原位复合制备CQDs/Ag的催化性能研究

采用水热反应釜法制备碳量子点,然后通过碳量子点还原硝酸银制备CQDs/Ag复合催化剂。利用FT-IR、TEM对样品进行表征,利用荧光分光光度计测试荧光谱,紫外-可见分光光度计测试吸收谱和亚甲基蓝浓度。结果表明:碳量子点表面具有含氧基团和具有还原性的基团,平均粒径约3.5nm,其吸收主要在紫外光区。CQDs/Ag复合催化剂能够使荧光猝灭,可见光区的吸收增强。在可见光照射下,复合催化剂比碳量子点的催化性能更好,CQDs/Ag复合催化剂在35min内能够使50mL 20mg/L的亚甲基蓝完全降解。     

BiOCl/CQDs复合催化剂的制备及光催化性能研究

以葡萄糖为碳源,水热法合成水溶性碳量子点(CQDs),通过超声辅助水解法将其与氯氧化铋(BiOCl)复合,制备BiOCl/CQDs复合光催化剂。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对BiOCl/CQDs的结构与性能进行了表征。并以罗丹明B为降解底物,考察不同碳点含量的复合光催化剂的光催化性能。结果表明,和纯相氯氧化铋相比,复合光催化剂的降解率有所提高。碳点浓度为1.5mg/mL,降解时间为40min时,罗丹明B的降解率可达到93%。     

核壳结构Fe_3O_4@SiO_2-Ag介孔复合材料的制备及其催化性能研究

通过多步法成功制备了核壳结构的Fe_3O_4@SiO_2-Ag介孔复合催化剂。采用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱、透射电镜、紫外可见吸收光谱和氮气吸脱附仪等测试手段对复合催化剂的结构、形貌和催化性能进行了表征。在制备过程中,由于加入了表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮,提高了银纳米粒子的分散性,使得复合材料的催化性能得到了显著的提高。结果表明:银氨溶液浓度的改变对复合催化剂的结构和催化性能有一定的影响:当[Ag(NH_3)_2]~+溶液的浓度为0.2mol/L时,使用硼氢化钠为还原剂对染料污染物罗丹明B的催化降解性能最佳。Fe_3O_4@SiO_2-Ag-0.2复合催化剂的循环催化性能良好。在经过5次的循环催化测试后,其催化效率仍可达89%。     

MOFs基复合催化材料的构筑及催化还原对硝基苯酚的研究进展

催化还原法可将高毒性、难生物降解的对硝基苯酚(p-NP)进行还原性降解和化学资源转化，而研发高效稳定的催化剂对促进该方法的实际应用至关重要。金属有机框架(MOFs)基复合材料是通过MOFs材料与其他功能材料复合而形成，其结构和功能属性可调控，能较好地发挥复合组分的良好特性，且产生协同催化效应，在p-NP还原反应中展现更为优异的催化性能。介绍了MOFs基复合材料的构筑方法及在p-NP催化还原反应的研究进展，对该领域未来研究方向提出了展望。     

CeO2基复合氧化物催化剂的研究进展

对近年来国内外CeO_2基复合氧化物催化剂的制备方法进行了详细评述,并概述了催化剂的结构和织构特性,以及吸附性和表面酸性等性能。尤其重点介绍了CeO_2基复合氧化物在挥发性有机废物、废水处理,以及汽车尾气处理等方面的应用情况,指出了今后研究方向为复合型多功能性纳米氧化物的设计制备与形貌控制及分散性的改善,颗粒成核与生长过程控制,催化过程与机理研究,以及研究成果的规模化生产与工业化应用。     

高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点, 本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl, 其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时, 样品的光催化性能最佳, 能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色, 而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理, 结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围, 这有利于增强其光捕获能力以及促进电子-空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为, 以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。     

高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解（英文）

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点,本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl,其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时,样品的光催化性能最佳,能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色,而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理,结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围,这有利于增强其光捕获能力以及促进电子–空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为,以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。     

金属有机框架衍生物的制备及催化性能的研究进展

非贵金属催化剂代替贵金属催化剂已成为一种趋势,但非贵金属的催化剂活性难以满足需求。金属有机框架(MOFs)具有明确的晶体结构、可调拓扑结构、超高表面积和优异的可定制性,是一种有机-无机杂化材料。比表面积高、可调控结构、多孔性等优点使得MOFs材料在催化领域呈现出巨大的发展潜力。通过热解金属有机框架制备的多孔碳催化剂是一种非常有前景的催化剂,热解不仅能够活化金属离子,还能提高MOFs材料的稳定性。MOFs的热解方法大致可分为直接热解、先负载再热解、MOFs复合材料热解三类。直接热解是制备多孔碳催化剂最简单的方法,但是其催化效果比贵金属催化剂低。负载热解又分为湿法浸渍后热解和气相沉积后热解,湿法浸渍后热解提高了材料中金属的种类和含量,进而提高了催化效果;气相沉积后热解反应条件苛刻,不能普及。将MOFs与其他材料复合是提高其稳定性的一种有效方法。复合材料热解后具有非常优异的催化效果。MOFs独特的性质越来越受关注。目前,研究者们已经制备了单金属类、双金属类、掺杂杂原子、复合材料类等多孔碳催化剂,探究了其催化性能和循环稳定性。本文系统综述了金属有机框架衍生物的制备方法以及作为多孔碳催化剂的最新进展,最后指出了目前研究中存在的问题并对未来的研究方向进行了展望。     

