Ni对TiO2气相光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了以活性炭为载体的负载型Ag/TiO2及Ni/TiO2光催化剂,以气相中甲苯降解反应考察了两种催化剂的活性随金属离子掺杂量的变化. 用透射电镜、X射线衍射及荧光光谱对掺杂催化剂进行了表征. 结果表明,经Ag, Ni掺杂后,Ag/TiO2和Ni/TiO2两种催化剂的催化活性均有不同程度的提高,且Ni/TiO2优于Ag/TiO2. 两种催化剂的最佳掺杂量均为0.4%. 根据表征及实验结果分析了金属离子不同掺杂量影响TiO2光催化活性的机理.     

Synthesis plasmonic Bi/BiVO4 photocatalysts with enhanced photocatalytic activity for degradation of tetracycline (TC)

In recent years, the excessive use of antibiotics has become a serious problem for human health. BiVO₄ regarded as one of the most promising visible-light-driven photocatalysts was used to degrade the antibiotics. In this paper, we fabricated Bi/BiVO₄ plasmonic photocatalysts which enhanced the photocatalytic activity of BiVO₄ for degradation of tetracycline (TC) antibiotic. The Bi/BiVO₄ photocatalysts were characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and high-resolution transmission electron microscopy. In addition, the photocatalytic experiment results show that the 0.04-Bi/BiVO₄ sample has the best photocatalytic activity for 2 times than the pure BiVO₄ photocatalyst. The cycle experiments, after four repetitions of the experiments, showed the sample still maintained a high photocatalytic activity. Finally, the photocatalytic reaction mechanism was also studied by free radical capture experiments and electron paramagnetic resonance spectroscopy.     

一种新的光催化剂Bi36Fe2O57的合成及光催化

报道了一种新型光催化剂Bi36Fe2O57的一种改进的共沉淀合成方法,对不同条件下制备的产物进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜形貌分析和光催化性能测试。物相分析表明,缓冲溶液在制备单相彤拍Bi36Fe2O57粉体中起着重要作用。紫外可见漫反射谱图表明,Bi36Fe2O57卵粉体的禁带宽度约为2．06eV,中性缓冲溶液条件下合成的Bi36Fe2O57产物结晶性好,在金卤灯下照射3h,对甲基橙的降解率可达82．7％,在紫外灯下照射2．5h降解率达到99．3％。     

ZnO/碳纳米管复合光催化材料对抗生素的光催化降解

采用溶胶法合成了ZnO/碳纳米管复合光催化材料,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等手段对复合催化剂进行了表征。以氙灯(250～800 nm)为光源,盐酸四环素为降解对象,评价样品的光催化活性。比较ZnO/CNTs复合材料和纯ZnO对抗生素的降解能力,并考察光催化剂的重复利用能力。结果表明,通过溶胶法得到了在碳纳米管表面均匀、致密包覆ZnO颗粒的复合材料。由于ZnO/CNTs材料良好的吸附性能,其光催化活性高于纯ZnO,在300 W氙灯光源下反应2 h,对盐酸四环素的降解率达82.38%,同时复合材料显示了抑制ZnO光蚀的能力。     

Photoassisted mineralization of remazole red F3B over NiO/TiO2 and CdO/TiO2 nanoparticles under simulated sunlight

In this work, a series of titania-supported NiO and CdO materials were synthesized by a modified sol-gel process. The prepared photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS), and transmission electron microscopy (TEM). The activities of titania-supported NiO and CdO photocatalysts for photocatalytic degradation of Remazole Red F3B (RR) dye, under simulated sunlight, were investigated. The photocatalytic mineralization of an RR dye solution over various NiO-x/TiO₂ and CdO-x/TiO₂ photocatalysts under simulated sunlight was investigated. It was worthy noticing that the photocatalytic activity of titania improved using the prepared catalysts. The prepared TiO₂, NiO-5/TiO₂, and CdO-2/TiO₂ photocatalysts exhibited higher photocatalytic activity under simulated sunlight than did commercial TiO₂. The prepared photocatalysts were stable after photocatalytic degradation of the dye. The observed photocatalytic mineralization of the dye was 51 and 71% over NiO-10/TiO₂ and CdO-2/TiO₂ after 180 min of irradiation, respectively. Juxtaposing a p-NiO-5/TiO₂ semiconductor provided a potential approach for decreasing charge recombination. The prepared photocatalystsNiO-5/TiO₂ and CdO-2/TiO₂ are promising composites for the solar detoxification of textile wastewater.     

片状铋/钒酸铋复合催化剂的制备及其光催化性能

用溶剂热法合成了一系列不同铋含量的片状铋/钒酸铋（Bi/BiVO₄）复合光催化剂。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、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）、电感耦合等离子发射光谱 （ICP-OES）、氮气吸附脱附和光电流响应等技术对所制备的催化剂进行了表征。通过氙灯下光催化降解亚甲基蓝的性能来评价样品的光催化活性,实验结果表明铋的自掺杂能显著提高钒酸铋的光催化活性。最后,通过自由基捕获实验对铋/钒酸铋光催化机理进行了探讨。