ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的制备及光催化性能研究

首先通过水热法制备ZnFe_2O_4纳米粒子,然后包覆ZnO,最后沉积贵金属Ag,成功制备了ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结。利用X-射线衍射仪(XRD)、振动磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)、N_2吸附-脱附仪分别表征了ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的晶型、比饱和磁化强度、形貌和孔结构,并研究了其对RhB模拟废液的脱色效果。结果表明,ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的比饱和磁化强度为40.0emu·g~(-1),为介孔结构,孔径为17nm,BET比表面积高达97.541 4m~2·g~(-1)。光催化RhB模拟废液脱色实验表明,可见光下照射初始浓度为20 mg·L~(-1)的RhB模拟废液90min,ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结对RhB的脱色率达到95%。ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结是一种性能优异的光催化剂。     

ZnFe_2O_4和TiO_2纳米复合薄膜光电催化性能的研究

采用溶胶凝胶法,在导电玻璃上制备了纳米ZnFe2O4和TiO2的复合薄膜,利用X射线衍射仪及扫描电镜对其进行了表征,通过复合薄膜对甲基橙的降解试验研究了其光电催化性能及催化机理。并将复合薄膜、ZnFe2O4薄膜和TiO2薄膜在不同电压下的光电催化效果进行了对比,结果表明:复合薄膜的光电催化降解效率有了明显提高,三层复合薄膜ZnFe2O4+TiO2+ZnFe2O4的光催化效果最好,在外加偏压0.2-6V范围内随电压增大不同薄膜对甲基橙的降解率均呈现波动性增长。     

PY154-TiO_2复合光催化剂的制备及其光催化性能

以工业有机颜料C.I.颜料黄154(PY154)为敏化剂,采用溶剂热法制备了不同PY154含量的TiO2光催化剂(PY154-TiO2),并对其进行了表征。以可见光下对罗丹明B(RhB)的降解率为模型,考察了PY154-TiO2的光催化性能。结果表明,TiO2与PY154复合后,光响应范围由紫外区拓展到可见光区,其光催化活性明显高于TiO2。最后对催化剂的稳定性进行了研究,重复使用5次后其活性没有明显降低,说明PY154-TiO2具有较好的稳定性。     

纳米异质结复合半导体光催化剂的研究进展

光催化剂分解水制氢因能解决未来能源危机和环境污染问题而成为研究热点。目前该技术的研究方向主要着重于纳米异质结复合半导体光催化剂,本文简单概述了纳米异质结复合半导体光催化剂的研究进展。     

Fe_3O_4-TiO_2复合材料的制备及光催化降解四环素的研究

将共沉淀法与溶胶-凝胶法相结合,制备Fe_3O_4-TiO_2复合材料,通过XRD、XPS、BET、TEM等测试技术对Fe_3O_4-TiO_2进行表征分析,以四环素为目标污染物,在Fe_3O_4含量、反应投加量以及反应初始pH等条件下,研究了Fe_3O_4-TiO_2光催化降解四环素的效果。结果表明,光催化降解60 mL浓度20 mg/L的四环素废水,Fe_3O_4-TiO_2的最优配比为m(Fe_3O_4)∶m(TiO_2)=2.5%,2.5%Fe_3O_4-TiO_2的最优投加量为60 mg,最优pH约为7,60 min降解四环素废水可达90%以上。     

纳米ZnFe_2O_4光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热共沉淀法制备了纳米铁酸锌催化剂,考察了反应时间、催化剂用量、初始浓度、起始pH及酸根阴离子种类和温度等对光催化降解活性艳红X-3B的影响。结果表明,在高压汞灯照射下,45℃,光催化剂纳米ZnFe_2O_4用量6 g/L,pH=2,降解100 m L浓度30 mg/L活性艳红X-3B溶液60 min,其降解率可以达到80.11%。     

纳米ZnFe_2O_4光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热共沉淀法制备了纳米铁酸锌催化剂,考察了反应时间、催化剂用量、初始浓度、起始pH及酸根阴离子种类和温度等对光催化降解活性艳红X-3B的影响。结果表明,在高压汞灯照射下,45℃,光催化剂纳米ZnFe_2O_4用量6 g/L,pH=2,降解100 m L浓度30 mg/L活性艳红X-3B溶液60 min,其降解率可以达到80.11%。     

g-C3N4同型异质结复合光催化剂的制备及性能研究

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)由于其合适的带隙和较高的物理化学稳定性等,被认为是一种有应用前景的光催化材料。然而,纯相g-C_3N_4的光催化性能和应用受到光生电子空穴易复合和比表面积相对较低等原因的限制。本文使用两种合适的前驱体(三聚硫氰酸与硫脲)共聚合有望优化高温煅烧过程中的缩聚过程,抑制团聚的发生,提高比表面积,同时形成的同型异质结能有效抑制光生载流子的再复合。在可见光照射下,形成的g-C_3N_4同型异质结复合光催化剂的活性明显高于单一的g-C_3N_4样品。显著增强的光催化活性主要归因于比表面积增大、活性位点增多和光生载流子再复合的有效抑制。     

