CdS/Nb2O5异质结材料的制备、表征及光催化降解环丙沙星研究

采用水热法制备了CdS/Nb₂O₅纳米复合材料,利用X-射线衍射光谱(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对制备的材料进行表征。通过可见光下降解环丙沙星评价材料的光催化活性。结果表明,制备的CdS/Nb₂O₅纳米复合材料由CdS纳米颗粒分散于Nb₂O₅纳米笼表面,二者形成紧密的Ⅱ型异质结;CdS的引入增强了Nb₂O₅的可见光吸收性能,同时提高了光生载流子的分离效率;当CdS的含量为15%时,CdS/Nb₂O₅可在60 min实现环丙沙星的高效降解,其反应速率常数是CdS的7.5倍,Nb₂O₅的20倍,空穴是该降解反应的主要活性物种,研究结果为抗生素废水的高效治理提供了一条新思路。     

BiOBr/COF复合材料的制备及其光催化应用研究

以COF为基体负载BiOBr纳米颗粒,采用水热法制备BiOBr/COF复合材料,利用XRD、SEM和PL等手段对其进行表征,考察了BiOBr与COF质量比、反应温度、反应时间等因素对RhB降解率的影响。结果表明,BiOBr呈现绒毛球状且均匀分布在片状COF表面。光催化降解Rh B结果表明,在m(COF)∶m(BiOBr)为64∶100、水热温度为140℃、水热时间为10 h时,BiOBr/COF复合材料光催化活性最佳,RhB降解率达到98. 91%。光催化剂重复使用4次,降解率仍达到80. 12%。降解研究机理表明,·O2-是降解Rh B的主要活性物质。     

Z型异质结In2O3/CdS的合成及光降解抗生素研究

为了拓展对可见光的吸收范围、抑制光生载流子的复合,并增强催化剂的光催化性能,通过将CdS原位生长于In_2O_3表面的方法制备出In_2O_3/CdS催化剂。结果表明:在可见光照射60 min后,In_2O_(3/)CdS异质结对盐酸强力霉素的去除效率达84.0%,远高于In_2O_3和CdS单体的降解效率,降解过程符合一级动力学。In_2O_3/CdS对盐酸强力霉素的降解速率常数为0.028 min~(-1),分别为In_2O_3和CdS单体的13.7倍和1.5倍。自由基捕获实验表明:·O_2~-和·OH是主要的活性基团,光催化性能的提高主要得益于Z型异质结的形成,有效加速了光生电子和空穴的转移和分离效率。     

Bi2S3/BaTiO3复合光催化剂的制备及其光催化性能的研究

由于BaTiO₃(BTO)面临着太阳能利用率低、光生载流子快速重组和稳定性差的问题,严重限制其在可见光下降解有机污染物。以BaTiO₃为基体采用简单的水热法在其周围制备了不同物质的量比的Bi₂S₃/BTO p-n异质结,以改善BaTiO₃的光催化性能。分别采用XRD、SEM、EDS、TEM、XPS、PL、UV-Vis DR、EIS、瞬态光电流响应等表征手段对样品的结构、形貌、表面价态以及光电性能进行分析。以RhB为模拟污染物,测试了复合材料的光催化活性和稳定性。结果表明,与单组分催化剂相比,Bi₂S₃/BTO复合材料的催化性能得到了显著提升。在可见光下照射150 min后,对RhB的降解率高达98.7%;经5个循环,降解率仍为86%。通过对光催化剂的机理研究表明羟基自由基、超氧自由基、光生空穴均在光催化反应中起作用,并提出了一种可能的p-n异质结光催化机理。     

CoO/CdS纳米复合材料的制备及其光催化降解亚甲基蓝的研究

采用物理气相沉积法制备CoO/CdS纳米复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(E DS)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对其形貌、结构和光吸收性质进行表征,并以亚甲基蓝溶液的光催化降解为探针反应,在可见光下考察CoO/CdS纳米复合材料的光催化性能.结果表明,CoO/CdS纳米复合材料的光催化活性显著高于CdS纳米颗粒,100 min后亚甲基蓝降解率达到92.4％.     

