g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂制备及活性研究

光催化技术可直接利用太阳光实现有机污染物的深度降解,传统光催化剂二氧化钛存在可见光转换效率低,光生电子-空穴对容易复合等缺点。采用简单的化学法制备了二维纳米片层石墨相氮化碳(g-C_3N_4)包覆二氧化钛纳米粒子复合光催化剂(g-C_3N_4/TiO_2),利用XRD、UV-Vis、SEM、PL等手段对光催化剂的结构性能进行了表征,并考察了复合材料在紫外、可见光下降解亚甲基蓝(MB)、苯酚及双酚A的性能。研究结果表明:二维纳米片层g-C_3N_4的引入可以实现复合材料对可见光的吸收利用,并且可以极大地提高光生电子空穴在界面处的分离效率。在紫外光照射20 min后,5%g-C_3N_4/TiO_2复合物对染料亚甲基蓝(MB)的降解率高达90%,并且在重复使用5次之后仍具有较高的光催化性能。     

聚苯胺改性负载型纳米二氧化钛的研究

采用悬浮聚合法制备聚苯乙烯微珠载体,通过矿化接枝技术将溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化钛负载在微珠载体上,制成负载型纳米二氧化钛光催化剂。利用导电聚苯胺对负载型纳米二氧化钛光催化剂进行可见光改性研究,通过XRD,SEM等方法对负载型纳米二氧化钛光催化剂进行表征;通过光催化降解甲基橙实验评价了导电聚苯胺改性负载型纳米二氧化钛光催化剂在可见光条件下的光催化活性。实验结果表明：导电聚苯胺对负载型纳米二氧化钛光催化剂的改性,可有效改善负载型纳米二氧化钛光催化剂在可见光条件下的光催化性能,降解率提高了24.5%。     

rGO/TiO2双壳空心球纳米材料的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体、SiO_2为模板,采用溶胶-凝胶法制备了还原氧化石墨烯/二氧化钛双壳空心球纳米复合材料(rGO/TiO_2HS)并通过SEM、XRD、FT-IR对其进行表征。rGO/TiO_2HS纳米复合材料因为rGO与TiO_2的协同作用和独特的双层壳空心球结构,可以抑制光生电子-空穴对的复合、增加比表面积以及提高光利用率,增强了其在紫外光照射下对甲基橙废水的光催化性能,而且具有较好的稳定性。     

银掺杂二氧化钛/活性炭复合材料的制备及其光催化性能研究

为提高二氧化钛/活性炭（AC）复合材料对可见光的利用率,基于溶胶-凝胶法制备了银掺杂的二氧化钛/活性炭复合光催化剂。利用一系列测试方法对光催化剂进行了表征,通过亚甲基蓝（MB）和Cr（Ⅵ）废水的降解效果研究了其光催化活性。结果表明,掺杂银的材料,吸附性能和可见光下的光催化性能均得到提升。在材料投加量为400 mg/L情况下,银-二氧化钛/AC复合光催化剂在30 min内对10 mg/L MB溶液的降解率达到98.55%,在60 min内对20 mg/L MB溶液、10 mg/L Cr（Ⅵ）溶液的降解率分别达到76.92%和53.90%;与未掺杂的材料相比,降解率分别提升了14%、47%、137%。这是由于Ag纳米颗粒可以有效地俘获价带电子,减少电子空穴的复合,从而提高了光催化效果。     

Ag改性PVA/SrTiO3/TiO2光催化材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法和化学沉淀法成功合成具有高光催化性能的可回收聚乙烯醇/钛酸锶/二氧化钛/银(PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag)复合材料。所合成样品通过XRD、SEM、TEM、EDX、XPS、UV-Vis DRS、荧光分光光度计和EPR进行表征。结构表征结果显示其具有均匀的、分层的多孔网络结构。UV-Vis DRS测试结果表明由于Ag原子的掺杂,复合材料在紫外-可见光区域具有强烈的光吸收能力,并且产生表面等离子共振效应。荧光分光光度计测试结果证实该复合材料有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。对样品进行光催化活性测试,结果证明,在紫外光下PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag复合材料对亚甲基蓝(MB)的降解具有优异的光催化性能,且光催化性能与初始MB浓度和pH密切相关。重复性研究表明,该复合材料在3个循环后,仍保持初始光催化降解活性的近90%,展现出极好的稳定性和重复使用性。     

