以Ti(OBu)_4为钛源、三聚氰胺为氮源通过溶胶-凝胶法制备高活性光催化剂TiO_2/g-C_3N_4（英文）

以Ti(OBu)_4为钛源、三聚氰胺为氮源,通过溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备了高活性可见光光催化剂TiO_2/g-C_3N_4。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis diffuse reflectance spectra)等手段对其进行了表征。结果表明:TiO_2镶嵌在石墨相的g-C_3N_4中,并与g-C_3N_4构成TiO_2/g-C_3N_4复合材料。由于TiO_2与g-C_3N_4的协同作用,扩大了TiO_2/g-C_3N_4的可见光吸收范围和强度,因而具有很好的可见光光催化性能。     

以WS_2/g-C_3N_4杂化复合物为共催化剂提高TiO_2光催化活性（英文）

采用液相剥离和溶剂热法制备TiO_2/WS_2/g-C_3N_4复合光催化剂。通过液相剥离的方法在乙醇体系中将块状WS_2和C_3N_4剥离得到相应的纳米片;利用热处理法使TiO_2纳米粒子原位生长并固定于WS_2/g-C_3N_4纳米片上。采用光催化降解甲基橙(MO)来评价TiO_2/WS_2/g-C_3N_4的光催化活性。结果表明,TiO_2/WS_2/g-C_3N_4复合光催化剂的光催化活性远高于纯态TiO_2,g-C_3N_4及TiO_2/g-C_3N_4复合物,这主要归因于WS_2/g-C_3N_4杂化复合物与TiO_2纳米粒子之间的协同作用,有效促进了复合光催化剂中光生电子/空穴对的分离,提高了光子的利用率。活性自由基的捕获实验表明,·O_2~-对MO的降解起着决定性的作用,这说明·O_2~-是光催化反应过程中主要的活性自由基。     

石墨相g-C_3N_4的制备及其可见光活性的影响因素

利用二氰二胺与尿素的复合粉末作为前驱体,通过简单的高温烧结法制备石墨相g-C_3N_4光催化剂。采用XRD、FESEM、TEM、BET、XPS和DRS等分析手段对g-C_3N_4的微观结构进行表征,并考察尿素加入量、催化剂浓度、染料初始浓度、溶液pH值以及光源等对光催化降解甲基橙的影响。结果表明:复合粉末前驱体所制备的g-C_3N_4具有典型的多孔结构,相比于纯二氰二胺或纯尿素所制备的产物具有更高的比表面积。随着尿素含量增加,g-C_3N_4产物的禁带宽度逐渐增大,而其表面的C和N摩尔比则从0.70降至0.60。可见光光催化降解甲基橙的实验结果显示随着尿素含量的增加,g-C_3N_4的光催化活性也随之增强,表明g-C_3N_4的表面化学组成及其氧化还原能力对可见光光催化活性起主要作用,而比表面积起次要作用。     

太阳能电池光阳极的制备和光电性能研究

采用旋涂法制备TiO_2基底并摻入不同含量g-C_3N_4制备了g-C_3N_4/TiO_2复合光阳极,研究了不同g-C_3N_4掺杂量的复合光阳极对电池光电性能的影响。结果表明,g-C_3N_4/TiO_2复合光阳极相对于TiO_2光阳极更有利于量子点附着,并提高电池的光电转换效率;随着覆盖尿素含量的增加,g-C_3N_4会更多的沉积在TiO_2薄膜表面,电池的开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率均呈现先增加而后减小的趋势,在尿素添加量为15 g时取得最大值(V_(oc)=0.604 V,J_(sc)=16.97 mA/cm~2,FF=0.419,IPCE=4.15%)。     

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。     

以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源通过溶胶-凝胶法制备高活性光催化剂TiO2/g-C3N4

以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源,通过溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备了高活性可见光光催化剂TiO2/g-C3N4。利用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis diffuse reflectance spectra ）等手段对其进行了表征。结果表明：TiO2镶嵌在石墨相的g-C3N4中,并与g-C3N4构成TiO2/g-C3N4复合材料。由于TiO2与g-C3N4的协同作用,扩大了TiO2/g-C3N4的可见光吸收范围和强度,因而其具有很好的可见光光催化性能。     

g-C_3N_4/BiPO_4光催化剂合成及光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和Na_3PO_4·12H_2O为原料通过水热法合成了Bi PO_4,用g-C_3N_4分子对其表面修饰,利用超声杂化提高磷酸铋的光催化效率和稳定性。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电镜、透射电镜和比表面积及孔隙度分析仪等对其进行了表征,并在光催化反应装置中模拟可见光条件,对合成的g-C_3N_4/Bi PO_4光催化剂以亚甲基蓝为目标降解物时的催化活性进行了系统的研究。结果表明:在掺杂g-C_3N_4之后,可见光条件下Bi PO_4的光催化活性得到较大程度提升。当g-C_3N_4掺杂量为Bi PO_4的7%时,该复合光催化剂在可见光下的光催化活性最高。     

