Fe~(3+)-CdS/TiO_2复合半导体光催化剂的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,用TEM、EDS、XRD、UV-vis等技术对其形貌、结构和光吸收特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了光源、煅烧温度、煅烧时间、掺杂Fe3+和CdS对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂和CdS半导体复合相结合的技术,可以使TiO2对光的响应拓展到整个紫外-可见光区;当n(Fe3+)∶n(CdS)∶n(TiO2)=0.005∶1∶1、煅烧温度为300℃、煅烧时间为1 h、光源为太阳光时,Fe3+-CdS/TiO2的光催化活性最高,在1 h内可以使亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达98.62%。     

Bi_2WO_6光催化剂的研究进展

Bi2WO6是一种非常有潜力的光催化剂。通过掺杂、负载改性,可提高电荷分离效率和延伸光激发的能级范围,能有效吸收太阳光,可作为光解水和降解有机污染物的催化剂。对Bi2WO6的晶体结构和能带结构进行了分析,综述了其制备方法、形貌尺寸、修饰改性以及光催化性能,最后分析了Bi2WO6的催化原理并对今后的研究方向进行了展望。     

Bi_2WO_6/WO_3/C异质结型复合光催化剂的制备及其性能

H_2WO_4经乙二胺插层和高温碳化后,水热条件下与Bi_2WO_6复合,制备了Bi_2WO_6/WO_3/C异质结光催化剂。采用X射线粉末衍射仪、紫外-可见漫反射光谱、扫描电子显微镜对样品进行表征。以罗丹明B为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。结果表明:Bi_2WO_6/WO_3/C异质结光催化剂性能明显优于纯Bi_2WO_6和WO_3/C。异质结的存在,抑制了光生电子与空穴的复合;此外,光催化剂低的导带电势,也有利于光催化活性的提高。     

我国Bi_2WO_6基光催化剂制备技术现状

Bi_2WO_6基光催化剂处理水体中污染物,是当下环境研究领域的热点之一。Bi_2WO_6基光催化剂在大气净化、有机废水的处理、杀菌以及重金属离子处理等方面有能发挥很大的作用。主要对我国钨酸铋基光催化剂制备技术及现状进行介绍。     

Bi_2WO_6光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用水热法制备Bi_2WO_6,探究pH值对Bi_2WO_6光催化性能的影响。利用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等对Bi_2WO_6光催化剂的结构及形貌进行了表征,并研究了Bi_2WO_6光催化剂对4-CP溶液的降解性能。     

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。     

Bi_2WO_6光催化剂的合成及降解罗丹明B

以H_2WO_4和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,用溶剂热法(无水乙醇、乙二醇、丙三醇)和添加不同表面活性剂(SDS,CTAB,PVP,PEG2000)制得了不同形貌的Bi_2WO_6粉体,利用XRD、SEM对产品进行表征。研究了Bi_2WO_6催化降解有机染料Rh B及其相关机理。考察了,溶剂(无水乙醇、乙二醇、丙三醇)、表面活性剂(SDS,CTAB,PVP,PEG2000)等因素对罗丹明B降解率的影响。结果表明添加表面活性剂PVP所制备的Bi_2WO_6粉体为中空花球状结构,其禁带宽度为2.51 e V,在150 W金卤灯辐照下2 h罗丹明B降解率达到92%。     

掺杂可见光催化剂Bi_2WO_6的制备及降解效果研究

笔者采用水热法在不同的条件下(不同温度、不同pH值、不同浓度的表面活性剂)制备了可见光催化剂Bi_2WO_6,同时也掺杂了Fe制备掺杂了Bi_2WO_6,并改变了原材料的配比,制备掺杂了Bi_2O_3-Bi_2WO_6。实验结果表明:Bi_2WO_6的禁带宽度在2.83 eV时有良好的可见光催化性能。Bi_2O_3-Bi_2WO_6拓宽了禁带宽度,使得禁带宽度为3.05 eV。催化剂的光催化活性与催化剂的晶型、颗粒的半径大小、比表面积的大小都密切相关。然而催化剂的形貌、粒径、比表面积又与制备条件密切相关,只有在特定形貌下,粒径小并且均匀的情况下的催化剂的催化活性才好。在酸性条件下由于抑制了硝酸铋的水解,从而制备的催化剂的催化活性优于在碱性条件下制备的催化剂。催化剂在降解罗丹明B的实验中,催化时的去乙基作用使得罗丹明B溶液的主峰发生蓝移,主峰由553 nm移动到了495 nm。催化剂的去乙基作用只有在可见光的照射下才会发生,并且去乙基作用使得光催化降解反应的初速度加快。催化剂的吸附性能影响去乙基反应,吸附性能差的催化剂发生去乙基反应的速度也低。催化剂在降解染料时对染料有选择性,本实验所制备的催化剂对罗丹明B的降解效果高于对甲基橙的降解效果。     

