CuS-Ag/g-C3N4三相复合材料的合成及其光催化性能研究

二维(2D)石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种n型半导体,因其无金属、成本低、易于热制备、无毒和高光稳定性等特点而受到广泛研究,但单一相的g-C₃N₄材料仍存在诸如光生载流子易复合、可见光利用率较低、量子效率偏低等缺陷。以硫脲为前驱体,经二次煅烧得到g-C₃N₄,利用光沉积法引入Ag,最后将通过溶剂热法制备的Cu S通过超声混合和蒸发溶剂的方法引入,成功制备了三相复合材料Cu S-Ag/g-C₃N₄。结果表明,Cu S-Ag/g-C₃N₄复合材料仍然保持片层状结构,材料的比表面积增加且材料的禁带宽度减小,大幅提高了其对可见光的吸收范围,从而提高了材料的光催化降解罗丹明B的性能。当Cu S含量为10%时Cu S-Ag/CN复合材料的光催化降解速率是g-C₃N₄的4.3倍。     

双Z型异质结BiOI/MoO3/g-C3N4的构建及其光催化性能研究

通过简单的溶剂热法将半导体MoO₃、BiOI与g-C₃N₄复合,构建双Z型异质结BiOI(x)/MoO₃/g-C₃N₄(x=6.25%、12.50%、18.75%、25.00%,x为BiOI的质量分数)三元复合材料,从HRTEM结果可知样品出现了2种间距分别为0.28 nm和0.33 nm的晶格条纹,结合XRD表征结果可知分别属于BiOI(110)和MoO₃(021)晶面,且g-C₃N₄是非晶态物质,由此表明BiOI/MoO₃/g-C₃N₄复合材料成功复合。UV-Vis DRS分析表明复合样品的带隙变窄,光学响应范围增强,PL和光电化学测试表征说明异质结的存在有效延缓了电子和空穴的复合,在模拟太阳光条件下对染料甲基橙(MO)进行降解并研究其光催化活性,BiOI(18.75)/MoO₃/g-C_3<...     

水热法制备La掺杂WO3及其光催化性能研究

采用水热法在不使用任何添加剂的情况下制备了La掺杂WO₃光催化剂材料。通过X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积测试仪(BET)对所制备材料的物理和化学性质进行了表征。XRD结果表明La掺杂WO₃具有斜方相结构。随着La掺杂量的增加,XRD图谱向低角度移动,表明La成功地掺入WO₃晶格中。通过XRD图谱和UV-Vis光谱可以发现,La掺杂WO₃样品的平均晶体尺寸和带隙能相比未掺杂WO₃的有所减小。SEM研究表明,掺杂和未掺杂的WO₃样品均由纳米颗粒团聚而成,且有很多纳米级孔结构。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物研究了La掺杂WO₃样品的光催化活性。结果表明,掺杂(1%,质量分数)La的WO₃光催化活性明显高于纯WO₃的活性。     

N掺杂二氧化钛纳米管的制备及光催化性能研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管,并在热处理的过程中提供氨气氛进行掺N。场发射扫描电镜(FESEM)观察结果表明,制得的纳米管管径为70～80 nm,壁厚为5～10 nm;XRD分析结果表明,400℃热处理的未掺杂二氧化钛为纯锐钛矿相,400℃热处理掺杂后的二氧化钛为锐钛矿和金红石混相。以甲基橙为参考污染物,采用分光光度计研究了未掺杂和N掺杂二氧化钛纳米管对污染物的光催化性能。结果显示N掺杂的二氧化钛纳米管的光催化性能比未掺杂的提高了11.1%,光催化效果差异是N掺杂引起的。     

镍掺杂TiO2纳米管的制备及光催化性能研究

通过前驱体水热法成功制备出不同镍掺杂比例的二氧化钛纳米管粉体,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等对其进行检测表征.制备出的镍掺杂二氧化钛纳米管具备相对分离和独立的管状形貌,管径约10 nm,其对应的EDS谱图中出现了镍的特征峰.经50...     

粉煤灰漂珠@C3N4复合材料的合成及其光催化性能

制备漂珠@氮化碳（P@C3N4）光催化复合材料,通过利用XRD、SEM、XPS和UV-dis对材料的晶型、形貌和光响应进行表征,考察P@C3N4作为催化剂在可见光下降解亚甲基蓝（MB）与四环素的效果及动力学,对复合材料的重复使用性及降解机理进行探讨。结果表明,C3N4被成功负载在粉煤灰漂珠颗粒上,P@C3N4复合材料具有良好的可见光吸收性能。光照条件下,P@C3N4复合材料可有效提高MB与四环素的降解效果,一级动力学模型可描述污染物的光催化降解过程。P@C3N4光催化剂具有良好的稳定性,空穴和羟基自由基很可能是P@C3N4复合材料在光催化作用过程中起主要作用的活性基团。     

