AgCl/BiOCl 片组装纳米花球的合成及光催化性能研究

以硝酸铋(Bi(NO_3)_3·5H_2O)、硝酸银(AgNO_3)、氯化钾(KCl)为原料,通过无模板、无加热、无表面活性剂的绿色化学方法制备了BiOCl片组装纳米花球,并在它的基础上采用浸渍法负载AgCl实现了对它的改性。以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)为光催化反应降解模型,进行了光催化活性测试,考察了不同浸渍次数的AgCl对BiOCl光催化剂反应活性和稳定性的影响。用XRD、SEM、EDS、UV-Vis吸收光谱等手段对其结构、形貌、光谱吸收性能等进行了表征。研究表明,AgCl改性的BiOCl复合光催化剂的光催化性能明显优于纯BiOCl,当浸渍2遍时,光催化降解RhB活性最佳,当浸渍5遍时,光催化降解MO活性最佳。     

Tb掺杂BiOCl光催化剂的制备及其光催化性能研究

以五水合硝酸铋、氯化钾、六水合硝酸铽、乙二醇为原料,采用溶剂热法成功制备Tb掺杂氯氧化铋(BiOCl)光催化剂。利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外光谱仪对样品进行了表征,同时研究了Tb掺杂量对Tb/BiOCl光催化性能的影响,探讨了其可能的光催化机理。结果表明:掺杂Tb可以使BiOCl禁带宽度收窄,同时将光响应区域部分扩展为可见光区;掺杂Tb可以有效地捕捉被激发的电子,从而使降电子和空穴复合的几率减小,Tb掺杂量为1%(摩尔分数)的Tb/BiOCl光催化剂表现出最佳的光催化性能,可见光照射120min后对甲基橙降解率达到了75%,光催化循环实验进行5次后,光催化剂的稳定性仍较高。     

球状纳米BiOCl光催化剂的合成和光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O和KCl为原料,乙二醇为溶剂,通过溶剂热法合成了BiOCl系列材料,同时对BiOCl进行了XRD和SEM表征,表征结果表明经溶剂热法合成的BiOCl产品纯净,形貌为1.5~4.0μm的球状结构。实验表明,BiOCl的最佳合成条件为:合成时间10h,合成温度160℃,该条件下得到的BiOCl对罗丹明B的降解率在15min时达到97.38%。     

BiOCl/ZnO复合光催化剂的制备及其光催化性能

以Zn(NO3)2·6H2O,NaOH和KCl以及一定量的Bi(NO3)3·5H2O为起始原料,采用水热法制备不同比例的BiOCl/ZnO复合光催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等测试手段对BiOCl/ZnO进...     

水热合成Bi2WO6/ZnO异质结型光催化剂及其光催化性能

在不同温度下(120～220℃),利用水热法制备了含1wt%、2wt%、4wt%和8wt%Bi2WO6的异质结型Bi2WO6/ZnO复合光催化剂,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射(UV-Vis)吸收光谱及光致发光光谱(PL)等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征,并以紫外光(365nm)为光源,酸性橙II为降解对象,进行光催化活性测试,考察了不同Bi2WO6复合量及不同水热温度对ZnO光催化剂反应活性的影响.研究表明,异质结型Bi2WO6/ZnO复合光催化剂的光催化活性明显优于纯ZnO和Bi2WO6.当复合4wt%Bi2WO6水热处理温度为150℃时,所制备的复合光催化剂的光催化活性最佳,为纯ZnO的2.6倍.活性提高的主要原因是形成的Bi2WO6/ZnO异质结能显著降低光生电子和空穴对的复合几率,并改善了异质结型Bi2WO6/ZnO复合光催化剂的表面性能.     

