锰掺杂纳米二氧化钛的制备及其可见光催化性能

分别以MnSO4.H2O和MnC2O4.4H2O为锰源,采用水热法制备了锰掺杂的Mn-TiO2光催化剂,并采用X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱等技术对样品进行了表征。以罗丹明B的光催化降解为模型反应,考察了不同锰源、锰掺杂量对催化剂光催化性能的影响。结果表明,所有制备的Mn-TiO2均表现为锐钛矿相,Mn的掺杂抑制了TiO2晶粒生长,且以MnSO4.H2O为锰源制备的Mn-TiO2粒径略小于以MnC2O4.4H2O为锰源制备的样品,所有Mn-TiO2催化剂的光响应范围拓宽至可见光区域,对罗丹明B具有明显的可见光降解效果,并且以MnSO4.H2O为锰源的催化剂具有较高的光催化活性。     

W掺杂BiOCl光催化剂的制备及其可见光催化性能研究

在以Bi(NO3)3为铋源、WCl6为氯源和钨源、乙二醇为溶剂、尿素为添加剂形成的新Bi-W-Cl-O体系下采用一步溶剂热法合成W掺杂BiOCl光催化剂,应用XRD、FSEM、XPS和UV-Vis对样品进行表征,并以苯气体作为降解物,考察了W掺杂BiOCl光催化剂的光催化性能。结果表明,由于金属W的掺杂,BiOCl的吸收波长发生明显红移,相比于纯BiOCl提高了对太阳光的利用率,同时大大提高了BiOCl在可见光下的光催化降解苯效率。     

V掺杂TiO_2的制备及其可见光催化性能研究

本文采用水热法制备V掺杂TiO2(V-TiO2)光催化剂,借助XRD、XPS、UV-Vis DRS等手段对V-TiO2的结构进行表征,并以酸性红染料作为模型污染物,评价V-TiO2在可见光作用下的光催化性能。实验结果表明,V离子进入TiO2晶格并取代Ti4+离子,V离子掺杂在TiO2的导带下方引入了V3d掺杂能级,V-TiO2在可见光区具有显著吸收,且光生载流子的复合受到有效抑制,因此,V掺杂明显提高了TiO2降解酸性红染料的效率。     

Fe-N共掺杂NaTaO_3光催化材料制备和性能探究

通过水热法制得一系列Fe-N共掺杂的NaTaO3,对其进行了X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、固体漫反射紫外-可见光谱(UV-Vis DRS)表征。XRD结果显示,掺杂之后NaTaO3晶胞略有膨胀,而颗粒尺寸略有减小。由UVVis DRS光谱推测可知掺杂之后的NaTaO3禁带宽度均小于未掺杂的NaTaO3禁带宽度。同时对其在254 nm紫外光区下光催化降解甲基橙溶液的性能进行了探究,其中Fe-N摩尔共掺杂量为0.15%的NaTaO3光催化活性最好。     

氮掺杂氧化钛纳米晶的制备及其可见光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,与尿素混合制成含氮前驱体,于一定温度的空气气氛下煅烧2小时,制得掺氮TiO2光催化剂。用TEM和XRD等手段对制备的掺氮氧化钛进行了表征,并对其可见光照射下的光催化性能进行了测试。结果表明,400℃￣600℃煅烧温度下的样品为锐钛矿型,700℃煅烧温度下锐钛矿相开始向金红石相转变。掺杂氮是以化学键形式掺入TiO2晶格的,含量约为3%,并随煅烧温度的升高而略有降低,600℃煅烧温度下的样品可见光催化活性最强,在波长不低于400nm的可见光作用下,对亚甲基蓝的4小时降解率超过80%。     

反应温度对水热法制备的NaTaO3粉体结构及光催化性能的影响

以Ta2O5和NaOH为原料,采用水热法在120～180℃保温12 h合成NaTaO3粉体。利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜及透射电子显微镜表征NaTaO3的物相、形貌以及结构。研究了不同反应温度对粉体物相结构及光催化性能的影响。结果表明,在120～180℃保温均能合成出纯斜方相NaTaO3粉体,晶粒尺寸在200～...     

