Ce-SiO2-TiO2三元复合催化剂的制备及其光催化降解性能

采用溶胶-凝胶法制备了Ce-SiO2-TiO2三元复合纳米催化剂,用TG-DTA、FT-IR、XRD和UV-Vis等对样品的结构进行了表征,并以罗丹明B(RhB)作为探针反应,分别在紫外光和可见光照下评价了其光催化性能.与TiO2一元纳米催化剂和Ce-TiO2、SiO2-TiO2二元纳米催化剂进行对比,Ce-SiO2-TiO2三元复合纳米催化剂对罗丹明B溶液(5 mg/L)表现出更高的光催化降解性能,可见光下的降解率达到98.5%.     

Zn2+-SiO2-TiO2三元复合催化剂的制备及其光催化降解性能

采用溶胶-凝胶法制备了Zn2+-SiO2-TiO2三元复合纳米催化剂,并用DRS、FT-IR、XRD和SEM等对样品的形态和结构进行了表征,并以罗丹明B和刚果红染料的印染废水做探针反应,分别在紫外光和可见光照射下评价了其光催化性能.与TiO2一元纳米催化剂和Zn2+-TiO2、SiO2-TiO2二元纳米催化剂进行对比,Zn2+-SiO2-TiO2三元复合纳米催化剂对罗丹明B溶液(5 mg/L)和刚果红溶液(10 mg/L)都表现出较高的光催化降解性能,可见光下的降解率分别达到90%和83%.     

Cu2+-TiO2纳米复合催化剂的制备及光催化降解印染废水的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Cu2+-TiO2纳米复合催化剂,并用XRD、SEM和DRS对样品进行了结构表征,分别在紫外光、可见光和太阳光的照射下,以罗丹明B、甲基橙、甲基蓝等印染废水的降解率评价Cu2+-TiO2纳米复合催化剂的光催化性能.结果表明:Cu2+的掺杂不仅拓宽了TiO2的光谱响应范围,还提高了其在紫外光区的催化活性.w(Cu2+)=1.3%,锻烧温度500℃时,催化剂活性最高;在紫外光、可见光、太阳光下照射3 h,罗丹明B、甲基橙、甲基蓝等印染废水的降解率均达85%以上.     

稀土Eu~(3+)掺杂TiO_2光催化降解罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2和Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂,并用Raman、FT-IR、PL、XRD和SEM等技术对样品的形态和结构进行了表征,优化了Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂制备条件,并以罗丹明B(RB)的印染废水作为探针反应,分别在紫外光和可见光照下评价了其光催化性能。与TiO_2纳米催化剂进行对比,Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂对罗丹明B溶液(5 mg/L)表现出更高的光催化降解性能,在紫外光和可见光下的脱色率分别达到90%和83%。     

以β-CD为模板剂制备Pr-TiO_2纳米催化剂及其光催化降解性能

采用β-环糊精(β-CD)为模板剂,利用溶胶-凝胶法制备了TiO_2、Pr-TiO_2纳米催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和N_2吸附-脱附等技术对所制备的催化剂进行了表征,优化了纳米催化剂的制备条件,并分别在紫外光和可见光照下以降解含罗丹明B(Rh B)的印染废水评价其光催化降解性能。结果表明,以β-CD为模板剂制备的纳米复合催化剂粒径更小,Pr-TiO_2在紫外、可见光下的脱色率分别达92%和97%以上,较TiO_2催化剂的性能有所提高。     

Ag_3PO_4/TiO_2负载功能织物的制备及其光催化性能

采用原位沉积法制备Ag_3PO_4/TiO_2复合光催化剂,并经浸轧工艺整理1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)处理的棉织物,制备可见光光催化功能棉织物。采用X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)以及扫描电镜(SEM)表征复合光催化剂的晶型、光学性能以及整理织物的表面形貌,并研究了光催化功能织物催化降解模拟染料罗丹明B和甲醛的性能。结果表明,BTCA处理棉织物可以明显提高复合光催化剂在棉织物表面的负载量,所制得的可见光光催化功能棉织物对罗丹明B的降解率可达100%,对甲醛的降解率可达70%,具有良好的可见光光催化降解性能。     