多色荧光碳量子点的合成及不同链长度烃的功能化改性（英文）

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为原料,经肽键形成氨基功能化后合成出新型多色荧光碳量子点(CQDs)。所制CQDs由准球形石墨纳米晶体(平均尺寸为10 nm)包裹不同烃类,如丙胺、辛胺、十二胺和八乙胺得到的氨基。在CQDs表面引入氮原子和烃类对其荧光性能、量子产率和溶解性起重要影响。这种新型有机-溶解CQDs的荧光发射波长取决于激发波长。荧光量子产率根据CQDs表面上烃类取代物的链长而变化。     

挥发性有机污染物光催化降解催化剂的研究进展

随着工业的发展，挥发性有机污染物(VOCs)的治理迫在眉睫。在众多消除VOCs的方法中，光催化技术一直备受关注，它能够将VOCs催化氧化生成二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)等无污染产物，不会产生二次污染。但光催化剂存在电导率低、过电位高、光诱导电荷高复合以及带隙不匹配等缺点，从而抑制了光催化性能的提升，进而限制了其实际应用。因此，提高光催化剂的催化活性和选择性，并且清楚了解光催化机理至关重要。目前文献报道中光催化剂催化性能提升的方法包括掺杂、染料敏化、贵金属负载、半导体复合等，不同的方法实现了能带结构调控、缺陷调控、形貌调控等，旨在增强半导体中光生载流子的流动能力以及增加可见光吸收，进而提升光催化性能。本文将文献报道的光催化剂分类，从贵金属催化剂、非贵金属催化剂、非金属催化剂以及金属有机框架(MOFs)催化剂出发进行综述，分别论述了国内外不同种类催化剂去除VOCs的研究进展。不同种类光催化剂的研究进展为开发高效光催化剂奠定了基础。     

复合催化剂的制备及应用研究

通过对几种性能较差的光催化材料进行复合来增加其催化性能是当前研究的主流,介绍了复合催化剂的研究现状,总结分析了复合催化剂的制备方法、应用及存在的问题,为今后制备性能更好的复合催化剂材料提供理论依据。     

碳量子点/Bi2WO6复合材料高效光催化降解RhB和杀灭大肠杆菌及其催化活性增强机理研究

本工作通过碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)掺杂制备得到了稳定性好、催化活性高的碳量子点/钨酸铋(CQDs/Bi₂WO₆)复合材料,采用红外光谱、X射线衍射、光电子能谱、扫描电镜、透射电镜和固体紫外-可见漫反射光谱等手段对材料的结构进行了表征,通过光催化降解罗丹明B(RhB)评价催化剂的活性,并考察其在可见光照射下杀灭大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli)的性能及对应的光催化活性增强机理。结果表明,CQDs掺杂能够有效提高材料的催化活性,CQDs/Bi₂WO₆复合材料在光照40 min后对RhB的降解率高达99.98%,且其在光照6 h后能够有效杀灭约44.82%的大肠杆菌。机理研究表明,空穴(h⁺)是催化过程的主要活性物种,电子(e^-)是次要活性物种。光催化过程中还产生了大量的超氧自由基(·O₂^-)和羟基自由基(·OH),它们共同参与氧化-还原反应,起到降解有机染...     

碳量子点修饰给受体共轭聚合物/ZnO复合物的制备及在紫外光电探测器中的应用

以碳量子点(CQDs)作为光敏剂修饰氧化锌纳米阵列(ZnO-NRs)、以3,4-乙撑二氧噻吩封端、吡啶为中间单元的三联体为单体(3,4-乙撑二氧噻吩为给体单元、吡啶为受体单元)，通过电化学聚合法制备了复合材料(ZnO-NRs/CQDs/poly(BPE))，并以紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱等对该复合材料的结构与形貌进行了表征。将ZnO-NRs/CQDs/poly(BPE)与ZnO-NRs面对面组装成ZnO-NRs/CQDs/poly(BPE)紫外光电探测器，研究了偏置电压对响应性能的影响。结果表明，聚合物沿着氧化锌纳米棒径向生长并实现均匀包覆，CQDs的引入增加了氧化锌与聚合物之间的相互作用。该光电探测器的响应性能随偏置电压的增加而增加，在5 V偏置电压下，其响应度为258 A/W，探测率为4.2×1012Jones，外量子效率为87817%。     

