ZnO纳米棒阵列的改进水热方法制备、银修饰及光催化活性研究

ZnO纳米棒阵列是近来研究较多的光催化剂,通过银等贵金属修饰可提高光催化活性。以硝酸锌和六亚甲基四胺为前驱物,通过优化水热合成参数（包括种子层和水热生长液浓度等）以及光化学还原沉积银制备高活性ZnO纳米棒阵列。利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射以及紫外-可见漫反射光谱对样品进行表征。结果表明,种子层和水热反应液浓度均对ZnO纳米棒阵列的活性产生影响。银修饰后,光吸收增强,吸收带边从紫外光区拓展到可见光区。光催化降解甲基橙溶液结果表明,银修饰的ZnO纳米棒阵列较纯ZnO纳米棒阵列降解甲基橙的活性提高30%。     

Au修饰纳米ZnO的超声化学法制备及光催化性能

不添加任何还原剂,利用简单的超声化学法成功制备了Au修饰纳米ZnO(Au/ZnO).以SEM、TEM、XRD、PL、UV-Vis、UV-DRS、BET等对样品进行了结构表征和性能测试.结果表明,超声化学法能够促使Au3+直接在ZnO表面被还原,Au纳米粒子沿着ZnO表面选择性生长,从而使两种材料之间形成紧密的界面结构.Au纳米粒子的修饰使得Au/ZnO在384 nm处的紫外发射峰出现蓝移,吸光度明显减弱,而绿光区荧光峰消失,表明光生电荷被有效分离.在适量的Au修饰时,Au/ZnO的紫外光吸收能力显著增强,且出现了一定程度的可见光吸收,样品光利用率得到提升.Au/ZnO能有效降解甲基橙和亚甲基蓝溶液.采用ln(ρ/ρt)=kt进行线性拟合,对样品的光催化降解性能进行动力学分析,当Au含量为0.5％(以ZnO物质的量为基准,下同)时,Au/ZnO对亚甲基蓝和甲基橙一级降解反应速率常数分别约为纯ZnO的4.26和2.38倍,降解率均达到100％.     

ZnO/AgBr复合纳米棒的制备及其光催化性能研究

以ZnNO3·6H2O、AgNO3、十六烷基三甲基溴化铵和氨水为原料,通过水热法制备了ZnO/AgBr复合纳米棒.利用SEM、XRD分别对产品的形貌和结构进行表征.以ZnO/AgBr复合纳米棒为光催化剂,通过降解有机污染物甲基橙进行了光催化活性测试,结果表明,在可见光照射150 min后,对甲基橙的降解率接近完全.     

Ag/AgCl/Al_2O_3纳米复合材料的制备及光催化性能研究

以介孔γ-Al2O3为载体,采用化学沉积-光还原法制备了具有表面金属等离子体效应的Ag-AgCl/Al2O3纳米复合光催化材料,用XRD对样品对材料的结构进行了表征。采用正交试验法分别研究了样品在紫外光和可见光下对甲基橙的降解效果,获得了最佳工艺条件:AgNO3∶NaCl∶Al2O3比例为2∶2∶1,紫外光还原时间为60 min,甲基橙浓度为5 mg/L。在紫外光条件下,对5 mg/L、10 mg/L和20 mg/L的甲基橙进行降解实验,降解率分别是97.46%、96.49%、95.96%。而在可见光条件下,降解率分别是98.59%、98.24%、97.1%。因此,所制备的材料具有良好的光催化性能,在可见光下效果更加理想。     

Co/碳纳米管催化剂催化臭氧降解甲基橙研究

采用纳米Co/碳纳米管(CNT)催化剂催化臭氧对甲基橙进行降解,对纳米催化剂的组成结构进行了表征分析,研究了不同钴含量的催化剂催化臭氧对水中甲基橙的降解性能.结果 表明,纳米催化剂能够有效提高臭氧对甲基橙的降解效率,对150 mL甲基橙溶液,当甲基橙的初始质量浓度为50 mg/L,O3的质量浓度为4mg/L,Co/CN...     

