N掺杂石墨烯量子点的制备及在Fe~(3+)检测中的应用研究

研究了用热解柠檬酸制备发蓝光的石墨烯量子点(GQDs),并在此基础上,用(NH4)2CO3作N源,在水热条件下制备N掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱仪等对样品的结构和光学性能进行表征。此外,基于荧光淬灭原理,利用N-GQDs构建了一种检测Fe3+的荧光探针。研究表明,N-GQDs的荧光强度随Fe3+浓度的增大而降低,在0~60μmol/L范围内,N-GQDs荧光强度与Fe3+浓度有较好的线性关系,且该探针的检测限低达0.925μmol/L。     

氮氯共掺杂石墨烯量子点的合成及其对汞离子检测

以果糖、乙二胺、盐酸为原料，采用水热法将N、Cl原子掺杂在石墨烯量子点上，制备出氮氯共掺杂石墨烯量子点(N,Cl-GQDs),利用透射电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等手段对其结构和性能进行了表征。结果表明：合成的N,Cl-GQDs为分散效果良好的球形，与单独氮掺杂及未掺杂的石墨烯量子点相比，双元素掺杂石墨烯量子点具有更好的光学性能。同时利用电化学发光淬灭原理构建了传感器，实现了对汞离子的检测，计算得出检测限为0.03ng/mL。     

氧化锌量子点修饰磁性石墨烯三元复合材料制备和光催化性能

通过溶剂热法和溶胶-凝胶法分别制备磁性石墨烯和氧化锌量子点,然后通过超声的方法将氧化锌量子点成功负载到磁性石墨烯上制得氧化锌量子点修饰的磁性石墨烯三元复合材料。通过透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对制得的材料进行表征。结果显示氧化锌量子点均匀地分布在石墨烯表面,粒径为5nm。通过在紫外光照射下降解亚甲基蓝来研究复合材料的光催化性能。结果显示,对亚甲基蓝的降解率,单纯的氧化锌量子点为53.32%;而氧化锌量子点修饰的磁性石墨烯三元复合材料提高到了87.56%,即使在使用5次后仍然具有较高的光催化活性和稳定性。     

Ce-TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Ce离子掺杂的纳米TiO2光催化剂(Ce-TiO2),通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Ce-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度及经不同温度热处理后的Ce-TiO2样品对MB的光催化降解效果,结果表明所制备样品的晶型均为锐钛矿相和金红石相的混晶相,Ce离子的掺杂拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,提高了TiO2光催化活性。当pH值为1.5,Ce的掺杂量为n(Ce)∶n(TiO2)=1∶300,热处理温度为600℃条件下制备的样品其催化活性显著高于Degussa P25。     

水热法原位合成磁性BiFeO_3-石墨烯杂化材料及其光催化性能

采用水热法在石墨烯表面原位合成了石墨烯含量不同的铁酸铋/石墨烯(BiFeO_3-石墨烯)杂化材料。采用X光射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等研究杂化材料的结构,紫外漫反射光谱(DRS)和荧光光谱(PL spectra)分析其光反应性。在卤钨灯光照条件下测试杂化材料催化降解亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)染料的性能。结果表明,通过水热原位合成法,石墨烯均匀地穿插在BiFeO_3颗粒中并形成大小均一的球状结构。BiFeO_3-石墨烯杂化材料在可见光范围(400~800 nm)的吸收强度明显增加,禁带能隙明显降低。BiFeO_3-石墨烯杂化材料光催化降解有机污染物的速度较纯BiFeO_3显著提高,其中石墨烯质量含量为3%的杂化材料具有最高的降解速度,其光催化降解MB和RhB的速率常数为0.083和0.10,均为纯BiFeO_3降解染料速率的10倍以上,原因在于石墨烯有效地抑制并延后了激发电子和空穴的再结合。由于BiFeO_3具有铁磁性,BiFeO_3-石墨烯杂化材料可以用磁铁回收循环使用,且材料5次循环使用后染料降解效率仍可达到近100%。     

g-C3N4掺杂锰锌铁氧体复合物的制备及光催化性能研究

采用自组装方法制备出新型g-C3N4掺杂锰锌铁氧体复合物,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对样品进行了表征.在可见光下通过样品对罗丹明B的降解效果,研究了g-C3N4掺杂锰锌铁氧体复合型光催化材料的光催化性能.结果表明:g-C3N4掺杂锰锌铁氧体掺杂比(3:...     

