空心球状Cu7S4@Au复合材料的表面增强拉曼特性

本研究利用化学还原法制备了Cu2O纳米球,以此作为模板通过液相硫化将其转变为空心的Cu7S4纳米球,并在Cu7S4纳米球溶液中加入适量的HAuCl4·4H2O,从而获得Cu7S4纳米球表面镶嵌金纳米粒子的Cu7S4@Au复合材料.以罗丹明B(RhB)作为拉曼探针分子,研究Cu7S4@Au复合材料的表面增强拉曼(SERS)特性.结果表明,Cu7S4@Au复合材料具有较高的灵敏度和良好的检测重现性.此外,Cu7S4@Au基底还可用于检测致癌物苏丹Ⅲ和孔雀石绿(MG),其检测限(LOD)分别为3.71×10-6和2.48×10-7 mol/L(M),该材料在食品安全监测方面具有应用潜力.     

Cu掺杂BiVO4微米片的水热合成和光催化性能

以Bi(NO3)3.5H2O、NaVO3和Cu(NO3)2.3H2O为原料并以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂通过水热法制备了Cu/BiVO4微米片晶体。采用XRD、XPS、SEM、HRTEM、UV-Vis、比表面积测试等对产品进行了表征。结果表明,2.0 g CTAB辅助水热法能够合成结晶度高且形貌规整的单斜白钨矿Cu/BiVO4微米片晶体,其长度为1.0～2.0μm,宽度为0.5～2.0μm,厚度在200～300 nm内。相比BiVO4颗粒,片状Cu/BiVO4样品的紫外–可见光吸收边发生了稍许红移,具有较小的能带隙。光催化结果说明,5.0wt%Cu/BiVO4微米片表现出最好的光催化活性,其速度常数k为5.89×10–2/min,可见光照射10 mg/L亚甲基蓝溶液60 min的光解率达100%。     

Zn掺杂CuO/CuAl2O4复合空心球的制备及光催化性能

以葡萄糖为模板, 硝酸锌、硝酸铜和硝酸铝为原料, 采用水热法制备高比表面Zn-CuO/CuAl₂O₄复合空心球。采用XRD、SEM、HRTEM、BET、DRS和PL等手段对样品进行表征, 结果表明: 在600℃下焙烧的Zn-CuO/CuAl₂O₄复合物呈空心球状, 球体直径约为2 μm, 比表面积高达214.97 m²/g。引入Zn有助于提高样品对紫外和可见光的吸收能力, 减少光生电子空穴对的复合, 光催化活性显著提高。在模拟太阳光照下, 以甲基橙溶液为目标降解物, 考察样品的煅烧温度和Zn加入量对光催化活性的影响。当Zn加入量为0.5wt%, 煅烧温度为600℃时, 样品的光催化活性最佳。光照60 min, 0.5 g/L光催化剂用量对25 mg/L甲基橙溶液的脱色率高达97%。     

Cu/TiO2 纳米线的制备及其光催化性能

以P25粉体为原料,采用水热法合成了TiO2 纳米线,通过NaBH4还原CuCl2溶液,在TiO2纳米线的表面负载了Cu纳米颗粒.利用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对产物进行了表征.结果表明,Cu纳米粒子均匀分散在纳米线表面,并且该Cu/TiO2纳米线在可见光区域表现出较强的吸收性能.光催化降解酸性红3R染料溶液测试表明,在TiO2纳米线表面负载Cu纳米颗粒对提高其催化性能具有积极作用.     

Cu/ZnO复合材料的制备及光催化性能研究

采用化学沉积法,在纳米ZnO种子的表面沉积金属Cu纳米颗粒合成复合材料。利用XRD、FESEM、TEM和TGA对样品成分、形貌和结构进行了表征分析,并测试了样品的光催化性能。结果表明,Cu纳米颗粒成功负载于ZnO纳米粒子表面。对于Cu与ZnO合成的复合催化剂,金属Cu的含量有一个最佳的范围,此时催化剂的光催化性能优于纯ZnO。当Cu2+的加入量为38.6%(质量分数)时,复合颗粒的光催化性能在紫外光和可见光光源下均达到最优。     

水热法制备Cu掺杂可见光催化剂BiVO4及其光催化性能研究

以Bi(NO3)3.5H2O、NH4VO3、Cu(NO3)2.3H2O为原料,采用水热法合成了Cu-BiVO4光催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外漫反射(UV-Vis)等测试手段对催化剂进行了表征.结果表明,提高前驱液pH值,可得到单斜晶系白钨矿型Cu-BiVO4光催化剂,BiVO4的晶型结构并未随着Cu掺入量的增加而改变.光催化剂中的Cu元素以CuO和Cu2O的形式存在.Cu的引入使可见光吸收带发生红移,吸收强度明显提高.可见光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,Cu掺杂有利于提高BiVO4的活性.其中pH值为5.0、Cu掺入量为1.0wt%的BiVO4具有最好的光催化效果,可见光照射60 min后,对初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液的最高降解率由纯BiVO4的57.4%提高到97.8%.并对Cu掺入后光催化活性提高的机理进行了分析.     