吸附式纳米TiO2电极光电催化氧化罗丹明B研究

利用多孔金属基材料吸附式负载纳米TiO2作为光电阳极,与纳米TiO2胶体本身形成的多相光催化体系复合,进行光电催化与多相光催化复合氧化降解罗丹明B(一种人工合成有机染料)。使用分光光度计测定罗丹明B溶液的吸光度表征罗丹明B的降解率,证实吸附式纳米TiO2光电极催化氧化的光电协同作用。研究了偏电压、电解质、曝气速度、供氧方式等因素对光电催化氧化过程的影响。结果表明,光电催化延缓了光生电子和空穴的复合,提高了光催化效率,验证了光电协同作用;在偏电压为0.8V、无水硫酸钠电解质为0.5g/L、H2O2为2mL/L供氧的条件下,光电催化氧化降解罗丹明B的效果最好,紫外灯照射15min,罗丹明B的降解率达到97.4%。     

Ho@TiO2催化剂的制备及其可见光光催化降解性能

以钛酸四丁酯、氯化钬六水合物、无水乙醇为原料,采用简单的溶胶-凝胶法,成功制备出了Ho金属元素掺杂的Ho@TiO₂纳米光催化剂。采用XRD、FT-IR和PL等技术,对样品的晶体结构和性能进行表征,并优化了Ho@TiO₂纳米光催化剂配比,以玫瑰红B模拟废水进行探针反应,在可见光照射下评价其光催化性能。结果表明,与TiO₂纳米催化剂进行对比,Ho@TiO₂纳米光催化剂对玫瑰红B溶液(5 mg/L)表现出更高的可见光光催化降解性能,在可见光下照射180 min的脱色率达到95%。     

二硫化钼/聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备及其光催化性能

采用水热合成法制备了无机半导体光催化剂二硫化钼(MoS_2),利用静电纺丝技术,将MoS_2粉末添加到不同质量分数的聚丙烯腈(PAN)溶液中进行共混纺丝,制备MoS_2/PAN复合纳米纤维膜,并用于罗丹明B溶液的催化降解。借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)等对纳米纤维膜的形貌和性能进行表征。结果表明:MoS_2/9%PAN复合纳米纤维膜中的纳米纤维形貌较好,直径较均匀,MoS_2在纳米纤维上的分布也较为均匀;使用其对30 mL的10 mg/L罗丹明B溶液进行光催化降解,光催化效果好,降解率达89.8%,重复使用3次后,降解率仅下降了2.3%,表现出良好的循环使用性。     

CFs/CNG复合光催化材料降解水中的有机污染物

采用热聚合法制备石墨相氮化碳(g-C₃N₄),以碳纤维布(CFs)为载体,氧掺杂g-C₃N₄(CNG)为活性组分制备复合材料,以甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B为探针分子,分别以CNG和CFs/CNG为光催化剂,测试对探针分子的去除性能。通过XRD、SEM、FT-IR等手段对催化剂的形貌进行表征,并对催化剂光催化机理进行推测。结果表明:CNG呈现纳米片状结构,CFs/CNG呈现碳纤维束编织物,表面附有许多纳米层状物质。在可见光照射下,CNG对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解效果分别是g-C₃N₄的7倍、7倍、10倍,CFs/CNG对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解效果分别是g-C₃N₄的64倍、77倍、51倍。此外,制备的复合材料在7次循环使用后仍然保持了良好的光催化性能,具有良好的稳定性和重复使用性。     