Fe_2O_3/BiVO_4复合光催化剂的制备及光催化性能

采用水热法合成Bi VO4前驱体,并用原位水热沉积法将Fe2O3纳米颗粒沉积在Bi VO4表面上,对其进行修饰。同时,利用X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱对所制备的复合催化剂进行表征,并在500 W氙灯照射下对其进行亚甲基蓝降解测试。结果表明,Bi VO4经Fe2O3修饰后的光催化活性明显优于纯Bi VO4,对亚甲基蓝的光降解率较纯相Bi VO4提高了约76%。     

有序TiO_2纳米管阵列光催化性能研究进展

高度有序TiO₂纳米管阵列由于具有结构的有序性及尺寸的可控性,已成为近年来光催化材料领域的研究热点之一。本文针对有序TiO₂纳米管阵列特殊的结构形貌特点,阐述了管壁粗糙度、管长、管壁厚度、管径及表面积对其光催化性能的影响。在不同的催化剂载体（透明玻璃基底、无基底、钛丝网基底、非平面钛片基底）生长TiO₂纳米管阵列是有效地提高其光催化性能的途径之一,介绍了这些新型结构的TiO₂纳米管阵列的研究进展。最后总结了现阶段主要掺杂改性TiO₂纳米管阵列的方法及掺杂效果。在此基础上,指出了当前研究中存在的主要问题,并展望今后的研究方向。     

Au@TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能

利用一种简单易行、可控的方法制备了均匀的Au@TiO₂纳米管阵列。首先在室温下通过阳极氧化的方法形成TiO₂纳米管,再在氧化后的TiO₂纳米管上用磁控溅射沉积不同厚度的Au膜,最后将沉积Au膜后的TiO₂纳米管在空气中450℃退火2h。热处理过程导致了Au向TiO₂纳米管的扩散,在纳米管表面形成了Au“岛”包裹的Au@TiO₂纳米管。对制备的Au@TiO₂纳米管的微观结构利用了扫描电子显微镜、能谱、X射线衍射和透射电子显微镜进行表征。并且用光电流、紫外可见光光漫反射光谱、荧光光谱和降解亚甲基蓝溶液的方法分析测量了Au@TiO₂纳米管的光电性能及光催化性能。结果表明：当可见光照射含Au@TiO₂纳米管催化剂的亚甲基蓝水溶液时,其光催化性能远远高于纯TiO₂纳米管,这是由于Au颗粒表面等离子体共振效应（LSPR）增加了电子-空穴对的分离并且延缓了其重组所致。     

Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂对Cu-EDTA复合污染的高效光催化协同处理

以钛酸丁酯、硝酸铋及钨酸钠为前体,采用溶胶凝胶法及溶剂热法制备Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂,运用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及光电流等方法表征复合材料的结构。考察了Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂对Cu(Ⅰ)-EDTA络合水体复合污染的处理性能以及光反应后复合催化剂的新用途,并对其协同处理机制进行探讨。结果表明:相较于单一Cu(Ⅱ)及EDTA,该复合光催化剂在可见光下表现出对Cu(Ⅱ)-EDTA络合水体更高的处理效率。当Bi_2WO_6含量为5%时,复合光催化剂表现出最高的光催化活性。沉积过Cu及Cu O的Bi_2WO_6-TiO_2光催化剂对有机污染物的光降解效率有着显著提升。     

PMoA/CS/P25纳米复合光催化剂的制备及光催化降解盐酸四环素

通过水热和浸渍相结合的方法将壳聚糖(CS)、P25、磷钼酸(PMoA)三者结合起来,制备了PMoA/CS/P25纳米复合光催化剂,研究其对不同浓度盐酸四环素的降解效果,考察了不同PMoA负载量对其光催化效果的影响。结果表明,当PMoA的负载量为0.08 g,盐酸四环素的浓度为20 mg/L时的光催化效果最好。     