稀土La2O3掺杂纳米TiO2复合光催化剂的制备与表征

以Ti（OBu）4、La2O3为原料,采用溶胶凝胶法,制备出稀土La2O3掺杂纳米TiO2复合光催化剂,并用SEM、XRO等手段对样品进行了表征。结果表明,所制的稀La2O3掺杂纳米TiO2复合光催化剂样品为球形颗料,TiO2为锐钛矿型,粒径在30nm左右。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜材料的制备与光催化性能研究

以载玻片为基材,通过溶胶-凝胶技术制备Fe3+离子掺杂的TiO2薄膜。采用甲基橙作为目标降解物,研究Fe3+掺杂薄膜的光催化活性,采用X-射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光吸收谱等技术对薄膜相关特征进行了表征。研究表明,当Fe/Ti物质量比为0.25%时,光催化活性最高。经500℃焙烧2h制备TiO2薄膜具有锐钛矿结构,TiO2粒子大小均匀,有孔隙结构。掺杂Fe3+使薄膜TiO2粒子减小,孔隙率增加,而粒子粒径分布不均匀增加,且吸收强度增加吸收边有一定的红移。     

低量La~(3+)掺杂S-TiO_2光催化剂的制备、表征及其光催化活性

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了La3+/S-TiO2纳米光催化剂,通过XRD、BET、XPS、UV-Vis等手段进行了表征.以甲基橙溶液为光催化降解反应的模型化合物,考察了光催化剂的活性,探讨了低量La3+掺杂对TiO2纳米粒子光催化活性的影响机制.实验结果表明:S改性TiO2后明显提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,而La3+掺杂S-TiO2后,进一步提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,La3+的最佳掺杂量(相对于TiO2的质量分数)为0.369%;La3+/S-TiO2(ω(La3+)=0.369%)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到92.4%(光照120min);XRD和BET分析表明,低量La3+掺杂抑制了TiO2由锐钛矿向金红石的转变,阻碍了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2的比表面积;XPS分析表明,S、La3+掺杂可以导致粉体的表面羟基含量增加,掺杂S以S6+形式置换TiO2晶格中的Ti4+;UV-Vis分析表明,光催化剂La3+/S-TiO2比纯TiO2具有较强的紫外光吸收性能.与纯TiO2相比,La3+掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归因于La3+掺杂增加了表面羟基含量,增大了比表...     

Eu~(3+)掺杂ZnO纳米材料的制备与表征

采用超声化学法,以六水合硝酸锌、六水合硝酸铕和三乙醇胺为原料,在加入聚乙二醇20000的水中进行反应,制备了呈球状的纳米ZnO:Eu~(3+)。采用X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UVVis)、光致发光谱(PL)等技术对所制备的样品进行了系列表征。结果表明,掺杂后并未改变纳米颗粒的晶型结构,紫外-可见吸收光谱显示其在紫外、可见光区域的吸收能力均有所增强;荧光光谱显示在紫外、可见光区存在多个发光峰,掺杂后发光强度增强。     

Eu~(3+)掺杂ZnO纳米材料的制备与表征

采用超声化学法,以六水合硝酸锌、六水合硝酸铕和三乙醇胺为原料,在加入聚乙二醇20000的水中进行反应,制备了呈球状的纳米ZnO:Eu⁽³⁺⁾。采用X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UVVis)、光致发光谱(PL)等技术对所制备的样品进行了系列表征。结果表明,掺杂后并未改变纳米颗粒的晶型结构,紫外-可见吸收光谱显示其在紫外、可见光区域的吸收能力均有所增强;荧光光谱显示在紫外、可见光区存在多个发光峰,掺杂后发光强度增强。     

石墨烯负载Bi_3O_4Br复合光催化剂的制备及其活性研究

采用一步水热法制备了一系列石墨烯负载Bi_3O_4Br的复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、UV-vis吸收光谱等手段对该复合光催化剂的晶型、形貌、光学性质等进行表征。通过考察G-Bi_3O_4Br复合光催化剂在降解活性艳红X-3B的光催化活性后发现,石墨烯的引入可以有效增强Bi_3O_4Br的光催化性能。这是因为石墨烯能够有效降低光生载流子的复合,提高Bi_3O_4Br对有机污染物的吸附能力,同时减小Bi_3O_4Br的禁带宽度。不仅如此,石墨烯的掺入量对光催化性能影响巨大,当石墨烯含量为10%时,光催化性能最佳。     

