ZnFe2O4光催化剂改性研究进展

本文以ZnFe₂O₄为光催化材料基体,以提升ZnFe₂O₄基复合光催化剂光降解污染物的性能为目的,综述了材料尺寸、晶体结构、表面沉积纳米贵金属粒子、半导体复合、离子掺杂等方法提升ZnFe₂O₄光催化剂光降解污染物的性能,并分析各种方法提升光催化性能的机理,助推了ZnFe₂O₄基光催化剂应用于工业化污水处理。     

Bi2Sn2O7/CeO2 Z型异质结光催化剂在可见光下降解有机污染物性能研究

利用水热法将Bi₂Sn₂O₇纳米颗粒负载到CeO₂微球上制备Z型异质结光催化剂并用于光催化降解水污染物。结果表明,在光照下60 min时,优化的Bi₂Sn₂O₇/CeO₂(BSC-5)对盐酸四环素的降解效率达到88.4%(反应速率常数k=0.033 4 min^-1),是CeO₂的8.25倍和Bi₂Sn₂O₇的4.71倍。Z型异质结可以形成更多暴露的活性中心,具有更好的光电子-空穴对分离效率、优异的氧化还原能力以及有效产生超氧自由基(·O^-₂)和羟基自由基(·OH)。此外,Bi₂Sn₂O₇/CeO₂在光催化降解实验中表现出良好的稳定性,经过5次循环后降解效率保持在85%以上。同...     

CuBi2O4/BiOBr@GH双功能光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶剂热法制备Z型CuBi₂O₄/Bi OBr(CBOB)异质结,并与石墨烯水凝胶(GH)复合得到CuBi₂O₄/BiOBr@GH(CBOBG)。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N₂吸附-脱附、紫外-可见光谱、荧光光谱和电化学等表征方法对催化剂的晶体结构、表面组成、微观形貌、比表面积与光电性能进行分析。在可见光下,通过降解四环素耦合还原Cr(Ⅵ)实验,考察了CBOBG的光催化活性。实验结果表明,CBOBG在120min内,对四环素的降解率达到了86.1%,对Cr(Ⅵ)的还原率达到了100%。通过活性物种捕获实验证明,降解过程的主要活性物质为超氧自由基和光生空穴,还原过程的主要活性物质为光生电子。     

ZnFe2O4/TiO2纳米棒光催化剂的制备及其对甲基橙废水的脱色研究

采用水热法制备了ZnFe₂O₄纳米粒子,在碱性条件下水解钛酸丁酯组装得到ZnFe₂O₄/TiO₂纳米棒光催化剂,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、N₂吸附-脱附仪及电化学工作站分别表征了ZnFe₂O₄/TiO₂纳米棒的晶型、形貌、磁性能、孔结构及电极性能,并研究了其对甲基橙废水的脱色效果。结果表明,ZnFe₂O₄具有尖晶石结构,而TiO₂是锐钛矿结构,二者组装为具有介孔结构的ZnFe₂O₄/TiO₂纳米棒光催化剂,比饱和磁化强度高达40.0 emu·g^-1;紫外光照射120 min后,ZnFe₂O₄/TiO₂纳米棒对甲基橙废水的脱色率...     

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时可以达到80%以上。     

PANI/Fe3O4复合材料的制备及其应用

介绍了以Fe₃O₄纳米粒子为核,用导电高分子材料聚苯胺(PANI)包裹成的PANI/Fe₃O₄核壳结构多功能全新复合材料,其不仅具有比表面积大、粒径小等优点,更具有吸附活性高、吸附容量大等性能,在污水处理、超级电容器等领域得到了广泛应用。对该复合材料的应用和发展进行了展望。     

Fe3O4/BiOBr/BiOI的制备及降解2,4-D的性能研究

采用水热法制备了微米球花状结构的Fe₃O₄/BiOBr/BiOI复合材料,通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis等手段对催化剂进行表征分析。结果表明,该催化剂对2,4-D具有高效的光降解性能和光催化效率(80 min, 88%)。降解速率常数为2.498×10^-2 min^-1,分别是Br∶I=5∶5(K=2.004×10^-2 min^-1)、BiOBr(K=1.289×10^-2 min^-1)和BiOI(K=6.98×10^-3 min^-1)的1.25倍、1.94倍与3.58倍。这是由于Fe₃O₄/BiOBr/BiOI复合材料内部形成了异质结,利于光生载流子的分离。此外,5次循环实验后,降解效率保持在82.9%,证明该催化剂稳定、可回收、可磁分离。     