纳米过氧化锌的光催化性能研究

用微乳液法制备纳米ZnO2,用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外吸收光谱和BET氮吸附等方法分别对材料的晶体结构、颗粒尺寸与形貌、紫外吸收和比表面积等进行了表征,并以甲基橙为有机污染物模板,研究了纳米ZnO2的添加量、溶液pH和重复使用次数等对其光催化性能的影响。结果表明:制备的纳米ZnO2为立方结构,平均粒径约为15 nm,比表面积为87.6 m2/g。在催化剂的添加量为400 mg/L,中性条件下,光照反应120 m in时,甲基橙的脱色率为92.2%。     

燃烧法制备纳米ZnO及光催化降解甲基橙的研究

分别以甘氨酸和柠檬酸为燃料,Zn（NO3）2为氧化剂,采用燃烧法制备纳米ZnO粉体并采用模拟太阳光进行甲基橙光催化降解研究。XRD和SEM表征样品表明,燃烧法能简单、快速制备纳米ZnO粉体。研究表明,燃烧剂和氧化剂的配比以及反应温度对制备的纳米ZnO降解甲基橙效果有较大影响。Zn（NO3）2与甘氨酸之比为0．2～0．5（物质的量比）,反应温度为5000C;Zn（NO3）2与柠檬酸之比为1．5,反应温度为600℃进行反应制备得到的纳米ZnO降解甲基橙效果较好。降解实验的结果表明,纳米ZnO能有效地光催化降解甲基橙染料。以柠檬酸为燃料制备的ZnO样品,在1h内对10mg·L^-1甲基橙溶液的降解率为90％。     

活性炭掺杂WO_3/ZnO复合薄膜制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在铝箔上制备WO3/ZnO复合薄膜,并用活性炭对其改性,以甲基橙水溶液模拟有机污染物,研究了WO3/ZnO薄膜的光催化降解性能。实验结果表明:白炽灯照射2h、WO3质量分数为2.5%时,WO3/ZnO/铝箔对甲基橙的降解率达到78.54%;紫外光照射下降解率达到99.89%。当活性炭掺杂量为10g/L时,制得的WO3/ZnO复合薄膜均匀一致且光催化性能良好,可见光照射下甲基橙降解率达到85.71%。     

微波均相沉淀法制备纳米ZnO及其光催化性能

以硫酸锌和尿素为原料,采用微波均相沉淀法制备出了纳米ZnO. 探讨了反应物配比、反应物浓度、反应时间、反应温度等条件对产物的影响. 并用TEM, IR, TGA, XRD, UV-Vis等测试手段对其进行了表征. 利用紫外-可见分光光度计测试了光吸收特性,发现纳米ZnO对200~380 nm波长范围的光有很强的吸收性,在可见光范围内也有较强的吸收. 研究了纳米ZnO光催化降解甲基橙的动力学行为,在紫外光直接照射下,光催化降解甲基橙,以分光光度法测量甲基橙的即时浓度,从而得出了不同条件下甲基橙降解的脱色速率,以比较不同的降解效果.     

铁掺杂氧化锌纳米晶的制备及光催化性能研究

通过水热法制备了铁掺杂氧化锌纳米晶,采用红外、X射线衍射（XRD）、可见光谱对其进行了表征,并以铁掺杂纳米氧化锌对亚甲基蓝进行催化降解实验来检验其催化降解性能,结果表明当Fe^＋／ZnO纳米晶浓度为1．0mol／L、亚甲基蓝质量浓度为5mg／L、太阳光照射3h时,甲基橙降解效果最好,降解率达90％以上。     

掺N纳米ZnO/TiO_2复合粉体的光催化性能

以Ti(SO4)2和Zn(NO3)2为原料,CO(NH2)2为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了掺N和不同质量分数ZnO掺杂的纳米TiO2复合粉体,通过XRD、XPS、TEM等进行了表征,并以甲基橙水溶液为底物,测定了其光催化性能。结果表明,掺杂产生了Ti—O—Zn和Ti—O—N键,使复合粉体的激发波段从紫外光波段扩展到可见光波段,催化活性大大提高,其中w(ZnO)=2%时,复合粉体太阳光催化性能最高,太阳光照射6 h,甲基橙降解率达到98.4%,重复使用6次后,降解率仍达到94.2%。     

MoO3/Cd0.5Zn0.5S复合材料光催化降解甲基橙

以MoO3、Cd0.5Zn0.5S、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为原料，水热一锅法制备了复合材料MoO3/Cd0.5Zn0.5S，通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis DRS及PL对复合材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征。可见光照射下，MoO3/Cd0.5Zn0.5S复合材料对甲基橙（MO）、罗丹明B、亚甲基蓝、孔雀石绿、酸性品红等染料具有光催化降解能力，其中对MO的光催化活性最佳。结果表明，可见光照射60 min，0.67 L/g 10%Cd0.5Zn0.5S/MoO3对MO的降解率达到98.0%，反应速率常数为0.06725 min-1，分别为MoO3和Cd0.5Zn0.5S 光降解MO的169倍和31倍。     

