生物模板辅助合成形貌可控的BiOBr微球及其光催化性能

通过生物模板(L-赖氨酸)辅助水热法制得微球状BiOBr,探究L-赖氨酸的加入量对BiOBr形貌及其性能的影响,采用X射线衍射、场发射扫描电镜、透射电镜、全自动多功能气体吸附仪、紫外可见漫反射谱以及电化学工作站等技术对样品进行表征.分析并提出了BiOBr微球的形成机理和光催化降解机理.结果表明:L-赖氨酸的加入量对BiOBr的微观形貌、光吸收性能和光催化性能均有显著影响.当前驱体溶液中n(BiOBr)/n(L-赖氨酸)的摩尔比为1:1时,BiOBr微球的尺寸缩小至300 nm,最大吸收波长提升至445 nm,其在可见光照射90 min内对罗丹明B(RhB)的降解率达99.5％,溶液中总有机碳的去除率达62.2％,且在光照150 min内对盐酸四环素(TC-HCl)的降解率达79.9％.此外,在复合物降解RhB的过程中,·OH和h+是光催化降解RhB过程中的主要活性基团,而·O-2则是次要活性基团.     

离子液体中不同形貌硫化镉的合成及光催化活性

以硝酸镉和硫代乙酰胺为原料,在不同的离子液体水溶液中采用超声法合成了不同形貌的硫化镉。采用XRD、SEM、BET、紫外-可见吸收光谱等手段对样品的结构和光学性能进行了考察,以罗丹明B为目标降解物考察了不同形貌硫化镉的光催化性能。结果表明,在不同的离子液体水溶液中可分别得到粒状、棒状和粒棒混合体。对比了纳米粒子、纳米棒和粒棒混合体对罗丹明B的降解率,结果表明,CdS纳米粒子具有更高的光催化效率,其粒状硫化镉比表面积为79.5m2/g,远大于其它形状的硫化镉。在紫外光和可见光的照射下,反应120min罗丹明B的降解率分别为97%和30%。离子液体的特殊结构是粒状硫化镉具有较高光催化活性的原因。     

离子液体中微波辅助合成纳米TiO2／PMMA及其光催化活性

微波加热法制备了[Bmim]BF4、[Bmim]PF6、[Amim]BF4三种离子液体,并分别以该离子液体为反应介质,在微波辐射条件下合成了纳米TiO2／PMMA复合材料,在高压汞灯照射下用甲基橙溶液对其光催化降解活性进行了测试,并用XRD、IR和TG对该复合材料的结构进行了测试和表征,结果表明,分别以这三种离子液体作为反应的介质,采用微波辐射加热能够制备出纳米TiO2／PMMA复合材料。该复合材料不需要经过高温煅烧就表现出较高的光催化活性,离子液体的存在均能够显著提高复合材料的光催化活性,但三种离子液体中又以[Bmim]PF6作介质所制得的复合材料催化活性为高。     

微波辅助法合成纳米CeO2/ZnO光催化剂及其光催化性能研究

采用微波辅助共沉淀法制备了纳米CeO_2/ZnO光催化剂。采用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪以及紫外-可见吸收光谱仪对催化剂样品进行结构表征。以罗丹明B(RhB)为目标降解物对催化剂样品进行光催化降解实验。结果表明:合成的纳米CeO_2/ZnO光催化剂由立方相的CeO_2及六方相ZnO组成,且CeO_2与ZnO较好地复合在一起;该催化剂在紫外区域吸收性能良好。光催化降解RhB实验表明,在质量浓度0.2g/L、pH=8条件下,催化剂光催化性能最佳。     

离子液体介质中纳米TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯（TBOT）为钛源,聚乙二醇为分散剂,离子液体[Bmim]BF4为反应介质,不经高温煅烧,直接低温水热合成纳米二氧化钛粉。采用XRD方法研究了[Bmin]BF4浓度对TiO2粉的相组成和颗粒尺寸的影响,并研究了其对甲基橙光催化降解的性能。结果表明,纳米TiO2,具有锐钛矿相结构且无有机残留。水热温度为100℃以及[Bmim]BF,／TBOT的体积比为0．5条件下合成的锐钛矿相纳米TiO2颗粒尺寸约为14nm,且有高的光催化降解甲基橙的能力,降解率为54．3％。     

CdMoO4微球的微波辅助法快速合成及其光催化性能

采用微波辅助沉淀法快速制备了CdMoO₄微球,同时采用直接沉淀法和水热法制备了CdMoO₄样品,比较了它们的光催化性能。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外分光光度计和光化学反应器等表征了样品的物相组成、形貌、吸收光谱和光催化效果。结果表明,采用3种方法所制备的CdMo₄均呈现微球形貌,直径为3～6μm;与其它两种方法相比,微波辅助法可以在低的温度和短的反应时间内得到CdMoO₄微球,并且具有最佳的光催化性能,这是由于微波对CdMoO₄微球的结晶和生长具有活化作用,在短时间内可以得到结晶良好、光催化性能优异的CdMoO₄微球。     