水热法合成二氧化钛/钛酸锶异质结构

文章主要开展二氧化钛/钛酸盐异质结构的合成及光催化性能研究,即以二氧化钛纳米颗粒作Ti源和模板,利用水热法在其表面原位形成钛酸盐颗粒以得到二氧化钛/钛酸盐异质结构。通过X-射线衍射、扫描电镜等手段对所制备的异质结的物性进行表征,并对其光催化性能进行测试。     

CeO_2-CdS/埃洛石纳米管的制备及可见光催化性能

采用微波辐射法制备埃洛石纳米管(HNTs)负载CeO_2-CdS复合材料CeO_2-CdS/HNTs。用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、Fourier变换红外光谱等对CeO_2-CdS/HNTs样品结构和形貌进行表征,考察了可见光下降解亚甲基蓝的光催化活性,讨论了CeO_2/CdS摩尔比对光催化剂活性的影响。结果表明:纳米颗粒CeO_2、CdS以紧密结合的形式牢固的负载在HNTs表面,二者具有协同催化作用。当CeO_2/CdS摩尔比为3:7时,80 min内亚甲基蓝的降解率可达95%。     

Bi_2S_3/BiOI复合材料的制备及可见光光催化性能

采用超声辅助水解法制得BiOI,并采用阴离子交换法,以硫代乙酰胺为硫源,在BiOI表面原位生长Bi2S3,获得Bi2S3/BiOI复合光催化材料。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Bi2S3/BiOI复合光催化材料的结构及表面形貌进行了表征,并研究了Bi2S3/BiOI复合材料在可见光条件下对甲基橙溶液的降解性能。     

新型CdS/CNTs光催化材料的制备及性能研究

以硝酸镉和硫代乙酰胺为原料,在经浓硝酸处理过的碳纳米管(CNTs)表面原位生成硫化镉(CdS)纳米颗粒,制备了CdS/CNTs光催化剂。在可见光条件下比较了CdS/CNTs样品与简单混合的CdS-CNTs样品以及纯的CdS样品的光催化性能,讨论了CNTs对CdS光催化性能的增强机理。结果表明,CdS/CNTs样品对甲基橙的光催化降解性能与简单混合的CdS-CNTs样品以及纯的CdS样品相比有显著增强,说明CNTs在CdS/CNTs样品中起到了分离电子-空穴对的作用。     

Hg掺杂CdS的制备及可见光降解有毒有机污染物

采用镉硫共沉淀方法制备了Hg掺杂CdS(HgxCd1-xS)光催化剂,运用X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对所制备的催化剂进行了表征;利用可见光催化降解罗丹明B(Rhodi-amine B,RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)为探针反应,对HgxCd1-xS可见光催化活性进行了研究,通过跟踪RhB降解过程中吸收光谱的变化和总有机碳(TOC),评价了HgxCd1-xS对有机物的氧化降解及深度矿化能力.结果表明:HgxCd1-xS催化剂为立方晶型,Hg的最佳掺杂量为5%,其禁带宽度约为2.15 eV,对RhB和2,4-DCP均有较好的降解效果,实验条件下30 min RhB褪色率为100%,RhB的30 h矿化率为45.5%,2,4-DCP的16 h降解率达55%.HgxCd1-xS可见光光催化降解RhB具有较高的稳定性,Hg的掺杂能有效降低CdS光腐蚀问题.通过ESR跟踪测定光催化反应过程中产生的自由基,表明降解过程涉及·OH机理.     

rGO/CdS@HAP复合微球的光催化活性增强机理

为提升CdS基复合材料的光催化活性和稳定性,运用水热法在CdS@HAP(羟基磷灰石)微球表面包覆rGO(还原氧化石墨烯)并制备rGO/CdS@HAP光催化材料,利用XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)、UV-vis(紫外-可见吸收光谱)等手段分析材料的晶体结构和理化性质,结合MB(亚甲基蓝)的光催化降解实验探讨rGO/CdS@HAP的光催化活性增强机理。结果表明：rGO/CdS@HAP具有中空微球结构,直径4—5μm, rGO以薄纱状均匀包裹在CdS@HAP表面;rGO/CdS@HAP具有优异的可见光吸收能力,在可见光辐射120 min后对MB的去除率高达94%,在光催化循环实验中表现出优异的光催化活性和稳定性。机理分析证实,由CdS和HAP构建的Ⅰ型异质结带隙较窄,有助于提升复合材料对可见光的吸收和利用,rGO在CdS@HAP表面的包覆提升载流子分离效率的同时为光生空穴提供高速的传输路径,有效抑制CdS的光腐蚀,从而实现rGO/CdS@HAP光催化活性和稳定性的显著增强。     