g-C3N4/BiOCl复合光催化剂作为2D/2D异质结用于光催化降解染料性能研究

为扩大BiOCl的太阳光吸收范围,获得更高效的光催化剂,本文通过水热法制备了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)/BiOCl (2D/2D)复合光催化剂并对其进行详细表征。结构与形貌表征结果显示BiOCl纳米片沉积在层状g-C₃N₄表面,形成了2D/2D面-面复合结构;光电化学性质分析表明形成的异质结构能有效扩展光吸收频率范围,促进光生载流子分离和迁移,从而有利于光催化性能的提高。以500 W氙灯模拟太阳光源,光催化降解罗丹明B(RhB)的结果表明g-C₃N₄/BiOCl异质结的光催化降解活性远高于单纯的g-C₃N₄和BiOCl。其中9wt%g-C₃N₄/BiOCl表现出了最优越的光催化活性,在180 min内对RhB的降解率为94%,其表观速率常数K_app值为g-C₃N₄和BiOCl的5.7和3.6倍。同时对g-C₃N₄/BiOCl异质结的光催化机制展开研究,结合复合催化剂电子结构和自由基捕获实验提出了在染料敏化作用下RhB的光催化降解机制。      

GO改性ZnO/CeO2复合纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

以改进Hummers法制得的氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成GO改性氧化锌(ZnO)/二氧化铈(CeO_2)(ZnO/CeO_2)复合纳米光催化剂,并对产物的结构、组成及其形貌进行了表征,并以刚果红(CR)为目标降解污染物,考察了不同配合比的产物在紫外光照射下的光催化性能。研究结果表明:在CeO_2与ZnO摩尔配合比为1∶50,GO用量为0.8g,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的用量为1.0g/L,pH=10,反应120min条件下,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂对100mL(50mg/L)CR的降解率高达94.12%。与相同条件下ZnO/CeO_2复合纳米材料相比,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的光催化性能得到了明显提高。     

BiOCl/CQDs复合催化剂的制备及光催化性能研究

以葡萄糖为碳源,水热法合成水溶性碳量子点(CQDs),通过超声辅助水解法将其与氯氧化铋(BiOCl)复合,制备BiOCl/CQDs复合光催化剂。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对BiOCl/CQDs的结构与性能进行了表征。并以罗丹明B为降解底物,考察不同碳点含量的复合光催化剂的光催化性能。结果表明,和纯相氯氧化铋相比,复合光催化剂的降解率有所提高。碳点浓度为1.5mg/mL,降解时间为40min时,罗丹明B的降解率可达到93%。     

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%。     

玫瑰花型氧化锌的软溶液合成及其发光特性

以硝酸锌和HMT为原料、乙二醇为分散剂、三乙醇胺为表面活性剂合成球形氧化锌晶粒,然后将其引入0.02mol·L-1的HMT溶液里,95℃的条件下进行长达3天的表面修饰,成功地制备出具有独特结构的玫瑰花形氧化锌晶粒。XRD、SEM以及荧光分光光度计的分析结果表明:经修饰获得的玫瑰花型氧化锌呈典型的纤锌矿结构,其直径是球形的近三倍(从600nm增长到1700nm),晶粒质量更为完善,且具有优秀的光致发光性能,仅在388nm处显示尖锐的紫外峰。此外,基于两类晶粒的形貌结构特征及反应过程,对其形成机理进行了初步推断。     

ZnO/In2O3纳米异质结的合成及其光催化性能的研究

通过热水解法成功制备出了形貌均一的ZnO/In₂O₃异质结光催化材料, 采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌及结构进行表征。结果表明: ZnO/In₂O₃异质结是由直径约200~300 nm、厚度约40~60 nm的六边形纳米片镶嵌着In₂O₃纳米小颗粒组成。对比纯ZnO、纯In₂O₃和该光催化材料对罗丹明B(RhB)的可见光降解效率, 发现ZnO/In₂O₃异质结光催化材料对RhB具有较高的光催化效率, 其原因是窄带系半导体In₂O₃能够有效地吸收可见光, 当ZnO与In₂O₃ 形成异质结时, In₂O₃能带上被可见光激发的电子会迁移到ZnO的导带上, 而光激发的空穴仍保留在In₂O₃价带, 这样有助于光生电子和空穴的分离, 降低其复合几率, 从而有效地提高了ZnO的光催化效率。     

