纳米Bi_2O_3的制备及其可见光催化活性

采用共沉淀法制备纳米Bi_2O_3,并将其应用于光催化,研究不同热处理温度下制备的Bi_2O_3的光催化降解甲基橙的活性。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱表征Bi_2O_3的形貌、结构、光学及光催化活性。结果表明:Bi_2O_3的光催化活性与热处理温度有关,热处理温度为400℃时,合成的Bi_2O_3在可见光照射180 min时,对甲基橙的降解率达到86%。良好的可见光吸收和较低的光生载流子复合是获得优异光催化活性的主要原因。     

酞菁钴/MCM-41的制备及其可见光催化性能

以MCM-41分子筛为载体,采用浸渍法将酞菁钴负载到分子筛上以氙灯为光源降解甲基橙溶液。对负载型酞菁钴催化剂进行FT-IR、XRD、SEM表征,结果表明所制催化剂负载效果良好,且分子筛结构未发生改变。以甲基橙溶液为模拟处理对象,研究催化剂的催化性能,考察了光照、酞菁钴负载、催化剂用量等因素对催化效果的影响。结果表明,氧气充足时,在光照条件下、0.04g负载型酞菁钴催化剂处理200mL的0.05g/L甲基橙溶液能够有很好的处理效果,2h降解率能够达到98.3%,且重复利用4次后降解率仍能达到90%。     

N掺杂C包覆NaTaO3复合材料制备及其可见光催化性能

以五氯化钽(TaCl₅)、乙酸钠为原料,三聚氰胺为N源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,通过溶胶-凝胶法制备了N掺杂C包覆NaTaO₃复合材料。采用XRD、TEM、XPS、UV-Vis DRS等对样品进行表征,以罗丹明B(RhB)溶液为目标降解物,测试了不同N比例掺杂的复合材料的吸附性能和光催化性能。结果表明,加入的CTAB和PVP经过N₂保护的热处理后在NaTaO₃周围形成超薄的碳膜,不仅限制NaTaO₃粒径增长,而且提高复合材料对目标污染物的吸附性。N掺杂C包覆NaTaO₃复合材料具备良好的可见光催化活性,其中三聚氰胺与TaCl₅的摩尔比n为1.5时,制备的N掺杂C包覆NaTaO₃复合材料可见光催化效率最高,暗中吸附80 min、可见光照8 h时,RhB的去除率为96.46%,其光催化反应过程符合准一级反应动力学规律。      

氮掺杂Bi2O3光催化剂的制备及其可见光催化性能

以硝酸铋和六次甲基四胺为原料,采用沉淀法合成了不同氮掺杂量的Bi2O3(N-Bi2O3)粉体,并采用XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis、PL手段对其晶相结构和光谱特征等进行了表征.研究结果表明,未掺杂Bi2O3为单斜相α-Bi2O3,氮掺杂Bi2O3则为四方相β-Bi2O3和Bi5O7NO3组成的混晶,氮原子替代了Bi2O3晶格中部分氧原子,形成了Bi N键而稳定存在.氮掺杂能促进β-Bi2O3的生成.与未掺杂Bi2O3粉体相比,氮掺杂样品的吸收带边发生了明显红移,荧光强度明显减弱.甲基橙在可见光下的降解实验表明,氮掺杂Bi2O3具有良好的可见光催化活性.     

ZnO/Ag/CdCO_3纳米复合光催化剂的制备及性能研究

采用配位均匀共沉淀法制备出ZnO/Ag/CdCO3纳米复合光催化剂,用TEM、XRD、FT-IR、ICP等对产物的形貌、微观结构及组成进行了表征,着重研究了反应物配比及Cd(NO3)2浓度对ZnO/Ag/CdCO3纳米复合光催化剂催化降解甲基橙光催化活性的影响规律,结果表明,n(Zn2+):n(Ag+):n(Cd2+)=21:1.76:1.75,Cd(NO3)2浓度为0.168mol·dm-3时制得的纳米复合光催化剂对甲基橙(MO)的降解率较ZnO/Ag提高51%,ZnO/Ag/CdCO3对MO的光催化降解符合一级反应动力学方程,表观速率常数为1.4551h-1,是ZnO/Ag的7倍。     

酒石酸对直接沉淀法制备纳米Bi_2O_3晶体结构的影响

以高氯酸铋和氢氧化钠为原料,采用一步直接沉淀法,通过添加和控制酒石酸的用量,制备出纺锤形的纳米氧化铋粒子,采用X射线衍射、扫描电镜和差热分析等手段对产品进行分析与表征,并且对反应机理进行初步分析。结果表明:当酒石酸盐的质量分数为8%左右时,合成的纳米氧化铋为纺锤形,粒子分布均匀,粒度较小,平均粒度约为90 nm。     