液相硝基苯加氢Ni-Zr-B非晶态合金催化剂制备及结构表征

将化学还原法制备的Ni-Zr-B非晶态合金催化剂用于硝基苯液相加氢制苯胺的反应,并通过XRD,TEM和H2-TPD技术对催化剂进行表征,研究了Zr含量对Ni-Zr-B催化剂微观结构和其催化加氢性能的影响。结果表明,Ni-B非晶态合金催化剂表现出较高硝基苯转化率和苯胺选择性,Zr助剂的引入减小了催化剂非晶态结构短程有序范围和催化剂粒径,粒径由60nm减小至10nm左右;增多了Ni活性中心数,并减弱了Ni化学吸附氢强度,使得吸附的氢物种更易于在各吸附中心间迁移并参与反应,导致Ni-B非晶态合金催化硝基苯加氢的活性和选择性进一步提高。当Zr含量为8%时,催化剂具有最优的催化加氢性能,硝基苯转化率和苯胺选择性分别高达99.6%和100%。     

碳量子点磁性纳米复合材料的制备与表征

采用一步法在高压反应釜中合成了粒径均一、荧光性能优异的碳量子点(CQDs)。再以化学共沉淀法制备纳米Fe_3O_4粒子,通过聚多巴胺(PDA)修饰制备得Fe_3O_4/PDA。本实验首次以PDA为桥梁,将Fe_3O_4纳米颗粒与CQDs连接,合成了以CQDs为荧光材料的多功能复合微球Fe_3O_4/PDA@CQDs。经过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射、振动样品磁强计、透射电子显微镜及荧光分光光度计等对该纳米复合物表征。结果表明:CQDs粒径约10nm,连接后的复合纳米粒子粒径在40nm左右,分散性良好且兼具优异的磁响应性和荧光发光性能。该复合微球无毒且生物相容性高,可以取代半导体量子点磁性纳米复合材料并广泛应用于药物分离、可视化和靶向治疗等生命科学领域。     

负载型复合氧化物催化剂催化燃烧氯苯性能研究

采用沉积-沉淀法制备了系列负载型Mn-Ce-Zr复合氧化物催化剂,考察了载体、摩尔比以及负载量对催化燃烧氯苯性能的影响,同时借助X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段研究了催化剂的理化性能。结果表明:以堇青石蜂窝陶瓷为载体、锰铈锆摩尔比为4∶1∶1、负载量为30%的条件制得的催化剂表现出最优的催化氧化性能,325℃下氯苯的转化率可达99%。研究发现,这与催化剂优异的氧化还原性能以及活性组分于载体的均匀分布密切相关。此外,催化剂对不同结构特性CVOCs的催化燃烧性能也进行了初步的比较研究。     

汽车尾气净化负载钯超微粒催化剂的研究

以复合稀土氧化物的γ-Al2O3为催化剂载体,将负载钯的超微粒子金属铁、钴、镍与γ-Fe2O3粉体混合成型焙烧制成催化刺.研究了复合稀土氧化物对γ-Al2O3表面积的影响,通过催化剂老化实验、丙烷化合物起燃温度检测和对模拟汽车尾气中丙烷、CO及NOx等物质的转化性能的研究,表明该型催化剂各性能较好.     

单分散纳米CeO_2和Cu-Ce-O催化剂的制备、表征及其催化性能

以硝酸铈、硝酸铜和氢氧化钠为原料,使用超声双雾化工艺实现微区反应制备了纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体,并利用XRD、TEM、HR-TEM、FT-IR和BETN2等手段对其成分、物相结构、形貌及颗粒大小进行表征;并将所制备的粉体作为催化剂考察其对CO的催化氧化性能.结果表明,所制备的纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体粒径均为4～5 nm,球形,粒度分布均匀,且单分散性好;CeO2催化剂粉体粒径越小、比表面积越大,对CO的催化氧化活性越高;Cu-Ce-O催化荆对CO具有最好的催化氧化活性,表明铜的掺入有利于明显提高CeO2催化剂在CO催化氧化反应中的低温活性,降低起燃温度.     

Eu~(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体,采用X射线衍射(XRD)和荧光光谱分析(PL)等手段对TiO2的相结构和TiO2中电子-空穴对的复合性能进行了表征,探讨了掺杂组分对光催化活性的影响机制。以紫外光下降解亚甲基蓝为探针反应,考察铕的掺杂对催化剂催化性能的影响。结果表明Eu3+的掺杂能够通过抑制催化剂晶粒长大从而减少团聚,并且通过降低光生电子-空穴的复合几率,提高催化剂的光催化活性。光催化实验表明,催化剂加入量为3g/L,亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L时,掺杂1%Eu3+的催化剂催化性能最佳,反应3.5h降解率达到85.5%。     

Cu/CNTs复合粉末制备工艺研究

采用原位合成和化学共沉积相结合的方法制备了Cr/Cu复合粉体催化剂,并将其用于碳纳米管的制备。利用XRD、SEM和TEM手段分别对其晶相、微观结构形态进行表征。研究表明,Cr含量对最终产物CNTs的结构有明显影响,10%(质量分数)Cr复合催化剂催化效果最好;不同煅烧温度下所得催化剂存在差异,其中700℃煅烧条件下可制备出结晶良好的Cr/Cu纳米复合催化剂。不同生长温度下所得复合粉体催化合成的碳纳米管品质形貌不一,其中800℃条件下可得到纯度高、表面光滑的碳纳米管。