Eu~(3+)掺杂TiO_2光催化剂的制备及废水处理性能研究

以钛酸四正丁酯、氯化铕为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Eu3+掺杂纳米TiO2光催化剂,借助X-射线粉末衍射(XRD)及UV-Vis测试手段对样品进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察了Eu3+掺杂量对样品光催化活性的影响规律。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且Eu3+掺杂后随着掺杂量的增加,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV-Vis光谱分析表明,适量铕掺杂使得催化剂在400~600 nm的可见光区对光的吸收显著增强,对光具有更高的利用率;以罗丹明B为降解物的光催化实验表明,当Eu3+掺杂量为0.5%时其光催化活性最好,并将该光催化剂用于炼油厂废水的处理,对其实际应用进行了探索。     

N掺杂TiO_2光催化剂的制备与表征

以饱和尿素溶液水解工艺制备TiO2煅烧前驱体,在前驱体中引入掺杂氮源,于400~700℃的空气气氛下煅烧2 h,制得淡黄色的掺氮TiO2光催化剂;对样品进行XRD,UV-Vis及XPS等测试和表征,并研究其可见光催化活性。结果表明,掺杂氮是以化学键形式掺入TiO2晶格的,含量约3%,并随煅烧温度的升高而略有降低,较低煅烧温度下的样品可见光催化活性较强;样品的粒径约20 nm,比表面积20~50 m2/g,在波长不低于400 nm的可见光作用下,经180 min,对2,4-二氯苯酚的降解率超过60%。     

Lu/Bi_2WO_6光催化剂的制备及其降解含酚废水的性能

采用水热合成法制备了Lu/Bi_2WO_6光催化剂。通过XRD、SEM、XPS、UV-vis DRS、PL等手段对所制备的材料做了结构表征,并以苯酚溶液为目标污染物研究了材料的光催化降解含酚废水的活性。实验结果表明:在Bi~(3+)与W~(6+)的物质的量比为2∶1、前驱液pH=1、水热反应温度为120℃、水热反应时间为20 h、Lu的掺杂量为5%(物质的量分数)的最优条件下,制得的Lu/Bi_2WO_6光催化剂是由花球状微纳米颗粒组成的材料,在300 W汞灯照射6 h下,对20 mg/L的苯酚溶液的降解率达到98.5%,比Bi_2WO_6纯样品的降解效率提高了40%左右。     

溶胶凝胶水热法制备Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2的应用研究

钛酸正丁酯为前驱体、聚乙二醇(PEG-4000)为模板剂,溶胶凝胶水法制备Fe3+掺杂纳米二氧化钛,考察其对苯酚光催化降解性能。在水量2mL、乙醇量45mL、冰醋酸2.5mL、pH值1.5和Fe3+掺杂量0.07%(Fe3+/Ti4+物质的量比)条件下,可得到平均孔径为3.73nm、孔径分布范围2.8~11.4nm、孔容为0.412cm3/g和比表面积为108.794m2/g的Fe3+掺杂纳米二氧化钛粉末,对苯酚降解率达到87.6%,比未掺杂提高了18.3%。     

Bi_2MoO_6/Ag_3PO_4复合光催化剂的制备及其光催化性能

以片状的Bi_2MoO_6为前驱物,通过原位化学沉淀法制备了Bi_2MoO_6/Ag_3PO_4复合光催化剂,考察了其光催化降解罗丹明B(Rh B)的活性。研究表明:Bi_2MoO_6和Ag_3PO_4复合可显著提高光催化活性,Bi_2MoO_6和Ag_3PO_4匹配的能级结构有利于光生电子和空穴的分离,延长光生载流子的寿命;当Bi_2MoO_6的质量分数为35%时,复合光催化剂具有最佳的光催化活性。     

掺杂Fe~(3+)纳米TiO_2膜光催化降解VOCs

利用玻璃弹簧负载TiO_2膜光催化降解VOCs,以室内空气污染物甲醛、丙酮和甲苯为目标污染物,采用自制反应器,分析了初始浓度、空气湿度和气体流量对甲苯降解效果的影响,考察了三种物质混合的降解效果,对比了在相同条件下单一甲苯和VOCs中甲苯的降解效果。结果表明,气体流速5 L·min~(-1)时,甲苯的降解效率为74.6%,空气湿度为30%时,甲苯降解率为81.6%,初始浓度为0.173 mg·L~(-1)时,甲苯降解率为94%,在这三种情况下,甲苯降解效果较好;对VOCs中甲苯和单一甲苯的降解效果进行对比,发现混合气体中甲苯的降解率在反应205 min后高于单一甲苯。