ZnO/CuO/CNTs复合材料的制备及性能

以醋酸锌、醋酸铜和纯化的碳纳米管(CNTs)为原料利用溶胶-凝胶法,制备氧化锌(ZnO)、氧化铜(CuO)和ZnO/CuO/CNTs光催化剂。通过紫外-可见漫反射(DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)等对复合材料的结构、能带间隙以及光学性质进行表征。研究了ZnO/CuO/CNTs光催化剂在紫外光和太阳光的照射下降解甲基橙等染料的光催化降解情况。结果表明ZnO/CuO/CNTs的光催化活性明显高于ZnO/CuO,在可见光照射下光照3h后,降解率达到80%以上。     

ZnO薄膜的掺Ag改性及其光催化降解苯酚性能研究

在溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的过程中掺入Ag，通过XRD、AFM和UV-vis吸收光谱对该薄膜进行了表征。研究了掺Ag对ZnO薄膜光催化降解苯酚性能的影响。结果表明，ZnO薄膜掺入Ag之后，增强了薄膜的光吸收能力，而且使薄膜的紫外线吸收边出现了红移。适量Ag的掺入有利于ZnO薄膜光催化效率的提高。制备薄膜时醋酸锌与AgNO3的摩尔比为30：1的ZnO：Ag样品光催化效果最佳，其3h光催化苯酚降解率是改性前的1．47倍。     

ZnO/AgNbO_3光催化剂的表征及活性研究

采用浸渍法合成ZnO/AgNbO3异质结光催化环境净化材料.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、紫外漫反射(DRS)等分析方法对催化剂进行了表征.XRD分析结果表明,Zn的掺杂并未改变本体AgNbO3的晶型结构;随着Zn掺杂量和热处理温度的提高,异质结光催化剂体系中ZnO晶相结构逐渐出现;同时,XPS结果也说明Zn以ZnO的形式存在.DRS分析说明ZnO的引入有助于提高可见光区的吸收强度.无论在可见光还是紫外光照射下,光催化降解亚甲基蓝染料(MB)实验证明ZnO掺杂有利于提高AgNbO3的活性.当Zn掺杂量为3wt%,热处理温度为300℃时,紫外光照射3h下MB降解率达到93.5%.并对ZnO引入后光催化活性提高的机理进行了分析.     

ZnO-Zn2TiO4中空纳米纤维复合材料的制备及其光催化

利用棉花模板辅助的两步法制备了ZnO-Zn2TiO4中空纳米纤维结构光催化材料,利用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)等技术对其晶体结构、组成、形貌、光吸收特性等进行了表征。以罗丹明B(RB)的降解脱色为模型反应,考察了不同的钛-锌元素质量比(%)对复合材料光催化性能的影响。实验结果表明:所制得的ZnO-Zn2TiO4纳米纤维材料保留了棉花纤维的形貌;Zn2TiO4的引入极大地提高了ZnO材料在紫外光下的光催化活性,并且元素质量比为8%的前驱体在650℃焙烧2.5h时所得样品具有最佳的光催化效果。如在紫外光下,可使RB溶液反应2h的降解脱色率达96.44%,一级反应动力学常数k1达到1.142h-1。同时,该催化剂具有良好的稳定性能,重复使用5次,其对RB溶液的降解脱色率仍在86%以上。     

多晶纳米ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备及光催化性能研究

在石英玻璃衬底上用溶胶-凝胶法制备了纳米级的多晶ZnO薄膜,通过XRD、AFM和UV-Vis吸收光谱对薄膜进行了表征;以苯酚作为被降解的物质,研究了退火温度、降解温度、苯酚溶液的初始浓度和空气流量对ZnO薄膜光催化降解苯酚性能的影响,以及其光催化活性的失活与恢复.实验结果证明,溶胶-凝胶法制备的纳米级ZnO薄膜光催化效果显著,并且可以再生.     