纳米棒状Ag3PO4/TiO2异质结复合材料的可见光催化性能

采用水热法制备了一维棒状TiO_2纳米材料,再通过原位生长法合成了棒状纳米Ag_3PO_4/TiO_2复合材料,制备了不同摩尔量的纳米棒状Ag_3PO_4/TiO_2异质结复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、漫反射紫外-可见近红外光谱仪(UV-Vis-DRS)和电化学阻抗谱(EIS)对纳米棒状Ag_3PO_4/TiO_2异质结复合材料的晶体结构、形貌、光吸收特性和电子复合情况等进行了表征,并在可见光照射下研究了甲基橙和苯酚的光降解率。结果表明:制备的纳米棒状TiO_2具有更大的比表面积,为纳米Ag_3PO_4的负载提供更多的活性位点,提高了光利用效率;Ag_3PO_4/TiO_2复合材料有异质结的形成,其内建电场可有效提高电子-空穴对的分离效率,进而提高材料的光催化性能和稳定性。     

Ag掺杂TiO2纳米材料的合成、表征及光催化性能

以钛酸正丁酯、硝酸银为原料,采用溶胶-凝胶和水热协同的方法制备了不同载Ag量的Ag-TiO2光催化材料.采用XRD、红外光谱对其进行结构表征,TG-DSC对其进行热稳定性表征,紫外可见光谱对其进行光吸收表征.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,进行了在紫外光下催化降解甲...     

Fe_2O_3/Bi_2WO_6的制备及其可见光光催化性能的研究

采用水热法制备了Bi2W06催化剂,并以Fe2O3对Bi2WO6进行改性,合成了新型复合光催化剂№03／Bi2w06。采用XRD、DRS等对合成的催化剂进行了表征。以氙气灯为光源（λ〉420nm）,以罗丹明B为目标降解物进行了光降解试验。结果表明,与Bi2W06相比,Fe2O3／Bi2W08的光催化性能有所提高,其中,...     

ZnCo_2O_4纳米颗粒的制备及其可见光催化性能研究

采用表面活性剂(CTAB)调制的方法成功制备尖晶石型Zn Co2O4纳米颗粒,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及紫外-可见(UV-Vis)分光光度计对采用CTAB调制与未采用CTAB调制制备的Zn Co2O4颗粒的结构、形貌以及催化降解性能进行了对比分析。结果表明,制备出的Zn Co2O4纳米颗粒平均粒径为15.6 nm,对刚果红可见光催化降解具有很好的光催化活性,降解效率高。     

Bi2O3修饰的BiPO4纳米棒复合催化剂可见光光催化性能的研究

以Bi₂S₃纳米棒为模板合成了形貌可控的BiPO₄ 纳米棒复合光催化剂。在可见光辐射下, 该复合催化剂表现出优异的光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能。UV-Vis漫反射谱结果表明: 催化剂经过Bi₂O₃修饰后对可见光有很好吸收; X射线衍射仪和透射电镜等表征结果表明, 所制备的BiPO₄ 纳米催化剂为直径约30 nm、长约200~500 nm的纳米棒。表面修饰少量Bi₂O₃可明显促进光催化剂对亚甲基蓝(MB)的可见光降解效率, 其活性是未修饰催化剂的1.7倍。光电流和N₂吸附实验也表明表面修饰后的催化剂光电流和BET比表面积都明显增加。这可能是由于表面修饰的Bi₂O₃不仅显著提高了BiPO₄ 纳米棒复合催化剂的可见光吸收, 而且在BiPO₄表面起到了富集电子和传输电子的作用。结果表明表面修饰Bi₂O₃的BiPO₄ 纳米棒是一种高活性的光催化材料。     

简易合成Bi/Bi2MoO6/TiO2复合纳米纤维及其增强的可见光催化性能

以电纺TiO₂ 纳米纤维为基质, 葡萄糖为还原剂, 采用简单一步溶剂热法制备了等离子体Bi/Bi₂MoO₆/TiO₂复合纳米纤维。利用X射线衍射、场发射扫描电镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱和光致发光谱等对样品进行表征。以RhB和4-CP为模拟有机污染物, 评价材料的光催化性能。结果表明: 部分Bi ³⁺被葡萄糖还原成金属Bi纳米粒子, 原位沉积在Bi₂MoO₆纳米片上, 同时构筑在TiO₂纳米纤维表面。金属Bi的等离子体共振效应, 有效提高了样品的光催化活性。可见光照50 min, 样品对RhB的降解率为95.8%, 五次循环后仍保持在92%以上; 可见光照180 min, 样品对4-CP的降解率达68.8%。证实该材料具有良好的可见光催化活性和稳定性。     

非金属掺杂TiO2催化剂的制备及可见光诱导活性

通过金属及非金属离子掺杂改性、离子注入以及染料光敏化等方法可以将只能紫外光激发的TiO2光催化反应红移到可见光区域进行,近年来国内外在非金属掺杂TiO2可见光催化剂研究取得了积极进展。本文主要对N掺杂和C掺杂TiO2的制备方法进行了介绍,同时对其掺杂的非金属存在形态及掺杂机理作了理论分析。     