硫掺杂ZnFe2O4/蒙脱石复合材料的铀酰吸附研究

为获得铀酰(UO2²⁺)吸附性能高的吸附剂,以蒙脱石(Montmorillonite,MMT)和铁酸盐(ZnFe₂O₄)为原材料与L-半胱氨酸通过水热反应制备了硫掺杂ZnFe₂O₄(S-ZnFe₂O₄)和ZnFe₂O₄/MMT(S-ZnFe₂O₄/MMT),采用XRD、FTIR和SEM对S-ZnFe₂O₄和S-ZnFe₂O₄/MMT进行了结构表征,研究了pH、接触时间和UO2²⁺初始质量浓度对UO2²⁺吸附效果的影响,结果表明:S-ZnFe₂O₄呈高分散的纳米颗粒状,并且均匀分布于蒙脱石片层结构表面;S-ZnFe₂O₄与蒙脱石复合后能明显提高其UO2²⁺吸附性能,最佳吸附pH为6.0;S-ZnFe₂O₄和S-ZnFe₂O₄/MMT复合材料对UO2²⁺的最大吸附量分别为51.44 mg/g和68.45 mg/g;吸附符合Langmuir等温吸附模型和伪二阶动力学模型,说明吸附过程属于表面单分子层化学吸附。     

Sb离子对ZnFe2O4基陶瓷导电性能的影响

铁酸锌(ZnFe₂O₄)属于正尖晶石结构,作为一种重要的金属氧化物,是典型的半导体材料。由于其独特的结构性能,包括有序的晶体结构、大的表面积和稳定性,已广泛应用于磁性材料、锂电池电极材料、气敏材料等。ZnFe₂O₄及其复合材料具有良好的窄带隙及的可见光响应,也是光催化方向具有潜力的材料之一。然而,关于NTC热敏陶瓷的研究却鲜有报道。因此,利用固相法制备Sb掺杂ZnFe₂O₄陶瓷,对陶瓷样品的物相和微观组织进行表征,研究其电性能。     

Z型异质结Fe3O4@MoS2@SDS光催化降解抗生素的研究

通过超声的方法将十二烷基硫酸钠(SDS)修饰至Fe₃O₄@MoS₂表面,得到Z型异质结Fe₃O₄@MoS₂@SDS光催化剂,考察了Fe₃O₄@MoS₂@SDS光催化降解四环素(TC)的降解率。结果表明,在光照2 h后,Fe₃O₄@MoS₂@SDS对TC的去除率达到89.7%,远高于Fe₃O₄@MoS₂(57.6%)、MoS₂(43.4%)、Fe₃O₄(26.7%);Fe₃O₄@MoS₂@SDS对TC的光降解过程符合一级动力学。在TC的光降解过程中h⁺、·O^-₂、·OH...     

基于g-C3N4/BiOBr光催化剂的海产养殖水体抗生素的降解

采用热聚合/液相法制备四种含量不同的g-C₃N₄/BiOBr光催化剂,并研究了其降解盐酸四环素(TCH)的性能和途径。研究表明,四种g-C₃N₄/BiOBr复合材料对TCH的光降解效率均高于商品g-C₃N₄催化剂;2D/2D结构的4-g-C₃N₄/BiOBr表现出最高的光利用率和最佳的光催化活性;光反应60 min内对TCH的去除率为94.61%、降解率为93.29%,其拟合的表观反应速率常数最高(0.037 min^-1),是商品g-C₃N₄的1.68倍,且循环利用5次后对TCH的降解率仍可达83.67%;此外,对g-C₃N₄/BiOBr光催化剂降解TCH的反应机理进行了分析。     

不同形貌的CdS/BiOBr复合物对环己醇中光催化还原CO2活性的影响

利用水热法分别以氢氧化钠和十六烷基三甲基溴化铵为形貌引导剂制备出BiOBr纳米片和BiOBr微球,通过水热沉积法将CdS纳米颗粒负载在BiOBr表面。采用SEM、XRD和UV-vis DRS分别对催化剂样品形貌、结构及能带结构进行了表征。可见光作用下在环己醇中光催化还原CO₂对样品的活性进行了评价,结果表明,主要产物为甲酸环己酯(CF)和环己酮(CH),微球结构CdS/BiOBr复合物的催化活性高于片状结构复合物,且重复使用4次后,催化剂的活性没有明显下降。本研究为设计高效转化CO₂的催化剂和反应体系提供了新思路。     

g-C3N4/Fe3O4/MnO2光催化剂制备及光催化性能研究

以尿素和铁盐为原料,负载了MnO₂,利用原位沉淀法与煅烧法制备g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料。使用XRD、FT-IR、UV-Vis DRS对合成的部分光催化剂进行表征。结果表明：g-C₃N₄为类石墨的层状结构,Fe₃O₄和Mn O₂通过分子间作用力与g-C₃N₄复合。在不同反应条件下的可见光诱导的光催化实验表明,当m(Mn)∶m(g-C₃N₄/Fe₃O₄)=1∶1时,g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料具有出色的降解污染物的能力,其中光降解反应的优化条件为g-C₃N     

