CaTi_2O_4(OH)_2添加不同分散剂的结构分析与光催化性能研究

利用水热法合成了添加不同分散剂的CaTi_2O_4(OH)_2纳米片状结构,讨论了不同分散剂对CaTi_2O_4(OH)_2片状结构光催化性能的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见(UV-Vis)光谱等分析测试技术对产物的微观结构和光学性能进行分析,以罗丹明B为降解对象,研究了添加不同分散剂的CaTi_2O_4(OH)_2对罗丹明B的降解情况。结果表明,添加不同分散剂后产物沿(040)与(251)面取向性生长为片状结构。通过对罗丹明B的降解情况可知,当加入3%的碳酸钠时所制备的CaTi_2O_4(OH)_2的催化活性最高为94.7%。     

α-Fe2O3/Ni3[Ge2O5]·(OH)4复合材料的制备及光催化性能

以FeCl_3·6H_2O和Ni_3[Ge_2O_5]·(OH)_4为原料,通过水浴辅助液相沉积法一步制备了α-Fe_2O_3/Ni_3[Ge_2O_5]·(OH)_4纳米复合材料,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等表征手段对样品的物相组成、形貌、尺寸及光吸收特性等进行了分析表征。在自然光、室温条件下,以罗丹明B溶液的催化脱色降解为模型反应,探究了不同α-Fe_2O_3负载量对纳米α-Fe_2O_3/Ni_3[Ge_2O_5](OH)_4复合材料降解罗丹明B性能的影响规律。结果表明,利用该法可以得到纳米级的、相互之间紧密复合的α-Fe_2O_3/Ni_3[Ge_2O_5](OH)_4复合材料;当复合材料中α-Fe_2O_3与Ni_3[Ge_2O_5]·(OH)_4的质量比为1:10时得到的纳米复合材料在氙灯光照条件下具有最佳的催化性能,180 min脱色率可达89.35%。是相同条件下α-Fe_2O_3脱色率的11.6倍。     

Bi_2MoO_6和Bi_2WO_6材料的合成和光催化性能研究

本课题利用水热法一步合成了钼酸铋(Bi_2Mo O_6)和钨酸铋(Bi_2WO_6)两种半导体光催化剂。借助红外光谱(IR)、X射线衍射光谱(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相结构、表面结构进行了表征。以罗丹明B为目标降解物,借助太阳光为光源,研究了两种催化剂材料在不同光催化时间下对有机染料的光催化性能影响。结果表明,纳米片结构的Bi_2WO_6对有机染料的降解综合性能要优越于纳米线团簇结构的Bi_2Mo O_6材料,尤其是Bi_2WO_6催化剂对罗丹明B染料的降解度在光催化5小时后可以达到80%。     

暴露晶面对Bi_2O_3/BiOCl复合纳米材料光催化性能的影响

采用热氧化法分别制备了Bi_2O_3纳米颗粒修饰的暴露晶面为(001)的BiOCl纳米片(001-BiOCl)和Bi_2O_3纳米颗粒修饰的暴露晶面为(010)的BiOCl纳米片(010-BiOCl)复合材料。采用XRD,SEM对样品的结构与形貌进行分析,采用紫外-可见分光光度计(UV-vis)测试样品的光吸收性质,采用氙灯辐照下光催化降解罗丹明B的方法测试不同样品的光催化活性。结果表明,Bi_2O_3/001-BiOCl样品具有更好的光催化性能,其光催化降解效率是Bi_2O_3/010-BiOCl的5.5倍,Bi_2O_3/001-BiOCl优良的光催化活性与Bi_2O_3纳米颗粒对可见光的吸收及001-BiOCl在[001]方向的内部电场有关。     