Cu/还原氧化石墨烯光催化复合材料的制备及其光催化性能

以乙酸铜和氧化石墨烯（GO）为原料,抗坏血酸为还原剂,采用液相化学法合成Cu/还原氧化石墨烯（Cu/RGO）复合材料。通过XRD、SEM、TEM、FTIR和Raman对材料结构及形貌进行表征,并考察Cu/RGO复合材料在H₂O₂辅助作用下对亚甲基蓝（MB）的光催化作用。结果表明：Cu颗粒均匀分布在RGO片层上,相比于纯Cu,Cu/RGO复合材料的光催化性能明显提高,Cu/RGO复合材料用量为0.06 g/L时,对MB显示出最佳的催化效果,200 min内脱色率达到了92.5%,经过5次循环后脱色率仍有88.0%以上。     

水热法合成纳米ZnWO4/Ag及其光催化性能研究

以Na2WO4·2H2O和Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用水热法制备了掺Ag+的ZnWO4催化剂.利用XRD、TEM和UV-vis吸收光谱对该催化剂进行表征;以曙红B为目标降解物,研究了ZnWO4/Ag催化剂的光催化性能.结果表明,一定量Ag+的掺入使复合光催化剂活性明显优于单一的ZnWO4,Ag+的掺入量为0.5%(原子分数)样品光催化效果最佳,1h内对5mg/L曙红B溶液的脱色率达到93%,是改性前的1.26倍.     

Cu2ZnSnS4-CdS复合材料的制备及其在光催化制氢中的应用

为了进一步提高Cu₂ZnSnS₄的光催化制氢性能,首先通过水热法制备出Cu₂ZnSnS₄光催化材料,在此基础上加入Cd（CH₃COO）₂·2H₂O和Na₂S进行二次水热反应制备Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料。通过XRD、SEM、TEM、Raman及XPS等分析测试方法对Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料的物相结构、微观形貌和元素价态进行了表征。结果表明:成功制备了结晶性能较好的Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料。Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料是由球状和块状颗粒组成;Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料表面>95%的Cd和S原子（原子比为1:1）的存在说明块状颗粒Cu₂ZnSnS₄表面生长的球形颗粒为CdS;在氙灯下的光催化制氢性能表明,Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料的光催化制氢效果明显优于Cu₂ZnSnS₄和CdS,产氢效率为296.17 μmol（g·h）-1。      

CuO/TiO_2异质多孔纳米结构的制备及其光催化性能

以Cu(OH)_2纳米棒阵列为前驱体,钛酸四丁酯为钛源,采用外向包覆合成法,利用Cu(OH)_2自身热分解产生的微量水分子与负载在其表面的钛酸四丁酯缓慢反应,制备了CuO/TiO_2异质多孔纳米结构,并研究了产物对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能。结果表明,得到的产物薄膜为直径2~4μm的微孔组成的多孔纳米结构,微孔的孔壁由直径500nm左右的纳米棒组装而成。产物CuO/TiO_2异质多孔纳米结构比纯TiO_2纳米结构对RhB有更好的光催化降解性能,这主要是由两方面的原因引起的:一方面,CuO/TiO_2异质多孔纳米结构具有更好的吸附性能和更大的比表面积;另一方面,产物CuO/TiO_2为异质复合纳米结构,异质结的存在能有效地降低光生电子空穴对的复合,从而提高产物的光催化降解效果。     

TiO2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

本文以氧化石墨烯和钛酸丁酯为原料,利用水热法一步制备了TiO2/石墨烯复合光催化材料,研究了氧化石墨烯用量、反应温度、反应时间对TiO2/石墨烯复合材料光催化活性的影响。采用XRD,SEM,TEM和氮气吸附-脱附实验(BET)对复合光催化材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征。结果表明,本实验最佳条件是:氧化石墨烯1mg,制备温度为180℃,反应时间为16 h。产物中的TiO2为锐钛矿晶型,其平均粒径约为18 nm。复合材料的比表面积为170m2/g,平均孔径为12.45 nm。在可见光照射(λ>420nm)下以TiO2/石墨烯为光催化剂对有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)进行光催化降解,其光催化活性明显高于相同条件下制备的TiO2。     