柠檬酸络合sol-gel法原位合成rGO-La~(3+)/TiO_2及其光催化性能

首先采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后用柠檬酸络合溶胶-凝胶法原位合成GO-La~(3+)/TiO_2,再经硼氪化钠还原得到石墨烯-La~(3+)/TiO_2(rG0-La~(3+)/TiO_2)复合材料;利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)对其进行表征分析。研究了GO加入量对复合材料光催化效率的影响及复合光催化剂投入量对甲基橙降解率的影响。结果表明:柠檬酸络合法可以有效改善纳米La~(3+)/TiO_2在rGO表面的分散情况;rG0-La~(3+)/TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显高于La~(3+)/TiO_2,GO加入量对复合材料光催化性能影响很大;降解甲基橙时,复合光催化剂最佳投入量为0.10g。     

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。     

Mn-N共掺杂TiO_(2)/ZSM-5复合材料及光催化降解含氰废水EI北大核心CSCD

为了高效降解含氰废水并探究其降解行为,采用溶胶凝胶法制备了Mn-N共掺杂TiO_(2)/ZSM-5复合材料光催化剂,采用低温N_(2)吸附-脱附技术、SEM、XRD、UV-Vis等分析手段对其进行表征。以高压汞灯为光源,探讨了焙烧温度和TiO_(2)/ZSM-5质量比对复合材料的物性参数和光催化活性的影响。结果表明:在400℃焙烧且TiO_(2)/ZSM-5质量比为78.65%时,复合材料具有最佳的光催化活性。复合材料添加量为2.5g/L、溶液初始pH值为9.5时,经过3 h暗吸附和2.5 h光催化后,氰化物、铜和锌的去除率分别为98.15%、92.17%和100%。复合材料具有较高的稳定性,再生4次后,其对氰化物的去除率为96.02%。氰和锌的暗吸附过程符合伪二级吸附动力学,氰的光催化降解过程符合Langmuir-Hinshelwood模型。     

二维BiOBr/g-C3N4光催化材料的构建及性能研究

高效、稳定光催化材料的开发是光催化技术应用的关键，以尿素、硝酸铋和溴化钾等为原料，通过一步水热法制备了BiOBr/g-C₃N₄(Bix/CN)光催化剂，结合紫外-可见吸收光谱结果计算出BiOBr和g-C₃N₄的导带位置在0.52和-1.1 eV，价带位置在3.38和1.55 eV处，光电催化及荧光测试中Bix/CN表现出较高的光电流和较低的电荷转移电阻，说明复合可有效降低光催化材料中电子-空穴的复合率，其中Bi3/CN在可见光辐射10 min下，对水溶液中罗丹明B的总去除率可达到81.35%，循环使用5次后对RhB的总去除率仅下降了6%。复合材料光催化效率的提高主要依赖于2种二维单体的有效耦合，光电催化和自由基捕获试验结果表明，g-C₃N₄导带上活性物种·O₂^-的有效生成是复合材料光催化性能提高的本质原因。     

ZrO_2／TiO_2复合光催化膜的微弧氧化法制备及表征

采用微弧氧化方法和原位生成的Zr（OH）_4胶体颗粒,在纯钛基体上制备ZrO_2／TiO_2复合光催化膜。采用SEM、EDX、XRD、UV-VisDRS等分析手段,对膜层进行分析表征。结果表明：复合膜显示出层状和多孔的结构,由锐钛矿、金红石和ZrO_2组成;相对于纯TiO_2膜,复合膜层的光吸收截止边缘产生红移;ZnO_2／TiO_2复合膜层和纯TiO_2膜层在紫外光照射下,对罗丹明B的光催化速率常数分别为0．0442和0．0186h~（-1）。     