叶状ZnFe_2O_4/ZnO类Fenton光催化剂的制备及降解邻苯二甲酸二丁酯

通过水热法,以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O和(NH_4)_2Fe(SO_4)_2·6H_2O为反应物,成功制备了叶状ZnFe_2O_4/ZnO Fenton复合光催化材料,分析了所制备的样品的其形貌、结构和光学性质。加入H2O2后通过在可见光(波长≥420 nm)下降解了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)研究了样品的光催化性能。结果表明,ZnFe_2O_4/ZnO在210 min内能将降解92%的DBP,具有比纯相ZnFe_2O_4(降解70%的DBP)更高的活性,其活性更高的原因是ZnFe_2O_4和ZnO之间形成的异质结与ZnFe_2O_4和H_2O_2形成的类Fenton催化剂的协同作用的结果。     

Mg~(2+)掺杂TiO_2空盒子的制备及其光催化性能

为了解决纳米TiO_2带隙宽、电子-空穴对容易复合等问题,掺杂Mg~(2+)对TiO_2进行研究。以Ti(OC_4H_9)_4作为钛源,通过水热法制备Mg~(2+)掺杂TiO_2空盒子(Mg~(2+)@TiO_2)。采用透射电镜、X射线衍射及紫外漫反射对样品进行表征,探讨Mg~(2+)掺杂前后对其结构、性能等方面的影响。通过可见光催化降解有机污染物罗丹明B实验,证明了Mg~(2+)掺杂后的TiO_2纳米材料能够有效降解有机污染物罗丹明B,具有较高的光催化性能。     

Bi_2O_2CO_3微/纳米片的合成及其光催化降解RhB

以尿素为碳源,通过水热法成功合成了片状光催化剂Bi_2O_2CO_3。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)、选区电子衍射(SAED)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等对Bi_2O_2CO_3进行了表征。考察了不同尿素加入量对Bi_2O_2CO_3形貌、结构和光催化降解罗丹明B性能的影响。结果表明:所合成Bi_2O_2CO_3尺寸均小于2μm;尿素加入量为0.1g所合成Bi_2O_2CO_3的吸收边为394 nm,带隙能量为3.14 eV。该样品在可见光下光照200 min可将Rh B降解50%,紫外光下光照120 min, RhB的降解率为80%,均高于商品TiO_2对RhB的降解率。自由基抑制实验表明,超氧自由基和空穴是Bi_2O_2CO_3在光催化降解过程中主要的活性物种。循环降解实验发现,Bi_2O_2CO_3具有较高的光催化稳定性和重复利用性。     

(001)晶面占主导的锐钛矿TiO_2纳米片的制备、表征及光催化性能的研究

采用水热法以HF为形貌控制剂制备了Ti O2纳米片,通过改变HF用量对纳米片的形貌尺寸进行了调控。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试对Ti O2纳米片的结构、形貌进行了表征。结果表明制备出了(001)晶面占主导的锐钛矿Ti O2纳米片,Ti O2纳米片在紫外光催化降解罗丹明B时表现出了较强的光催化性能。     

暴露晶面Fe3O4/{001}TiO2纳米材料的构建与光催化性能的提高

暴露{001}晶面的TiO_2的化学性质稳定,无毒,表面活性位点多,已被证明是一种很有前景的光催化材料。本研究以钛酸四丁酯为钛源,以氢氟酸为覆盖剂,采用水热法制得{001}TiO_2,并通过共沉淀法成功得到Fe_3O_4/{001}TiO_2纳米复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)和紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS),对产物的形貌、结构、磁性能和光吸收特性进行了测试表征,并以罗丹明B染料(Rh B)为目标降解物,研究了Fe_3O_4/{001}TiO_2的光催化降解活性。结果表明,制备的{001}TiO_2是长度约为50nm、厚度约为10nm的锐钛矿纳米片,Fe_3O_4是直径为5nm的磁性颗粒,Fe_3O_4/{001}TiO_2具有超顺磁性能,其饱和磁强度为16 emu·g~(-1),利用磁场可以将其分离回收。当Fe_3O_4与{001}TiO_2的配比量为20wt%时,Fe_3O_4/{001}TiO_2催化剂在可见光下对罗丹明B染料(Rh B)的降解率为83.8%。     

