磁性四氧化三铁/钒酸铋/二氧化钛纳米晶的制备及光催化性能表征

以硫酸氧钛、偏钒酸铵和氯化亚铁等试剂为原料，制备磁性二氧化钛钒酸铋(Fe₃O₄-TiO₂-BiVO₄)复合光催化剂，通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其进行表征。以刚果红为模拟降解对象，在可见光照射下，使用质量均为0.05 g的磁性二氧化钛钒酸铋对浓度20 mg·L^-1的刚果红溶液进行光催化降解，结果表明，在自然光光照240 min条件下，降解率达70.0%。     

钒酸铋催化剂的制备与其光催化性能研究进展

概述了钒酸铋的物理化学性质,归纳了其主要的制备方法,重点阐述了纳米钒酸铋光催化降解有机物污染物及其光催化反应机理,探讨了其在环境中的应用。最后,对钒酸铋光催化剂的研究方向进行了展望。     

钒酸铋催化剂的制备与其光催化性能研究进展

概述了钒酸铋的物理化学性质,归纳了其主要的制备方法,重点阐述了纳米钒酸铋光催化降解有机物污染物及其光催化反应机理,探讨了其在环境中的应用。最后,对钒酸铋光催化剂的研究方向进行了展望。     

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。     

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。     

新型可见光活性氧化钯/钒酸铋复合光催化剂的制备及其光催化性能

通过浸渍法制备了新型可见光活性的氧化钯(PdO)/钒酸铋(BiVO4)复合光催化剂.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、紫外-可见吸收光谱等测试手段对复合光催化剂的物理和光学性质进行了表征.在可见光(λ＞400nm)照射下考察了PdO/BiVO4样品降解甲基橙的光催化性能.结果表明:PdO/BiVO4光催化剂为单斜相结构,晶粒形貌呈十字花或球形.XPS结果显示:复合光催化剂中掺杂的钯(Pd)元素是以PdO的形式存在的.与纯BiVO4样品相比,复合光催化剂可见光降解甲基橙的活性显著增强.这种新型复合光催化剂的光催化性能提高的原因可能是由于催化剂中光生载流子的高效分离造成的.     

水热法制备钒酸铋及其光催化性能研究

采用水热法制备了钒酸铋催化剂，以罗丹明B为目标降解物，对催化剂的光催化性能进行了测定。考察了水热反应pH、反应温度、反应时间对催化剂光催化性能的影响，实验得出制备钒酸铋催化剂的最佳水热反应条件：水热反应pH为7、反应温度为100℃、反应时间为8 h。在最佳水热反应条件下，投放5 mg的钒酸铋催化剂，对5 mL初始质量浓度为10 mg/L罗丹明B溶液的光催化降解率高达96.5%。最后利用X射线衍射（XRD）表征手法，对最佳水热反应条件下制备的钒酸铋催化剂的结构进行了表征，证明制得的钒酸铋催化剂纯度较高。     

石墨烯钒酸铋复合纳米纤维处理含油废水的性能研究

采用水热法制备石墨烯修饰的钒酸铋复合纳米纤维光催化剂,采用扫描电镜、X射线衍射和紫外可见漫反射对复合光催化剂进行了表征,结果表明,RGO的加入未影响BiVO4的单斜相结构,且对复合光催化剂禁带宽度具有一定的窄化作用。将复合光催化剂用于含油废水中油类物质的降解,通过RGO的吸附和BiVO4的光催化降解两者有机结合,RGO@BiVO4复合纳米纤维对含油废水的降解速率是单纯BiVO4的5.3倍,在反应120 min后除油率可达89%,出水油含量低于《船舶污染物排放标准》(GB 3552—2018)中石油类污染物的排放标准限值。研究为船舶含油废水的处理提供了一种新思路。     

