Synthesis of Zn-Ni-AI Layered Double Oxides and its Photocatalytic Property

采用共沉淀法制备了一系列Zn–Ni–Al三元类水滑石,然后焙烧制得衍生物—Zn–Ni–Al复合氧化物,并用X射线衍射、热重–差热分析、扫描电子显微镜、比表面积分析及元素分析等对样品进行了表征,考察了类水滑石Zn/Ni/Al金属原子比、焙烧温度等因素对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解的影响。结果表明：类水滑石前驱体Zn/Ni/Al的摩尔比为1：1：1,焙烧温度为450℃时,复合氧化物的催化效果最好。此条件下制得的Zn–Ni–Al复合氧化物在300W紫外光照60min后,对甲基橙、亚甲基蓝的降解率可达到97%以上,光照100min内对罗丹明的降解率可达到91%。     

Ni/Ti类水滑石的合成与光催化应用

将具有光催化潜力的Ti、Ni金属元素引入类水滑石(HTlcs)结构中,采用共沉淀法制备了一系列Ni/Ti二元类水滑石,焙烧后HTlcs前体材料转变为Ni/Ti复合氧化物(Ni/Ti-LDO),并用作光催化剂进行甲基橙光降解实验。用XRD、SEM、TG-DTA、元素分析等方法对产物的结构、形貌和组成进行表征,考察了金属离子配比、焙烧温度、催化剂用量等因素对催化甲基橙光降解的影响,并与通用TiO2光催化剂催化性能进行对比。实验结果表明,在相同催化剂浓度条件下,Ni/Ti金属摩尔比为4:1的Ni/Ti-LDO具有比TiO2更优越的催化降解甲基橙的性能。当催化剂前体Ni/Ti金属摩尔比为4:1,焙烧温度为450℃、催化剂用量为0.9 g L 1时,浓度为5×10 5mol L 1的甲基橙溶液于300 W紫外光照30 min,Ni/Ti-LDO对甲基橙的催化降解率可达98%以上。     

锌锰铝复合氧化物制备及其催化性能

采用共沉淀法合成了锌锰铝类水滑石前驱体,经过焙烧处理后制备了锌锰铝复合氧化物,用于催化H2O2氧化分解亚甲基蓝,探讨了H2O2用量、亚甲基蓝初始质量浓度、催化剂用量和反应时间对降解脱色率的影响。实验表明,在H2O2质量分数为3%,亚甲基蓝初始质量浓度为25 mg/L,催化剂用量为1.0 g/L,反应时间为4 h时,亚甲基蓝平均脱色率可达到92.23%。     

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。     

ZnAlCe三元类水滑石的制备及对亚甲基蓝的催化降解性能

采用共沉淀-高过饱和度法制备层状化合物ZnAlCe三元类水滑石,将其用于光催化降解亚甲基蓝溶液,考察了催化剂的原料配比、催化剂的投入量、染料初始浓度等因素对ZnAlCe三元类水滑石降解亚甲基蓝的影响,同时用XRD、IR、TG/DSC等技术对催化剂的结构和性能进行表征.试验结果表明,当Zn∶ Al∶ Ce物质的量之比为2∶1∶0.25,得到的产物结晶度较高,属于六方晶系,催化活性最高.光催化反应的最佳条件为,亚甲基蓝初始浓度40mg/L,催化剂Zn∶ Al∶ Ce=2∶1∶0.25用量0.2g,反应时间90 min(暗处搅拌30 min,光照时间为60 min).     