异质结光催化剂Bi_2O_4/BiOBr的制备及其可见光降解苯酚的性能研究

首先以二水合铋酸钠为原料,采用水热法制备了Bi_2O_4微米棒,然后通过化学蚀刻法在Bi_2O_4表面原位沉积Bi OBr,制备了异质结光催化剂Bi_2O_4/Bi OBr。采用XRD、FESEM、TEM和UV-vis DRS等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行了表征,并对其可见光降解苯酚溶液的性能进行了评估。结果表明,与纯Bi_2O_4和BiOBr相比较,异质结光催化剂Bi_2O_4/Bi OBr展现了更加提升的可见光降解活性,这归因于Bi_2O_4与Bi OBr之间异质结的形成促进了光生电荷的分离。捕获实验结果表明在可见光降解苯酚过程中主要的活性氧化物质是光生空穴(h+)和超氧自由基(·O2-),且h+占主要地位。     

Co-BiVO_4异质结光催化剂的制备及其性能

采用一步水热法合成具有高效光催化活性的Co-BiVO_4纳米复合材料。该材料通过Co氧化物包覆在钒酸铋表面构成p-n型异质结结构。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)等对所制备的纳米光催化剂进行形貌、结构、组成及光电性能表征分析。发现Co是以氧化物的形式负载在BiVO_4的表面,并且复合材料的可见光吸收带发生了红移。利用亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,以可见光作为光源考察不同材料的光催化性能。结果表明,Co-BiVO_4复合光催化剂的催化活性明显高于纯BiVO_4。当Bi和Co的复合比为2∶1时,Co-BiVO_4的光催化活性最高,与纯BiVO_4相比光催化反应速率提高了4倍。本研究完善了铋系异质结和过渡金属提高光催化活性的相关机理。     

异质结型KBiO_3/BiOCl光催化剂制备及其可见光光催化性能

铋酸钾具有良好的光催化性能,但稳定性差,通过原位转化法在铋酸钾表面生成氯氧化铋构成KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂并将其用于降解结晶紫。实验结果表明,BiOCl能有效改善铋酸钾稳定性并提高其光催化性能,构成的KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂可在可见光照下90 min内实现结晶紫完全降解,活性优于KBiO_3或BiOCl。KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂可见光性能提高归因于异质结结构对吸收光区的拓宽和对电子-空穴复合率的抑制,以及原位生长的BiOCl比表面积的增大。     

微米棒状Bi_2O_4光催化剂的制备及其可见光降解盐酸四环素的研究

以二水合铋酸钠为原料,采用水热法成功合成了橘红色的微米棒状Bi_2O_4,通过XRD、FETEM和UV-Vis DRS等测试技术对其物相、微观形貌和光吸收性能进行了表征,并考察了其在可见光下降解盐酸四环素溶液的性能。结果表明,通过该方法合成的微米棒状Bi_2O_4结晶度较高、带隙宽度约为2.0 eV,酸性条件下对四环素具有优异的可见光降解活性,当催化剂用量为50 mg,溶液pH值为2时,光照20 min微米棒状Bi_2O_4几乎完全降解20 mg/L的四环素;捕获实验结果表明,光降解过程中主要活性物种是超氧自由基。     

微米棒状Bi_2O_4光催化剂的制备及其可见光降解盐酸四环素的研究

以二水合铋酸钠为原料,采用水热法成功合成了橘红色的微米棒状Bi_2O_4,通过XRD、FETEM和UV-Vis DRS等测试技术对其物相、微观形貌和光吸收性能进行了表征,并考察了其在可见光下降解盐酸四环素溶液的性能。结果表明,通过该方法合成的微米棒状Bi_2O_4结晶度较高、带隙宽度约为2.0 eV,酸性条件下对四环素具有优异的可见光降解活性,当催化剂用量为50 mg,溶液pH值为2时,光照20 min微米棒状Bi_2O_4几乎完全降解20 mg/L的四环素;捕获实验结果表明,光降解过程中主要活性物种是超氧自由基。     

g-C_3N_4/TiO_2异质结光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛的前驱体,三聚氰胺为氮源,分别以溶胶凝胶及物理混合法制备g-C_3N_4/TiO_2复合纳米光催化材料,采用X射线衍射、傅里叶红外光谱、紫外-可见漫反射对催化材料的物相结构、官能团、光吸收性能等进行表征。结果表明,g-C_3N_4与TiO_2物理混合比例为0.1时制得的g-C_3N_4/TiO_2活性较高,经8 h光照,可使次甲基蓝脱色率达到62.62%。     

磁性Ag_3PO_4/ZnFe_2O_4复合材料的制备及光催化性能的研究

通过简易水热法结合沉积法成功制备磁性Ag_3PO_4/ZnFe_2O_4光催化复合材料。采用X射线衍射(XRD)、UV-Vis DRS对制备样品进行表征。以四环素作为目标降解物,考察磁性Ag_3PO_4/ZnFe_2O_4在可见光照射下降解四环素的性能。Ag_3PO_4含量为3%的Ag_3PO_4/ZnFe_2O_4对四环素降解的效果最好,光照120 min后,四环素的降解率达86%。