不同酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛光催化剂的研究

通过水蒸汽-水解法制备了纳米级TiO2粉体,并通过原位聚合法制备了不同酸掺杂的聚苯胺(PANI)/TiO2复合材料。利用单因素实验验证了盐酸、硫酸、对甲苯磺酸和对氨基苯磺酸四种掺杂酸对TiO2光催化活性的影响。以KBF染料模拟废水为研究对象,考察了PANI/TiO2复合材料在紫外光及可见光照射下降解水中有机物的效果。结果表明,其他单因素相同时,盐酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛粉体效果较好。聚合反应中苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1∶2,反应温度为5℃,反应时间4h。不同酸掺杂的聚苯胺对纳米TiO2光催化剂的改性,显著改善了纳米TiO2光催化剂在可见光条件下的光催化性能,可有效降解KBF染料。     

复合纳米棒状Ag3PO4/ZnO材料的光催化性能

以一维棒状ZnO为载体,采用原位生长法制备纳米棒状Ag_3PO_4/ZnO复合材料。通过XRD、SEM、TEM、XPS和UV-Vis-DRS等测试对纳米棒状Ag_3PO_4/ZnO复合材料进行了表征,并评价了样品在可见光下的光催化性能。结果显示,ZnO几乎无可见光活性,通过水热法制备的ZnO形貌发生了改变,为比表面积的增加做出了贡献,为Ag_3PO_4提供了更多的负载可能。在可见光照射下,纯ZnO和Ag_3PO_4对苯酚的降解率分别为20%和38%,复合材料Ag_3PO_4/ZnO对苯酚的降解率为91.24%,光催化降解性能明显高于纯ZnO和Ag_3PO_4。最后,光催化稳定性的研究证明,Ag_3PO_4/ZnO复合材料形成了有效的异质结结构,抑制了电子-空穴的复合,提高了Ag_3PO_4/ZnO复合材料的稳定性。     

PANI/N-K_2Ti_4O_9/UiO-66复合材料的制备及光催化性能研究

用自组装法将金属有机框架UiO-66负载到低带隙半导体N-K2Ti4O9的表面,然后采用原位氧化复合法制备导电聚合物聚苯胺粘结的PANI/N-K2Ti4O9/UiO-66复合光催化剂(复合材料A),制备了N-K2Ti4O9和UiO-66不同比例物理混合后再粘结聚苯胺的复合材料B。采用红外(IR)、场发射透射电镜(FETEM)、荧光光谱(PL)对复合材料的结构、形貌进行表征。结果表明,UiO-66负载到棒状N-K2Ti4O9的表面呈现核壳结构,聚苯胺(PANI)粘结在核壳结构N-K2Ti4O9/UiO-66的表面形成复合材料,PANI粘结可以有效降低电子-空穴复合率,复合材料A具有最好的光催化性能。     

TiO2/生物炭复合材料的制备及应用研究进展

TiO₂是一种半导体材料，具有优异的光催化活性，良好的稳定性和较低的成本，但存在禁带宽度大，生电子-空穴易复合等缺点。生物炭因具有疏松多孔的结构、比表面积大，表面官能团丰富易修饰等特点而成为性能优异的载体材料。两者结合得到的TiO₂/生物炭复合材料表现出了良好的可见光响应性、优异的电子传输能力、吸附能力强、电子-空穴复合少等优势，在水污染处理方面有着广阔的应用前景。本文综述了TiO₂/生物炭复合材料的制备及改性的方法，阐述了复合材料所表现的协同效应及光催化机理，归纳总结了目前TiO₂/生物炭复合材料在处理不同污染物的应用，并展望了TiO₂/生物炭复合材料的发展前景和方向。     