可见光响应的铁掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能研究

以硝酸铁、硫酸氧钛为出发原料,通过直接化学法合成了锐钛矿型的Fe掺杂的Ti O2纳米光催化剂;通过X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、热差热重分析仪对样品的结构以及性能进行了表征。结果表明:Fe掺杂的纳米Ti O2光催化剂的紫外吸收光谱和纯Ti O2相比,吸收带边发生红移,光响应范围拓展到在可见光区域;Fe的掺杂可以提高Ti O2的光催化性能,其中1%的Fe-Ti O2对亚甲基蓝的光催化活性最高。在模拟可见光条件下,Fe-Ti O2表现出了较优的光催化性能,光照10 min后,降解率高达83.9%。     

可见光响应的Bi-TiO_2的制备及其对间苯二酚的降解作用

以钛酸四丁酯、硝酸铋为原料,采用水热法制备铋掺杂TiO2光催化剂（Bi-TiO2）。所得材料用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线能谱、X射线荧光光谱、UV–Vis漫反射等测试手段分析。结果显示水热法可以直接合成锐钛型纳米TiO2。铋在TiO2中的掺杂方式为Bi3＋替位取代TiO2中Ti4＋。样品具有较大的比表面积,其最大达31.2 m2/g。铋掺杂能引起TiO2光催化剂的吸收光谱明显红移,从而具备较好的可见光响应性。以降解间苯二酚为探针反应研究其可见光催化性能,纯TiO2光催化活性极低,而Bi-TiO2具有较高的可见光催化性能,当铋掺杂量为1.00%时光催化性能最佳。UV–Vis光谱和高效液相色谱显示间苯二酚在70W金卤灯下反应120min能完全分解。     

不同方法制备硫掺杂TiO2及其可见光催化性能研究

采用水热法和焙烧法分别制备了硫掺杂纳米TiO₂,通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱进行了表征,以水体中的甲基橙（MO）为模拟污染物,研究了硫掺杂纳米TiO₂ 的可见光光催化性能。结果表明,2种不同制备方法得到的硫元素掺杂TiO₂均表现出可见光活性。硫元素在TiO₂中分别取代了O₂和Ti的位置,改变了TiO₂原来的能带结构,形成新的杂质能级,从而使TiO₂ 的吸收区间由紫外拓展到可见光区。     

可见光响应Fe掺杂ZnO/凹凸棒石复合材料的制备和光催化性能

采用直接沉淀法制备了Fe掺杂ZnO/凹凸棒石(Fe-ZnO/ATP)复合材料,评价了其在可见光条件下(＞400 nm)光催化降解高浓度亚甲基蓝(MB)溶液的性能,并系统研究了ZnO负载量、Fe掺杂量和焙烧温度等对复合材料吸附性能和光催化性能的影响.结果表明,ATP的复合增强了复合材料对MB的吸附能力,MB在最佳条件下制备的Fe(0.3％)-ZnO(50％)/ATP复合材料上降解的表观反应速率常数(kapp)为4.2×10-3 min-1,反应3.5h后的降解率可达65.40％,与ZnO相比较,kapp和MB的降解率提高了2.6倍.XRD、TEM和UV-Vis-DRS的结果表明,复合材料中ATP的结构在热处理过程中基本保持不变,复合材料中ZnO的粒径明显减小,暴露了更多的活性位点.另外,Fe的掺杂可明显增强复合光催化剂对可见光的吸收,增强了对光的利用效率,从而使复合材料显示出优异的光催化活性.     