钒酸铋光催化剂的制备及改性的研究进展

钒酸铋的光催化技术是缓解能源短缺和环境污染的有效方法之一,是一种拥有良好催化性能的窄禁带宽度半导体材料,正是因为它特有的晶相结构和光催化性能引起了众多相关科研工作者的广泛关注。本文简要综述了钒酸铋研究过程中取得的相关成果,阐明了其中存在的问题,概述了一些钒酸铋主要的制备方法,探讨了钒酸铋相关的改性手段。最后,展望了钒酸铋未来的发展前景。     

钒酸铋光催化材料的改性研究进展

钒酸铋是一种具有代表性的新型半导体材料,展现出较好的可见光光催化活性。为了进一步提高光催化活性,采用离子掺杂、半导体复合和表面修饰等方法对其进行改性合成了钒酸铋基光催化材料。虽然这些方法能够明显改善光能利用效率,扩大光谱响应范围,但是单一方法改性的钒酸铋基光催化材料的光催化效率还不高。有研究表明多种方法共同修饰改性能够有效提高钒酸铋光催化效率,将成为重点研究方向。     

硫化镉-二氧化钛/分子筛复合光催化材料制备及性能研究

将水热法制备的二氧化钛负载在分子筛上,再与硫化镉复合,制备了硫化镉-二氧化钛/分子筛复合材料。对复合材料的相组成、微观结构、形貌和光谱性质进行了表征。在可见光照射下,以光催化降解亚甲基蓝为探针反应,研究了复合材料的光催化活性。结果表明：与纯二氧化钛相比,二氧化钛/分子筛具有更快的吸附降解效率;与二氧化钛/分子筛、硫化镉/分子筛相比,硫化镉-二氧化钛/分子筛复合材料的光催化性能最为优越。硫化镉-二氧化钛/分子筛优化制备条件：硫化镉溶液质量浓度为2.0 g/L、反应温度为80 ℃,反应时间为4 h。     

不同无机酸对聚吡咯/TiO2复合物的吸附性能影响

考察了不同无机酸对PPy/TiO₂复合物吸附性能的影响。首先分别在HNO₃、H₂SO₄和H₃PO₄体系中合成了聚吡咯(PPy)/TiO₂复合物(分别简写为N-PPy/TiO₂、S-PPy/TiO₂和P-PPy/TiO₂)。以红外光谱、热重分析、Zeta电位、比表面积分析和扫描电镜等测试方法对复合物的物理化学性能进行了表征。接着以几种合成的复合对阴离子染料酸性红G和阳离子染料亚甲基蓝进行吸附研究,发现无机酸对合成的复合物的吸附性有较大的影响。几种复合物均可在30min内达到吸附平衡,并且可以重复使用6次以上吸附量没有明显的降低。其中S-PPy/TiO₂的吸附性能最好,其对ARG和MB的最大吸附量分别达到218.34mg/g和314.68mg/g。复合物对染料的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式。对S-PPy/TiO₂进行吸附热力学研究表明,其对染料的吸附过程为熵增的自发过程。     

改性TiO2对染料废水选择性吸附及催化强化研究

采用高温热解法制备g-C₃N₄,与Na₂CO₃改性的TiO₂纳米材料通过溶剂热法得到g-C₃N₄/Na₂CO₃-TiO₂复合催化剂。对催化剂的结构和形貌进行了表征,并研究了材料对活性黄、碱性品红混合染料废水的催化降解及选择性吸附性能。结果表明,制备的催化剂的比表面积和总孔容分别为纯TiO₂的1.34倍和1.47倍。当催化剂的投加量为1.0g/L,g-C₃N₄与TiO₂的质量比为15%,光反应90 min活性黄的去除率为佳可达93.9%。改性复合后的催化剂具有选择吸附性,选择性系数达到5.09,是纯TiO₂的5.3倍。     

