多孔类石墨相氮化碳的制备及光催化性能研究

通过简单的氨水水热法制备得到了多孔g-C3N4光催化材料。利用 X 射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）研究了氨水对多孔g-C3N4结构的影响。并以亚甲基蓝为目标分解物考察了样品的可见光催化活性。研究结果表明：制备得到多孔g-C3N4具有由2D 纳米片和相互连通的孔道组成的多孔纳米结构。多孔g-C3N4的可见光催化活性得到了提升,原因在于相较于普通g-C3N4,多孔g-C3N4能够提供更多的光催化反应活性位点,并且具有更高的光生载流子分离及迁移效率。     

ZnO／Ag纳米复合材料光催化性能研究

通过XRD、TEM测试研究了自制ZnO／Ag纳米复合材料的结构和形貌，通过UV检测确定了以该纳米复合材料为光催化剂，在不同条件下对甲基橙的光催化降解率。结果表明：与空气煅烧相比，真空煅烧所得纳米复合材料的光催化降解效果更好，且光催化降解率随纳米复合材料用量增加而增大：甲基橙溶液的pH在5左右时，光催化降解率最高：H2O2浓度为0．9g／L时，光催化降解率可达100％。     

g-C3N4/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究

目的 获得在可见光下光催化活性较好,且可回收、可重复利用的光催化材料。方法 在钛基底上采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列（TiO2 NTAs）,将TiO2 NTAs在10%尿素溶液中浸渍不同时间后,在氮气保护下高温热分解,制备g-C3N4/TiO2 NTAs复合薄膜。采用XRD、SEM、TEM对复合薄膜进行物相及形貌的表征,在可见光照射下,通过亚甲基蓝溶液的催化降解实验来评估复合薄膜的光催化活性。结果 在10%尿素溶液中浸渍不同时间后所获得的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,其可见光催化活性均较纯TiO2 NTAs有所提高,而且随浸渍时间的增加,其可见光催化活性依次增加。浸渍时间为6 h的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,在可见光下的光催化活性最高,在120 min内对亚甲基蓝的降解率可达73%。继续增加浸渍时间,所获得的TiO2 NTAs样品的可见光催化活性有所降低。结论 g-C3N4与TiO2 NTAs复合,可以有效提高TiO2 NTAs的光催化活性,其原因是g-C3N4的复合提高了载流子的传递效率,同时也提高了对可见光的吸收。     

g-C3N4-Cd2SnO4复合材料的制备及其气敏性能

摘 要：采用水热-煅烧法制备了Cd2SnO4,并使用超声混合法制备一系列不同质量比例的g-C3N4-Cd2SnO4复合材料。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）等方法对g-C3N4-Cd2SnO4复合材料进行了表征,研究了不同比例的g-C3N4-Cd2SnO4复合材料的气敏性能。气敏性能研究结果表明：当g-C3N4的加入量为2.5 wt%（质量分数）时,g-C3N4-Cd2SnO4复合材料对于异丙醇气体的灵敏度最高,在170℃的最佳工作温度下,对100 μL/L的异丙醇气体的灵敏度可达117,与纯Cd2SnO4的灵敏度1.4相比提高了78倍,最低检测限为0.1 μL/L。     

纳米复合材料CdS/TiO2NTs的制备及光催化产氢活性

通过离子交换和沉淀反应制备纳米复合材料CdS/TiO2NTs.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、漫反射紫外-可见吸收光谱(DRUVAS)、荧光光谱(FES)、X射线荧光分析(XRF)等手段对该复合材料的结构进行表征.SEM结果表明:钛酸盐纳米管的形成经由TiO2颗粒-片状的钛酸盐-卷曲的钛酸盐纳米管的自组装过程.XRD、DRUVAS、FES和FES结果表明:平均粒度大约 8 nm 的六方相CdS均匀的负载于锐钛矿型TiO2纳米管表面,其吸收边扩展到可见区.与TiO2纳米管及TiO2粉末相比,CdS/TiO2NTs 纳米复合材料展示了较高的可见光催化分解水产氢活性.     

TiO2纳米复合薄膜制备及光催化性能研究

用浸渍提拉法在玻璃基片上制备TiO2纳米薄膜和TiO2／ZnFe2O4纳米复合薄膜，利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外．可见分光光度计等分析测试方法对制备薄膜的相结构及光吸收性能进行了分析和表征。结果表明，在500℃热处理下薄膜为锐钛矿型，粒度在20nm～30nm；复合后薄膜的光吸收边发生了红移，不同的复合方式影响亚甲基蓝染料的光催化降解效率。     