Property Characterization and Photocatalytic Activity Evaluation of BiGdO3 Nanoparticles under Visible Light Irradiation

BiGdO₃ nanoparticles were prepared by a solid-state reaction method and applied in photocatalytic degradation of dyes in this study. BiGdO₃ was characterized by X-ray powder diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy, Brunauer-Emmett-Teller, UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and transmission electron microscopy. The results showed that BiGdO₃ crystallized well with the fluorite-type structure, a face-centered cubic crystal system and a space group Fm3m 225. The lattice parameter of BiGdO₃ was 5.465 angstrom. The band gap of BiGdO₃ was estimated to be 2.25 eV. BiGdO₃ showed a strong optical absorption during the visible light region. Moreover, the photocatalytic activity of BiGdO₃ was evaluated by photocatalytic degradation of direct dyes in aqueous solution under visible light irradiation. BiGdO₃ demonstrated excellent photocatalytic activity in degrading Direct Orange 26 (DO-26) or Direct Red 23 (DR-23) under visible light irradiation. The photocatalytic degradation of DO-26 or DR-23 followed the first-order reaction kinetics, and the first-order rate constant was 0.0046 or 0.0023 min⁻¹ with BiGdO₃ as catalyst. The degradation intermediates of DO-26 were observed and the possible photocatalytic degradation pathway of DO-26 under visible light irradiation was provided. The effect of various operational parameters on the photocatalytic activity and the stability of BiGdO₃ particles were also discussed in detail. BiGdO₃/(visible light) photocatalysis system was confirmed to be suitable for textile industry wastewater treatment.     

可见光响应型BiOCl/AgCl光催化剂的合成及其光催化活性

以氯化铋和硝酸银为主要原料,采用水解法制备了可见光响应型的高效复合催化剂BiOCl/AgCl.利用X射线仪、扫描电镜等手段对样品进行表征,并以罗丹明B(RhB)为目标污染物,250 W卤素灯为可见光光源测试其光催化性能,研究了初始Bi3+/Ag+物质的量比、溶液pH值等对BiOCl/AgCl光催化活性的影响,并以EDTA,NBT andTBA作为抑制剂对光催化过程中产生的活性物种进行了检测.结果表明,以Bi3+/Ag+初始物质的量比为100:1合成的样品具有最佳的光催化活性,在RhB的浓度为20 mg/L、pH =4.6、光照30 min条件下,RhB的脱色率、COD和TOC去除率分别为98％、73％和48％.活性物种的检测表明光催化过程产生的主要活性物种为超氧阴离子,而非空穴和·OH自由基.     

AB2O4型尖晶石材料的制备及其在可见光下的催化氧化特性

AB2O4型尖晶石是一类窄带隙半导体材料,具有良好的可见光响应,呈现出的可见光光解水、可见光降解污染物和杀菌、灭菌的特性引起了人们的广泛关注,近年来取得了一系列的研究成果.本文简要介绍了AB2O4型尖晶石材料的制备方法,诸如固相法、液相法、气相法,比较了这些方法的优缺点,综述了这类光催化剂在可见光激发下光解水制氢、光催...     

Synthesis,Characterization and Photocatalytic Activity of New Photocatalyst ZnBiSbO4 under Visible Light Irradiation

In this paper, ZnBiSbO₄ was synthesized by a solid-state reaction method for the first time. The structural and photocatalytic properties of ZnBiSbO₄ had been characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy, transmission electron microscope and UV-visible spectrometer. ZnBiSbO₄ crystallized with a pyrochlore-type structure and a tetragonal crystal system. The band gap of ZnBiSbO₄ was estimated to be 2.49 eV. The photocatalytic degradation of indigo carmine was realized under visible light irradiation with ZnBiSbO₄ as a catalyst compared with nitrogen-doped TiO₂ (N-TiO₂) and CdBiYO₄. The results showed that ZnBiSbO₄ owned higher photocatalytic activity compared with N-TiO₂ or CdBiYO₄ for the photocatalytic degradation of indigo carmine under visible light irradiation. The reduction of the total organic carbon, the formation of inorganic products, SO₄²⁻ and NO₃⁻, and the evolution of CO₂ revealed the continuous mineralization of indigo carmine during the photocatalytic process. One possible photocatalytic degradation pathway of indigo carmine was obtained. The phytotoxicity of the photocatalytic-treated indigo carmine (IC) wastewater was detected by examining its effect on seed germination and growth.     