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。     

Zn/Al类水滑石及其插层材料的光催化性能

以氨水为共沉淀剂,采用低温共沉淀法合成了不同摩尔比的Zn/Al类水滑石,并通过离子交换法在层板间引入磷钨酸根离子,经焙烧后得到具有光催化性能的催化材料,研究插层前后类水滑石焙烧产物对甲基橙等染料的光催化降解性能。结果表明,CZn-Al-r催化剂具有优良的光催化降解有机染料的性能,通过调整催化剂前驱体中金属元素的比例,甲基橙和亚甲基蓝的降解率可在2 h内接近100%。而经磷钨酸插层后,IZnAl-2的光催化降解速率较CZnAl-2有所下降。     

氧化锌/偏锡酸锌复合氧化物的制备与光催化性能

用低热固相法制备氧化锌/偏锡酸锌(ZnO/ZnSnO3)复合氧化物前驱体,经800℃煅烧1h制得ZnO/ZnSnO3复合氧化物.用X射线衍射仪、透射电子显微镜和氮吸附比表面仪及Brunauer-Emmett-Teller法等表征ZnO/ZnSnO3复合氧化物的结构与性能.以甲基橙为模板,考察了催化剂用量、光照强度和时间等对光催化活性的影响,并与氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)和ZnSnO3的光催化性能进行了比较.结果表明:ZnO/ZnSnO3复合氧化物为形貌均匀的纳米材料,颗粒尺寸为20～25nm,比表面积为16.01m2/g,其光催化性能优于单独的ZnO,SnO2和ZnSnO3.当甲基橙浓度为20mg/L,800℃煅烧1h的ZnO/ZnSnO3复合氧化物光催化剂用量为100mg,300W高压汞灯光照反应60min时,甲基橙的脱色率在90%以上.     

金属酞菁光复合催化剂的制备及光催化性能研究

采用固相熔融法制备了不同中心金属的酞菁配合物MPc(M=Mn2+、Co2+、Ni2+)光复合催化剂,研究MPc对亚甲基蓝的催化降解效果。结果表明,可见光照射下,MPc对亚甲基蓝的降解效率Ni Pc> MnPc> Co Pc,最佳反应条件为:空气通入量120 m L/min,催化剂Ni Pc的加入量1. 0 g/L,反应150 min时,10 mg/L亚甲基蓝的降解率达97. 5%。降解反应符合一级动力学议程。     

羟基石榴石Ba_3In_2(OH)_(12)的水热合成与光催化性能

以Ba(NO3)2和In(OH)3为起始物,采用水热法成功制备了羟基石榴石Ba3In2(OH)12。探讨了钡铟摩尔比(Ba/In)、氢氧化钠浓度cNaOH、水热反应温度(T)和时间(t)对Ba3In2(OH)12形成的影响,确定了适宜合成条件:n(Ba)/n(In)=2:1、cNaOH=7.0mol/L、T=200℃和t=14 h。以罗丹明B(Rh B)为降解模型,考察了Ba3In2(OH)12的光催化性能。结果表明:对于50 m L浓度为5.0 mg/L的Rh B溶液,当催化剂加入量为0.1 g时,在高压汞灯下照射180 min,Rh B的降解率可达95.6%;而在氙灯辐照同样时间,其降解率只有18.3%,说明Ba3In2(OH)12具有优异的紫外光催化活性。     

TiO2纳米薄膜光催化效率评价标准的研究

针对纳米氧化钛光催化性能研究中缺乏统一有效表征标准的现状,比较了二氯乙酸、罗丹明B和甲基橙三种光催化活性评价物的热稳定性和对紫外光的稳定性,并以氧化钛纳米薄膜为光催化剂,研究了三种评价物的光催化降解效率表征,以及酸碱度、通氧条件等因素对评价物在光催化活性表征中的影响及其机理,归纳了三种评价物对于纳米氧化钛光催化活性表征的优缺点.     