Yb,N共掺杂TiO_2光催化剂的制备及可见光下降解亚甲基蓝的研究

采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了Yb,N共掺杂的纳米(Yb,N)-TiO2光催化剂,通过XRD、XPS、UV-Vis-DRS、PL等对(Yb,N)-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同Yb掺杂浓度的(Yb,N)-TiO2对MB的光催化降解效果。结果表明,Yb和N的掺入减小了TiO2的禁带宽度,降低了光生电子-空穴对的复合,使其吸收光谱的阈值波长红移至可见光区,提高了TiO2的光催化活性。当p H值=1.5、m(H2NCONH2)=10 g、热处理温度为650℃、n(Yb)∶n(Ti)=0.005时,(Yb,N)-TiO2粉体在普通日光灯下对亚甲基蓝在5 h内的光催化降解效率达93.55%,明显高于同等条件下P25的降解率45.72%。     

Zn掺杂SrTiO3光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zn含量掺杂的SrTiO_3光催化剂(Zn-SrTiO_3),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子镜显微(SEM)和荧光光谱(PL)对其进行了表征,用亚甲基蓝(MB)光催化降解实验评价了其光催化活性。结果表明,SrTiO_3经Zn掺杂后仍然保持了钙钛矿结构,Zn~(2+)进入SrTiO_3晶格对Sr2+进行了替位掺杂,导致晶格畸变;热处理温度升高,样品发生热团聚;适量的Zn掺杂,能有效降低光生电子和空穴的复合几率,提高SrTiO_3的光催化活性;当掺杂量n(Zn)∶n(Sr)=1.5∶100,热处理温度900℃时制备的样品光催化活性达95.5%,明显优于同等条件下纯SrTiO_3活性58.5%,样品具有较高的光催化活性和良好的稳定性。     

碳量子点敏化二氧化钛复合光催化剂的制备与光催化降解苯酚

为了解决二氧化钛光催化剂存在的禁带宽度大和量子效率低的问题,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点改性二氧化钛,可以大幅度提高二氧化钛的光催化性能。本文以富勒烯碳灰为原料,利用混酸回流法制备了一种发黄蓝光的碳量子点,然后采用一步水热法将碳量子点负载于二氧化钛制备了复合光催化剂。借助高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光光谱(UV-vis)、荧光光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段对碳量子点和复合光催化剂进行表征,并以苯酚作为模拟废水进行光催化降解实验,结果表明,与纯二氧化钛相比,用碳量子点改性的二氧化钛对苯酚的去除率可提高60%,且其具有较好的稳定性与重复使用性,6次循环利用后仍可达到初次的97.8%。     

S/N共掺杂石墨烯的制备及其电催化性能

采用一步水热法制备了S/N共掺杂石墨烯催化剂材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱、红外光谱以及X射线衍射仪(XRD)对催化剂物理形貌、组成、物相等进行了分析,并利用电化学分析方法对催化剂的电催化性能进行了研究。通过不同的物理表征证明S和N成功地掺杂入石墨烯晶格,共掺杂石墨烯具有典型的石墨烯形貌。掺杂石墨烯的高电催化活性是源于对石墨烯进行S和N的掺杂后仍然具有高比表面积及石墨烯本身所特有的一些性质。该掺杂石墨烯在0.1 mol/L的KOH溶液中对氧进行催化还原时,无论是起始电位、半波电位、还是极限电流密度,都可与商业生产的贵金属催化剂相媲美,说明S/N共掺杂石墨烯在氧还原催化活性上可被用来替代当前所使用的贵金属催化剂。     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型N掺杂TiO2粉体,通过X射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外/可见光漫反射吸收光谱(UV-vis)对粉体的性能进行表征.结果表明,N掺杂使TiO2粉体的晶粒细化,禁带宽度减小,光谱吸收阈值波长向可见光区红移至550nm左右.光催化降解甲基橙的实验表明,N-TiO2粉体在普通日光灯下对甲基橙的降解率明显优于纯TiO2粉体.     

片状ZnO/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其可见光降解亚甲基蓝性能研究

利用化学浴沉积法合成的ZnO为前驱体,并加入不同含量的氧化石墨烯(GO),再采用经过300℃氮气氛围煅烧法,最终得到ZnO-热还原氧化石墨烯复合物(ZnO/RGO)。对合成样品进行一系列分析测试,并测试了样品的光催化性能。结果表明:掺杂0.8%-RGO的ZnO/RGO(ZRG)复合物的光催化活性最高,可见光照4h对亚甲基蓝(MB)的降解率达到87.7%。同时,探讨了不同条件下对光催化降解亚甲基蓝(MB)的影响,通过捕获剂实验表明,光催化降解MB的活性物种主要是超氧自由基O^-₂·和空穴h⁺。     

一步法合成N,S共掺杂荧光碳量子点及其检测汞离子性能（英文）

采用简单一步水热法合成了高荧光量产率(FLQY,12.6%)的N,S共掺杂碳量子点(N,S-CQDs)。该碳量子点具有小的粒径,无定型结构,独特的表面态和依赖于激发光的荧光特性。N和S的共掺杂促进了N,S-CQDs和Hg~(2+)离子之间的电子传递和协调相互作用。结果表明,该N,S共掺杂碳量子点在湖水中检测Hg~(2+)离子展现出了较高的灵敏度和选择性。因此,该碳量子点作为荧光探针在环境监测中具有很好的应用前景。     