用偏钛酸作原料制备纳米TiO2粉末以及颗粒相结构与光催化性能关系的研究

米用常温氨水水解TiOSO4过程中加入自制的表面活性剂制备了超细纳米TiO2粉末,用XRD,TEM和比表面仪对不同煅烧温度下的纳米TiO2粉末结构、粒径大小和比表面等进行了表征,研究了纳米TiO2粉末对甲基橙的光催化降解能力。研究表明煅烧温度在400℃～800℃时得到的纳米TiO2粉末呈锐钛矿结构,粒径约为5．5nm～9．6nm,比表面积高达189．45m^2/g;在850℃煅烧后所得的纳米TiO2粉末为锐钛矿与金红石型混晶结构;在l100℃时得到的纳米TiO2粉末为金红石型纳米TiO2粉末,同时微粒出现团聚且粒径变大。光催化实验表明：纳米TiO2粉末的光催化活性与煅烧温度密切相关,850℃煅烧1．5h所制得的混晶结构纳米TiO2粉末表现出较高的光催化活性。与国产商品纳米锐钛矿型TiO2相比,其降解甲基橙的速率约为国产商品纳米TiO2的1倍。     

Fe^3＋／Ce^3＋掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的纯纳米TiO2和掺杂Fe^3＋和Ce^3＋的纳米TiO2。样品的X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征说明：在相同的制备条件下，掺杂可以减小粒子粒径，掺Fe^3＋和Ce^3＋可以抑制晶相转变。光催化降解NO2的结果表明，在相同的制备方法和掺杂量的条件下合成的光催化剂对亚硝酸盐的降解率由高到低的顺序为：掺铁TiO2〉掺铈TiO2〉TiO2。     

医用PVC表面TiO2-ZnO膜的制备及光催化抗菌性能研究

目的提高医用PVC表面的抗菌性能。方法采用sol-gel法制备ZnO溶胶,以P25(商品TiO_2)悬浮液为掺杂组分,制备了不同TiO_2质量分数(20%、40%、60%、80%)的TiO_2-ZnO复合悬浮液,通过提拉法将ZnO、TiO_2-ZnO、TiO_2悬浮液均匀地涂覆在医用PVC材料表面。采用XRD、SEM等技术考察了复合膜的结构和性能。采用平板菌落计数法测定了不同膜材料对大肠杆菌的光催化杀菌性能和抗细菌粘附性能。结果当TiO_2质量分数为20%时,TiO_2-ZnO薄膜的光催化活性高于ZnO;当TiO_2质量分数为40%、60%、80%时,样品的光催化活性相差不大且都低于ZnO。对ZnO膜和TiO_2-ZnO复合膜的细菌抗粘附性和光催化杀菌性的测试结果表明,ZnO膜和不同TiO_2质量分数的TiO_2-ZnO复合膜都具有一定的抗粘附性和光催化灭菌性。在抗粘附方面,TiO_2质量分数为20%的TiO_2-ZnO复合膜的性能最好,对大肠杆菌的粘附率仅为2.6%,优于ZnO膜和TiO_2膜。在光催化灭菌性方面,在波长为365 nm的紫外光照下,样品对大肠杆菌杀灭能力高低顺序为TiO_2≈20%TiO_2-ZnO80%TiO_2-ZnOZnO。结论涂覆ZnO溶胶和TiO_2悬浮液混合溶胶可以明显提高医用PVC表面的抗细菌粘附性能和光催化灭菌活性,而且当TiO_2质量分数为20%时,TiO_2-ZnO具备最好的抗菌性能。     

Au/TiO_2阵列材料的制备及其光催化性能研究

利用纳米自组装技术,结合溶胶凝胶工艺,制备了反蛋白石结构Au/TiO_2阵列材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等手段对考察了复合薄膜的结构和光催化性能。结果表明,Au/TiO_2阵列材料具有大比表面积特性和相互贯通的孔道结构,更有利于金纳米粒子的均匀分布和反应物质的传输,因此取得了优异的光催化性能。     

TiO2可见光光催化的研究进展

综述近年来有关以TiO2在可见光照射下对污染物进行光催化降解作用的研究进展，讨论了TiO2制备方法、制备过程和结构表征，阐述了TiO2在紫外光和可见光下的光催化机制，指出了TiO2研究进程中存在的主要问题、发展前景及今后的研究方向。     

