Ag/TiO_2复合纳米催化剂的制备和表征及其光催化性能研究

以TiCl4,AgNO3为原料,采用水热法制备了Ag/TiO2复合纳米催化剂。采用X-射线衍射仪、透射电镜等对其进行结构表征,得到金红石型均匀掺杂的Ag/TiO2复合纳米颗粒。为了评估Ag/TiO2光催化材料的催化活性,在中性条件下以Ag/TiO2作为光催化剂,进行了在自然光下催化降解甲基橙的实验,实验结果表明:Ag/TiO2复合纳米催化剂对甲基橙的光催化降解具有较好的催化作用。     

光还原法制备纳米Ag/ZnO及其光催化性能研究

采用光还原法制备了Ag/ZnO光催化剂,并运用紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对催化剂进行表征。以甲基橙为标志物,探究了催化剂的投加量和甲基橙的初始浓度对光催化反应性能的影响。结果表明:Ag~+成功的进入了ZnO晶格中,取代了部分Zn~(2+)。光催化降解反应表明,Ag/ZnO都能够提高光催化效率,当催化剂用量为1.2g/L,光照30min,可以使0.01g/L的甲基橙溶液降解率达到92.259%。     

ZnO/CdS/Ag复合光催化剂的制备及其催化和抗菌性能

先用水热反应合成六方晶相CdS多层级花状微球并在其表面生长ZnO纳米棒形成均匀的ZnO/CdS复合结构,然后用光还原法将Ag纳米颗粒负载于ZnO纳米棒制备出ZnO/CdS/Ag三元半导体光催化剂,对其进行扫描电镜和透射电镜观察、光电性能测试、活性基团捕获实验以及光催化降解和抗菌性能测试,研究其对亚甲基蓝(MB)的降解和抗菌性能。结果表明：ZnO纳米棒均匀生长在CdS微球表面,CdS晶体没有明显裸露,Ag纳米粒子负载在ZnO纳米棒的表面;ZnO/CdS/Ag三元复合光催化剂有良好的可见光响应、较低的阻抗和较高的光电流密度;ZnO/CdS/Ag复合光催化剂能同时产生羟基和超氧自由基等活性氧基团;ZnO/CdS/Ag三元复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)的30 min降解率高于90%;0.25 mg/mL的ZnO/CdS/Ag对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的灭菌率高于96%,对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)能完全灭除。     

CuO/ZnO复合光催化剂的制备和性能

以十六烷基三甲基溴化铵为生长调节剂用一步水热法合成了纳米CuO/ZnO复合光催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、荧光光谱仪(FL)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等手段对其表征,在紫外光照射下研究了不同CuO配比的复合光催化剂对目标降解物甲基橙的光催化效果和循环稳定性。结果表明,CuO/ZnO复合光催化剂主要由CuO纳米颗粒和ZnO纳米片组成;引入适量的CuO可调节ZnO的光吸收性能,提高紫外光催化效率;过量(?7%)的CuO抑制ZnO的紫外光催化效率;CuO/ZnO在光催化过程中具有良好的稳定性。     

环境友好型塑料用改性ZnO添加剂的光催化性能研究

以纳米ZnO和AgNO3溶液为原料,采用掺杂的方法制备了改性的塑料用ZnO添加剂,通过其光催化降解亚甲基蓝的效果评价了样品的光催化性能。实验结果表明,当银的掺杂量为2.8%,光催化剂添加浓度是0.8g/L时,此时Ag/ZnO复合粉体对亚甲基蓝的光催化降解效果最好。制备的Ag/ZnO复合粉体在紫外光区和可见光区都有较强的吸收,且吸收峰波长和Ag与纳米ZnO相比都出现了一定程度的红移。掺杂银显著提高了纳米ZnO的光催化性能     

ZnO:Cd纳米棒的制备及其光催化降解性能研究

采用水热法制备了ZnO和不同Cd掺杂浓度的ZnO:Cd纳米棒。通过x射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计和拉曼光谱对ZnO:Cd纳米棒的结构和光学特性进行了系统研究。结果显示,样品为一维纳米棒结构,Cd的掺杂可以减小ZnO纳米棒的晶粒尺寸和光学带隙。利用分光光度计检测ZnO:Cd纳米棒对偶氮结构染料(甲基橙溶液)的光催化降解效率,结果表明Cd掺杂可以改善ZnO的光催化性能,掺杂浓度为16%时ZnO:Cd纳米棒对甲基橙溶液的光催化降解效率最高。     

