纳米硫化铜的制备及光催化性能

本文以铜盐(如CuCl_2、CuSO_4、Cu(NO_3)_2)和ZnS为原料,在100℃、水溶液条件下成功制备了纳米CuS。产品用XRD、SEM和UV-Vis进行表征。以甲基橙为降解物,测定了Cu S产品的光催化活性。结果表明,在氙灯的照射下,纳米CuS产品的光催化效率分别为17.17%,44.30%和45.23%。     

硫化锌微米球的合成及其光催化性能

以硫代乙酰胺为硫源,采用传统的水热法和改进的均匀沉淀–水热法制备了Zn S微米球。对制备的样品进行了表征;以紫外灯为光源,染料罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝为目标降解物,考察了两种方法制备的Zn S微米球的光催化活性。结果表明:改进的均匀沉淀–水热法条件温和,制备的Zn S微米球形貌规则、尺寸均一。沉淀–水热法制备的样品具有较高的光催化活性,在紫外光照射170 min后对罗丹明B的降解率达到98%;光照130 min后对甲基橙的降解率达到95%;光照110 min后,对亚甲基蓝的降解率达到98%。其光催化性能明显优于传统水热法制备的Zn S微米球。     

CdS纳米粒子的室温固相反应制备及其光催化活性研究

以牛血清白蛋白为稳定剂,采用CdSO4.8H2O、硫脲和NaOH之间的室温固相反应制备了高分散立方晶相粒径为4~5 nm的CdS纳米颗粒。用X射线洐射(XRD)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对CdS纳米颗粒的相组成,形貌和粒径等进行了表征。以甲基橙降解脱色为探针反应,研究了自然光照条件下,CdS纳米颗粒的光催化活性,即光催化剂用量,试液的pH值,光照及时间等与甲基橙脱色率的关系。在最佳光催化剂用量为0.2 g,最佳pH值为1时,太阳光照射1 min,甲基橙降解率可达99%以上,表明由室温固相反应制备的CdS纳米颗粒,具有优异的光催化活性。     

纳米二氧化钛管阵列的制备及其光催化氧化降解甲基橙性能的研究

本文采用电化学阳极氧化法制备了管径为90—150nm的纳米管阵列。采用SEM和XRD对制备的二氧化钛纳米管阵列进行了表征。考察了焙烧温度对阳极氧化法制备纳米二氧化钛管阵列晶形结构的影响。将所制备的纳米管用于光催化降解甲基橙反应,考察了其在通气和不通气条件下光催化降解甲基橙的性能。结果显示：在550℃下焙烧的纳米管阵列具有良好的催化活性;反应器中通氧气可以提高纳米二氧化钛对甲基橙的光催化活性。     

铁离子掺杂磁载TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了一种具有锐钛矿结构的新型磁载Fe(Ⅲ)掺杂纳米TiO2/SiO2/Fe3O4(FTSF)光催化剂.制备的FTSF粉体样品的颗粒尺寸为10～20nm,颗粒为复合包覆型结构.通过降解1×10-4mol/L甲基橙溶液表征了FTSF样品的光催化效率.结果表明:Fe(Ⅲ)的加入明显地增强了样品的光催化活性和可见光吸收能力,当Fe(Ⅲ)的含量为0.9%(摩尔分数),并在400℃煅烧3 h的FTSF粉体样品具有最佳光催化活性,对甲基橙溶液有较高的降解能力,在紫外光辐照90 min,甲基橙的降解率超过95%.利用样品的磁性特点可将其从被降解溶液中回收,回收率可达98%(质量分数),循环使用时光催化效率仍保持在80%,具有较好的应用前景. 品的颗粒尺寸为10～20nm,颗粒为复合包覆型结构.通过降解1×10-4mol/L甲基橙溶液表征了FTSF样品的光催化效率.结果表明:Fe(Ⅲ)的加入明显地增强了样品的光催化活性和呵见光吸收能力,当Fe(Ⅲ)的含量为0.9%(摩尔分数),并在400℃煅烧3 h的FTSF粉体样品具有最佳光催化活性,对甲基橙溶液有较高的降解能力,在紫外光辐照90 min,甲基橙的降解率超 95%.利用样品的磁性特点可将其从被降解溶液中回收,回收率可达9     