Mn掺杂LaNi1-xMnxO3的合成及在可见光下的光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备LaNi1-xMnxO3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)钙钛矿型氧化物光催化材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)等现代分析测试手段表征LaNi1-x Mnx O3的物相、微观形貌及分子振动与键能的变化,并以可见光下对甲基橙的降解率为指标评价其光催化性能.结果表明,Mn掺杂使衍射峰向低角度偏移,引起晶格扩张,导致LaNi1-x Mnx O3晶体粒径增大;掺杂后Mn4+/Mn3+与Oads/Olatt的峰面积比例增加,提高了催化剂的氧化能力、界面电子转移率和表面吸附氧的数量,进而使其光催化活性提高;当Mn掺杂量为40％时,获得的LaNi0.6 Mn0.4 O3具有最优的光催化性能,可见光照射120 min对甲基橙的降解率高达99.46％,循环利用五次后降解率仍可达86.97％,这表明LaNi0.6 Mn0.4 O3具有较好的稳定性和循环利用性.在光催化降解过程中自由基活性按从高到低排序为:h+、e-、·OH.     

Recent Progress on Visible Light Responsive Heterojunctions for Photocatalytic Applications

Photocatalysis has attracted much attention in recent years due to its potential in solving energy and environmental issues.Even though numerous achievements have been made,the photocatalytic systems developed to date are still far from practical applications due to the low efficiency and poor durability.Efficient light absorption and charge separation are two of the key factors for the exploration of high performance photocatalytic systems,which is generally difficult to be obtained in a single photocatalyst.The combination of various materials to form heterojunctions provides an effective way to better harvest solar energy and to facilitate charge separation and transfer,thus enhancing the photocatalytic activity and stability.This review concisely summarizes the recent development of visible light responsive heterojunctions,including the preparation and performances of semiconductor/semiconductor junctions,semiconductor/cocatalyst junctions,semiconductor/metal junctions,semiconductor/nonmetal junctions,and surface heterojunctions,and their mechanism for enhanced light harvesting and charge separation/transfer.     

氧缺陷Bi2WO6-x可见光催化剂的制备和性能

采用乙二醇溶剂热法原位制备氧缺陷Bi₂WO_6-x催化剂, 利用XRD、SEM、N₂吸附-脱附、XPS、ESR、UV-Vis DRS、PL及电化学方法对样品的理化性能进行了表征, 考察了样品在可见光下(λ > 400 nm)对气相苯的光催化降解性能。结果表明: 乙二醇溶剂热法制备的催化剂具有较大比表面积, 形成了Bi-O_v和W-O_v氧缺陷中心; 缺陷的生成改变了催化剂的能带结构, 缩小其光响应带隙宽度, 并有效抑制了光生电子-空穴对的复合, 催化剂的活性增强。Bi₂WO_6-x降解苯的转化率和矿化率分别为52.5%和80.6%, 是Bi₂WO₆的1.72倍和1.84倍。     

钙钛矿型La0.9Sr0.1NiO3催化剂的合成条件及其可见光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型La0.9Sr0.1NiO3复合氧化物光催化剂,通过TG-DTA、XRD、可见光催化性能等对合成产物的热分解过程、物相结构和可见光催化活性进行了研究;采用单因素实验探究了合成工艺条件(柠檬酸用量、pH值、煅烧温度、煅烧时间)对合成产物的物相结构和可见光催化性能的影响。结果表明,在柠檬酸用量与金属离子的总量比为1∶1,pH=1.5,400℃预处理4h,700℃煅烧4h时可制备出单一相的六方晶系的La0.9-Sr0.1NiO3晶体;在500 W氙灯的照射下,当La0.9Sr0.1NiO3催化剂用量为1.20g/500mL时,在180min内对13.2mg/L的甲基橙溶液的脱色率达到62.1%。     

三维介孔Bi_2WO_6光催化剂的制备及无机离子对其光催化活性的影响

以硝酸铋、钨酸铵为起始原料,采用水热法合成介孔Bi_2WO_6光催化剂,借助X射线粉末衍射(XRD)、固体紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、电子扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)对催化剂的物相组成、形貌和光吸收特性进行表征,并推测三维球状介孔Bi_2WO_6的形成机理;研究溶液pH值和环境水体中常见无机离子对Bi_2WO_6光催化降解亚甲基蓝的影响。结果表明:在强酸条件下,Bi_2WO_6表现出更高的光催化活性;环境水体中的无机离子对亚甲基蓝的光催化降解影响显著,阳离子如Fe~(3+),NH~+_4以及阴离子如卤素离子对其光催化降解具有很强的促进作用,Cu~(2+)和NO~-_2几乎无影响,而Fe~(2+)对其则具有明显抑制作用。     

Fe2O3/Bi2WO6的制备及其可见光光催化性能的研究

采用水热法制备了Bi₂WO₆催化剂,并以Fe₂O₃对Bi₂WO₆进行改性,合成了新型复合光催化剂Fe₂O₃/Bi₂WO₆。采用XRD、DRS等对合成的催化剂进行了表征。以氙气灯为光源（λ>420m）,以罗丹明B为目标降解物进行了光降解试验。结果表明,与Bi₂WO₆相比,Fe₂O₃/Bi₂WO₆的光催化性能有所提高,其中,Fe₂O₃含量为0.5%的Fe₂O₃/Bi₂WO₆的光催化性能最好。