Ag+/Ag-TiO2纳米空心球制备及其可见光催化性能

在TiO2/聚苯乙烯复合材料表面沉积硫化银,空气中煅烧制备了Ag+/Ag修饰的二氧化钛纳米空心球(Ag+/Ag-TiO2纳米空心球,即Ag+/Ag-HTS)。结果表明,所制备的Ag+/Ag-HTS具有可见光催化降解甲基橙的活性,随着甲基橙的初始浓度降低其催化降解效率提高。肖特基势垒的形成有助于更多的空穴转移到材料的表面,增强其光催化效率;表面的Ag+有助于电子的清除,防止光激电子与光激空穴复合。随着硫化银沉积数量的提高,Ag+/Ag-HTS的可见光催化活性提高,其光催化降解甲基橙的反应具有假一级反应的动力学特征。使用25%Ag+/Ag-HTS光催化剂,在可见光下照射2 h甲基橙降解率高达70.6%。     

Ag/TiO2纳米管复合材料的合成及其光催化性能研究

采用水热法制备了TiO2纳米管,并采用光化学沉积法制得含Ag量不同的Ag/TiO2-NTs纳米管复合材料;利用XRD、TEM、XPS、UV-Vis及FL等分析手段对Ag/TiO2-NTs复合材料进行表征,并研究了Ag/TiO2-NTs对甲基橙(MO)的紫外光催化降解性能。结果表明,Ag纳米粒子均匀分散在纳米管表面,Ag/TiO2-NTs复合材料在可见光区域表现出较强的吸收性能;Ag含量为4%的Ag/TiO2-NTs复合材料光催化降解率最高,紫外光照射3h后,初始浓度为10mg/L的甲基橙溶液降解率达到99%,比未掺Ag的TiO2纳米管降解率提高了16.6%。     

纳米四针状氧化锌晶须光催化降解甲基橙

以纳米四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)为光催化剂,以甲基橙为染料模型化合物,研究了T-ZnOw的光催化氧化降解性能.考察了甲基橙溶液的初始浓度、催化剂用量和粒径等因素对光催化氧化降解反应的影响.研究结果表明,纳米T-ZnOw光催化氧化降解甲基橙的反应遵循一级反应动力学规律;光催化剂纳米T-ZnOw的最佳用量为2g/L,此时经60min光催化降解后,甲基橙溶液的色度剩余率仅为8%;T-ZnOw粒子直径越小,光催化活性越高,效果越好.对比实验和重复实验结果表明,纳米T-ZnOw的光催化氧化降解效果比纳米TiO2和普通球形纳米ZnO粉体更好,是一种高效、长寿的光催化剂材料.     

不同合成过程对溶胶-凝胶法制备的ZnO/Ag纳米复合材料光催化性能的影响

以乙酸锌、硝酸银为前驱体,二乙醇胺作为稳定剂,利用溶胶-凝胶法分别采用一步法和两步法制备得到ZnO以及ZnO/Ag纳米复合粉体。所有ZnO/Ag复合物中Ag的含量均为3%(摩尔分数)。对所制备样品的结构和光学性质通过XRD、SEM、TEM、XPS、PL、UV-vis进行了表征,进而以甲基橙为模拟污染物进行了光催化测试。结果表明,不同方法制备得到的ZnO/Ag纳米粉体晶粒均匀,无明显团聚现象,面心立方结构的金属Ag吸附在纤锌矿结构的ZnO表面形成异质结。与纯ZnO相比,掺Ag极大地改善了样品在紫外光下的光催化活性。对不同合成工艺的比较表明,用溶胶-凝胶一步法制备的ZnO/Ag复合物的光催化活性最高,经紫外光照射70min可完全降解甲基橙。     

Preparation of Ag nanoparticles coated tetrapod-like ZnO whisker photocatalysts using photoreduction

Ag/tetrapod-like ZnO whisker (T-ZnOw) photocatalysts with different Ag loadings were synthesized by photoreduction of Ag⁺ on the surface of T-ZnOw. The chemical composition, morphology and photocatalytic properties of Ag/T-ZnOw photocatalysts were characterized and studied in detail. It is found that metal Ag can exist either as nanoparticles or as agglomerates through varying the Ag/ZnO molar ratio (MR). In photodegradation of methyl orange, enhanced degradation rates are achieved by all Ag/T-ZnOw photocatalysts due to increased separation efficiency of photogenerated electron and hole pairs. Specifically, the photocatalytic activities of Ag/T-ZnOw photocatalysts increase with increasing Ag/ZnO MR from 2.4 to 12%. However, further increasing the Ag/ZnO MR to 14.4% induces the formation of more agglomerates, which can act as recombination centers of photogenerated electron and hole pairs, leading to decreased photocatalytic activity of the photocatalyst.     