NiFe_2O_4/EG磁性光催化剂的制备及研究

通过水热法合成纳米NiFe_2O_4/膨胀石墨(NiFe_2O_4/EG),利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行表征,结果表明,反应温度增加和延长反应时间都会令复合材料中的NiFe_2O_4纳米粒子自组装成尺度不均的微纳米类球形结构。从光催化结果可以看出复合材料中的NiFe_2O_4的形貌对光催化活性有明显的影响,存在自组装结构的光催化剂光照120min后,对甲基橙的降解率高达90%以上。     

La掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究

通过一步水热法制备La掺杂的纳米二氧化钛光催化剂,以硫酸氧钛为原料,反应温度为180℃,反应时间为12 h,制备出二氧化钛微球,通过降解罗丹明B检测催化剂的光催化活性。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外漫反射(UV-Vis)对样品进行表征。结果表明,一步水热法可制备出La掺杂二氧化钛微球,粒径可达73 nm,当硫酸氧钛与尿素物质的量之比为1∶2时催化活性最好,对罗丹明B降解率达到87%,当掺入0.5%La后催化性能更好,70 min对罗丹明B的降解率达到95%以上。     

不同配比溶剂制备的钙钛氧化物形貌及其光催化特性

以钛酸正丁酯和无水氯化钙为原料,采用溶剂热法制备不同光催化特性的钙钛氧化物粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对粉体的相结构和微观形貌进行分析,并结合粉体的紫外-可见吸收分光光谱表征了材料的吸收特性及带隙宽度。研究了不同配比溶剂对钙钛氧化物相结构、微观形貌、带隙宽度和光催化特性的影响。结果表明:当水∶乙醇=50∶10时,可获得具有片状结构的CaTi_2O_4(OH)_2相;当水∶乙醇=50∶40时,可获得具有大量纳米纤维聚积和少量块状CaTiO_3形貌的共存体;当水∶乙醇=150∶10时,粉体为片状结构的CaTi_2O_4(OH)_2和少量块状CaTiO_3组成体。解析了不同配比的溶剂对粉体的光催化特性的影响机制,当水∶乙醇=50∶40时,制备的粉体具有最小的带隙宽度,在紫外可见光6h下对罗丹明B的光催化效率最佳。     

AgCl/BiOCl纳米片材料的合成及光催化性质研究

以硝酸铋((Bi(NO_3)3·5H_2O)、甘露醇(C_6H_(14)O_6)、氯化钾(KCl)为原料,制备了半导体材料氯氧化铋(BiOCl)纳米片,采用浸渍法负载AgCl对Bi OCl的改性。用XRD,SEM,EDS,UV-Vis光谱等测试方法对样品的结构、形貌、光谱吸收性能等进行了测量分析,考察了不同浸渍次数的AgCl/BiOCl纳米片对罗丹明B(Rh B)染料在可见光下的光催化降解活性。发现适量的AgCl修饰能够提高BiOCl纳米片的光催化活性,当浸渍次数为2次时获得的AgCl/BiOCl复合纳米片具有最好的光催化性能。     

NiFe_2O_4@TiO_2/RGO光催化剂的制备及催化性能研究

采用水热法成功制备了NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料,考察了氧化石墨烯(GO)掺杂量对复合材料晶型、形貌、磁性能、热性能和光吸收性能的影响,并研究了复合材料对甲基橙的光催化降解性能,探讨了降解机理。结果表明,随着GO掺杂量的增加,NiFe_2O_4@TiO_2/RGO的比饱和磁化强度逐渐下降,但依然展示出超顺磁性;掺杂10%GO的NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料具有优异的光吸收性能,紫外光照射90 min,其对甲基橙的脱色率达到98%。NiFe_2O_4@TiO_2/RGO纳米复合材料是性能优异的可回收光催化剂。     