AgI/BiPO4异质结的原位制备及光催化性能

采用水热合成法制备了磷酸铋(BiPO4),通过沉淀法成功将AgI负载于BiPO4表面制备了AgI/BiPO4异质结。采用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对AgI/BiPO4异质结结构和组成进行了表征;用表面光电压谱(SPS)对异质结光催化剂的光生电荷分离特性进行了研究;考察了AgI/BiPO4异质结光催化剂对模拟污染物罗丹明B的催化降解性能。结果表明,当AgI/BiPO4摩尔比为1.2%时,异质结光催化剂的光生电子-空穴分离速率最高,对罗丹明B的光催化降解性能最好。光催化过程中主要活性自由基为超氧自由基.O2^-,h⁺空穴和.OH自由基是起次要作用的活性自由基。     

Enhanced photocatalytic degradation of methylene blue by ZnO-reduced graphene oxide composite synthesized via microwave-assisted reaction

A quick and facile microwave-assisted reaction is used to synthesize ZnO-reduced graphene oxide (RGO) hybrid composites by reducing graphite oxide dispersion with zinc nitrate using a microwave synthesis system. Their photocatalytic performance in degradation of methylene blue is investigated and the results show that the RGO plays an important role in the enhancement of photocatalytic performance and the ZnO-RGO composite with 1.1 wt. % RGO achieves a maximum degradation efficiency of 88% in a neutral solution under UV light irradiation for 260 min as compared with pure ZnO (68%) due to the increased light absorption, the reduced charge recombination with the introduction of RGO.     

能量过滤磁控溅射技术制备Cu2O/TiO2复合薄膜及其光催化性能

目的制备具备良好光催化性能的Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜。方法利用直流磁控溅射技术(DMS)和能量过滤直流磁控溅射技术(EFMS)在玻璃基底上制备Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、椭偏仪和光催化测试系统表征和分析了薄膜的表面形貌、结构、透射率和光催化性能。结果 DMS技术和EFMS技术制备的Ti O_2和Cu_2O薄膜都有良好的结晶特性,其中Ti O_2为单一的锐钛矿结构。相对于DMS技术制备的Cu_2O薄膜,EFMS样品中的Cu_2O薄膜的衍射峰较弱,而且衍射峰的宽度变宽,衍射曲线比较平滑。薄膜表面较平整,颗粒均匀,较细小,边界明显。DMS和EFMS两种技术制备的薄膜的平均晶粒直径分别为15.4 nm和10.8 nm。透射光谱测试结果表明,EFMS技术制备的复合薄膜平均透射率较大,在350～800 nm范围内,平均透射率为0.388,DMS薄膜的值为0.343。对罗丹明B(Rh B)的光催化降解结果表明,EFMS技术制备的薄膜的降解速率为-0.00411,大于DMS技术制备的薄膜的降解速率-0.00334。结论 EFMS技术制备的Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜对罗丹明B具有较大的光催化降解速率。     

Ag-P改性g-C3N4的可见光催化活性研究

以三聚氰胺、磷酸氢二铵和硝酸银为原料，采用热聚合法合成了Ag-P改性的复合可见光催化剂Ag-P/g-C3N4，采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)等对Ag-P/g-C3N4催化剂进行了表征与分析。通过Ag-P/g-C3N4存在下亚甲基蓝(MB)的可见光降解实验，系统研究了该类催化剂的可见光催化活性。结果表明，Ag-P复合改性没有明显改变g-C3N4的晶型结构，但是显著抑制了光生电子和空穴的复合，提高了其可见光催化降解活性。经过120 min可见光照射后，Ag(2%)-P/g-C3N4的速率常数达到0.00816 min^-1，是原始g-C3N4的2.1倍，是P/g-C3N4的1.7倍。同时，探索了Ag-P/g-C3N4的可见光催化降解反应机制和循环使用稳定性。     

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.     

纳米Cu_2O/Ag/TiO_2三层复合薄膜的结构及性能

通过磁控溅射方法制备了一种新颖的纳米Cu2O/Ag/Ti O2三层复合薄膜。用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光谱仪(Uv-vis)和荧光光谱仪(FLO)对薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能及Ag金属中间层的存在对复合薄膜的影响进行了分析。此外,对薄膜光催化性能的研究表明,插入Ag层的纳米Cu2O/Ag/Ti O2三层复合薄膜显示出远高于Cu2O/Ti O2双层复合薄膜的可见光催化活性。催化性能的提高归因于Ag金属中间层的存在,提高了三层复合薄膜的可见光吸收强度,增加了表面积,促进了激发电子的转移及光生电子和空穴的分离。