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。     

光生电子调控改性C3N4及其光催化降解性能研究

对氮化碳(C₃N₄)进行氮掺杂碳纳米管(N-Ct)修饰,形成的氮掺杂碳纳米管/氮化碳(N-Ct/C₃N₄)复合材料的光催化活性明显提高。在可见光条件下,复合材料对罗丹明B(RhB)有较好的降解效果,其中5%N-Ct/C₃N₄(理论N-Ct质量分数为5%)在2 h内对RhB的降解率可达99.0%,相应的TOC去除率为59.0%,降解性能最为卓越且显著高于普通C₃N₄材料。利用X射线衍射、光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱等多元表征手段对复合材料进行理化性质表征和理论计算,结果表明,经N-Ct修饰后,复合材料的禁带宽度变窄,其对可见光的吸收能力有所增强;N-Ct还可利用自身极强的导电特性迅速转移C₃N₄激发产生的光生电子,有利于提高光生电子和空穴的分离效率,提升复合材料的可见光催化活性。N-Ct/C₃N₄复合材料显示出其作为高效光催...     

管状TiO_2/层状ZnFe_2O_4复合材料的制备及其可见光催化性能

采用溶剂热-共沉淀两步法制备了管状TiO_2/层状ZnFe_2O_4复合材料,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其晶体结构、微观形貌和磁性能等进行表征,并以罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)为目标降解物测试了样品的光催化性能。结果表明:TiO_2为介孔中空管状结构,ZnFe_2O_4为疏松的叠层状结构,管状TiO_2紧密地嵌入ZnFe_2O_4结构中,形成良好的载流子输运界面。相比于TiO_2,TiO_2/ZnFe_2O_4复合材料具有更大的比表面积,且光响应范围拓宽至可见光区。可见光照射210min后,复合材料对RhB和MB的降解率分别为50%和45%,显著优于纯TiO_2的降解率(10%和13%);模拟太阳光照210 min后,复合材料对RhB和MB的降解率均超过95%。此外,TiO_2/ZnFe_2O_4复合材料具有稳定的光催化活性,重复使用3次后,仍保持90%以上的降解效率。     

COF/CdS复合材料的制备及其可见光催化性能研究

为开发可见光响应型共价有机框架(COF)材料,以COF材料为基底构筑异质结催化剂,达到高效利用太阳能进行催化降解有机染物。首先以三醛基间苯三酚和2,5-二氨基-1,4-苯二硫酚为构筑单体,制备一种巯基功能化COF(HS-COF)作为基底材料,并利用巯基锚定Cd²⁺,然后以硫脲为硫源,通过原位生长法,实现在基底HS-COF表面原位生长CdS纳米颗粒,并利用透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、X-射线衍射以及X-射线光电子能谱对所制备的复合材料(COF/CdS)表面的微观形貌进行表征。实验以罗丹明B(RhB)为模型污染物,在可见光照射条件下考察COF/CdS复合材料的光催化降解性能。结果表明,CdS纳米颗粒成功固载在基底COF材料表面,其对RhB降解率高达92.5%,反应速率常数为0.014 5 min^-1,与单相COF材料、CdS纳米颗粒及物理混合COF/CdS相比,其表现出更强的可见光催化性能,这表明COF/CdS具有优异的光催化活性。此外,该异质结催化剂具有良好的稳定性,经5次循环使用后对RhB降解率仍在75%以上。     

MOF-808/MIL-101(Fe)的制备及其光催化性能

利用溶剂热法制备复合型MOF-808/MIL-101(Fe)光催化剂。使用罗丹明B(RhB)作为目标污染物，通过调节不同MOF-808的负载量探究MOF-808/MIL-101(Fe)复合材料光催化性能与负载量之间关系。结果表明，在MOF-808质量分数为7%时，在可见光下其对RhB的光催化降解率可达95%以上，再生循环5个周期，光催化剂的去除率仍然维持90%以上，良好的循环稳定性源于复合材料的构建能有效地抑制电子和空穴的复合。通过XRD、FT-IR、UV-vis和TGA等一系列表征手段对复合物的物相组成、热稳定性、光生电荷分离率和光学性质等进行分析，复合材料的构建相较于单一类型的光催化剂有效地提高了光生电子的分离效率，在降解有机染料RhB方面表现出优异的性能。通过自由基捕获实验研究催化过程中可能存在的活性物种，实验表明超氧自由基和空穴是主要的活性物种，基于以上实验和表征提出了可能的光催化机理。     