TiO_2/BiVO_4复合光催化剂的水热法合成及其光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法合成了BiVO4和TiO2/BiVO4复合光催化剂,借助XRD、SEM、UV-Vis、IR等测试手段对样品进行了表征。XRD分析表明,所得BiVO4为单斜晶系结构,与TiO2复合后,特征衍射峰窄化,强度略增;SEM显示,BiVO4样品呈现规整的多边立方体形貌,TiO2/BiVO4粉体为规整球状形貌。UV-Vis紫外可见光谱表明,BiVO4和TiO2/BiVO4在400~700nm的可见光区域对光响应。根据光吸收特性,选择亚甲基蓝为模拟污染物,考察了样品的光催化活性。结果表明,与BiVO4相比,TiO2/BiVO4具有更高的可见光催化降解活性,催化降解亚甲基蓝的降解率达到95.9%。     

CuO/ZnO复合光催化剂的制备和性能

以十六烷基三甲基溴化铵为生长调节剂用一步水热法合成了纳米CuO/ZnO复合光催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、荧光光谱仪(FL)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等手段对其表征,在紫外光照射下研究了不同CuO配比的复合光催化剂对目标降解物甲基橙的光催化效果和循环稳定性。结果表明,CuO/ZnO复合光催化剂主要由CuO纳米颗粒和ZnO纳米片组成;引入适量的CuO可调节ZnO的光吸收性能,提高紫外光催化效率;过量(?7%)的CuO抑制ZnO的紫外光催化效率;CuO/ZnO在光催化过程中具有良好的稳定性。     

ZnWO4纳米棒的可控生长及其光催化性能

以Na2WO4·2H2O和Zn(COOCH3)2·2H2O为原材料,采用水热法制备了具有优良光催化性能的ZnWO4纳米棒。利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究了不同起始反应物比例(W和Zn的摩尔比)对反应产物的物相结构和微观形貌的影响;选择罗丹明B(RhB)作为降解目标物,研究了ZnWO4纳米棒的光催化性能。结果表明:反应物中,过量的WO2-4有利于ZnWO4纳米棒沿长度方向的定向生长及光催化性能的增强;W和Zn的摩尔比为1.5∶1.0时,反应制备的ZnWO4纳米棒在紫外-可见光催化反应10 min内,对RhB的降解率达到了96.5%。     

棒状ZnWO4纳米晶的合成及其光催化性能

以Na2WO4.2H2O和Zn(COOCH3)2.2H2O为原料,采用微波水热法,制备具有光催化性能的黑钨矿型棒状ZnWO4纳米晶.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外–可见吸收光谱仪(UV-Vis)和光致发光谱仪(PL)分别对产物的物相、形貌和光学性能进行了表征.结果表明:采用微波水热法,产物沿(100)晶面取向生长为棒状结构;对其光学性能和光催化性能的研究显示,所制备的ZnWO4具有蓝光发光特性,其激发峰和发射峰分别为295和460 nm,其还具有较强的紫外吸收特性;棒长约为50～60 nm,(100)取向度为0.24的ZnWO4纳米晶具有最佳的光催化性能.     

CuO/KCu7S4复合纳米材料的制备及其超级电容器性能

采用接替离子层吸附反应(SILAR)沉积法成功地在KCu₇S₄微米线上沉积CuO纳米片得到CuO/KCu₇S₄复合纳米材料,并应用于超级电容器的电极。通过对该纳米复合材料表征表明,随沉积次数增加,CuO的含量增加,该CuO为片状结构,均匀地分布于KCu₇S₄微米线上。在1A/g的电流密度下,沉积次数分别为0、20、40和60的样品比电容分别为10.04、25.52、30.84和40.92F/g。CuO/KCu₇S₄-60在0.7A/g的电流密度下比电容为47.6F/g,并且在5A/g的电流密度下进行1000次的循环充/放电测试后比电容增加到初始电容的117.29%。     

Ag3PO4纳米棒的制备及其光催化性能的研究

采用水热法制备Ag3PO4晶体,通过调节氨水的浓度,实现了对产物形貌的微结构调控。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对样品的晶体结构、形貌和元素组成进行了表征。UV-Vis图证实了制备的Ag3PO4样品在可见光范围内有明显吸收。光催化降解实验结果表明,可见光条件下,商用TiO2光催化效果微乎其微,Ag3PO4却是一种高效的可见光响应催化剂。经微结构调控的Ag3PO4纳米棒具有更多的光催化活性点和有利于载流子传输和分离的结构,其光催化效率大幅提升,是Ag3PO4微米颗粒光催化效率的1.6倍。