纳米ZnO/电气石复合粉体的制备及其对亚甲基蓝光催化性能的研究

以NaOH、ZnSO4·7H2O和电气石为原料,采用室温固相法制备纳米ZnO/电气石复合粉体。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体的物相及形貌进行了表征,并考察了复合粉体对亚甲基蓝的光催化降解性能。实验结果表明,纳米ZnO可紧密地包覆在电气石表面形成ZnO/电气石复合粉体。光催化降解实验、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱分析等测试表明,添加电气石粉体可有效地提高ZnO/电气石复合粉体的光吸收能力、荧光发射能力以及对亚甲基蓝的光催化降解性能。     

静电纺丝制备树皮状ZnO纳米纤维及其光催化降解性能研究

采用静电纺丝制备的一维氧化锌(ZnO)纳米纤维是一种常见的可用于光催化降解有机染料和重金属离子污染物的半导体光催化剂。然而已报道的纳米纤维表面较为光滑，光催化能力有待进一步提高。本研究以硝酸锌为锌源，乙醇和N,N-二甲基甲酰胺作为混合溶剂，利用静电纺丝和高温煅烧合成了表面和内部同时具有丰富孔洞的树皮状ZnO纳米纤维，并研究了其对亚甲基蓝和Cr(Ⅵ)的光催化降解性能。通过调节纺丝液中锌源的浓度，得到了不同结构的ZnO光催化剂。X射线衍射仪、扫描和透射电子显微镜测试结果表明，所制备的ZnO纳米纤维高度结晶，纤维表面均匀分布有片状结构。光催化测试表明，经过3h紫外光照射后，树皮状ZnO纳米纤维对亚甲基蓝和Cr(Ⅵ)的降解效率分别达93.6%和63.4%。     

纳米针状ZnO的绿色合成及光催化性能研究

以Zn(Ac)2·2H2O和NaOH为反应物,以离子液体1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bzmim][BF4]水溶液为反应介质,在80℃制得纳米针状ZnO。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectra)对纳米ZnO的形貌和结构进行了表征,以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察纳米ZnO的光催化性能。结果表明:制备出的纳米ZnO呈针状,宽约25nm,长约220nm,为六方纤锌矿结构。紫外灯照射180min后,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到97.1%。     

纳米氧化锌中空柱的制备及其光催化性能的研究

以醋酸锌和氨水为原料,超声法制备出氧化锌中空柱,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、Uv-vis漫反射对纳米ZnO的形貌、结构进行了表征,以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察纳米ZnO的光催化性能。结果表明:制备出的纳米氧化锌呈中空的柱形,长约2～3μm,直径约300nm,壁厚约40nm,结晶良好。当加入纳米ZnO为0.4g/L,光降解时间为75min,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到99.08%。     

纳米ZnO/Ag的制备及其光催化性能

以Zn(CH3COO)2·2H2O和AgNO3为原料,丙烯酰胺为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,用高分子凝胶法在较低的温度下制备出纳米ZnO/Ag.对纳米ZnO/Ag的结构和性能进行了表征,并研究了它的光催化活性.结果表明:在这个方法中,利用丙烯酰胺自由基聚合反应,同时利用网络剂有两个活化双健的双功能团效应,将高分子链联结起来构成网络.高分子凝胶形成的极小且均匀的网络限制了ZnO/Ag晶粒之间的团聚.制备出的纳米ZnO/Ag粉料颗粒为球形,未被Ag包覆的纳米ZnO的平均粒径约15 nm,被Ag包覆的纳米ZnO的平均粒径约45 nm.在次甲基蓝水溶液中加入3 g/LZnO/Ag粉料后,次甲基蓝的降解率为100%.沉积贵金属Ag使ZnO纳米粉料的光催化活性得到了很大提高,且可以重复使用.     

ZnO纳米棒的绿色合成及光催化性能研究

以Zn(Ac)2·2H2O和NaOH为反应物,以离子液体1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C12mim][BF4]水溶液为反应介质,80℃下制得ZnO纳米棒。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见吸收光谱(UVVis absorption spectra)对纳米ZnO的形貌和结构进行了表征,以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察纳米ZnO的光催化性能。结果表明,制备出的纳米氧化锌呈棒状,宽约10nm,长约160nm,为六方纤锌矿结构。紫外灯照射120min后,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到86.3%。     

环境友好型塑料用改性ZnO添加剂的光催化性能研究

以纳米ZnO和AgNO3溶液为原料,采用掺杂的方法制备了改性的塑料用ZnO添加剂,通过其光催化降解亚甲基蓝的效果评价了样品的光催化性能。实验结果表明,当银的掺杂量为2.8%,光催化剂添加浓度是0.8g/L时,此时Ag/ZnO复合粉体对亚甲基蓝的光催化降解效果最好。制备的Ag/ZnO复合粉体在紫外光区和可见光区都有较强的吸收,且吸收峰波长和Ag与纳米ZnO相比都出现了一定程度的红移。掺杂银显著提高了纳米ZnO的光催化性能     

PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜制备及光催化性能

通过静电纺丝技术制备聚乙烯醇/聚酰胺/纳米二氧化钛(PVA/PA6/TiO_2)复合纳米纤维,并考察了复合纳米纤维对模拟染料(亚甲基蓝和活性红X-3B)的光催化降解性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDX)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)等表征测试对复合纳米纤维的形貌结构、表面元素分布进行分析。结果表明,用50 mg PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜(其中TiO_2含量是PVA/PA6质量的3%的)光催化降解50 mL浓度为5 mg/L亚甲基蓝溶液和50 mg/L活性红X-3B溶液,反应时间为120 min时,降解率分别为92.8%和87.5%。纳米纤维膜重复使用4次后,其亚甲基蓝降解率为86.6%,活性红X-3B降解率为66.9%,其依然保持良好的光催化性能。说明制备的复合纳米纤维膜具备优异的光催化性能及重复使用性。     

合成条件对Bi_2MoO_6/ZnO纳米复合材料光催化性能的影响

采用水热法在不同的反应温度、反应时间和不同pH值条件下原位合成纳米Bi_2MoO_6/ZnO复合材料,使用XRD,SEM分析了产物的相结构与微观相貌,通过Bi_2MoO_6/ZnO光催化降解亚甲基蓝溶液,分析复合物的光催化性能。研究结果表明,在pH=6、反应温度为160℃、反应时间为12 h的条件下,可以得到结晶度较高的Bi_2MoO_6/ZnO纳米复合材料,且在可见光照射条件下90 min,对亚甲基蓝的降解率最大达到97.6%。Bi_2MoO_6/ZnO纳米复合材料在光降解领域具有潜在应用价值。     

ZnO/GO复合物的光催化性能研究

以尿素和硝酸锌作为反应物,采用均匀沉淀法制备ZnO的前驱物,300℃焙烧制备ZnO颗粒,再将其分散在氧化石墨烯(GO)中制备ZnO/GO复合物,考察复合物在可见光下降解亚甲基蓝的光催化性能。当GO添加量为9%时,氙灯光照3h,对亚甲基蓝的降解率达到96.6%。XRD与SEM结果都显示,GO明显阻止了纳米ZnO颗粒的团聚。紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯ZnO,ZnO/GO对可见光的响应明显增强。     

纳米ZnO中Al的掺杂及其在水溶液中光催化性能的研究

分别用热物理法制备ZnO、掺Al/Zno和光化学反应沉积制备掺Al/ZnO的纳米粉体材料,采用XRD,TEM等手段研究了ZnO超微粒子结构与形貌.在Al掺杂ZnO纳米晶的水相体系中,通过吸光度、脱色率的测定证实了Al掺杂有效的改善了ZnO对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能.Al掺杂ZnO纳米晶较普通氧化锌有更好的光催化活性.效果最好的是热物理法掺Al/ZnO对亚甲基蓝的降解.     

氧化锌/氧化镁纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

采用微波辅助共沉淀法制备了纳米氧化锌/氧化镁(ZnO/MgO)光催化剂,并对催化剂样品进行了X射线衍射、透射电镜、红外光谱以及紫外-可见吸收光谱等表征。以亚甲基蓝(MB)为目标降解物对不同锌镁比的ZnO/MgO催化剂样品及相同方法下合成的ZnO及MgO进行光催化降解实验。结果表明:合成的纳米ZnO/MgO光催化剂由立方相的ZnO和非晶相的MgO组成,其尺寸均匀,在40nm左右,并在紫外区域吸收性能良好。光催化降解MB实验表明,锌镁比为2∶1时ZnO/MgO催化剂的光催化性能最佳。     

Co/ZnO复合材料的制备及其光催化性能研究

以ZnCl_2、CoCl_2·6H_2O和NaOH为原料,采用水热法制备了Co/ZnO复合材料。通过XRD、SEM等方法对制备的复合材料进行结构及形貌表征。并以Co/ZnO为光催化剂,考察其对有机污染物亚甲基蓝的光催化降解性能。结果表明:过渡金属离子Co的掺入并不影响ZnO晶相的形成,Co/ZnO复合材料仍为六方晶系纤锌矿结构,且掺杂过渡金属离子Co可有效提高ZnO对亚甲基蓝的光催化降解性能,最高降解率可达到95.5%。     

分级微/纳结构ZnO的制备及其光催化性能

分别采用溶剂热法和草酸盐法制得具有分级微/纳结构但形貌迥异的两种ZnO材料,以亚甲基蓝溶液(MB)作为目标降解物对其光催化性能进行评价。结果表明:溶剂热法所制得的ZnO呈花状微球形貌,由纳米片自组装而成;草酸盐法所制得的ZnO为微米棒状形貌,以纳米颗粒为基本单元发展而来。草酸盐法ZnO材料具有更为优异的光催化性能,其对亚甲基蓝溶液的降解反应速率常数是溶剂热法ZnO材料的7.65倍。活性自由基物种鉴定结果证实,两种ZnO材料在受到紫外光激发时均能产生·OH和·O₂^-活性自由基。两种ZnO样品光催化性能的差别源于能带结构不同所引起的活性自由基生成数量上的差异。较之溶剂热法ZnO,草酸盐法ZnO在受紫外光激发时产生的·OH和·O₂^-数量更多,且以强氧化能力的·OH为主,因而表现出更为优异的光催化性能。     