壳聚糖改性石墨相氮化碳/环氧树脂复合涂层的制备及防腐性能研究

目的 为了保证水性环氧树脂(EP)涂层的绿色、环保及高效防腐性能。通过将二维纳米材料石墨相氮化碳(g-C3N4)与天然高分子壳聚糖(CS)功能化复合来制备一种新型绿色环氧树脂复合涂层体系,并研究不同g-C3N4@CS添加量对环氧树脂复合涂层耐蚀性的影响。方法 将尿素高温煅烧得到g-C3N4,加入壳聚糖悬浮液中进行改性处理,并掺杂进环氧树脂中进而得到新型环氧树脂复合体系(EP/g-C3N4@CS)。利用傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)及透射电子显微镜(TEM)对g-C3N4和g-C3N4@CS复合材料的结构及微观形貌进行表征。并通过电化学手段及长周期浸泡实验对涂层体系的防腐性能进行测试。结合涂层附着力测试判断涂层与基体之间的黏合程度。结果 g-C3N4@CS可以被成功复合到环氧树脂涂层中,且CS中丰富的含氧官能团显著提高了g-C3N4在环氧树脂中的分散性和界面相容性。涂层电化学耐蚀性测试结果表明,EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层体系在浸泡30 d后的涂层电阻(Rc)值最大,在浸泡30 d后仍能达到1.11×10⁷ Ω,EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层体系耐蚀性最高。此外,g-C3N4@CS可显著提升EP涂层的附着力,且EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层附着力最大。长期浸泡实验测试结果也表明,EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层体系具有最佳的耐蚀性,在浸泡30 d后表面膜层仍较为均匀平整。结论 EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层体系形成的均匀完整复合膜可以有效屏蔽腐蚀性离子的迁移进程,具有最佳耐蚀性能。     

提高二氧化钛可见光吸收的研究进展

随着社会工业化的发展,环境污染问题日益严重,控制与治理环境污染已经成为人类社会亟待解决的重大科学问题。在众多治理方法中,半导体光催化材料以其独特的性能成为一种理想的环境污染治理清洁材料,主要应用于降解有毒物质、光催化分解水和光电转化等方面。二氧化钛(TiO_2)作为一种应用广泛的宽带隙半导体光催化材料,因其催化活性高、化学稳定性好、对人体无毒害、成本低廉等优点,被认为是最重要的光催化剂之一。然而,TiO_2的禁带宽度较宽(3.2 e V),对光的利用率较低,只能吸收波长较短的紫外光,直接制约着TiO_2的应用。围绕如何拓宽TiO_2的光谱吸收范围,从化学和物理两个方面对近年来实现TiO_2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结。化学方面主要对表面光敏化、元素掺杂进行总结,物理方面主要对慢光效应、米氏散射效应及表面等离子体共振进行综述。此外,还在深入理解现有TiO_2可见光体系的光催化机理,发现更高效的体相掺杂剂和表面敏化剂,设计和控制掺杂剂和表面敏化剂存在形态,进一步提高TiO_2光催化效率等方面做了展望。     

N掺杂TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法，以Ti（OC4H9）4和氨水等为原料制备纯二氧化钛、N掺杂以及N，Zn^2＋共掺杂的二氧化钛光催化薄膜。用X射线衍射和X光电子能谱等对薄膜进行了表征，紫外光和可见光下催化剂降解甲基橙溶液的实验结果表明，掺杂TiO2薄膜比无掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显提高，并且可见光下对甲基橙溶液有一定的光催化活性，但Zn^2＋的存在对掺杂薄膜的光催化效率没有显著改善。分析原因可能是N掺杂在价带和导带之间形成了缺陷能级，减小了TiO2的禁带能隙，从而使TiO2的吸收带发生红移，实现可见光响应。     

Visible Light Photocatalysis of Ni-Deposited TiO_2 Nanotubes for Methyl Orange Degradation in Alkaline Medium

The photocatalysis of Ti O2nanotubes(Ti/TNT) and Ni-deposited Ti O2nanotubes(Ti/TNT–Ni) for methyl orange degradation was investigated.Methyl orange was selected as the model pollutant,and its photocatalytic degradation was determined in 1 mol/L KOH solution.Ti/TNT was produced by anodizing method,and the electrodeposition of nickel on TNT was performed galvanostatically.The characterization of electrodes was performed by scanning electron microscopy,energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction analysis.The electrochemical behavior of the electrodes was determined by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy.The irradiation was applied by visible light source(k = 635 nm) for 48 h.UV/vis spectroscopy was used for determination of the concentration of methyl orange.Furthermore,after 48-h irradiation,the solutions were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy.Results showed that the concentration of methyl orange decreased from 100 ppm(10-6) to 16 ppm,after48-h irradiation with the photocatalysis of Ti/TNT–Ni.     

天然沸石负载金属单质W改性TiO2膜的制备及光催化性能研究

以天然沸石作载体,在溶胶一凝胶法制备TiO2时直接掺入金属单质w进行改性,并在真空条件下锻烧制备沸石负载w/TiO2薄膜.在紫外光照射下降解甲基橙溶液,改性后的TiO2一阶反应速率常数k比未改性TiO2高,其光催化活性得到改善.     

银反点阵列/TiO_2材料的制备及光催化性能研究

采用胶体晶体模板技术和磁控溅射工艺,制备了银反点阵列修饰TiO_2薄膜。用扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪等手段对复合薄膜的结构和光催化性能进行了表征。结果表明,银反点阵列具有优良的导电性能,可有效抑制光生载流子的复合,增强载流子输运的效率,使TiO_2的光催化性大幅提升。