金属修饰N掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究

首先采用热化学法制备纳米管钛酸,然后把金属硝酸盐和尿素均匀分散于纳米管钛酸的表面,再通过高温焙烧的方法制备得到金属修饰的N掺杂TiO2。采用DRS、XRD分别对样品光吸收能力、晶体结构进行了分析,研究了修饰的金属和掺杂N元素对催化剂光谱吸收的贡献。通过紫外光和可见光光照下降解气相丙烯和液相苯酚考察了催化剂的光催化活性,结果表明,金属修饰N掺杂TiO2在可见光照下对丙烯和苯酚都表现出良好的可见光光催化能力。     

石墨烯量子点的制备

主要通过水热法合成了石墨烯量子点,并对合成的石墨烯量子点进行了相关表征。具体的合成步骤为:(1)采用Hummers方法合成氧化石墨烯;(2)硼氢化钠和柠檬酸钠还原氧化石墨烯;(3)以浓硫酸与浓硝酸预氧化石墨烯;(4)膨化处理;(5)水热处理;(6)透析处理,得到石墨烯量子点。表征主要包括紫外光谱,荧光光谱表征,还有电化学和电致发光分析表征。结果表明,所合成的石墨烯量子点具有良好的紫外和荧光响应信号和稳定的化学发光信号。     

钼氮共掺杂TiO2的制备及其光催化活性

采用简单的溶胶-凝胶法制备了一系列不同钼掺杂比例的钼氮共掺杂TiO2光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis DRSs)及光致发光光谱(PL)等手段对催化剂进行了表征,并通过降解亚甲基蓝(MB)对催化剂光催化活性进行了评价.结果发现,掺杂后TiO2在可见光区吸收...     

一种新型石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料的制备及光催化应用

二维石墨烯优异的理论电子迁移率,为石墨烯与粉煤灰地质聚合物的复合以及半导体光生电子的传输提供了理论依据。本工作首次报道了石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合光催化材料的制备,并将其应用于光催化染料降解的探索性研究。XRD、FESEM、XPS及FT-IR结果表明:粉煤灰颗粒与碱性激发剂反应,生成Si-O-Si(Al)无定形网络结构的石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料,Co~(2+)掺杂的Fe_2O_3以无定形态均匀地分布于石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料表面。Co~(2+)-10Fe_2O_3-GAFG复合材料对碱性品蓝染料展现出最高的光催化降解活性,归因于Co~(2+)掺杂提供给Fe_2O_3半导体的施主能级,石墨烯对Fe_2O_3光生电子的快速传输,以及羟基自由基(·OH)对染料分子氧化降解的协同作用。该光催化降解反应符合二级反应动力学。     

Ag-TiO2光催化剂的制备、性能及机理研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ag-TiO2光催化剂粉体,研究了不同制备条件对样品性能的影响,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了其光催化性能,分析了Ag掺杂提高光催化性能的机理。结果表明,Ag离子的掺杂拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,降低了光生电子和空穴的复合几率;在普通日光灯下,当Ag的掺杂量为n(Ag)∶n(TiO2)=0.1%,热处理温度为400℃条件下制备的样品催化性能最好,其光催化活性显著高于Degussa P25。     

Pr-TiO_2光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Pr掺杂的纳米TiO2光催化剂(Pr-TiO2)。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、TEM等对Pr-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同热处理温度及不同掺杂量的Pr-TiO2对MB的光催化降解效果。结果表明,Pr掺杂纳米TiO2的晶型为锐钛矿相和金红石相的混晶相,Pr的掺入提高了TiO2光催化活性。当热处理温度为500℃,在pH值为2.5,Pr掺杂量为n(Pr):n(TiO2)=1:300的条件下制备的光催化剂的催化活性显著高于DegussaP25。     

化学法制备水溶性良好的石墨烯及其荧光淬灭应用

采用两步还原法对氧化石墨烯(GO)进行还原,并在还原过程中通过重氮盐反应对石墨烯表面进行磺酸化,改善了石墨烯在水中的溶解性。采用原子力显微镜(AFM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对石墨烯的形貌以及在还原过程中的组成结构变化进行了表征。经过还原和磺酸化的石墨烯,碳原子平面上的含氧官能团大量消失,得到的石墨烯片尺寸约为1μm,层数大致为双层,可以均匀稳定地分散在水中。在此基础上,研究了石墨烯作为荧光淬灭底物淬灭高量子效率的荧光染料罗丹明B溶液的行为,证实了石墨烯是一种良好的荧光淬灭剂。这为其在荧光探测和生物分子传感方面的应用打下了基础。