全固态Z-Scheme光催化剂MoS2/RGO/Fe2O3的构筑及性能

开发利用太阳能解决日益严重的环境危机迫在眉睫,为了提高对太阳光的利用率和光催化剂的性能,采用原位生长并结合表面静电吸附的方法制备三元复合材料,先利用水热合成MoS₂/RGO二元异质结复合材料,再根据材料等电点调变溶液pH值制造MoS₂与Fe₂O₃表面电荷同性、而与RGO表面电荷异性,进而构筑MoS₂/RGO/Fe₂O₃全固态Z-Scheme光催化剂。通过扫描电镜和透射电子显微镜观察发现,MoS₂纳米花球和Fe₂O₃纳米颗粒均匀分布在二维片层结构的电子介体RGO表面,MoS₂和Fe₂O₃分别与RGO形成稳定的异质结构,充分证明此种方式构建复杂三元复合材料的可行性。RGO基全固态Z-Scheme光催化剂在模拟太阳光照射下具有优异的光催化还原降解性能,以无机重金属Cr（VI）溶液作为降解指示剂,60min内全固...     

g-C_3N_4/ZnO复合材料的制备、表征及可见光催化性能

以一步法原位合成了g-C_3N_4/ZnO异质结复合材料,评价其在可见光下降解亚甲基蓝(MB)的光催化活性,并探讨了g-C_3N_4/ZnO的光催化机制。运用XRD、FTIR、SEM和UV-Vis DRS对所合成的复合材料进行表征。结果表明,经复合后g-C_3N_4和ZnO紧密结合,构建了异质结,提高了光生电子空穴的分离效率,并且在可见光区表现出较强的光响应性;当g-C_3N_4的质量分数为19%时,复合材料g-C_3N_4/ZnO降解MB的反应速率常数为0.020 6 min-1,是纯g-C_3N_4的3.8倍。催化剂重复使用5次,仍保持较高的光催化活性。     

Z型Ag2CO3/BiOCl异质结光催化剂的制备及其可见光催化机理分析

通过溶剂热法制备BiOCl纳米片,共沉淀法制备Ag2 CO3和复合催化剂Ag2 CO3/BiOCl,研究各材料可见光催化降解罗丹明B的效果,确定Ag2 CO3与BiOCl的最佳配比,并通过表征分析复合材料的结构和异质结光催化降解机理.结果表明,当Ag2 CO3与BiOCl的质量比为50％时,Ag2 CO3/BiOCl异...     

g-C3N4/ZnO复合材料的制备、表征及可见光催化性能

以一步法原位合成了g-C3N4/ZnO异质结复合材料,评价其在可见光下降解亚甲基蓝（MB）的光催化活性,并探讨了g-C3N4/ZnO的光催化机制。运用XRD、FT-IR、SEM和UV-Vis DRS对所合成的复合材料进行表征。结果表明,经复合后g-C3N4和ZnO紧密结合,构建了异质结,提高了光生电子-空穴的分离效率,并且在可见光区表现出较强的光响应性;当g-C3N4的质量分数为19%时,复合材料降解MB的反应速率常数为0.0206min-1,是纯g-C3N4的3.8倍。催化剂重复使用5次,仍保持较高的催化活性。     