Bi2 O2 CO3/β-Bi2 O3用于可见光催化协同光芬顿降解RhB的性能研究

采用非常简单的低温液相沉淀法,并通过控制退火温度和时间成功合成了Bi_2O_2CO_3/β-Bi_2O_3纳米异质结构。通过SEM和XRD分析对材料的形貌及晶型转变进行了分析。我们对不同阶段样品进行了可见光催化协同光芬顿降解罗丹明B的性能研究,在可见光催化的同时加入了1 mL 30%双氧水,发现当退火温度为330℃,退火时间为5 h时得到的样品性能最好,并进一步发现其降级速率比纯光催化快9.24倍,比不加光只加双氧水时的降解速率快28倍之多。     

氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究

利用Zn(NO_3)_2水解,六次甲基四胺为辅碱,通过一步水热法合成ZnO纳米线。自然光照射120 min,样品对难降解的甲基橙催化降解率为53.9%,在模拟太阳光(450 W汞灯)照射下,120 min后样品对亚甲基蓝和罗丹明的降解率分别可达76.7%和82.1%,且对较难降解的甲基橙的降解率为68.4%,可见该法合成的样品对有机物具有较好的光催化活性。样品经多次循环利用,其光催化活性变化不大,说明该法合成的样品有较稳定的光催化性能。而且,用一步水热法合成ZnO纳米线,具有设备简单、环境友好、高效等优点。     

混合溴源制备Sb_2O_3/BiOBr及其对水产养殖废水的降解

以混合溴源制备BiOBr,通过水热法制备Sb_2O_3/BiOBr复合光催化剂。在模拟可见光条件下研究了复合光催化材料对水产养殖废水中NH_4~+-N的去除效果。结果表明,当Sb_2O_3的掺杂量为3%,n(NaBr)∶n(CTAB)=1∶1,催化剂用量0.4 g/L时对NH_4~+-N的降解率最高,2 h内NH_4~+-N的降解率达到了89.1%。这与复合物表面羟基(—OH)的产生及其表面强内电场(110)晶面的暴露密切相关。     

氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究

利用Zn(NO_3)_2水解,六次甲基四胺为辅碱,通过一步水热法合成ZnO纳米线。自然光照射120 min,样品对难降解的甲基橙催化降解率为53.9%,在模拟太阳光(450 W汞灯)照射下,120 min后样品对亚甲基蓝和罗丹明的降解率分别可达76.7%和82.1%,且对较难降解的甲基橙的降解率为68.4%,可见该法合成的样品对有机物具有较好的光催化活性。样品经多次循环利用,其光催化活性变化不大,说明该法合成的样品有较稳定的光催化性能。而且,用一步水热法合成ZnO纳米线,具有设备简单、环境友好、高效等优点。     

硫化锌微米球的合成及其光催化性能

以硫代乙酰胺为硫源,采用传统的水热法和改进的均匀沉淀–水热法制备了Zn S微米球。对制备的样品进行了表征;以紫外灯为光源,染料罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝为目标降解物,考察了两种方法制备的Zn S微米球的光催化活性。结果表明:改进的均匀沉淀–水热法条件温和,制备的Zn S微米球形貌规则、尺寸均一。沉淀–水热法制备的样品具有较高的光催化活性,在紫外光照射170 min后对罗丹明B的降解率达到98%;光照130 min后对甲基橙的降解率达到95%;光照110 min后,对亚甲基蓝的降解率达到98%。其光催化性能明显优于传统水热法制备的Zn S微米球。     

复合材料TiO_2-Bi_2O_3的制备及光催化性能

采用均匀沉淀法,以硫酸钛为前躯体,制备TiO_2-Bi_2O_3复合粉体材料。以罗丹明B为目标降解物,研究了热处理温度、催化剂用量对该复合材料光催化性能的影响。光催化活性随焙烧温度升高而增大,550℃焙烧的样品光催化活性高。当催化剂用量为0.026g/10 m L时,20 mg/L的罗丹明B溶液在紫外光照射100 min后,降解率可达到90%。该复合物对罗丹明B溶液的光催化降解符合一级动力学方程。