LDO负载纳米二氧化钛复合物的制备及其光催化性能研究

以碳酸根型镁铝层状双氢氧化物(LDH)为载体,采用溶胶-凝胶法利用酞酸丁酯水解负载纳米TiO2于LDH片层获得TiO2/LDH前驱体,通过低温焙烧前驱体获得纳米二氧化钛/层状双金属氧化物复合物(TiO2/LDO).以亚甲基蓝溶液模拟染料污染物,在波长291 nm紫外光条件下测定吸光度,评价了光催化剂不同投加量,体系pH值以及光照时间条件下对亚甲基蓝降解率的影响,研究了TiO2/LDO的光催化性能.结果表明:通过溶胶-凝胶法可以获得高分散纳米级(<10 nm)TiO2负载型TiO2/LDH复合物,TiO2/LDH中TiO2负载率达8.01wt%(质量分数);TiO2/LDO的光催化性能较纯LDO高,TiO2负载于LDO层板对亚甲基蓝具有协同催化作用;在pH值为9的80 mL亚甲基蓝溶液(浓度为5 mg/L)中投入0.20 g TiO2/LDO,催化反应8 h后降解率高达81.7%,TiO2/LDO对亚甲基蓝溶液的光催化反应符合一级动力学方程.     

铁掺杂介孔二氧化钛的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,以价廉的硫酸钛和硝酸铁为原料制备了不同含量的掺铁介孔二氧化钛。采用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、热重-差示扫描量热分析、N2吸附-脱附、X 射线光电子能谱、紫外-可见漫反射对样品进行表征。以亚甲基蓝（MB）为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究。结果表明：铁以 Fe3＋、Fe2＋取代 Ti4＋进入 TiO2的晶格。适量掺铁使 TiO2的吸收带边发生红移,有利于提高样品光催化性能和保持良好的重复套用活性。最佳掺铁量（摩尔比）为 n（Fe）/n（Ti） = 2%,对应样品颗粒大小为 0.1～0.2 μm,比表面积为 117.6 m2/g,孔容积为 0.434 cm3/g,平均孔径为13 nm。重复套用 4 次后,240 min 内对 MB 的总脱色率仍然达 89.0%,降解率达 70.7%.     

钙钛矿型光催化剂LaAlO3制备及光催化性能研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型LaAlO3催化剂,利用激光粒度分布仪、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪等对催化剂的粒径大小及形貌特征进行了表征;以富里酸作为典型污染物,研究紫外光照射下LaAlO3对该污染物的降解性能,考察不同反应条件污染物的去除效果及催化剂的再生性能。结果表明,自制催化剂平均粒径为0.1883 mm,颗粒表面呈多孔状,结晶度高且较为纯净。催化剂投加量0.3 g/L、曝气量0.8 L/min且紫外灯功率30W为优化反应条件。在该条件下反应240 min后,UV254、TOC去除率分别为98.7%、38.9%;LaAlO3催化降解罗丹明B和亚甲基蓝溶液模拟废水,染料脱色率分别达到95.04%和71.45%。     

聚丙烯酸酯-ZnO杂化材料的光催化性能研究

为了提高纳米ZnO的光催化性能,采用溶液共混法制备了聚丙烯酸酯- ZnO杂化材料,对其光催化性能进行了研究,采用FT - IR、TG -DTG对杂化材料进行了测试.结果表明:杂化材料的光催化性能优于纳米ZnO,降解率可达92.31％,随着ZnO含量增加,杂化材料的光催化性能先增加而后下降.杂化材料具有良好的重复使用性能.FI - IR分析表明在杂化材料中聚丙烯酸酯通过羧酸盐键与纳米ZnO发生杂化.UV - Vis分析表明甲基橙降解较完全.TG - DTG分析表明,杂化材料具有优良的热稳定性,杂化材料的热分解温度可达408℃.     

纳米Y^3＋／TiO2薄膜光催化性能研究

利用分子自组装技术,在二氧化钛膜与载体间插入一个含双官能基的修饰分子,制备出高催化活性的新型二氧化钛薄膜.该修饰分子一端通过硅烷分子连接载体,另一端利用磺酸基来捕捉二氧化钛粒子,因此二氧化钛薄膜具有较大的表面积和优异的稳定性.对经过修饰的载体进行润湿角测定和ESCA的表征,从而证明载体已经被修饰.以甲基橙为光催化降解的探针反应,证实了新型薄膜具有比传统薄膜更高的催化活性.