三种不同方式制备纳米磁性Fe_3O_4颗粒及光催化性

笔者采用了3种不同方式制备了磁性纳米Fe_3O_4颗粒,以光催化降解亚甲基蓝和罗丹明溶液为模型反应,对其光催化活性进行了探讨。试验制备出来的纳米Fe_3O_4颗粒具有良好的磁性能,且不同的方法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒的光催化活性不同。用水解法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒的光催化活性最差,无降解发生;用低温相转化法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒的降解性能比较好,降解率达到70%～80%;共沉淀法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒最好,粒径最小,其降解率高达96%。共沉淀法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒具有磁性的特点,也易于分离回收,具有良好的应用前景。     

微波闪速合成纳米ZrO_2/ZnO复合材料及其光催化性能研究

以硝酸锆和硝酸锌为原料,尿素为助燃剂,采用微波闪速法合成纳米ZrO2/ZnO复合材料,研究了纳米ZrO2/ZnO复合材料分别对甲基橙和罗丹明B的光催化降解性能。结果表明,在紫外光条件下,纳米ZrO2/ZnO复合材料光催化降解甲基橙效果明显优于罗丹明B。     

镱掺杂TiO_2光催化剂的制备工艺研究

采用溶胶凝胶法制备了镱掺杂TiO2纳米光催化剂,并通过XRD、IR和BET对样品进行表征。在紫外光照射下,以罗丹明B为光催化目标降解物,考察了催化剂的光催化性能。结果表明:Yb/TiO2比纯TiO2具有更好的光催化活性。制备Yb/TiO2光催化剂的最佳条件是:n(Yb)/n(Ti)为1.0%,HAc为3mL,溶液pH值为1.4,PEG为0.5g,湿凝胶陈化时间为2d,干燥时间为12h,干凝胶煅烧温度为600℃,煅烧时间为3h,此条件下制备出的Yb/TiO2能使罗丹明B的降解率达到88.9%。结构表征说明掺镱二氧化钛粉体降低了TiO2的颗粒粒径,增加了比表面积,提高了光催化活性。     

水热法合成纳米CdWO_4及其光催化性能研究

通过水热法合成光催化性能良好的纳米CdWO_4。采用粉末X射线衍射、扫描电子显微镜研究溶液pH值及水热温度对CdWO_4微观形貌、晶体结构的影响。在紫外线光照下甲基橙降解实验中测试制备的CdWO_4纳米颗粒的光催化活性。结果表明,合成的催化剂为单斜晶系CdWO_4晶体,不含其他杂质。水热反应温度150℃时,随着溶液pH值的降低(10.0→9.20→8.60),CdWO_4颗粒逐渐减小,紫外光照射90 min后,甲基橙降解率分别为20%、 26%和40%,其降解动力学参数k分别为0.002 3 min^(-1)、0.003 3 min^(-1)、0.005 7 min^(-1)。水热反应温度升高至180℃,pH为8.60时,合成的CdWO_4催化剂呈细针状,具有最高的光催化活性,光照90 min后,甲基橙降解率70%,降解动力学参数k=0.026 2 min^(-1)。     

聚苯乙烯/铁掺杂氧化锌纳米复合膜的制备及其光催化降解性能研究

以聚苯乙烯(PS)为基体,采用溶胶-凝胶法制备了具有高效光催化性能的PS/Fe-ZnO复合薄膜,并以甲基橙和罗丹明B作为模型污染物,研究了其在可见光下的光催化活性。微观结构显示,合成的Fe-ZnO颗粒为规则的六角棱柱,并且在PS膜上分散良好。由于PS和Fe的引入,PS/Fe-ZnO复合薄膜表现出较高的可见光吸收性能。光催化性能实验表明:PS/Fe-ZnO复合薄膜具有较高的催化效果并且能够用于多种污染物的去除,70 min后对甲基橙和罗丹明B的降解率分别达到99.3%和80.2%。由于PS膜的束缚作用使得粉体流失较少,经过多次循环实验,其光催化甲基橙的效率仍保持在95%以上,具有较好的可持续性与环境友好性。机理研究证明,Fe-ZnO的催化增强是由于材料中产生的光生载流子分离效率提高导致的。