复合纳米ZnO-SnO2粉体的电合成及光催化性能的研究

采用改进的电化学法制备了ZnO-SnO2纳米复合氧化物粉体,通过XRD、FT-IR、TEM等测试手段,对产物的物相组成、粒径大小、形貌等进行了表征;并考察了该纳米复合粉体的光催化活性.结果表明,得到的产物(氧化锌与氧化锡的复合物)颗粒分布均匀、平均粒径约为30～50 nm;该复合氧化物对甲基橙及亚甲基蓝溶液的光催化降解明显优于单纯的ZnO或SnO2;前驱体的焙烧温度以及ZnO和SnO2的复合摩尔比对ZnO-SnO2的光催化活性有较大的影响.     

改性煤矸石/TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以盐酸蚀刻煤矸石(mCG)为吸附剂,制备了煤矸石复合TiO_2光催化剂(mCG/TiO_2)。采用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X射线衍射和紫外-可见漫反射对复合材料进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,考察了制备条件对其光催化活性的影响,结果表明:当mCG质量含量为15%,在500℃下煅烧2h得到的mCG/TiO_2复合材料对罗丹明B光催化降解率最高,在紫外光照射下,75min内对初始浓度为10mg/L的罗丹明B降解率达到97.3%;可见光下180min内降解率达到90.24%。活性物质捕获实验证明·OH为光催化体系的主要活性物质。     

异质结型BaTiO3/TiO2复合纳米纤维的制备及光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO₂纳米纤维为模板和反应物, 采用水热法原位合成了具有异质结构的BaTiO₃/TiO₂复合纳米纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM) 和高分辨透射电镜(HRTEM)等分析测试手段对样品的结构和形貌进行表征。结果表明: BaTiO₃纳米微粒均匀地生长在TiO₂纳米纤维表面, 制备了异质结型BaTiO₃/TiO₂复合纳米纤维。材料的光催化性能利用罗丹明B和苯酚的脱色降解反应测试。BaTiO₃/TiO₂复合纳米纤维材料, 在紫外光照射下, 光催化降解活性较纯锐钛矿TiO₂纳米纤维有明显提高, 罗丹明B和苯酚在该复合纳米纤维材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学。且易于分离、回收和再利用, 循环使用5次, 罗丹明B的脱色率仍保持在96%以上。     

无助剂一步合成巢状钨酸铋微球及其光催化性能的研究

采用微波水热法在200℃时制备了形貌均一的正交晶型的巢状微球状的Bi2WO6光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)分别对巢状Bi2WO6微球的结构和形貌进行了表征,同时也考察了Bi2WO6在可见光的照射下对罗丹明B的光催化降解效果。结果表明,在500W氙灯的照射下降解罗丹明B的过程中,巢状Bi2WO6微球表现出良好的光催化活性,这与组成它的纳米片的纳米尺寸效应、微球大的表面积、本身层状堆积结构密切相关,其纳米片堆积起来的巢状结构可以使可见光在层状微球内经过多次散射和反射,延长了可见光传输的光程,增加了可见光的利用率。     

高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点, 本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl, 其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时, 样品的光催化性能最佳, 能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色, 而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理, 结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围, 这有利于增强其光捕获能力以及促进电子-空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为, 以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。     

高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解（英文）

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点,本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl,其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时,样品的光催化性能最佳,能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色,而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理,结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围,这有利于增强其光捕获能力以及促进电子–空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为,以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。     

膨胀珍珠岩负载Fe、Tb共掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化性能研究

以轻质、多孔的膨胀珍珠岩(expanded perlite,EP)为载体,采用溶胶-凝胶法制备了一系列Fe、Tb单掺杂及共掺杂TiO2/EP漂浮型复合光催化剂,并通过XRD和SEM等分析方法对其结构进行表征,以罗丹明B溶液为目标降解物,研究所制备样品的光催化活性。结果表明:TiO2以纳米颗粒的形式牢固负载在EP薄片表面,内部具有蜂窝状多孔结构的EP为TiO2提供高浓度的三维降解环境;Fe、Tb共掺杂对纳米TiO2的晶型转变有较强的抑制作用,减小了晶粒粒径,有效提高了TiO2光催化活性,当Fe-Tb-Ti的摩尔比为0.02∶0.02∶1,催化剂用量为10g/L,罗丹明B溶液的降解效率最高,降解率可达89.2%。     

