Ag@AgCl修饰的具有高活性(001)晶面的锐钛矿相TiO_2的制备和光催化性能研究1

本文采用水热法合成具有高活性(001)晶面的锐钛矿相TiO2微球,利用沉积法将AgCl分散到TiO2微球表面,再通过光化学反应将部分Ag+还原,获得Ag@AgCl等离子体负载的TiO2光催化剂,借助SEM、TEM、UV-Vis DRS等手段对催化剂的结构进行表征,并以酸性红作为模型污染物对样品的光催化性能进行评价。结果表明:经Ag@AgCl修饰后,样品对可见光的响应增强,光生载流子的分离得到有效促进,可见光催化活性有大幅度的提高,对酸性红的降解效率是修饰前的3倍。     

掺杂Tb的TiO2异质结的制备

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Tb的TiO2粉末,再由其制备得到TiO2/Tb-TiO2复合催化剂粉末。使用SEM手段进行了表征,在可见光照射下,对罗丹明B溶液进行脱色反应实验,以研究不同Tb掺杂量以及不同复合比例对异质结催化活性的影响。结果表明,Tb-TiO2催化剂的光催化活性比纯TiO2好;而异质结结构TiO2/Tb-TiO2复合催化剂比纯TiO2光催化性能更高,但比Tb-TiO2光催化性能略差。     

AgInS_2/ZnIn_2S_4异质结高效降解罗丹明B研究

通过一锅水热法成功制备AgInS_2/ZnIn_2S_4(AIS/ZIS)异质结催化剂,表征了其物相组成和结构性质,测试了其光学性质和光电流响应和电化学阻抗,并使用罗丹明B作为目标污染物研究了催化剂的光催化性能。实验结果表明,制备的AIS/ZIS异质结能够有效抑制光生电子和空穴的分离,从而提高了光生载流子的分离效率,使光催化效果明显提高;Ag InS2、ZnIn2S4摩尔比为0.6:1的AIS/ZIS具有最好的降解效果,30 min对罗丹明B的降解效果可以达到98%,而且具有较广的pH适用范围,在循环使用10次后降解率仍然能够达到93%,说明制备的AIS/ZIS异质结性质稳定,循环性强,具有实际应用价值。     

Z型异质结In2O3/CdS的合成及光降解抗生素研究

为了拓展对可见光的吸收范围、抑制光生载流子的复合,并增强催化剂的光催化性能,通过将CdS原位生长于In_2O_3表面的方法制备出In_2O_3/CdS催化剂。结果表明:在可见光照射60 min后,In_2O_(3/)CdS异质结对盐酸强力霉素的去除效率达84.0%,远高于In_2O_3和CdS单体的降解效率,降解过程符合一级动力学。In_2O_3/CdS对盐酸强力霉素的降解速率常数为0.028 min~(-1),分别为In_2O_3和CdS单体的13.7倍和1.5倍。自由基捕获实验表明:·O_2~-和·OH是主要的活性基团,光催化性能的提高主要得益于Z型异质结的形成,有效加速了光生电子和空穴的转移和分离效率。     

TiO_2薄膜光生载流子功效应与光催化性能的关系

主要探讨光生载流子的功效应与光催化性能之间的联系,从光生载流子"功效应"的角度评价TiO2薄膜的光催化活性,为寻找其他的光催化活性评价方法建立相关基础。采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备了TiO2薄膜,利用X射线衍射、Raman光谱、扫描电子显微镜对TiO2样品进行了表征,并通过对甲基橙降解反应测试了样品的光催化性能。结果表明:TiO2薄膜为锐钛矿结构且结晶良好,颗粒分布均匀,粒径约为80nm。光生载流子功效应通过计算Fermi能级劈裂值发现,Fermi能级劈裂值越大,TiO2薄膜的光催化性能越好,说明Fermi能级劈裂值在光催化活性评价中具有重要作用。     

g-C3N4同型异质结复合光催化剂的制备及性能研究

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)由于其合适的带隙和较高的物理化学稳定性等,被认为是一种有应用前景的光催化材料。然而,纯相g-C_3N_4的光催化性能和应用受到光生电子空穴易复合和比表面积相对较低等原因的限制。本文使用两种合适的前驱体(三聚硫氰酸与硫脲)共聚合有望优化高温煅烧过程中的缩聚过程,抑制团聚的发生,提高比表面积,同时形成的同型异质结能有效抑制光生载流子的再复合。在可见光照射下,形成的g-C_3N_4同型异质结复合光催化剂的活性明显高于单一的g-C_3N_4样品。显著增强的光催化活性主要归因于比表面积增大、活性位点增多和光生载流子再复合的有效抑制。     