片状BiVO4/BiOI复合材料的制备及其光催化降解罗丹明B性能研究

采用水热-沉淀法制备一系列不同比例的BiVO_4/BiOI复合材料。通过XRD、SEM等手段,该片状复合材料由单斜相的BiVO_4和四方相的BiOI组成。研究BiVO_4、BiOI和BiVO_4/BiOI复合材料对可见光(λ400 nm)下催化罗丹明B (RhB)降解性能。结果表明,BiVO_4/BiOI复合材料的光催化性能相对于单一的BiVO_4和BiOI催化剂有了明显提升,0. 10-BiVO_4/BiOI可见光照射60 min,其催化降解RhB效率可达97%,经过四次循环使用,其仍然保持良好的催化活性与结构稳定性。     

新型氯化改性BiOBr/TiO2的可见光催化活性

本文利用溶胶凝胶法制备了溴氧铋/二氧化钛复合光催化材料。以甲基橙为目标污染物,研究了溴氧铋含量对复合材料的可见光催化特性的影响,随后通过表面氯化改性,进一步提升了光催化能力。最后利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、EPR等方法对催化材料进行表征,分析其光激发原理。结果表明,新型复合材料具有较好的可见光响应,对有机物的降解能力优于溴氧铋和二氧化钛单体,这是由于二者形成了半导体异质结,光生电子传递降低了载流子复合率,羟基自由基生成量增加,而表面氯化引入了新的氯自由基,进一步提高反应活性。     

复合纳米棒状Ag3PO4/ZnO材料的光催化性能

以一维棒状ZnO为载体,采用原位生长法制备纳米棒状Ag_3PO_4/ZnO复合材料。通过XRD、SEM、TEM、XPS和UV-Vis-DRS等测试对纳米棒状Ag_3PO_4/ZnO复合材料进行了表征,并评价了样品在可见光下的光催化性能。结果显示,ZnO几乎无可见光活性,通过水热法制备的ZnO形貌发生了改变,为比表面积的增加做出了贡献,为Ag_3PO_4提供了更多的负载可能。在可见光照射下,纯ZnO和Ag_3PO_4对苯酚的降解率分别为20%和38%,复合材料Ag_3PO_4/ZnO对苯酚的降解率为91.24%,光催化降解性能明显高于纯ZnO和Ag_3PO_4。最后,光催化稳定性的研究证明,Ag_3PO_4/ZnO复合材料形成了有效的异质结结构,抑制了电子-空穴的复合,提高了Ag_3PO_4/ZnO复合材料的稳定性。     

BiOBr-TiO_2的醇热法合成及光催化活性的研究

采用简单的醇热法制备了BiOBr-TiO_2系列纳米复合材料,研究其对染料罗丹明B(Rh B)和无色小分子水杨酸(SA)的光催化特性。结果表明,在可见光照射下(λ≥420 nm),该系列光催化剂对有机污染物均具有良好的光催化降解性能,随材料制备体系中异丙醇钛加入量的增加,催化剂的吸附性能和光催化性能都有较大改变。其材料制备体系中钛铋摩尔比为1∶1时,制备的催化剂BiOBr-TiO_2-1.0在吸附平衡时可吸附40%的RhB,加光后10 min,即可使溶液中的Rh B完全褪色,表现出优良的吸附和光催化性能。采用光谱分析跟踪测定光催化反应过程中氧化物种的变化,表明催化过程主要涉及超氧自由基(O_2·^-)的氧化,同时空穴也直接参与底物的氧化过程。     

非贵金属助催化剂Ni3C修饰Zr-MOF/g-C3N4异质结加速电荷转移改善光催化析氢性能

负载助催化剂被广泛认为是提高光催化效率的有效方法。本文设计合成了非贵金属Ni₃C纳米颗粒修饰的Zr-MOF/g-C₃N₄异质结,并将其用于光催化析氢反应。结果表明,Ni₃C助催化剂不仅改善了复合材料中光生载流子的电荷分离和转移能力,而且降低了催化剂表面析氢过电位,可以大大提高Zr-MOF/g-C₃N₄的光催化析氢活性。在优化Ni₃C负载量后,Zr-MOF/g-C₃N₄/Ni₃C(4.8%)复合材料在可见光下的析氢速率可达3.405mmol·h^-1·g^-1,是Zr-MOF/g-C₃N₄析氢速率的7.2倍。