氯氧化铋(BiOCl)纳米片的制备及光催化性能研究

通过控制温度、时间和溶液pH等实验参数,以铋盐为原料,经溶剂热反应得到了不同粒径的氯氧化铋(BiOCl)纳米片晶体,利用X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备材料进行了表征。同时以罗丹明B为模拟污染物探究了BiOCl的可见光光催化性能。结果表明:BiOCl纳米片能够通过溶剂热的方法实现可控制备,具有较理想的可见光光催化性能,能在240min内将罗丹明B完全降解。     

固混法制备BiVO_4/石墨相氮化碳复合物及其光催化性能表征

通过固混法制备不同BiVO_4含量的BiVO_4/石墨相氮化碳(BiVO_4/g-C_3N_4)复合光催化材料。采用粉末X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜分别对BiVO_4/g-C_3N_4复合催化剂的晶相组成、官能团和微观形貌进行了表征;通过可见光照射下罗丹明B的降解来评价纳米复合材料的光催化活性。结果表明:在可见光照射3h后,30%(质量分数)BiVO_4/g-C_3N_4复合物的降解率最高,达到87%。BiVO_4/g-C_3N_4良好的光催化性能可以归因于在BiVO_4和g-C_3N_4的界面形成的异质结。     

Ag-TiO_2空心复合微球制备及其光催化性能

为了提高空心TiO2的光催化活性和拓展其对可见光的响应,以聚苯乙烯为模板合成TiO2空心微球,再通过KBH4还原AgNO3,制备了TiO2空心壳层表面载有Ag单质粒子的复合微球。利用SEM、TEM、XRD和EDS对Ag-TiO2空心微球的形貌结构和组成进行表征,并以有机染料罗丹明B(RhB)为目标降解物,研究该复合微球的光催化性能。在紫外光下,载银量为2%的Ag-TiO2复合微球2h内对RhB的降解率比同条件下空心TiO2提高23.8%;在可见光下,载银量为2%的Ag-TiO2复合微球在6h内对RhB的降解率比同条件下空心TiO2提高28.2%。结果表明,壳层表面载有适量Ag单质粒子的空心TiO2复合微球,其光催化活性和对可见光的响应显著高于纯空心TiO2微球。     

热处理温度对TiO2/SiO2复合气凝胶光催化性能的影响

采用溶胶–凝胶法在常压下经不同温度热处理制备了TiO2/SiO2复合气凝胶光催化剂,利用XRD、TGA和BET等手段对其微观结构进行表征,以甲基橙溶液光催化降解实验评价其光催化性能,研究了热处理温度对TiO2/SiO2复合气凝胶的微观结构及光催化性能影响规律.结果表明:随着热处理温度升高,TiO2/SiO2复合气凝胶中锐钛矿结晶度升高,晶粒尺寸增大,比表面积减小,使TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的光催化降解活性呈现先升后降的变化趋势.当热处理温度为700℃左右,紫外光照20 min TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的降解率达到95.4%.     

Synthesis of Ce-doped GN/ZnO architectures with enhanced photocatalytic activity

The novel flower-like GN/ZnO architectures composed of curved cone are synthesized with hydrothermal method at 120?°C for 4?h. The GN/ZnO composite was doped with GN during preparation, the photocatalytic activity of GN/ZnO was evaluated by photodegradation of Rhodamine B (RhB) under simulated visible light. The results showed that the photocatalytic activity of α-CNTs/SnO₂ for degradation of RhB was up to 90% within 50?min, which was much higher than that of pure compound. It was significantly found that the introduction of GN, which may suppressed the recombination of photogenerated electron-hole pairs on the interface of SnO₂, leading to enhanced photocatalytic activity.     