Ag-TiO_2空心复合微球制备及其光催化性能

为了提高空心TiO2的光催化活性和拓展其对可见光的响应,以聚苯乙烯为模板合成TiO2空心微球,再通过KBH4还原AgNO3,制备了TiO2空心壳层表面载有Ag单质粒子的复合微球。利用SEM、TEM、XRD和EDS对Ag-TiO2空心微球的形貌结构和组成进行表征,并以有机染料罗丹明B(RhB)为目标降解物,研究该复合微球的光催化性能。在紫外光下,载银量为2%的Ag-TiO2复合微球2h内对RhB的降解率比同条件下空心TiO2提高23.8%;在可见光下,载银量为2%的Ag-TiO2复合微球在6h内对RhB的降解率比同条件下空心TiO2提高28.2%。结果表明,壳层表面载有适量Ag单质粒子的空心TiO2复合微球,其光催化活性和对可见光的响应显著高于纯空心TiO2微球。     

离子液体中氧化锌纳米结构的合成

以离子液体为介质，采用一步化学热分解反应制备出直径为10nm左右，长度达40-110nm的氧化锌纳米棒。利用IR，XRD，TEM以及SAED等测试手段对其进行了表征。实验结果表明：体系中离子液体的加入对产物形貌有着重要的影响。同时讨论了氧化锌纳米结构的生长机理。     

离子液体中微波辅助制备ZnO纳米棒及光学性能研究

在离子液体1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF6]水溶液中通过微波加热10min制备出ZnO纳米棒。用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、紫外分光光度计和荧光分光光度计对其形貌、结构和性能进行了表征。研究表明,产物结晶性良好,产率高,大小均匀,平均直径为20nm,长度为400～500nm。通过对ZnO纳米棒形成机理和实验条件进行系统探讨,提出了三步反应机理,同时发现离子液体对产物的形貌起着关键作用。该方法简便、快速、环保,可推广运用于其它一维纳米功能材料的制备。     

羟基离子液体中单晶金纳米片的制备与表征(英文)

羟基功能化离子液体氯化1-(3-羟丙基)-3-甲基咪唑中,微波加热还原HAuCl4.4H2O制备了多边形单晶金纳米片,制备过程不需要额外添加包覆剂。产物用扫描电镜、透射电镜、选区电子衍射、能谱、X射线衍射和紫外可见分光光度计等进行了表征。产物的形状和大小可以通过控制反应条件如反应温度、反应物浓度等进行控制。50毫克HAuCl4.4H2O溶解于1毫升羟基功能化离子液体中,在140℃进行还原反应时,得到平面尺寸达16微米,厚度约为35纳米的单晶金纳米片。在单晶金纳米片的制备反应中,离子液体氯化1-(3-羟丙基-)3-甲基咪唑同时起到了反应介质、还原剂和包覆剂的作用。     

离子液体中纤维素/TiO_2复合材料的制备及其性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐BMIMCl为反应介质,钛酸丁酯作为钛前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2,并将其负载在纤维素上,制备纤维素/TiO_2复合材料。采用单因素实验对反应条件进行优化,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外光漫反射(DRS)及热分析仪(TG)对复合材料结构及性能进行表征。以紫外光为光源,研究纤维素/TiO_2复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解性能。结果表明:采用离子液体BMIMCl作为反应介质,可在常温常压下制备出高活性的光催化复合材料;TiO_2负载于纤维素后的复合材料对甲基橙的降解率在80min达到97.09%,与未负载的纳米TiO_2光催化剂相比,复合材料对甲基橙的降解率提高了37%。纤维素/TiO_2复合材料重复利用4次后对甲基橙的降解率仍能达到62.66%。     

Pd纳米粒子对BiOBr的光吸收和光催化性能的影响

首先合成高结晶度的BiOBr纳米片,然后利用光化学气相沉积（PCVD）法将不同含量的Pd纳米粒子沉积在BiOBr纳米片上．运用N,一物理吸附．脱附、x射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、x射线光电子能谱（xIX3）、光致发光（PL）谱、紫外可见漫反射吸收光谱（uV-VisDRS）技术对合成的Pd／BiOBr进行了表征．考察了Pd含量对BiOBr光吸收性能和紫外光（A=254am）、可见光下对染料酸性橙Ⅱ的光催化降解性能的影响．结果表明,沉积Pd对样品的比表面积影响不大,Pd纳米粒子能在一定程度上增强催化剂对可见光的吸收能力,并显著抑制光生电子和空穴的复合．紫外光下,当Pd的质量分数为0．5％时,BiOBr催化降解染料的活性提高到1．6倍,而在可见光下含4％的Pd能使BiOBr表现出最高的催化活性,为纯BiOBr的1．5倍．     