ZnO/Al_2O_3复合纳米颗粒的制备与表征

为研究ZnO/Al2O3复合纳米颗粒在涂料、化妆品等领域的应用,采用直接沉淀法制备了纳米ZnO,用硫酸铝水解生成的Al2O3对纳米ZnO进行了表面改性。采用IR、TEM、SEM、XRD等手段对改性前后的粉体进行表征。分析结果表明,改性后粉体颗粒的团聚现象减轻。粉体的光催化降解甲基橙的实验研究表明,改性后ZnO粉体的光催化活性明显下降,进一步证明纳米ZnO颗粒表面存在Al2O3的包覆层。     

均匀沉淀法制备ZnO、Fe/ZnO光催化剂

以六水合硝酸锌、九水合硝酸铁和CO(NH2)2为原料,采用均匀沉淀法并且改变实验条件制备了纯纳米ZnO和纳米Fe/ZnO光催化剂。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所有样品进行表征,并对部分样品进行了X射线能谱分析仪(EDS)测试。结果显示所有样品均为六方纤锌矿结构。此外,所有样品均由小颗粒聚集在一起而形成了形状、大小各不相同的团聚物或颗粒膜。而且随煅烧温度和Fe掺杂浓度的改变,Fe/ZnO样品的晶粒尺寸和表面形貌也随之变化。以甲基橙溶液作为污染物,在高压汞灯的照射下进行了光降解实验,实验结果表明:Fe掺杂Fe/ZnO样品的光催化性能相较纯纳米ZnO样品得到了改善。当Fe掺杂量为1.5%时Fe/ZnO样品的光催化性能最好;另外,适当煅烧温度也使Fe/ZnO样品的光催化活性得到了提升,其中最适煅烧温度为500℃。无论是Fe的掺杂浓度还是煅烧温度,适当的Fe的掺杂浓度和煅烧温度都有利于改善Fe/ZnO样品光催化剂的性能。     

介孔石墨相氮化碳载银聚醚砜膜制备及性能研究

膜污染一直是膜分离应用中的主要问题。将不同量的介孔石墨相氮化碳载银(m-g-C₃N₄/Ag)以共混法引入铸膜液中, 通过相转化法制备聚醚砜(PES)纳米复合膜, 系统研究了m-g-C₃N₄/Ag的添加对纳米复合膜形貌、过滤、抗菌、光催化和抗污染性能的影响。结果表明, m-g-C₃N₄/Ag的添加可以改善纳米复合膜的断面结构及表面亲水性。与纯PES膜相比, 纳米复合膜纯水通量随着掺杂量的增加显著提高, 各个样品对蛋白质的截留率均在90%以上, 表明m-g-C₃N₄/Ag的添加在不影响截留性能的前提下, 可以显著提高纳米复合膜的过滤性能。纳米复合膜的抗菌性能随着m-g-C₃N₄/Ag含量的增加而提高, 其中对铜绿假单胞菌的抗菌效果明显高于大肠杆菌。纯PES膜在光照下几乎不发生光降解。相比之下, 所有添加m-g-C₃N₄/Ag的纳米复合膜在可见光照射下均呈现良好的光催化性能, 且光催化活性随着m-g-C₃N₄/Ag的增加而逐渐增强。其中m-g-C₃N₄/Ag添加量最高的纳米复合膜显示出最明显的光催化作用, 在120 min内甲基橙的脱色率可达63%。通过四步过滤实验对所有膜的综合抗污染性能进行表征, 可知所有纳米复合膜通量恢复率均显著高于纯PES膜。水洗和可见光照射后所有膜的膜通量恢复率皆进一步提高。综上所述, 添加m-g-C₃N₄/Ag可以显著提高聚醚砜膜的抗菌性、可见光下光催化降解染料性能, 进而改善其综合抗污染性能。     

海绵状Ag2O/ZnO复合光催化剂的制备及对甲醛的可见光降解

为克服纳米ZnO晶体可见光光催化活性低的缺点,以六水合硝酸锌、六亚甲基四胺和二水合草酸为原料,采用液相共沉淀-热分解法制备了六方纤锌矿型海绵状ZnO,然后在碱性条件下复合纳米Ag₂O颗粒,得到海绵状Ag₂O/ZnO复合光催化剂,并采用XRD、FTIR、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）、FESEM、TEM和BET测量仪对其进行了表征;采用可见光光源,甲醛（HCHO）液体为光催化反应模型物,研究了不同摩尔比下Ag₂O/ZnO复合光催化剂的暗吸附及光催化性能。结果表明,随着Ag₂O相对含量的增加,HCHO暗吸附效果出现先增大后减小的趋势,当Ag₂O与ZnO摩尔比为1∶5时,HCHO去除率达到43.34%;另一方面,在可见光下Ag₂O/ZnO复合光催化剂对HCHO的降解率呈先增大后减小的趋势,其中Ag₂O与ZnO的摩尔比为1∶10时取得最佳降解效果,经过90 min的可见光光照后HCHO降解率达到78%,总的HCHO去除率为85%。      