Pt/TiO_2催化二甲醚部分氧化重整制氢

二甲醚是一种理想的氢载体,可用于解决氢的储存和运输。以Pt/TiO_2为部分氧化催化剂,结合Ni/Al_2O_3重整催化剂,考察钛前驱体和焙烧温度对二甲醚部分氧化重整制氢反应的影响。结果表明,以Ti(C4H9O)4为原料制备的TiO_2为金红石相,Ti(SO4)2或Ti O(OH)2为原料制备的TiO_2为锐钛矿相;以Ti(C4H9O)4为原料制备的Pt/TiO_2-E催化剂催化性能略好,转化率接近100%,H2收率约90%,表明金红石相TiO_2负载的Pt催化剂略佳;以Ti(SO4)2为原料制备的Pt/TiO_2-S催化剂500℃焙烧可获得金红石相TiO_2。与Pt/Al_2O_3催化剂相比,Pt/TiO_2催化剂具有更好的催化性能,H2收率超过90%,而Pt/Al_2O_3催化剂H2收率约80%。     

TiO2、ZnO和TiO2/ZnO三种氧化物粉体材料的抗菌性能对比

氧化物具有化学性质稳定、原材料丰富易得的优点,其作为抗菌材料日益受到关注。对氧化物的抗菌性能及影响因素开展深入研究,能够为新型抗菌材料的开发提供科学依据。通过溶胶-凝胶法制备出了TiO₂/ZnO复合粉体,并将其与TiO₂、ZnO进行对比,分别对它们的晶相结构、微观形貌和粒径进行了表征。利用大肠杆菌ATCC25922作为受试菌株,通过抑菌环试验和菌液接触试验对3种氧化物粉体材料的抗菌性能进行测试。考察了钛锌比、光照等条件对抗菌效果的影响。结果表明,所使用的TiO₂主要由锐钛矿相和金红石相组成,ZnO主要为六方纤锌矿相,制备出的TiO₂/ZnO则主要是锐钛矿型TiO₂在六方纤锌矿型ZnO的孔隙间沉积而成,这3种粉体材料的粒径由大到小分别为TiO₂/ZnO、TiO₂和ZnO。从抑菌环和菌液接触试验的结果可以看出,ZnO粉体材料的抗菌效果明显优于TiO₂粉体材料,ZnO和TiO₂/ZnO在黑暗条件下仍有良好的抗菌性能,但在可见光照射条件下抗菌效果更佳。ZnO含量是TiO₂/ZnO复合材料抗菌性能的关键因素。制备TiO₂/ZnO粉体材料时的煅烧温度对其抗菌性能没有明显影响。     

Photocatalytic activity of TiO2/ZSM-5 composites in the presence of SO4 ion

TiO₂/ZSM-5 composites were prepared from SiO₂ of rice husk ash and TiO₂ sol from hydrolyzed TiOSO₄ salt. The combined effect of these two materials greatly enhanced the photocatalytic decolorization of methylene blue dye solution. The instant decolorization of the dye solution in the dark by the composite, TiO₂/ZSM-5 (wt ratio 1:1), resulted from the combination of the adsorption by ZSM-5 zeolite and TiO₂ nano-particles, and of Na₂SO₄ salt adhering to the composite surface. As a strong flocculating agent, the SO₄²⁻ ion caused the precipitation of the dye onto the composite surface which consequently enhanced the photocatalytic decolorization of the dye under UV irradiation. The composite, TiO₂/ZSM-5 (wt ratio 1:5), completely decolorized the methylene blue dye in 2.5 h, giving an equivalent performance to that of TiO₂, P-25 powder.     

