磁性MCM-41/CdS的制备及其可见光催化性能研究

采用两步沉淀法将CdS沉积在磁性MCM-41上,制备新型磁性MCM-41/CdS复合材料。通过X射线衍射光谱(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、振动样品磁强计(VSM)等对其进行表征。以亚甲基蓝(methylene blue,简称MB)为模拟污染物,考察了磁性MCM-41/CdS复合材料的可见光催化性能。结果表明,CdS能有效地沉积在磁性MCM-41上,与CdS相比,该复合材料对MB的光催化降解效率明显提高,且可通过外加磁场进行分离。     

CeO2掺杂TiO2粉体的制备及其性能研究

采用Sol-gel法制备了CeO2不同掺杂比例的TiO2粉体,研究了掺杂比例对样品晶型、光谱吸收曲线及光催化降解亚甲基蓝的影响,结果表明:掺杂CeO2的TiO2样品对光波长的响应阈值为500nm左右;样品在普通日光灯下照射4h,对亚甲基蓝的降解率明显优于Degause P25,其中CeO2掺杂比率为7%(mol)的样品降解率达到了最大.     

g-C_3N_4/TiO_2对亚甲基蓝光催化性能研究

采用偏钛酸为钛前驱体,三聚氰胺为氮源,制备g-C3N4/TiO2复合纳米光催化材料,研究不同原料配比、焙烧温度及不同焙烧时间制备的g-C3N4/TiO2光催化材料对亚甲基蓝以可见光激发降解亚甲基蓝溶液,考察其光催化活性,采用紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱、三维荧光(FS)光谱进行机理研究。     

水热法制备Cu掺杂可见光催化剂BiVO4及其光催化性能研究

以Bi(NO3)3.5H2O、NH4VO3、Cu(NO3)2.3H2O为原料,采用水热法合成了Cu-BiVO4光催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外漫反射(UV-Vis)等测试手段对催化剂进行了表征.结果表明,提高前驱液pH值,可得到单斜晶系白钨矿型Cu-BiVO4光催化剂,BiVO4的晶型结构并未随着Cu掺入量的增加而改变.光催化剂中的Cu元素以CuO和Cu2O的形式存在.Cu的引入使可见光吸收带发生红移,吸收强度明显提高.可见光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,Cu掺杂有利于提高BiVO4的活性.其中pH值为5.0、Cu掺入量为1.0wt%的BiVO4具有最好的光催化效果,可见光照射60 min后,对初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液的最高降解率由纯BiVO4的57.4%提高到97.8%.并对Cu掺入后光催化活性提高的机理进行了分析.     

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.     

氧化石墨烯对亚甲基蓝的可见光催化降解

用改良的Hummers法制得了氧化石墨烯,对其微观形貌、成分和结构进行了表征,并使用亚甲基蓝溶液测试其光催化效率。通过SEM、TEM、Raman分析表明,得到的是少层氧化石墨烯,碳氧原子数比在3∶1左右。荧光共聚焦光谱显示,所得到的氧化石墨烯在420～700nm的光波谱范围内都有特征吸收峰。氧化石墨烯能够迅速吸附亚甲基蓝分子,然后对其进行光催化降解,在亚甲基蓝浓度为40mg/L、氧化石墨烯浓度为10mg/L时,降解率能达到40%。之后,初步探究了氧化石墨烯的光催化机理。     

钒铁掺杂TiO_2微球的制备及其光催化性能研究

采用水热法在不使用模板剂的条件下合成了在水中分散良好、粒径为300～800nm、规则的锐钛矿型TiO2微球.用NH4VO3和FeC2O4按原子分数为0%、0.8%、1.6%、2.4%进行V5+、Fe3+掺杂;当TiO2质量浓度为0.134g/L、pH值为9时进行可见光降解20mg/L亚甲基蓝实验.结果表明,V掺杂的降解效果与P25粉接近,Fe掺杂有抑制光催化的效果,钒铁共掺杂则呈现出短期降解能力优于未掺杂微球,并且比P25粉沉淀得更彻底、更迅速.通过XRD、FTIR、SEM分析发现,TiO2微球是由粒径约为10nm的晶粒组成,V5+进入TiO2的晶格,Fe3+则以QFe2O3形式存在于微球中.     