可见光驱动溴化银/溴氧化铋复合纳米 材料制备及活性评价*

室温沉淀法合成溴氧化铋（BiOBr）纳米片,然后通过离子交换法制备溴化银/溴氧化铋（AgBr/BiOBr）复合纳米材料,采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）及紫外可见分光光度计（UV-Vis）对其进行表征,并进行了光催化降解实验。以节能、绿色的LED灯为可见光光源,AgBr/BiOBr复合材料光催化降解罗丹明B（RhB）和甲基橙（MO）的效率均高于BiOBr。AgBr/BiOBr降解RhB的活性强于MO。在AgBr/BiOBr光催化系统中,超氧自由基和空穴是主要的活性物种。不同pH条件下,AgBr/BiOBr对RhB均表现出理想的光催化降解效果,酸性条件下降解效率最佳;碱性环境下AgBr/BiOBr光催化降解MO的活性最高。经过循环利用,AgBr/BiOBr可见光催化活性呈现出一定程度的降低,归因于降解过程中产生了金属银。     

复合可见光催化剂Ag/TiO_2的制备及优化应用

复合可见光催化剂具有高效的可见光催化活性、化学性能稳定、应用价值高等优点,在污水处理和光催化杀菌方面都有很广泛的应用。本课题研究了Ag复合TiO_2可见光催化剂的制备及其催化降解甲基橙的活性和对大肠杆菌的杀菌性能的研究。结果表明:在可见光照射条件下(λ400 nm)复合材料对甲基橙的降解效率在120 min可达到96%,对大肠杆菌的杀菌效率60 min可达到99.75%,具有很高的应用价值。     

纳米银修饰介孔二氧化钛及其可见光下光催化抗菌性能的研究

以P123为模板制备介孔二氧化钛(m-TiO_2),借助光还原法制备m-TiO_2-Ag复合材料。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等对m-TiO_2-Ag复合材料进行表征。以甲基橙(MO)和罗丹明B(RhB)为脱色降解模型,测定质量分数不同的载Ag样品在可见光下光催化性能。利用生长曲线和抑菌环检测其抗菌性能。结果表明,纳米银掺杂可以显著提高介孔二氧化钛(m-TiO_2)在可见光下催化降解染料的性能,并对测试菌展现出良好的抗菌性。     

Cu@rGO纳米复合材料的制备及催化性能

采用一步还原法制备Cu@rGO纳米复合材料,通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对Cu@rGO纳米复合材料的结构和形貌等进行了表征,并采用紫外-可见吸收光谱法(UV-Vis),以有机染料罗丹明B(RhB)为模拟污染物考察了其在NaBH4作用下的催化降解性能。结果表明,原料配比rGO:Cu=1:3时,制备的Cu@rGO复合材料中纳米铜呈类球型颗粒,具有极小的纳米尺寸(2.10nm)且粒径分布窄,染料降解实验表明rGO:Cu=1:3的Cu@rGO纳米复合材料对RhB催化降解效果显著,且经过6次循环使用后,其催化活性没有明显变化。     

FePc-TiO_2/CS复合材料制备及光催化降解染料废水

二氧化钛(TiO_2)具有化学稳定性好和光催化活性高等优点,广泛应用于光催化降解反应中,但其对可见光利用率较低。利用酞菁铁(FePc)在可见光区具有强吸收的特点提升TiO_2在可见光下的光催化性能。采用冷冻干燥法制备酞菁铁-二氧化钛/壳聚糖(FePc-TiO_2/CS)复合材料,并对其表面形貌、晶型结构以及热失重行为进行表征,同时将其作为光降解催化剂进行酸性橙7溶液的降解。结果表明,采用冷冻干燥法制备的FePc-TiO_2/CS复合材料具有多孔结构,在100~200℃温度范围内,FePc分解导致复合材料的热失重曲线有明显的失重峰。FePc-TiO_2/CS复合材料具有较高的光催化降解率,在30 min内对酸性橙7溶液的降解率达到90%以上。复合材料同时具有较好的稳定性,在重复使用3次后,对酸性橙7仍然保持较高的光催化活性。     