S型光催化剂的电子转移机理研究进展

光催化技术是减轻能源危机和环境污染的有效技术之一。由于光生电子–空穴对的快速复合,单组分光催化剂的光催化效率不高。新型S型异质结光催化剂可以实现光生载流子的有效分离,同时具备强氧化还原能力,因此受到了广泛的关注和研究。对S型异质结光催化剂电子转移机理的深入理解有利于设计出更高效的光催化剂。通过选择合适的表征技术可以有效揭示S型异质结光催化剂的电子转移机理。因此,本文综述了直接和间接表征S型异质结光催化剂电子转移机理的技术。对于每种表征技术,首先对基本原理进行简述,然后通过代表性示例加以证明。研究S型异质结光催化剂电子转移机理可以加深对S型异质结光催化剂的理解,为进一步优化光催化系统提供极大帮助。     

纳米TiO_2修饰对其光催化性能的改进作用研究进展

综述了纳米TiO2的制备及其光催化机理;并且基于纳米TiO2光催化性能的广泛应用及其在应用时效率偏低的问题,从抑制TiO2内载流子的复合、提高催化剂的比表面积和改变催化剂的结构与表面性质三个方面综述了修饰纳米TiO2以提高其光催化性能的各项措施;最后对纳米TiO2在光催化领域中的发展方向做出了展望。     

Bi2S3/BaTiO3复合光催化剂的制备及其光催化性能的研究

由于BaTiO₃(BTO)面临着太阳能利用率低、光生载流子快速重组和稳定性差的问题,严重限制其在可见光下降解有机污染物。以BaTiO₃为基体采用简单的水热法在其周围制备了不同物质的量比的Bi₂S₃/BTO p-n异质结,以改善BaTiO₃的光催化性能。分别采用XRD、SEM、EDS、TEM、XPS、PL、UV-Vis DR、EIS、瞬态光电流响应等表征手段对样品的结构、形貌、表面价态以及光电性能进行分析。以RhB为模拟污染物,测试了复合材料的光催化活性和稳定性。结果表明,与单组分催化剂相比,Bi₂S₃/BTO复合材料的催化性能得到了显著提升。在可见光下照射150 min后,对RhB的降解率高达98.7%;经5个循环,降解率仍为86%。通过对光催化剂的机理研究表明羟基自由基、超氧自由基、光生空穴均在光催化反应中起作用,并提出了一种可能的p-n异质结光催化机理。     

g-C3N4/BiOBr异质结对罗丹明B可见光催化活性研究

采用硝酸剥离的二维g-C_3N_4纳米片为基材,通过分散掺杂溴化钾(KBr)和五水合硝酸铋(Bi(NO_3)_3·5H_2O),构建了花状的g-C_3N_4/BiOBr异质结,采用x射线衍射、场发射扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱等研究了制备的复合光催化剂的微观结构和形态特征。该异质结对罗丹明B为代表的一系列偶氮类化合物产生光催化降解性能。良好的结果可归结于异质结的形成可以充分捕获催化剂表面的光激化电子,同时提高了光生载流电子的转移和分离效率,催化性能,稳定性以及降解率等。     

SiC纳米棒负载NiPx纳米片异质结的光催化析氢性能

采用沉淀煅烧法,在不同煅烧温度下,使表面改性的SiC纳米棒上均匀生长NiPx纳米片,分别制备了Ni2P/SiC和NiP2/SiC异质结光催化剂.通过光催化析氢测试和光电性能表征,证明助催化剂NiPx的加入极大提升了SiC纳米棒的光催化性能,表明负载的NiPx作为助催化剂有效抑制了光生电子-空穴对的复合并提供更多的质子活...     

异质结构复合半导体光催化性能研究

半导体光催化技术是解决环境和能源等问题的有效途径之一。但传统的半导体催化剂存在禁带宽度较大,太阳能利用率较低,反应速率慢。通过半导体-半导体复合构造异质结构光催化剂是实现这一目的的有效手段。研究发现,异质结构的存在,可有效降低光生电子与光生空穴复合效率,提高光催化性能。结果表明,通过改变晶粒尺寸、离子掺杂、表面敏化与外场耦合等办法,可进一步提高光催化效率。     

二氧化钛光催化技术在污水处理领域中应用

分析了TiO2光催化技术研究现状,探讨了光催化反应机制,讨论了影响TiO2光催化反应活性的主要因素:(1)贵金属沉积可以提高催化剂表面光生载流子的分离效率,有利于生成更多的·OH;(2)金属离子掺入TiO2晶格中可能引起晶格位置缺陷或改变结晶度,抑制了电子与空穴的复合,延长载流子的寿命,从而使光催化的性能得以改善;(3)半导体复合可以提高系统的电荷分离效果,扩大对光谱的吸收范围.阐述了TiO2光催化技术在处理有机及无机污染物领域中的应用.     