PANI/N-K2Ti4O9/UiO-66复合材料的制备及光催化性能研究

用自组装法将金属有机框架UiO-66负载到低带隙半导体N-K2Ti4O9的表面,然后采用原位氧化复合法制备导电聚合物聚苯胺粘结的PANI/N-K2Ti4O9/UiO-66复合光催化剂（复合材料A）,制备了N-K2Ti4O9和UiO-66不同比例物理混合后再粘结聚苯胺的复合材料B.采用红外（IR）、场发射透射电镜（FETEM）、荧光光谱（PL）对复合材料的结构、形貌进行表征.结果表明,UiO-66负载到棒状N-K2Ti4O9的表面呈现核壳结构,聚苯胺（PANI）粘结在核壳结构N-K2Ti4O9/UiO-66的表面形成复合材料,PANI粘结可以有效降低电子-空穴复合率,复合材料A具有最好的光催化性能.     

二氧化钛聚苯胺复合材料光催化降解性能研究

通过固相合成法制备二氧化钛/聚苯胺复合材料。通过扫描电镜和红外光谱看出,二氧化钛和聚苯胺复合良好。TiO_2/聚苯胺复合材料对甲基橙和亚甲基蓝的光催化降解效果明显好于纯TiO_2。     

TiO_2/石墨烯基复合光催化材料的研究进展

二氧化钛是一种广泛使用的光催化材料,具有无毒、稳定的化学性能以及成本较低等优点,但TiO_2能带间隙较大,只有在紫外光激发下才有光催化降解的能力,对可见光的利用效率不高,并且TiO_2中电子-空穴对易快速复合,研究工作者们采用石墨烯与TiO_2进行复合,以拓宽TiO_2光响应范围和抑制电子-空穴对的复合。本文介绍了TiO_2与石墨烯的二元、三元复合光催化材料的研究进展,以期为TiO_2/石墨烯复合光催化材料的应用提供参考和借鉴。     

硫化镉-二氧化钛/分子筛复合光催化材料制备及性能研究

将水热法制备的二氧化钛负载在分子筛上,再与硫化镉复合,制备了硫化镉-二氧化钛/分子筛复合材料。对复合材料的相组成、微观结构、形貌和光谱性质进行了表征。在可见光照射下,以光催化降解亚甲基蓝为探针反应,研究了复合材料的光催化活性。结果表明：与纯二氧化钛相比,二氧化钛/分子筛具有更快的吸附降解效率;与二氧化钛/分子筛、硫化镉/分子筛相比,硫化镉-二氧化钛/分子筛复合材料的光催化性能最为优越。硫化镉-二氧化钛/分子筛优化制备条件：硫化镉溶液质量浓度为2.0 g/L、反应温度为80 ℃,反应时间为4 h。     

Bi2S3/CNFs复合材料制备及其光催化性能

采用水热法制备硫化铋(Bi2S3)和活性纳米碳纤维掺杂硫化铋复合材料(Bi2S3/CNFs),以降解水溶液中甲硝唑(MTZ)抗生素.通过XRD、SEM、TEM、FTIR、XPS、UV-Vis和PL等对样品的晶型、形貌、结构、元素组成、表面官能团、光学性质进行了表征.结果表明,活性纳米碳纤维(CNFs)引入Bi2S3中,可降低光生电子-空穴对的复合速率,提高其光催化活性.在可见光照射下,考察了Bi2S3/CNFs复合材料光催化降解MTZ的活性,发现CNFs掺量为47％(以Bi2S3质量计,下同)、MTZ质量浓度为10 mg/L,复合材料用量为60 mg时,Bi2S3/CNFs复合材料光催化性能优异,在3 h内,MTZ的降解率为92％.Bi2S3/CNFs复合材料在3次循环后也表现出良好的稳定性和可回收性.活性基团捕获实验表明,羟基自由基(?OH)、光生空穴(h+)和超氧自由基(?O2–)参与了Bi2S3/CNFs对MTZ的降解,而?OH和h+是该体系的主要活性组分,并在此基础上初步探讨了光催化反应机理.     