SDBS辅助合成Y2O3/Ag3VO4光催化剂及其催化可见光降解罗丹明B

以V2O5, AgNO3和Y(NO3)3×6H2O为原料、十二烷基苯磺酸钠为辅助剂,采用直接沉淀法和浸渍法制备单斜晶相Ag3VO4和Y2O3/Ag3VO4复合催化剂,表征了产物的结构和形貌,并分析了其形成机理;在可见光下研究了其催化可见光降解罗丹明B(RhB)的性能. 结果表明,所得Y2O3/Ag3VO4复合催化剂吸收边相对纯相Ag3VO4发生红移,禁带宽度减小至1.83 eV,电子-空穴对复合几率降低,对RhB有较好的可见光催化活性和稳定性,可见光照射15 min后,0.08 g 3% Y2O3/Ag3VO4催化200 mL 8 mg/L RhB溶液的降解率达94.2%.     

Ag改性PVA/SrTiO3/TiO2光催化材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法和化学沉淀法成功合成具有高光催化性能的可回收聚乙烯醇/钛酸锶/二氧化钛/银(PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag)复合材料。所合成样品通过XRD、SEM、TEM、EDX、XPS、UV-Vis DRS、荧光分光光度计和EPR进行表征。结构表征结果显示其具有均匀的、分层的多孔网络结构。UV-Vis DRS测试结果表明由于Ag原子的掺杂,复合材料在紫外-可见光区域具有强烈的光吸收能力,并且产生表面等离子共振效应。荧光分光光度计测试结果证实该复合材料有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。对样品进行光催化活性测试,结果证明,在紫外光下PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag复合材料对亚甲基蓝(MB)的降解具有优异的光催化性能,且光催化性能与初始MB浓度和pH密切相关。重复性研究表明,该复合材料在3个循环后,仍保持初始光催化降解活性的近90%,展现出极好的稳定性和重复使用性。     

g-C3N4/Bi2MoO6复合光催化剂的制备及性能研究

结合热缩聚法和水热法制备了g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附曲线、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光致发光光谱（PL）等分析测试技术对材料的结构和性能进行了表征,研究了材料光催化降解罗丹明B（RhB）的效果。结果表明,与纯Bi₂MoO₆相比,g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料提高了对可见光的吸收能力,减小了带隙宽度,在可见光激发下提高了降解RhB的光催化活性。其中,5% g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料对RhB的降解率最高,在可见光照射180 min对RhB的降解率为93%;而同样条件下Bi₂MoO₆对RhB的降解率为58%。重复性实验表明,复合材料在RhB光降解过程中是稳定的,具有较好的应用潜力。     

g-C_3N_4/LiNbWO_6光催化材料的构建及其催化性能的研究

采用一步焙烧的方法制备了新型纳米管复合材料g-C_3N_4/LiNbWO_6。采用粉末X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis-DRS)对制备的g-C_3N_4/LiNbWO_6及其前驱体进行了表征。以罗丹明B(RhB)为降解物,对纳米复合材料在可见光照射下的光催化氧化性能进行了评价。结果表明,与LiNbWO_6相比,纳米复合材料的吸收波长明显向可见光区移动,在可见光下具有更高的光降解活性。     

花状氧化铈复合聚苯乙烯的可见光催化降解机理研究

采用一步水热法成功制备了PS/CeO_2复合材料,该复合材料具有优异的可见光催化降解活性,最佳复合比例为0.5%PS/CeO_2。此外,PS的加入有助于提高复合材料的循环催化降解能力,3次循环后性能衰减率从30.2%(CeO_2)降低到1.49%(0.5%PS/CeO_2)。同时,对PS/CeO_2的可见光催化降解有机物的机理进行探究,结果表明,·OH和h~+在光催化降解有机物的过程中起着至关重要的作用,而·O_2~-对反应速率的影响则较小。     