多层纳米结构蓝色TiO2的电化学氧化性能和稳定性

蓝色TiO₂具有出色的电催化活性,被认为是降解有机污染物的最有潜力的阳极材料之一。然而蓝色TiO₂的电催化活性受表面形貌和界面性质的影响较大。本文采用冰水浴阳极氧化和阴极还原制备了由纳米颗粒、多孔层、纳米管阵列依次堆叠的多层纳米结构蓝色TiO₂,并探究了其电化学氧化性能。与无冰水浴辅助制备的相比,该方法制备的蓝色TiO₂具有更多的Ti³⁺含量、更大的活性面积和良好的电子传输能力,可有效降解亚甲基蓝（97.7%,120min,20mA/cm²）和实际废水（COD在180min内被完全去除）。自由基淬灭实验结果表明,添加Na₂SO₄能促进蓝色TiO₂产生羟基自由基和硫酸根自由基,而污染物的降解主要依赖于羟基自由基的氧化作用,硫酸根自由基仅在高Na₂SO₄浓度、低电流密度和高初始pH条件下有较大贡献。通过冰水浴阳极氧化制备的蓝色TiO₂的使用寿命是无冰水浴制备的2.4倍,表明这种多层纳米结构有利于提高蓝色TiO₂的稳定性。     

十二水磷酸氢二钠纳米复合相变材料的过冷特性

研制了一种以十二水磷酸氢二钠（Na₂HPO₄·12H₂O）为主储能材料的中低温相变材料。通过添加成核剂纳米Al₂O₃、纳米TiO₂、纳米石墨粉、多壁碳纳米管和高分子分散剂聚丙烯酸钠（PAAS）对Na₂HPO₄·12H₂O改性。结果表明,多壁碳纳米管减少过冷度的同时会破坏Na₂HPO₄·12H₂O的相变特性,添加3%（质量分数）的纳米Al₂O₃可以减少40.7%的过冷度,添加4%的纳米TiO₂可以减少44.6%的过冷度,添加4%的纳米石墨粉可以减少62.3%的过冷度。对于添加3%纳米Al₂O₃的复合相变材料,PAAS浓度对过冷度无影响;对于4%纳米TiO₂的复合相变材料,添加4% PAAS过冷度最低为3.2℃,减少了76.1%;对于4%纳米石墨粉的复合相变材料,2% PAAS过冷度最低为1.2℃,减少了90.7%;纳米石墨粉/PAAS/Na₂HPO₄·12H₂O三元复合相变材料经过100次循环实验后,发现具有较好的热稳定性。     

Photocatalytic degradation of omethoate using NaY zeolite-supported TiO2

The degradation of omethoate was conducted using H₂O₂ as oxidant, TiO₂ supported on NaY zeolite as photocatalyst and a 300 W lamp as light source. The effect of the calcination temperature of the photocatalyst, the amount of TiO₂ loaded on NaY zeolite, the photocatalyst amount, the pH value and the radiation time on the degradation ratio of omethoate were investigated. The results show that TiO₂/NaY zeolite photocatalyst prepared by sol-gel method had good photocatalysis. The photocatalytic optimum oxidation conditions of omethoate are as follows: the calcination temperature of the photocatalyst is 550°C,the amount of TiO₂ loaded on NaY zeolite is 35.2 wt-%, the amount of photocatalyst is 5 g/L, pH=8 and the radiation time is 180 min. Under these conditions, the removal ratio of omethoate is up to 93%.     

同轴电纺法TiO2/g-C3N4的制备及光催化性能研究

传统的静电纺丝法使用单一的毛细管状喷头喷丝,通常用于制备实心且表面光滑单一组分的纳米纤维,无法得到具有多种功能性结构的复合材料,应用范围较窄。以酞酸丁酯和尿素为原料,采用同轴静电纺丝法成功制备了TiO₂/g-C₃N₄复合材料,并用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和Brunauer-Emmett-Teller （BET）分析对样品进行了表征,通过光催化降解亚甲基蓝溶液（MB）研究了不同g-C₃N₄添加量对TiO₂/g-C₃N₄复合材料光催化性能的影响。实验结果表明,采用同轴静电纺丝法结合500℃煅烧工艺成功制备了大比表面积及高光催化性能的TiO₂/g-C₃N₄复合材料。当g-C₃N₄添加量为0.15 g时,TiO₂/g-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝溶液（MB）的光催化降解效率可达93.8%,且经过5次重复实验后降解率仍可达80%以上。