Facile synthesis of Ag/ZnO heterostructures assisted by UV irradiation: Highly photocatalytic property and enhanced photostability

We report a new method to synthesize Ag/ZnO heterostructures assisted by UV irradiation. The formation of Ag/ZnO heterostructures depends on photogenerated electrons produced by ZnO under UV light to reduce high valence silver. Functional property of the Ag/ZnO heterostructures is evaluated by photodegradation of methylene blue (MB) under UV illumination. Results of photodegradation tests reveal that the optimal photocatalytic activity of as-syntheszied samples is about 1.5 times higher than the pure ZnO synthesized in the same condition or commercial TiO₂ (P-25), showing the advantage of the unique structure in the Ag/ZnO heterostructure. Besides, due to the reduced activation of surface oxygen atom, photocatalytic activity of the photocatalysts has no evident decrease even after three recycles.     

Green synthesis of the Ag/ZnO nanocomposite using Valeriana officinalis L. root extract: application as a reusable catalyst for the reduction of organic dyes in a very short time

A facile and green synthesis of the Ag/ZnO nanocomposite by extract of Valeriana officinalis L. root in the absence of any stabiliser or surfactant has been reported in this work. The green synthesised Ag/ZnO nanocomposite was characterised by Field emission scanning electron microscopy (FESEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X‐ray spectroscopy (EDS), elemental mapping, Fourier‐Transform infrared (FT‐IR), X‐ray diffraction analysis (XRD) and UV‐Vis spectroscopy. According to SEM and TEM images, the Ag and ZnO particles are spherical with diameters of less than 20 and 40–50 nm, respectively. The Ag NPs/ZnO nanocomposite proved to be an effective catalyst in the reduction of various dyes including methyl orange (MO), Congo red (CR) and methylene blue (MB) in the presence of NaBH₄ in aqueous media at ambient temperature. A maximum degradation (100%) of dyes was performed using Ag/ZnO nanocomposite. The extraordinary performance of the prepared Ag/ZnO nanocomposite is attributed to the synergetic effect induced by both ZnO and Ag NPs in the catalytic degradation of organic dyes. The catalyst could be reused and recovered several times with no significant loss of catalytic activity.Inspec keywords: nanocomposites, silver, zinc compounds, II‐VI semiconductors, nanofabrication, catalysts, reduction (chemical), field emission electron microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectra, ultraviolet spectra, visible spectra, X‐ray diffraction, surface morphology, nanoparticles, dyesOther keywords: green synthesis, nanocomposite, Valeriana officinalis L. root extract, reusable catalyst, reduction, organic dyes, surfactant, field emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, energy dispersive X‐ray spectroscopy, elemental mapping, Fourier‐transform infrared spectroscopy, X‐ray diffraction analysis, surface morphology, nanoparticles, methyl orange, congo red, methylene blue, UV–Vis spectroscopy, size 40 nm to 50 nm, wavelength 493 nm, wavelength 465 nm, wavelength 663 nm, Ag‐ZnO     

一种银掺杂的ZnO/ZnSnO3复合光催化剂的制备及其光催化性能

以Zn(NO3)2·6H2O和SnCl4·5H2O为原料,氨水为沉淀剂,利用沉淀一煅烧法结合光沉积法分别制备了ZnO、ZnSnO3、ZnO/ZnSnO3和Ag/ZnO/ZnSnO3单、双和3组分光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)和X射线荧光光谱对样品进行了表征....     

液相沉淀法制备FeVO_4新型可见光催化剂及其性能研究

采用液相沉淀法制备了FeVO4光催化剂样品,分别研究了不同的制备条件(V/Fe物质的量比、沉淀反应pH值和煅烧温度)对样品的理化性能及其光催化性能的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和DRS等方法对样品结构和形貌进行分析和表征,并通过在紫外灯和可见光照射下降解一定浓度的甲基橙溶液,评价其光催化活性.实验结果表明:当V/Fe物质的量比为1、pH值为8时生成沉淀,并于800℃煅烧4h后制得三斜型FeVO4,禁带宽度为2.05eV;在40W紫外灯照射下对甲基橙溶液的脱色率最大,100min达94%左右.FeVO4晶粒表面光滑,形状规则,粒径大约为100nm,部分呈棒状晶形,且其在可见光下也具有一定的光催化活性,20W节能灯照射下对甲基橙溶液的脱色率达82.3%左右.