不同制备方法对TiO2/ZSM-5复合材料光催化性能的影响

分别采用浸渍法、水热合成法、均匀沉淀法和溶胶-凝胶法合成了TiO2/ZSM-5复合材料,并采用XRD、SEM、EDS、FT-IR、UV-Vis和PL等表征手段对所制备的材料进行物相、形貌、结构和光学性能分析.室温下,以100 mL质量浓度为10 mg/L的罗丹明B(RhB)溶液为目标污染物,考察了不同材料对目标污染物的光催化降解率,并对光催化过程中主要活性物质进行分析.结果表明:浸渍法合成的复合材料光催化性能最好,降解率可达99.8％.不同活性组分中,超氧自由基(·O-2)对RhB降解的影响最大.     

新型可见光响应TiO_2/CNOs催化剂的制备及研究

本文采用溶胶凝胶法制备了一种适用于可见光条件下的TiO_2/CNOs光催化剂。采用XRD、SEM、N_2吸脱附实验、FT-IR等多种表征手段对其形貌、结构及组成进行分析。通过对难生物降解的罗丹明B(RhB)作为模拟污染物进行降解来评价TiO_2/CNOs材料的光催化性能。研究结果表明:TiO_2/CNOs纳米复合材料在可见光下有较好的光催化活性,突破了宽带隙半导体氧化物只能吸收紫外光和光生电子空穴对易复合的难题,提高光催化材料的量子效率,为研制新型高效稳定的可见光催化材料开辟一条新途径。     

ZnO/氧化石墨烯复合材料的制备及其可见光催化性能

以均匀沉淀法制备纳米ZnO,并将其负载在氧化石墨烯(GO)上制得了ZnO/GO复合材料。XRD、TEM、UV、PL等证实在GO表面分散着颗粒均匀的ZnO纳米颗粒,GO与ZnO纳米颗粒之间存在电子转移效应,抑制ZnO中光生电子空穴对的复合,提高了ZnO的可见光催化性能;考察了复合材料在模拟太阳光条件下降解亚甲基蓝的光催化性能,当GO添加量为10%时,模拟太阳光照射90 min后,对亚甲基蓝的降解率达到97.2%,经过10次循环使用后降解率没有明显降低,复合材料的可见光催化活性明显优于纯的纳米ZnO,同时ZnO/GO复合材料对部分工业染料也有很好的降解活性。     

ZnO/氧化石墨烯复合材料的制备及其可见光催化性能?

以均匀沉淀法制备纳米ZnO,并将其负载在氧化石墨烯(GO)上制得了ZnO/GO复合材料。XRD、TEM、UV、PL等证实在GO表面分散着颗粒均匀的ZnO纳米颗粒,GO与ZnO纳米颗粒之间存在电子转移效应,抑制ZnO中光生电子空穴对的复合,提高了ZnO的可见光催化性能;考察了复合材料在模拟太阳光条件下降解亚甲基蓝的光催化性能,当GO添加量为10%时,模拟太阳光照射90 min后,对亚甲基蓝的降解率达到97.2%,经过10次循环使用后降解率没有明显降低,复合材料的可见光催化活性明显优于纯的纳米ZnO,同时ZnO/GO复合材料对部分工业染料也有很好的降解活性。     

BiOBr基超声燃料电池构建与污染物去除研究

在超声波催化条件下,构建以TiO_2/BiOBr和MoS_2为电极的超声催化燃料电池系统,对废水中的污染物罗丹明B(RhB)进行降解。该体系以复合材料TiO_2/BiOBr作为阳极,MoS_2为阴极,通过控制变量法改变二者催化剂比例、有无曝气条件、光照条件、底物浓度、电阻大小等单一变量研究对RhB的降解性能,对比不同催化剂负载量的降解效果,确定了MoS_2和TiO_2/Bi OBr的负载量最佳比例。研究结果表明,在曝气、自然光条件下,m(TiO_2/BiOBr)∶m(MoS_2)为1∶5时,超声波辐照120 min后降解率最高达到99.7%。此外,可通过协同半导体材料的催化与压电性能来提高污染物的降解效率。