高可见光活性磁性催化剂ZnO/ZnFe_2O_4/石墨烯的制备与表征

以硝酸锌和硫酸亚铁为原料,采用水热法一步合成了ZnO/ZnFe_2O_4纳米颗粒,再通过水合肼还原氧化石墨烯合成了ZnO/ZnFe_2O_4/石墨烯磁性催化剂。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FESEM),透射电子显微镜(TEM),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)等仪器对催化剂的结构进行了表征。以亚甲基蓝作为目标降解物,考察了不同石墨烯掺量的磁性催化剂在可见光照射下的光催化性能。结果表明,当石墨烯掺量为3%时,磁性催化剂的活性最优,可见光照射60min后亚甲基蓝溶液的降解率高达98%。磁性催化剂稳定性良好,且由于ZnFe_2O_4的存在,磁性催化剂可通过外部磁场进行回收。     

不同晶型纳米二氧化锰的制备及催化性能研究

通过水热法制备了不同晶型的纳米二氧化锰,采用扫描电镜、X射线衍射对其进行了表征,通过对亚甲基蓝的催化降解考察了其催化性能,结果表明,所制备的不同晶系纳米二氧化锰结晶度较均匀,分散度较好,并且对亚甲基蓝的降解率都达到了60%以上。     

g-C3N4/高岭土复合材料的制备及其光催化性能研究

以水洗高岭土为载体, 采用盐酸对g-C₃N₄进行质子化处理, 通过浸渍法制备了g-C₃N₄/高岭土复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段对复合材料的晶体结构、微观形貌和光学性能进行了表征, 并以罗丹明B为目标降解物, 研究了复合材料在可见光下的光催化性能。结果表明: 当高岭土和g-C₃N₄的质量配比为6︰3时, g-C₃N₄/高岭土具有较优的光催化性能, 其光催化速率是纯g-C₃N₄的8.62倍; 高岭土和g-C₃N₄通过静电吸引力紧密结合在一起, 该复合结构能够有效地降低光生电子和空穴的复合几率, 改善了纯g-C₃N₄光催化材料的吸附性能, 进而有效提高了其光催化性能。     

柠檬酸溶胶-凝胶法制备Ca3Co4O9粉体及结构表征

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法,制备了Ca3Co4O9 粉体,通过差热分析(TG DTA)、红外光谱(FT IR)、扫描电子显微镜(SEM)、选区电子衍射(SAD)、高分辨电子显微镜(HRTEM)、能谱(EDX)等手段对Ca3Co4O9 进行表征。实验结果表明,干凝胶的煅烧温度在750~900℃之间,时间2h,可制备纯相Ca3Co4O9 粉体。该粉体为粒径100~200nm 的片状单晶。     

CTAB作用下TiO2/g-C3N4的制备及光催化降解偏二甲肼废水

在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作用下,采用水热合成法制备TiO 2/g-C 3N 4复合材料,研究CTAB对复合材料结构及光谱性质的影响。采用XRD、TEM、N 2吸附-脱附、FT-IR、UV-Vis DRS、PL等测试手段对材料进行表征,并在可见光下进行光催化降解偏二甲肼(UDMH)废水实验。结果表明:在CTAB作用下合成的TiO 2/g-C 3N 4复合材料晶型结构完整,TiO 2粒径更小并且在g-C 3N 4片层上均匀分布,具有较大的比表面积和丰富的介孔结构,复合材料的光吸收带边拓展至450nm,光生空穴-电子复合率明显降低。光催化实验表明,可见光条件下反应120min,UDMH的去除率达到了83.2%,相比未添加CTAB制备的TiO 2/g-C 3N 4提升了13.7%。     

Bi_2WO_6-NiFe_2O_4磁性可见光催化剂的制备及其性能研究

采用水热法制备Bi2WO6-NiFe2O4磁性可见光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、扫描电子显微镜(SEM)和磁学性质测量系统(MPMS)对所合成材料进行分析和表征。最后以罗丹明B(RhB)为目标污染物,考察不同pH值条件下,Bi2WO6-NiFe2O4复合可见光催化剂对污染物的降解效率。结果表明,罗丹明B溶液pH值为5时,Bi2WO6-NiFe2O4具有最大降解效率2 h达98%。Bi2WO6-NiFe2O4在外加磁场下能快速的从溶液中分离。     