微波辐射法研制复合半导体光催化材料TiO2/ZnO

采用微波辐射法制备了复合型半导体光催化材料TiO2/ZnO,利用X射线衍射(XRD)测试技术对TiO2/ZnO复合型半导体光催化材料进行了表征。用甲基红模拟有机废水,在高压汞灯模拟日光光照的条件下,研究了复合型半导体光催化材料TiO2/ZnO光催化降解有机废水的过程,并在相同的条件下,与机械研磨法制备的复合型半导体光催化材料TiO2/ZnO的光催化性能进行了对比实验。研究结果表明,微波辐射法制备的复合型半导体光催化材料TiO2/ZnO具有很好的光催化性能,TiO2/ZnO投加量为0.5g.L-1时,其具有良好的光催化脱色性能,经1h光照,对甲基红的光降解效率可以达到100%。随着溶液初始浓度增加,甲基红的降解率增大。     

A novel photocatalyst AgBr/ZnO/RGO with high visible light photocatalytic activity

A novel ternary photocatalyst AgBr/ZnO/RGO, where AgBr/ZnO is supported on reduced graphene oxide, is synthesized via a facile hydrothermal–impregnation method. The resultant composite presents a lamellar structure with AgBr nanoparticles homogeneously dispersing on the surface. The photocatalytic experiment for methyl orange dye degradation under visible light irradiation shows that ternary composite AgBr/ZnO/RGO has an activity 12.8 times and 2.3 times higher than binary photocatalysts ZnO/RGO and AgBr/ZnO respectively. More importantly, the ternary composite also demonstrates a good photostability. Metallic Ag is produced during the photocatalytic process, which may serve as the electron transfer mediator in the vectorial Z-scheme transfer of photogenerated charge carriers at the interface of AgBr/ZnO/RGO. The effective separation of photogenerated electrons and holes was proposed to be responsible for the enhancement of visible light photoactivity.     

超临界水连续合成纳米氧化锌及其光催化性能

采用超临界水连续合成法制备了纳米氧化锌颗粒并对其光催化性能进行了研究。当反应温度为 385 ℃, 反应压力为25 MPa, 反应时间为40 s, 反应物Zn₂⁺和OH^-的浓度分别为0.075、0.3 mol/L时, 获得了粒径为30 nm的球形纳米氧化锌。以甲基橙溶液为光催化模型物,在紫外光照射下,所制备的纳米氧化锌对甲基橙的降解率可达到100%,并且纳米氧化锌的浓度和分散性对光催化效率有显著影响。     

坡缕石/Al掺杂CdS复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶剂热法制备了坡缕石/Al掺杂CdS复合材料(PGS/CdS-Al),运用XRD、XPS、SEM、UV-Vis DRS及PL对材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征.结果表明,Al元素成功掺杂到CdS中,CdS的晶体结构没有改变,但其禁带宽带变宽.可见光照射下,该复合材料对孔雀石绿、亚甲基蓝、甲基橙、结晶紫、罗丹明B有机染料均有光催化降解活性,且对罗丹明B的光催化降解效果最好.光照40 min,质量浓度为0.67 g/L 15％PGS/CdS-Al(15％为PGS的负载量,以生成的CdS质量计)对30 mL质量浓度为20 mg/L罗丹明B的降解率为98.7％,反应主要活性基团是h+.该降解反应符合一级动力学,反应速率常数为0.067 min–1.     

活性碳纤维毡净化染料废水

以甲基橙染料溶液为目标净化物,采用单因素法,探讨了活性碳纤维毡(ACF)投加量、光源、pH值和ACF毡再生等因素对甲基橙染料溶液净化效果的影响。结果表明:在300 W氙灯照射180 min,当ACF毡投加量为0.10 g时,对100 mL质量浓度为20 mg/L的甲基橙染料溶液的净化率达95.8%;当甲基橙染料溶液的pH值=10时,ACF毡表现出较高的吸附性能;经过一次再生后的ACF毡仍具有较强的净化能力,对甲基橙染料溶液的净化率达73.8%。