Fe3+掺杂NaTaO3纳米粒子的制备及光吸收机理

采用水热法合成了一系列铁离子掺杂NaTaO3 纳米粒子,研究了铁离子掺杂对宽禁带钽酸钠半导体光吸收性能的影响。XRD结果表明铁离子掺杂导致NaTaO3晶胞体积膨胀;紫外可见漫反射光谱表明铁离子掺杂引起钽酸钠吸收带边红移,并且随着铁离子掺杂浓度的增加,红移增大;密度泛函计算结果揭示,铁离子取代钽离子进入NaTaO3晶格会形成一个杂质能级,这个杂质能级主要由铁离子的3d轨道形成,是导致NaTaO3光吸收带边红移的原因。     

AgBr/TiO_2复合催化剂:双注法制备及其可见光催化性能

以TiO2为载体,采用双注法合成了AgBr/TiO2复合光催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和扫描电子显微镜(SEM)对AgBr/TiO2的结构、光吸收、形貌进行了表征.研究了AgBr/TiO2在可见光下对甲基橙和丁基罗丹明B的光催化活性.结果表明,与TiO2相比,AgBr/TiO2的光吸收范围拓展到400—600nm波段,并且随着AgBr负载量的增加,AgBr/TiO2的可见光吸收强度增强;当AgBr与TiO2的摩尔比为0.25时,AgBr/TiO2具有最大催化活性;在相同条件下,AgBr/TiO2对丁基罗丹明B的降解效果优于甲基橙.     

CuAl2O4微观形貌可控制备及其对可见光光催化性能的影响

采用溶胶–凝胶法,并辅以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂,通过调节溶胶体的酸碱度,分别制得了颗粒直径为10~30nm的不规则形状纳米粉体以及颗粒长1~2μm、宽200~300nm的蠕虫状亚微米粉体和颗粒直径50~200nm的球状亚微米粉体。X射线衍射、扫描电子显微镜和漫反射吸收光谱分析表明,制备出的CuAl2O4粉体材料具有尖晶石晶体结构,并在可见区域有良好的光谱响应。在研究微观形貌与可见光催化活性过程中发现,颗粒大小是影响催化效果的主要因素,与微观形貌关系不大。实验条件下,颗粒小、比表面积大的纳米级CuAl2O4粉体具有最佳的可见光催化特性,在可见光辐照下对甲基橙的2h降解脱色率达98%。循环使用5次后仍保持有89%的降解效率,表现出较强的抗吸附毒化能力和抗光腐蚀能力。     

SDBS辅助合成Y2O3/Ag3VO4光催化剂及其催化可见光降解罗丹明B

以V2O5, AgNO3和Y(NO3)3×6H2O为原料、十二烷基苯磺酸钠为辅助剂,采用直接沉淀法和浸渍法制备单斜晶相Ag3VO4和Y2O3/Ag3VO4复合催化剂,表征了产物的结构和形貌,并分析了其形成机理;在可见光下研究了其催化可见光降解罗丹明B(RhB)的性能. 结果表明,所得Y2O3/Ag3VO4复合催化剂吸收边相对纯相Ag3VO4发生红移,禁带宽度减小至1.83 eV,电子-空穴对复合几率降低,对RhB有较好的可见光催化活性和稳定性,可见光照射15 min后,0.08 g 3% Y2O3/Ag3VO4催化200 mL 8 mg/L RhB溶液的降解率达94.2%.     

Ag@AgCl-TiO2-粉煤灰微珠复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能

采用离子交换法在粉煤灰微珠(FMS)表面沉积Ag@AgCl纳米颗粒,制备Ag@AgCl-FMS复合基底,采用水解-沉淀工艺,以TiCl4为钛源在复合基底表面再包覆纳米TiO2薄膜,经500℃煅烧2 h后得到Ag@AgCl- FMS-TiO2复合光催化剂. 对材料微观形貌、晶体结构、可见光光催化性能进行了表征与测试. 结果表明,复合基底表面包覆的TiO2薄膜均匀完整. 500℃煅烧后的物相为90%锐钛矿型TiO2和10%金红石型TiO2. 复合催化剂料在Ag@AgCl等离子共振效应的作用下,表现出明显的可见光响应,经可见光照射80 min后对甲基橙的降解率达99%,5次重复使用对甲基橙的降解率保持在85%.