纳米TiO2/聚氯乙烯共轭衍生物复合材料的制备及可见光催化性能

聚氯乙烯（PVC）在270℃真空环境中经热处理脱除HCl得到具有共轭结构的PVC衍生物（CDPVC）。纳米TiO₂与CDPVC （质量比为2∶1）经高能球磨复合得到纳米TiO₂/CDPVC复合材料。采用TEM、XRD、XPS、FTIR、SEM和Raman等对纳米TiO₂/CDPVC复合材料进行了分析表征,并采用罗丹明B （Rh B）的光催化降解反应和K₂Cr₂O₇的光催化还原反应评价其可见光催化活性及稳定性。结果表明,TiO₂与CDPVC经高能球磨复合后形成了Ti—O—C结构,该结构有利于提高纳米TiO₂/CDPVC复合材料的可见光吸收能力和光生电子/空穴分离效率。与纳米TiO₂和普通研磨的TiO₂-CDPVC相比,纳米TiO₂/CDPVC复合材料具有较高的可见光催化活性和良好的可见光催化稳定性。其可见光催化机制是CDPVC吸收光子产生光生电子-空穴对,并容易将光生电子注入到TiO₂的导带中,CDPVC内光生电子和TiO₂导带上的光生电子（e_CB-）被吸附在材料表面上的氧捕获产生·O₂-自由基,·O₂-自由基可以直接降解RhB分子,直至最后降解生成H₂O和CO₂。      

Co_3O_4/介孔SiO_2复合体的制备及其介观结构的调控

以合成的螯合型表面活性剂N-月桂酰基乙二胺三乙酸(LED3A)为模板剂,利用其与Co2+的配位作用,一步法制备了Co3O4/介孔SiO2复合体。借助紫外光谱验证了LED3A与Co2+间的配位作用,热重分析仪测定样品合适的煅烧温度,通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜以及N2吸附-脱附等方法对制备的Co3O4/介孔SiO2复合体进行了组分分析和结构表征。发现所形成的Co3O4纳米颗粒分布于SiO2孔道中,并可通过调节Co2+的加入量来控制LED3A极性头电负性,分别得到Pm3n立方相、p6mm二维六方相和Ia3d立方相等不同的介观结构。     

类石墨氮化碳/伊利石复合材料的制备及其可见光催化性能

以伊利石为载体、双氰胺（C₂H₄ N₄）为类石墨氮化碳（g-C₃N₄）前驱体,采用液相浸渍-热聚合联合工艺制备出一种可见光响应的g-C₃N₄/伊利石光催化复合材料。利用XRD、FESEM、AFM、UV-Vis、BET及PL对样品的微观结构、界面特性及光学性能进行检测分析,同时考察g-C₃N₄/伊利石光催化复合材料在可见光照射下光催化降解环丙沙星（CIP）的效果。结果表明：相比纯g-C₃N₄,g-C₃N₄/伊利石复合材料在可见光下具有更高的光催化性能,其光催化速率是纯g-C₃N₄的11.26倍;伊利石与g-C₃N₄构成的复合结构能够有效地抑制光生载流子的复合,改善了纯g-C₃N₄材料的吸附性能和光催化活性。     

Co3O4/Bi2O3纳米粒子气相光催化降解甲苯的研究

采用微乳法及化学沉淀法制备了复合氧化物Co3O4/Bi2O3纳米粒子，结果表明，微乳法制备的复合氧化物Co3O4/Bi2O3粒子光催化活性更好；活性的提高程度与n（Co）：n（Bi）有关，其最佳配比为0．02：1；随着焙烧温度的增加，光催化活性提高，750℃焙烧的样品催化活性最好。以甲苯为目标反应物，考察了光照强度、甲苯的初始浓度、气相氧浓度、水蒸气含量对甲苯光催化降解反应速率的影响。