TiO2-Al2O3复合光催化剂的制备及光催化性能

以Ti（SO4）2、Al2（SO4）3·18H2O为原料,采用乙醇助水热法制备了Al2O3-TiO2复合光催化剂,并通过改变A1／Ti物质的量之比、乙醇的体积分数、水热反应温度和反应时间等得到材料制备的最佳条件。XRD分析表明样品中的TiO2以锐钛矿晶相存在,SEM显示样品粒径范围在30-50nm之间。用最佳条件制备的复合光催化剂降解甲基橙溶液,反应30min后降解率这91％,降解过程符合一级动力学方程。     

Hydrothermal synthesis of hierarchical flower-like α-CNTs/SnO2 architectures with enhanced photocatalytic activity

The hierarchical flower-like α-CNTs/SnO₂ architectures composed of curved sheets are synthesized with hydrothermal method at 160?°C for 8?h. The α-CNTs/SnO₂ composite was doped with α-CNTs during preparation, the photocatalytic activity of α-CNTs/SnO₂ was evaluated by photodegradation of Rhodamine B (RhB) under simulated visible light. The results showed that the photocatalytic activity of α-CNTs/SnO₂ for degradation of RhB was up to 90.35% within 120?min, which was much higher than that of pure compound. It was significantly found that the introduction of α-CNTs, which may suppressed the recombination of photogenerated electron-hole pairs on the interface of SnO₂, leading to enhanced photocatalytic activity.     

煅烧高岭土表面TiO_2负载改性研究

以无机钛盐为前驱体,研究用水解沉淀法在煅烧高岭土表面负载纳米TiO2的改性技术,使用化学分析、扫描电镜及光催化性能测试等手段对合成材料进行表征。结果表明,所制备的TiO2-煅烧高岭土复合材料具有较强的光降解性,其对罗丹明B的降解率要明显高于某公司生产的商品TiO2。     

ZnO复合石墨相氮化碳纳米片的制备及其光催化性能研究

为了提高石墨相氮化碳光催化性能,本文以尿素、硫脲、醋酸锌为前驱体,通过氧化热剥离与共混煅烧法分别制备g-C₃N₄纳米片和ZnO/g-C₃N₄异质结复合材料,并采用TEM、FTIR、XRD、UV-Vis DRS、BET等表征手段对制备的催化剂进行结构表征。以罗丹明、大肠杆菌为探针,考察了催化剂的光催化降解性能和抑菌活性。结果表明：以尿素和硫脲为前驱体,经过氧化热剥离处理后能得到的g-C₃N₄ 2D纳米片,其比表面积更大、光催化性能更加优异,且其对罗丹明的降解率较未剥离的g-C₃N₄提高了21.2%。在40 min氙灯照射下,纯g-C₃N₄并未表现出良好的抑菌性能,而通过ZnO复合制备的ZnO/g-C₃N₄异质结复合材料,在光催化降解率和抑菌活性方面均有很大提高,其中复合20%ZnO制得的ZnO异质结复合材料表现出最佳的光催化性能...     

(La,Sr)CoO_3薄膜的制备及其光催化特性研究

为研究薄膜的光催化特性,通过金属有机配合物前驱体热分解制备(La,Sr)CoO3(LSCO)薄膜,采用热分析研究其热分解过程,通过X射线衍射进行物相分析,并制备ZnO纳米棒-单层LSCO薄膜复合结构,进行降解甲基橙有机模拟污染物实验。结果表明,在焙烧温度为550℃时可以得到质量较好的LSCO薄膜,且LSCO具有良好的结晶性;光催化降解实验证明LSCO能提高ZnO纳米棒的光催化活性,提高有机污染物的降解率。     

Rapid degradation of metamitron and highly complex mixture of pollutants using MIL-53(Al) integrated combustion synthesized TiO2