掺铁纳米氧化锌的制备及其光催化性能

采用共沉淀法制备了纯纳米ZnO和掺铁纳米ZnO,并用X射线衍射光谱进行了表征。用紫外灯作为光源,甲基橙溶液为光催化反应模型降解物,研究了ZnO及掺铁ZnO的光催化性能,并考察了前驱体焙烧温度、铁掺杂量、底物浓度、光照时间以及pH对降解率的影响。结果表明,掺杂铁离子提高了ZnO的光催化活性,400℃热处理的掺杂铁0.5%(质量比)的ZnO的光催化性能最好;当甲基橙初始浓度为5mg/L,光照时间3h,掺杂铁0.5%(质量比)的ZnO粉末对甲基橙的降解率达到84%;掺铁纳米ZnO在弱酸性条件下的催化效果比碱性条件下更好。     

不同结构形貌BiVO4的水热制备及可见光催化性能

采用水热法,无需添加剂,通过调控反应液pH值和反应温度制备了不同结构和形貌的BiVO4可见光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(DRS)和低温氮吸附等手段对样品进行表征,结果显示:水热温度与反应液pH值对晶体结构有很大影响,180℃水热温度和酸性条件有利于单斜相的生成.反应液pH值对形貌也有很大影响,不同条件下得到了片状、立方状、棒状等不同形貌的BiVO4.同时以亚甲基蓝为降解对象,考察了所制备BiVO4的可见光催化活性.其中,pH值为2,反应液中制备的片状单斜相BiVO4具有最高的光催化活性(4 h达92.0%).此外,还考察了光催化剂用量、亚甲基蓝浓度和电子受体的存在对光催化过程的影响,结果表明:当催化剂用量为1.0 g/L,亚甲基蓝浓度为10 mg/L,KBrO3为电子受体时光催化效果最佳.     

碱沉淀法制备Ce掺杂ZnO及其光催化性能

采用硝酸锌和硝酸铈为原料,三乙醇胺为沉淀剂,通过碱沉淀法制备了一系列Ce掺杂ZnO光催化剂。借助SEM,XRD,UV-vis等表征手段对催化剂的结构进行表征。以亚甲基蓝溶液脱色反应为模型,考察了不同Ce掺杂量ZnO光催化剂的光催化性能,结果表明,Ce掺杂ZnO的光催化性能高于未掺杂ZnO,且Ce掺杂量为2%时,ZnO光催化性能最好。最后简要讨论了Ce掺杂对ZnO光催化性能的作用机理。     

表面活性剂、pH对ZnO光致发光及光催化性能的影响

采用水热法制备了不同表面活性剂、不同pH值的ZnO。讨论了不同表面活性剂与pH值对ZnO光致发光及光催化性能的影响,同时研究了光催化时间对ZnO光催化性能的影响。结果表明：在反应温度180℃、pH=14下生成的ZnO（SDS）的平均粒径最小,为052um,光致发光性能较好,对次甲基蓝的催化降解作用最好,135min后降解率达到100％。     

两步水热法制备BiOCl-RGO纳米复合材料及其光催化性能

用两步水热法合成了BiOCl-RGO复合材料。先在乙二醇和去离子水的混合溶液中合成直径约为400 nm、由纳米片构成的微球状单一BiOCl样品,在此基础上引入RGO载体制备出BiOCl-RGO纳米复合材料。使用Raman光谱、XRD、XPS等手段表征样品的物相构成,用SEM和TEM观测其微观形貌,通过降解甲基橙评定样品的光催化性能。结果表明,水热温度显著影响复合材料的光催化性能,在140℃制备的BiOCl和石墨烯结合的样品具有最高的光催化性能。