S型异质结BiOBr/ZnMoO4的构建及光催化降解性能研究

光催化被广泛用于去除水中的难降解有机污染物,但是由于光生电子和空穴的复合率高,抑制了半导体光催化剂的催化活性。本研究通过简便的溶剂热法成功制备了一种BiOBr/ZnMoO₄复合材料。通过结构分析、原位XPS、功函数测试、自由基捕获及电子顺磁共振(ESR)实验等证实了BiOBr/ZnMoO₄复合材料形成了S型异质结。实验结果表明,适当ZnMoO₄含量的BiOBr/ZnMoO₄异质结可以显著提高BiOBr的光催化性能。与纯BiOBr、ZnMoO₄相比,质量分数15%BiOBr/ZnMoO₄在可见光下表现出最佳的光催化活性,双酚A的光催化降解率达到85.3%(90min),环丙沙星的光降解速率常数分别是BiOBr的2.6倍和ZnMoO₄的484倍。这可归因于BiOBr和ZnMoO₄之间形成了紧密的界面结合和S型异质结,使得光生载流子可以实现有效的空间分离和转移。这项工作为定向合成Bi基S型异质结复合光催化材料提供了一种...     

pH对离子液体辅助水热制备介孔二氧化钛结构的影响

以钛酸四丁酯为钛源, 离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼([C₄MIM]BF₄)为辅助剂, 采用水热法制备了锐钛矿相的介孔二氧化钛。用盐酸和氨水调节反应前驱体的pH, 考察了pH在1~11变化范围内对离子液体-水制备二氧化钛体系的影响。采用X射线衍射和N2吸附?脱附对样品的晶相和孔结构进行表征。结果表明: 离子液体抑制了板钛矿二氧化钛的形成, 随着pH的增大样品的晶化程度增强。pH在1~9较大范围变化时, 其孔径分布较窄, 平均孔径随pH增大由6.6 nm减小到5.0 nm, 此时离子液体能较好的将样品粒径控制在9 nm左右。这与透射电镜分析结果相一致。     

Rapid,simple and low-cost fabrication of BiOBr ultrathin nanocrystals with enhanced visible light photocatalytic activity

BiOBr ultrathin nanocrystals were prepared by a rapid, simple and low-cost route, and characterised by X-ray diffraction, scanning electron microscope, transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray, UV–vis diffuse reflectance spectroscopy and electrochemical impedance spectroscopy analyses. The size of the resulting BiOBr ultrathin nanocrystals is about 60–100 nm in width and 15–20 nm in thickness. The photocatalytic activity of the samples was evaluated in terms of the degradation of RhB. Compared with BiOBr three-dimensional microspheres and P₂₅-TiO₂, the BiOBr ultrathin nanocrystals exhibited the best visible-light-induced photocatalytic activity.     

离子液体辅助纳米纤维素吸附剂的制备及其吸附性能

以脱脂棉纤维素(Cellulose,Ce)为原料,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,使用酸性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO₄)为溶剂和水解催化剂对纤维素进行水解和改性,然后对改性纤维素进行高压均质处理制备出纳米纤维素吸附剂(AA/AM-g-NC)。对AA/AM-g-NC的结构和性能进行表征,并以亚甲基蓝为吸附质研究了对AA/AM-g-NC的吸附性能。结果表明,离子液体辅助高压均质处理脱脂棉后得到纤丝交联网状结构的AA/AM-g-NC吸附剂。这种吸附剂的晶型保持了纤维素Ⅰ型结构,结晶度略有提高;AA/AM-g-NC吸附剂表面接有丙烯酸和丙烯酰胺官能团,对亚甲基蓝的吸附受pH值的影响且为自发放热过程,并符合Langmuir吸附等温式;吸附过程接近准二级动力学方程,由颗粒的内扩散和表面扩散共同控制。     

高暴露(001)面BiOBr/Ti3C2复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

通过水解法合成具有高暴露(001)面的BiOBr/Ti₃C₂复合光催化剂, 利用不同手段对样品进行表征。以罗丹明B为目标污染物, 评价了不同样品的可见光催化性能。结果表明, 层状Ti₃C₂添加量为20.0wt%时, BiOBr/Ti₃C₂复合光催化剂在60 min内对罗丹明B的降解效率为97.1%, 比BiOBr的降解效率提高了34.7%。引入层状Ti₃C₂使得BiOBr与Ti₃C₂界面形成肖特基结能垒, 产生有效的电子陷阱抑制了光生电子-空穴对的复合, 从而大大提高了BiOBr的可见光催化活性。BiOBr/Ti₃C₂复合光催化剂经5次循环实验后, 降解效率仍保持在91.0%, 表明其具有良好的稳定性。活性物种捕获实验表明, 超氧自由基为罗丹明B可见光催化降解中的主要活性物种, 并据此提出了可能的光催化机理。     

M(M= Mg, Ca, Sr, Ba, Ni)Nb2O6的光催化性能的研究

应用固相烧结法制备了半导体光催化材料MgNb2O6,CaNb2O6,SrNb2O6,BaNb2O6,NiNb2O6粉体.利用XRD、UV-Vis漫反射谱、扫描电镜对上述粉体晶体结构、光谱性质和形貌进行了分析.在紫外光下对其降解罗丹明B（RhB）的光催化性能进行了评估.结果表明,碱土金属Sr、Ba对NiNb2O6中Ni的取代能很好地提高铌酸盐的光催化效果,在10h紫外光照射下能分别将RhB的浓度降解到原来的21%和37%.