气相火焰燃烧合成锌掺杂TiO2纳米晶的光催化性能

以四氯化钛和乙酰丙酮锌为原料,采用气相火焰燃烧合成锌掺杂TiO2纳米晶,利用XRD, XPS和ICP-AES研究了纳米晶结构,考察了锌掺杂TiO2纳米晶在紫外光辐照下催化降解罗丹明B(Rhodamine B)的活性,探讨了光催化机理. 研究结果表明,掺杂相锌主要分布在TiO2表相,并形成均匀分散的ZnO团簇;燃烧过程中锌掺杂对纳米TiO2的晶相组成及晶粒尺寸影响不大. 当掺杂量为0.21%(mol)时,样品具有最高的光催化活性. 光催化机理分析表明,TiO2与ZnO不同的能带位置使光生载流子能够有效分离,改善了纳米TiO2光催化活性.     

BiOCl/TiO2复合材料的制备与光催化性能

基于半导体异质结原理,设计并制备了新型氯氧铋/二氧化钛复合光催化材料,以甲基橙为目标污染物,研究了氯氧铋制备条件和复合比例对复合材料的光催化特性的影响,随后利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、EPR等方法对催化材料进行表征,从表面形貌、自由基等角度,分析其光催化原理。结果表明,新型复合光催化材料相对氯氧铋、二氧化钛的单体,具有更强的紫外催化能力,对传统有色染料均具有良好的去除效果。这是由于氯氧铋和二氧化钛可以形成半导体异质结,光生电子传递降低了载流子负荷率,羟基自由基生成量增加,因此光催化性能大幅提升。     

锰基异质结光催化材料在降解水体染料污染物中的研究进展

环境污染和能源危机逐渐成为了严峻的全球性挑战之一,迫切需要寻找到一种丰富的可再生能源来治理环境污染,光催化是一种性能优良、节能、反应条件温和的环境净化技术,可以有效降解水体有机染料污染物,具有比较良好的应用前景。光催化技术的关键在于光催化剂的开发,锰氧化物由于其独特的结构和性能,可以作为良好的光催化材料来应用于环境净化领域。然而,单组分锰基半导体光催化材料由于光生载流子体复合较快,使其在降解环境水体污染物的效率不理想,限制了其进一步的应用。在过去几年中,研究者们做出了重大努力,通过多种方法来提高锰基光催化剂的光催化效率,其中构建锰基半导体异质结来提高材料的光催化效率被认为是最有效的方法之一。因此,本文从锰基半导体材料的性质、异质结的构建等角度出发,总结了其在降解水体染料中的研究与进展。     

纳米二氧化钛修饰优化其光催化性能的研究进展

对于纳米二氧化钛光催化性能的广泛应用及其在应用时效率偏低的问题,从抑制TiO2内载流子的复合、提高催化剂的比表面积和改变催化剂的结构与表面性质3个方面综述了修饰纳米二氧化钛以提高其光催化性能的研究成果。     

Ag@AgCI修饰的具有高活性（001）晶面的锐钛矿相TiO2的制备和光催化性能研究

本文采用水热法合成具有高活性（001）晶面的锐铁矿相TiO2微球,利用沉积法将AgCl分散到TiO2微球表面,再通过光化学反应将部分Ag还原,获得Ag@AgCl等离了体负载的TiO2光催化剂,借助SEM、TEM、UV—ViSDRS等于段对催化剂的结构进行表征,并以酸性红作为模型污染物对样品的光催化性能进行评价。结果表明：经Ag@AgCl修饰后,样品对可见光的响应增强,光生载流了的分离得到有效促进,可见光催化活性有大幅度的提高,对酸性红的降解效率是修饰前的3倍。     

CDots-(001)TiO2纳米片的制备及光解水制氢性能

以钛酸四丁酯、氢氟酸和石墨棒为原料，采用简单的水热法将具有高催化活性的碳点负载在TiO2纳米片的(001)晶面上，制得CDots-(001)TiO2纳米片。通过TiO2纳米片高催化活性的(001)晶面与碳点的协同作用，提高TiO2纳米片的光吸收、载流子的传输和分离效率，从而有效地提高材料的光催化产氢性能。UV-vis DRS、PL、瞬态光响应分析结果表明，暴露(001)晶面的TiO2纳米片负载碳点后，可见光吸收增强，光生载流子的分离和传输速率加快，在间歇模拟太阳光照射下，CDots-(001)TiO2纳米片的光电流密度约为TiO2的4倍，CDots-(001)TiO2纳米片的光催化产氢速率达5859 μmol/(h·g)，量子效率达9.6％。     

S型异质结光催化材料研究进展

光催化反应可将太阳能转化为可储存的化学能源，被认为是缓解能源危机和解决环境问题的有效途径之一。然而，由于光生载流子低的转移和分离效率，实际的光化学转换效率提升受到了限制。新兴的S型异质结光催化剂由于其在空间上实现了光生载流子的有效转移分离并展现出强的氧化还原能力，在太阳燃料制备和环境治理领域受到了广泛关注和研究。本文综述了S型异质结光催化剂的发展历程和设计原理、光生载流子转移机制以及在能源和环境等领域的应用。最后，提出了S型异质结光催化剂的发展前景和面临的挑战。