反应溅射掺碳二氧化钛(TiO2-xCx)薄膜可见光激发的亲水性和光催化特性研究

采用气体反应磁控溅射方法350℃基底温度制备的碳掺杂TiO2-xCx薄膜为样品,测试其可见光激发的亲水性能和光催化特性,并与纯TiO2薄膜的情况进行了比较.研究发现:用模拟太阳光疝灯的照射TiO2-xCx薄膜5min,水的接触角就降低到3°,同样条件TiO2薄膜降低12°;TiO2-xCx薄膜只需要30min的照射,水的接触角接近到0°,而TiO2薄膜需要45min才能达此效果.在苯酚降解实验中,碳掺杂TiO2-xCx薄膜和纯TiO2薄膜在紫外波段有相当的光催化活性,但在可见光波段,前者表现出显著的可见光响应的光催化活性,用模拟太阳光疝灯的照射5h,TiO2-xCx薄膜对苯酚的降解率达到了41%,而TiO2薄膜仅为27%.     

ZnS/ZnO纳米片组装的多孔微球的制备及光催化性能研究

将水热法制备的ZnS纳米球500℃下保温2h制备出由ZnS、ZnO纳米片组装的多孔微球。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见近红外分光光度计和紫外-可见分光光度计等对样品的形貌、结构和光学性能进行了表征。以甲基橙(MO)的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。ZnS/ZnO异质结材料的带隙明显窄于ZnO,光催化活性得到提高;经60 min紫外光照射后,ZnS/ZnO异质结催化剂对MO的降解率为76%。最后分析和探讨了异质结催化剂的光催化机理。     

纳米Zn/ZnO复合结构的光催化活性

采用干法室温振动研磨的方法制备纳米Zn粉,纳米Zn水解制备纳米Zn/ZnO复合结构。光催化实验证明在太阳光和紫外光照射时,纳米Zn/ZnO复合结构具有优良的光催化性能。TEM检测表明,经11h研磨的Zn粉粒度分布在10～20nm之间,纳米Zn水解反应生成的固相产品,纳米ZnO与未完全反应的纳米Zn构成棒状与片状共存的独特结构,XRD分析表明产物中仅含有Zn和ZnO两种物质;UV-Vis谱显示纳米Zn/ZnO复合体在可见光区的吸收强度明显高于纳米ZnO颗粒,颗粒尺寸减小引起激子吸收峰蓝移,与体相材料相比纳米颗粒有更高的光催化氧化-还原能力。     

低温液相法制备掺铁氧化锌及其光催化活性

探索低温液相法合成掺Fe的Fe∶ZnO,Fe∶Zn摩尔比为0.01~0.03,通过调整氢氧化钠的量来控制氧化锌的微观形貌,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、紫外-可见光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)对所合成的材料进行表征,采用紫外照射测试样品对甲基橙的光催化降解率。结果表明:在80℃水溶液环境下低温合成及随后干燥,成功制备出了掺杂不同Fe含量的Fe∶ZnO纳米片,所获得的样品均为纤锌矿结构,结晶度高。随着Fe掺杂量的增加,样品的紫外-可见吸收光谱红移,在可见光区吸收增大,带隙减小;适量的Fe掺杂可以降低样品光生电子与空穴的复合率,提高样品光催化性能。掺杂Fe量为1.5%的Fe∶ZnO的样品光催化降解甲基橙的效率最高,紫外光照反应5h后对甲基橙的光催化降解率相对于纯的ZnO提高了43.8%。     

Bi_2O_3/ZnO复合材料的制备及太阳光处理孔雀石绿的应用研究

以竹纤维为模板,五水合硝酸铋[Bi(NO_3)_3·5H_2 O]和二水合醋酸锌[Zn(OAc)2·2H_2 O]为原料,采用浸渍-热转化法制备一系列Bi含量不同的氧化铋(Bi_2O_3)/氧化锌(ZnO)复合材料。通过热重分析、扫描电子显微镜、X射线衍射等方法对复合材料进行分析表征。以孔雀石绿染料为模拟污染物,在太阳光照射下进行光降解实验,探究了煅烧温度和Bi掺杂量对复合材料光催化活性的影响。研究结果表明:复合材料保持了竹纤维模板物的纤维形貌;煅烧温度和Bi掺杂量对Bi_2O_3/ZnO光催化性能影响显著。600℃煅烧2h制备的Bi掺杂量为2.5%(摩尔分数)的Bi_2O_3/ZnO催化剂对孔雀石绿降解效果最佳,太阳光照射240min后对100mL质量浓度为20mg/L的孔雀石绿降解率可达95.84%。催化剂重复利用4次后对孔雀石绿的催化降解率仍可保持在92%以上。