In the present work, we report a new approach for the synthesis of TiO₂-MIL-53(Al) (MIL: Matériaux de l′Institut Lavoisier) nano-composite. The integration of microwave synthesized metal organic framework (MOF) with combustion synthesized metal oxide is reported for the first time. The synthesized materials were characterized using an X-ray diffractometer, Fourier transform infrared spectrometer, scanning electron microscope, energy dispersive X-ray spectroscope, energy dispersive X-ray fluorescence, porosimeter, and UV–visible diffuse reflectance spectroscope. The diffraction pattern of the composite indicated the presence of TiO₂ as well as MIL-53(Al). Furthermore, the presence of anatase–rutile mixed phase of TiO₂ in the synthesized material was observed. The Fourier transform infrared spectrum was in support of XRD observations. A significantly low surface area and porosity of the composite material, compared to its parent components, was observed. The surface micrograph image of the composite depicted its nano-sheet type morphology. The energy dispersive X-ray analysis confirmed the presence of Ti, Al, C and O in the composite material. The composite material exhibited a narrow band-gap compared to the pristine MIL and TiO₂.As an application, the photocatalytic activity of synthesized material was determined by the degradation of metamitron. The application part is also one of the novelties of the present work. The effect of catalyst loading, initial concentration of metamitron and presence of inorganic ions on the photocatalytic degradation was investigated. The reusability of the composite material was evaluated. A plausible mechanism of photocatalytic degradation is proposed based on radical scavenging experiments. To the best of our knowledge, to date, there is no study on the application of TiO₂-MOF composite for the photocatalytic degradation of herbicide. Further, the synthesized material was successfully used for the photocatalytic degradation of a complex mixture of pollutants comprising metamitron, methylene blue, rhodamine B and 2, 4-dichlorophenol. This is a first of its kind study to demonstrate the application of TiO₂-MOF composite for photocatalytic degradation of a highly complex mixed pollutant.     

石墨烯负载小尺寸氧化锌纳米颗粒及其光催化性能研究

利用共沉淀法实现石墨烯纳米片均匀负载粒径为5nm的氧化锌颗粒,并研究了石墨烯／氧化锌纳米衍生体的光催化性能,结果表明,合成的石墨烯／氧化锌纳米衍生体比纯氧化锌纳米颗粒对甲基橙有机染料具有更好的光催化活性。当石墨烯在衍生体中的含量为0．51wt．％时,获得的衍生体具有最强的光催化活性,在90rain内能全部降解溶液中的甲基橙。光催化活性的提高主要贡献于石墨烯良好的电子输运性能,能有效阻止氧化锌纳米颗粒中光生电子和空穴对之间的复合。     

玻璃固载TiO2/纳米纤维素复合薄膜的制备及其光催化性能

将微晶纤维素溶解于NaOH-尿素的低温溶液中形成纤维素溶液, 在水浴中再生形成纳米纤维素溶液。然后将纳米纤维素溶液与TiO₂(P25)混合, 并添加少量的钛酸正丁酯作为交联剂形成复合溶液。将制备得到的复合溶液通过流延法固载到玻璃片表面形成玻璃固载的TiO₂/纳米纤维素复合膜。通过SEM、XRD表征了复合膜的形貌与结构。将玻璃固载的TiO₂/纳米纤维素复合膜在紫外光下进行光催化降解甲基橙(MO)以评估复合膜的光催化性能, 研究了纳米TiO₂含量对复合膜光催化性能的影响, 复合膜的重复使用性能以及光降解的动力学过程。结果表明: 复合膜对MO的光催化降解能力可达90%以上, 与纯TiO₂粉末相当, 并重复使用3次光催化性能基本保持不变。复合膜对甲基橙的降解动力学符合一级动力学特征。当纳米TiO₂相对于纤维素的质量分数为33.3%时, 光催化活性最高, 动力学速率常数为0.035 min^-1。