V2O5、NiO、Fe2O3和钒渣对Al2O3/MgAl2O4的腐蚀机理

研究了V2O5、NiO、Fe2O3和钒渣对Al2O3和MgAl2O4尖晶石的腐蚀。把Al2O3和MgAl2O4试样分别同上述氧化物一起从室温加热到1 400℃、1 450℃和1 500℃,加热速率为10℃.min-1。用XRD和SEM对每个系统的腐蚀机理进行了分析。结果显示,所研究的氧化物对Al2O3的影响弱于对MgAl2O4的影响。氧化铝被NiO侵蚀形成NiAl2O4尖晶石,MgAl2O4尖晶石被V2O5侵蚀形成MgV2O6。本文还观察到钒渣中的成分Fe2O3、Mg、Ni、V和Fe分散到了Al2O3结构中。另一方面,Fe2O3、Ca、S、Si、Na、Mg、V和Fe分散到了MgAl2O4结构中。最后,把得到的结果与FactSage软件的预测结果进行了对比。     

BiVO4/Bi2Fe4O9的制备及光降解有机废水性能的研究

采用水热法制备具有高效可见光催化性能的BiVO₄/Bi₂Fe₄O₉复合光催化剂,通过SEM、XRD等一系列表征手段对样品进行了形貌和结构的表征。最后通过在一定的条件下降解目标污染物亚甲基蓝(MB)溶液对催化剂的光催化性能进行了探究。结果表明：BiVO₄以100～500 nm颗粒状形态均匀的修饰在片状Bi₂Fe₄O₉的表面。当BiVO₄的修饰量为15%时,光催化剂在可见光下对MB溶液的降解效率最高,高达51.92%。通过对照实验发现BiVO₄/Bi₂Fe₄O₉的催化效率比Bi₂Fe₄O₉单体高了4.45倍,比BiVO₄单体高了1.29倍。另外,根据实验结果对BiVO₄/Bi₂F...     

Fe3O4/SnS2复合材料在染料降解中的应用研究

建立了基于光芬顿技术的染料去除方法,该方法采用Fe₃O₄/SnS₂作为光芬顿催化剂构建反应体系,研究了Fe₃O₄/SnS₂复合材料中的最佳Fe/Sn比,并对所构建反应的机理进行探究。结果表明,在Fe/Sn比为1.0时,制备得到的Fe₃O₄/SnS₂复合材料对亚甲基蓝(MB)的去除效率最高。基于Fe₃O₄/SnS₂复合材料所构建的复合材料对于亚甲基橙和罗丹明B也均具有出色的降解能力。同时即使经过5次循环使用,Fe₃O₄/SnS₂复合材料对MB的降解依然可以维持在80%以上。所建立的方法有助于实现水环境中染料的高效去除,具有实际应用的潜力。     

g-C3N4/TiO2复合材料的制备及可见光催化降解硝基苯

采用原位合成法在TiO₂纳米管上沉积g-C₃N₄对材料进行改性,通过改变尿素的质量浓度制备了一系列不同负载量的g-C₃N₄/TiO₂复合材料(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g·L^-1 g-C₃N₄/TiO₂ NTs),然后在可见光条件下考察了g-C₃N₄/TiO₂复合材料光催化降解硝基苯的性能,并对材料做了相关的表征分析和自由基清除实验。结果表明：将g-C₃N₄负载到TiO₂纳米管上可以显著提高光催化活性,可能是由于g-C₃N₄和TiO₂之间形成了异质结,延长了载流子的寿命,阻碍了电子与空穴的复合,从而提升了复合材料的光催化活性。     

MnFe2O4磁性纳米球类Fenton氧化降解水中氧氟沙星的研究

采用共沉淀法成功制备出MnFe₂O₄磁性纳米球,并采用采用X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、振动样品磁强计（VSM）和透射电镜（TEM）对其理化性质进行了表征。类Fenton氧化降解氧氟沙星的结果表明,MnFe₂O₄磁性纳米球比Fe₃O₄的催化活性高,反应180 min,氧氟沙星的去除率可以达到78.5%,TOC的去除率达到54.3%。     

H4SiW12O40/TiO2-ZrO2的制备及光催化降解甲基橙的研究

采用浸渍法制备了H4SiW12O40/TiO2-ZrO2光催化剂,以光催化降解染料废水甲基橙为探针反应,探讨了催化剂投加量、溶液pH值对光催化降解效果的影响以及催化剂的重复使用性。结果表明,H4SiW12O40/TiO2-ZrO2催化剂具有更优越的光催化性能,当催化剂的用量为1.8 g/L,甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,pH=4时,反应4 h后甲基橙的降解率可达90%以上。