热剥离法制备含缺陷g-C3N4纳米片及光催化性能

以三聚氰胺为前驱体,采用热剥离法在不同温度制度下制备了g-C₃N₄纳米片,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射式电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对其晶型结构、微观形貌、光吸收性能进行了表征。并以盐酸四环素(TC-HCl)和罗丹明B(RhB)为目标降解物,评价了材料的光催化活性。结果表明,当热剥离温度为550℃时,g-C₃N₄纳米片显示出最佳的降解性能。4 h对TC-HCl的降解效率为82.9%,2 h对RhB的降解效率为97%。这是由于,随着热剥离温度的升高,B-g-C₃N₄被逐渐剥离为g-C₃N₄纳米片,550℃剥离的纳米片厚度为9.346 nm,减少的厚度显著增大了光催化材料的比表面积。并且由于氧气的刻蚀,在g-C₃N₄纳米片表面会产生大量缺陷,为降解物提供活性位点。随着温度升高,g-C₃N₄纳米片的禁带宽度由2.47 eV拓宽至2.65 eV,抑制了光生电子-空穴的复合。其中还原电位由-1.37 eV移动至-1.46 eV,为光催化材料提供了更强的还原能力,氧化电位由1.10 eV移动至1.19 eV,为光催化材料提供了更强的氧化能力。     

MnO2@g-C3N4复合材料的制备及其光催化还原U(Ⅵ)的性能试验研究

研究了采用水热法制备MnO_2@g-C_3N_4复合光催化剂(Mn-CN),并分析了其形貌、结构和光电性能,考察了Mn-CN对放射性废水中U(Ⅵ)光催化还原的影响。结果表明:MnO_2的引入有效拓宽了g-C_3N_4对可见光的吸收范围,抑制了光生电子与空穴复合,有利于光生电子还原反应进行,提高反应速率;针对U(Ⅵ)质量浓度50 mg/L、pH=5.5的100 mL铀标准溶液,在甲醇加入量5 mL、可见光照射120 min条件下,Mn-CN-3(MnSO_4质量0.05 g)对U(Ⅵ)的光催化还原率达96.3%,为纯g-C_3N_4的1.9倍;g-C_3N_4中引入MnO_2能有效提高光生电荷的利用率和传输速率,增强催化性能;Mn-CN复合光催化剂光学性能优异,制备方法简单且绿色环保,对放射性废水中的U(Ⅵ)的光催化还原去除效果较好。     

水热法制备WO3纳米棒阵列及其光催化性能

采用水热法,以Na₂WO₄·2H₂O为原料,NaCl为添加剂,直接在氧化铟锡透明导电基底上制备了有序WO₃纳米棒阵列.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜等手段对制备的纳米棒进行了表征,考察了pH值对产物形貌、尺寸和取向性的影响.结果表明：单根WO₃纳米棒具有六方单晶结构,随着前驱液pH值的增大,平行于基底生长的WO₃纳米棒捆逐渐转变为垂直于基底生长的纳米棒阵列.另外,对制备得到的两种不同取向的WO₃纳米棒结构进行了光催化降解甲基蓝溶液的研究,发现相比于WO₃纳米棒捆结构,纳米棒阵列的光催化性能更高.     

氧化镧掺杂TiO2纳米管的制备及光催化性能研究

用水热合成法制备了掺镧的TiO2纳米管。以甲基橙作为脱色对象,对掺镧TiO2纳米管、掺镧TiO2纳米粉末、TiO2纳米管的光催化进行现象对比研究,其中掺镧的TiO2纳米管催化活性最高,以TEM、XRD、BET等分析手段对其进行了表征,并对结果进行了分析与讨论。     

添加ZrO2对Si3N4复合陶瓷材料力学性能的影响

通过无压烧结制备了ZrO2-Si3N4复合陶瓷材料,并以排水法、SEM和DDL100型万能拉伸机进行表征。研究了ZrO2含量对Si3N4陶瓷的致密度、显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着ZrO2含量的增加,Si3N4陶瓷致密度增加;抗弯强度和断裂韧性先增大后减小,当ZrO2含量达到10%时,Si3N4的抗弯强度和断裂韧性同时达到最大值,分别为362MPa和7.0MPa.m1/2。ZrO2增韧Si3N4陶瓷的机制为应力诱导相变。     

磁性TiO2空心球的制备及其光催化性能

分别制备Fe3O4和ZnFe2O4粉体并以它们作为磁芯,葡萄糖为模板剂,氟钛酸铵为钛源,通过水热法制备出Fe3O4/C/TiO2和ZnFe2O4/C/TiO2前驱体,煅烧后获得磁性Fe3O4/TiO2和ZnFe2O4/TiO2空心球。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分析了产物的形貌、结构和化学组成,用振动样品磁强计测试了样品的磁化强度。结果表明,以Fe3O4为磁芯得到的Fe3O4/TiO2空心球的比饱和磁化强度是ZnFe2O4为磁芯得到的ZnFe2O4/TiO2空心球的20倍。以亚甲基蓝溶液为降解模型,考察了磁芯Fe3O4添加量对Fe3O4/TiO2空心球在紫外光下的催化降解能力。结果显示,Fe3O4的添加量对Fe3O4/TiO2空心球的光降解性能影响较小,且Fe3O4/TiO2空心球的紫外光降解能力均比纯TiO2空心球略低,但Fe3O4/TiO2空心球具有在外加磁场下易于回收的优势,具有潜在的应用前景。     

Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2复合物的制备及光催化活性研究

对TiO2半导体材料进行改性,分别通过溶胶凝胶、超声波分散和溶液沸腾的方法合成了Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2复合物光催化剂,并且采用XRD和SEM进行表征,研究了各种因素在太阳光照射下降解酸性红B的催化活性,也考察了Er3+∶YAlO3的包覆量、Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2的量、太阳光照射时间、酸性红B的初始浓度和氯化钠浓度等其降解过程用UV-Vis光谱进行检测。实验结果表明,加入上转光剂之后降解率大幅度增加,改性后的光催化剂可以有效地降解染料废水。     

β-Si3N4纤维及柱晶的制取

采用燃烧合成工艺,制取了细长的β-Si₃N₄纤维·纤维顶端有小球,小球中含Si,Al成分,纤维有扭曲、拧结现象.VLS机制是控制纤维生长的主要机制.晶体顶端有螺旋生长蜷线.燃烧合成的β-Si₃N₄为六方柱晶,表面无缺陷。柱晶主要通过VC机制生长。β-Si₃N₄柱晶是从微晶β-Si₃N₄中长出的,其生长具有晶格继承性.异相添加剂和少量杂质Al的引入有利于形成较长的柱晶和纤维。控制原始反应物中的添加剂含量,保持较高的燃烧温度,是制取β-Si₃N₄纤维的关键。     

WO3催化材料的制备及性能研究

以仲钨酸铵和盐酸为主要原料,采用水热法制备了100℃、120℃、140℃和160℃水热温度下的WO₃粉体并进行热处理。利用扫描电镜(SEM)对WO₃粉体进行表征分析,并进行光催化性能测试。研究结果表明：随着水热温度的升高,WO₃粉体形貌由颗粒团聚结构变成针状团聚结构,团聚程度下降,结构空隙增多,说明水热温度与热处理会影响WO₃粉体的晶体结构。由光催化测试结果可知,在100℃水热温度下制备的WO₃粉体经热处理对罗丹明B降解效率在50min时达到最高,约为50.06%,进而说明WO₃粉体晶体结构的结构空隙和团聚程度又会对其催化性能有一定影响。     

F掺杂可见光催化剂Bi2MoO6的制备及其增强的光催化性能

通过简单的水热法成功合成了氟掺杂Bi2MoO6光催化剂,通过XRD、TEM、FT-IR、DRS等手段对合成产物进行了表征,研究了氟掺杂对Bi2MoO6的结构和光催化活性的影响。紫外可见漫反射光谱显示,掺氟的光催化剂在可见光区域具有更强的吸收。可见光照射下对罗丹明B的光催化降解实验表明,F/Bi2MoO6复合催化剂展示了增强的光催化活性。当F/Mo比为0.3时,复合催化剂表现出最高的光催化活性。这可能是由于F掺杂使催化剂的光生电子和空穴的再复合率降低,提高了催化剂的光量子效率,增强了催化剂的活性。     

Mn掺杂的Bi2O3纳米材料的制备及其光催化活性研究

使用五水合硝酸铋、四水合氯化锰和氢氧化铵作为原料,将其反应所得沉淀物置于马弗炉中,在500℃下煅烧5 h,制备了具有高结晶度的Mn掺杂的Bi2 O3纳米材料.该纳米材料为片状结构,相较于相同反应条件下合成的未掺杂Mn的Bi2 O3纳米材料而言,其对刚果红(CR)、亚甲蓝(MB)及4-硝基苯酚(4-NP)的降解表现出更优...     

钠源对正极材料Na3V2（PO4）3性能的影响

采用溶胶凝胶-高温固相法,用不同的钠源制备NASICON结构钠离子电池正极材料Na₃V₂（PO₄）₃.借助扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射分析（XRD）,电池测试系统及电化学工作站对制备的Na₃V₂（PO₄）₃结构,形貌,电性能和内阻进行表征.研究结果表明,以Na₂CO₃为钠源合成Na₃V₂（PO₄）₃有更好的颗粒尺寸,形貌结构完整,充放电性能及循环稳定性更好,阻抗也较小;在2.5~4.0 V电压范围内,以0.2 C进行充放电,首次放电比容量达到110.8 mAh/g,50次循环后容量保持率为85.1 %.      

原位增韧β-Si3N4/α-Sialon复相陶瓷

通过XRD,SEM和力学性能测试研究了β-Si₃N₄/α-Sialon复相陶瓷热压烧结的致密化、相组成、力学性能和微观结构.结果表明,β-Si₃N₄/α-Sialon复相陶瓷综合了β-Si₃N₄和α-Sia-lon的力学性能,可通过改变起始粉末的组成,可以调整相组成及裁剪材料的力学性能.由于加人具有大的长径比的物相β-Si₃N₄,提高了材料的强度和韧性.