二氧化钛基纳米复合光催化材料的制备方法及应用研究进展

TiO₂光催化剂在环境污染控制领域有着良好的应用前景,一直是光催化材料研究的热点。由于TiO₂的禁带宽度大、光生电子和空穴迁移能力低等缺点限制了在可见光照射下的光催化效率;为了克服TiO₂的局限性,人们对TiO₂进行了改性研究,以提高TiO₂在可见光下的光催化活性。本文综述了近年来二氧化钛基纳米复合光催化材料的制备方法,介绍其在污水处理、生物医药、农业生产等领域的应用。     

双Z型PANI/BiOBr/ZnFe2O4光催化剂在可见光下对有机污染物的光催化降解和氧化还原活性研究

采用水热合成方法成功制备了聚苯胺/溴化氧铋/铁酸锌复合光催化剂PANI/BiOBr/ZnFe₂O₄。利用各种表征技术对样品的晶体结构和形貌进行分析。结果表明,与其他样品相比,PANI/BiOBr/ZnFe₂O₄复合材料在可见光照射下具有更高的光催化活性,对罗丹明B（RhB）的降解效率最高达到99.26%;同时,该复合材料在可见光下对硝基苯（NB）的还原具有良好的催化活性,转化效率可达87.1%。此外,根据PL谱和电化学阻抗谱（EIS）分析可以得出,PANI/BiOBr/ZnFe₂O₄复合材料的光催化性能提高可归因于电子空穴对的快速分离和转移。通过紫外-可见DRS光谱、M-S曲线分析、ESR谱和自由基捕获实验,提出了适合该体系的双Z型电子转移机理。     

新型可见光响应TiO_2/CNOs催化剂的制备及研究

本文采用溶胶凝胶法制备了一种适用于可见光条件下的TiO_2/CNOs光催化剂。采用XRD、SEM、N_2吸脱附实验、FT-IR等多种表征手段对其形貌、结构及组成进行分析。通过对难生物降解的罗丹明B(RhB)作为模拟污染物进行降解来评价TiO_2/CNOs材料的光催化性能。研究结果表明:TiO_2/CNOs纳米复合材料在可见光下有较好的光催化活性,突破了宽带隙半导体氧化物只能吸收紫外光和光生电子空穴对易复合的难题,提高光催化材料的量子效率,为研制新型高效稳定的可见光催化材料开辟一条新途径。     

CdSe纳米颗粒敏化TiO_2纳米管阵列的光催化降解及光电催化制氢

采用胶体化学法制备不同尺寸的硒化镉纳米颗粒(CdSe-NP)胶体,并利用原位吸附法将CdSe-NP与由阳极氧化法得到的TiO2纳米管阵列(TN)复合,在可见光下降解甲基橙溶液和外加偏压制氢,分别考察CdSe-NP敏化的TiO2纳米管阵列(CdSe-NP/TN)的光催化性能和光电催化性能。对比TN,CdSe-NP/TN表现出明显增强的光催化活性及更优异的光电催化性能,而过大的CdSe-NP尺寸则不利于复合材料的催化活性。表征结果表明,CdSe-NP/TN优异的性能是由于敏化CdSe-NP后吸收边红移以及光生电子和空穴复合率降低。     

贝壳粉/SnS_2纳米复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用水热法合成贝壳粉/SnS_2复合光催化材料,通过控制贝壳粉的含量制备了一系列不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料,探讨其光催化性能。采用XRD、DRS、IR以及SEM对制备的不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料进行了表征,通过在可见光下降解罗丹明B探讨了不同质量比的贝壳粉/SnS_2复合材料的光催化性能,并通过循环实验测试了样品的稳定性。结果表明,在150℃下水热反应24 h合成的质量百分比为10%的贝壳粉/SnS_2纳米复合光催化材料催化性能最好。     

贝壳粉/SnS_2纳米复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用水热法合成贝壳粉/SnS_2复合光催化材料,通过控制贝壳粉的含量制备了一系列不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料,探讨其光催化性能。采用XRD、DRS、IR以及SEM对制备的不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料进行了表征,通过在可见光下降解罗丹明B探讨了不同质量比的贝壳粉/SnS_2复合材料的光催化性能,并通过循环实验测试了样品的稳定性。结果表明,在150℃下水热反应24 h合成的质量百分比为10%的贝壳粉/SnS_2纳米复合光催化材料催化性能最好。