Fe掺杂纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

以醋酸锌和Fe(NO)_3·9H_2O为原料,采用水热法制备了Fe掺杂的纳米ZnO。利用XRD、SEM等方法对所制得的样品的结构及形貌进行表征,以亚甲基蓝为模拟染料废水,分别考察了反应温度、pH、掺杂比例、催化剂用量和亚甲基蓝pH对其光催化性能的影响。结果表明,在反应温度为150℃,Fe/Zn掺杂比为0.05,pH为11时,催化剂光催化性能较优;催化剂投加量为1.00g/L,亚甲基蓝废水pH为11时,亚甲基蓝的降解率达到93%。Fe~(3+)掺杂到ZnO晶格中。     

微波辅助法制备Ni~(2+)掺杂ZnO及其光催化性能

以乙酸锌为锌源、乙酸镍为镍源、乙二醇为还原剂,采用微波辅助法一步制备镍掺杂氧化锌,同时对制备过程中的影响要素进行研究,利用扫描电镜,X射线衍射等技术对催化剂进行表征分析,观察催化剂在紫外光照下降解亚甲基蓝的光催化活性。结果表明:当m(Ni)∶m(ZnO)为0.3%,焙烧温度达到600℃,过氧化氢用量为4mL时,Ni~(2+)/ZnO的光催化活性最高。紫外光照150min后,亚甲基蓝降解率达到93.5%。X射线衍射与扫描电镜结果都显示,Ni~(2+)能够阻止纳米ZnO颗粒的团聚,提高了ZnO分散性,从而提高其光催化活性。     

负载纳米ZnO麻纤维预氧丝的制备和光催化性能

采用金属醇盐方法,以二水合醋酸锌、氢氧化钠、乙醇为原料,制备出颗粒均匀、分散稳定的纳米ZnO溶胶,并且将其成功负载在苎麻纤维上,经过140℃煅烧2h后制得负载纳米ZnO的麻纤维预氧丝。采用扫描电镜(SEM)、能谱元素定性定量分析(EDAX)、纳米粒度分析及相关分析软件,分析和表征了预氧丝的表观形貌、元素含量及纳米ZnO颗粒粒径。通过对亚甲基蓝染料模拟工业废水进行光催化实验,证明制备的负载纳米ZnO的麻纤维预氧丝材料具备一定的光催化作用,光催化降解率为75.52%。     

球形纳米ZnO在棉织物上的可控生长及Bi-Cu掺杂对其性能的影响

采用凝胶-水热法,以乙酸锌和六亚甲基四胺为原料,柠檬酸为形貌控制剂于低温水热条件下在棉织物表面生长出球形纳米ZnO,并利用金属铋(Bi)、铜(Cu)对ZnO纳米球进行掺杂。采用SEM、XRD、XPS等对样品进行表征,并对负载ZnO纳米球的棉织物进行了光催化和抗紫外性能测试。结果表明:在60 min内对亚甲基蓝溶液的降解率达到99.99%,3%Bi-5%Cu掺杂的纳米ZnO棉织物的UVA和UVB分别达到2.56%和0.09%,UPF值为375.43。     

钒-氮共掺杂TiO_2/凹凸棒复合光催化材料表征及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了钒-氮共掺杂TiO2/凹凸棒复合光催化材料,采用TEM、XRD、BET及UV-Vis漫反射吸收光谱对其性能进行了表征。在模拟太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液为目标降解物,对复合光催化材料光催化性能进行评价,复合光催化材料投入到亚甲基蓝溶液中饱和吸附,在40mg/L的亚甲基蓝溶液中,复合光催化材料投加量为1g/L,在800W氙灯下反应6h后,对亚甲基蓝的降解率为84%;重复反应4次,光催化降解变化不大;静置40min后,完成沉降,实现回收。     

Ce掺杂氧化锌的制备及应用研究

以醋酸锌和硝酸铈为原料,采用水热法制备氧化锌(ZnO)纳米棒和铈(Ce)掺杂的Ce-ZnO复合材料。并对样品的物理和光学性能进行了表征。以亚甲基蓝溶液为模拟废水,研究了制得的ZnO复合材料的紫外光催化脱色效能。结果表明,在Ce用量为1.5%(摩尔分数),紫外光照时间为50min条件下,光催化性能最好,Ce-ZnO对100mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达到98.6%,经过4次循环,对MB的降解率仍达94.1%,说明材料的光催化稳定性较好。