氮碳量子点/二氧化钛复合整理粘胶织物光催化协同构效

为提高服装面料在太阳光下的光催化自清洁性能,采用柠檬酸和尿素制备氮碳量子点(N-CQDs),并通过水热法与纳米二氧化钛(TiO₂)共同整理粘胶织物,制备出太阳光响应复合光催化纺织品。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计等对整理前后的粘胶织物进行表征,测试其光学吸收性、光催化降解脱色性和稳定性,研究N-CQDs、TiO₂及其复合体系降解罗丹明B的协同构效机制。结果表明:在模拟日光下催化降解罗丹明B 5 h时,经N-CQDs/TiO₂整理的粘胶织物脱色率为76.5%,比经TiO₂整理粘胶织物的脱色率(51.3%)提高了49.1%,且循环降解6次后,脱色率仍能达到62.34%。     

静电纺丝制备ZnO纳米纤维及光催化性能的研究

ZnO作为一种n型半导体,有较高的研究和应用价值。本实验结合静电纺丝技术和煅烧工艺,利用DMF、PVP、乙酸锌为前驱体,采用静电纺丝法制备不同温度下的ZnO纳米纤维材料。利用X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UVVis DRS)表征样品和光催化性能。以金卤灯和氙灯分别模拟太阳光,罗丹明B为目标降解物,在不同光照射下,不同温度的ZnO纳米纤维材料对罗丹明B的光催化降解效率不同。金卤灯照射150min时,550℃煅烧的ZnO对罗丹明B的降解率最佳,达到96.3%;氙灯照射150min时,600℃煅烧的ZnO对罗丹明B的降解率最佳,达到93.0%,提高了对可见光的利用率。所制备的ZnO纳米纤维光催化剂在有机污染物的处理领域具有广阔的应有前景。     

三维乒乓菊状CdS/BiOBr催化剂的制备及其光催化降解罗丹明B

为提升BiOBr的光催化性能,通过两步法合成了三维乒乓菊状CdS/BiOBr催化剂。首先利用溶剂热法制备了BiOBr纳米片,接着采用水热法直接在层状BiOBr表面生长CdS粒子制备了CdS/BiOBr催化剂,并通过调整CdS与BiOBr的量比来调控催化剂的形貌。对制备的CdS/BiOBr催化剂的结构、形貌、光学性能等进行了表征分析,考察了其在可见光下对罗丹明B(RhB)的降解效果和稳定性,通过活性物种捕获实验和电子自旋共振测试分析确定了降解过程中的主要活性物质。结果表明：当CdS与BiOBr的量比为1∶3时,二者发生规则组合,形成独特的三维乒乓菊状层级结构;该催化剂有优异的光催化性能和稳定性,在可见光照射下120 min降解了99.5%的RhB,一级动力学常数为0.044 min^-1,是纯BiOBr的3.67倍,经过7次光催化循环后仍保留了90.1%的催化活性;·O₂^-和h⁺在RhB降解过程中发挥了主要作用,结合CdS和BiOBr的带隙结构提出了一种可能的光催化降解途径。     

掺锌纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯、硝酸锌为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备掺锌纳米TiO2微粒.以罗丹明B为目标降解物,考察了掺锌纳米TiO2粉体的光催化活性.结果表明:300℃焙烧4.5 h时,得到的催化剂活性最高.在紫外光照射下,催化效果明显优于太阳光照射(在紫外光下,pH值为2时,用1 g/L掺锌2.7%纳米TiO2光照70 min,罗丹明B的降解率接近100%;在太阳光下,pH值为10时,用4 g/L掺锌3.0%纳米TiO2光照120 min,罗丹明B的降解率达93%).     

银/二氧化钛可见光催化自清洁织物的制备及其性能

为制备基于可见光光催化降解机制的自清洁织物,吡咯(Py)为单体,以硝酸银为银源,通过化学氧化聚合在商业化的纳米二氧化钛(TiO2 )表面形成聚吡咯掺杂银包覆层(PPy-Ag/ TiO2 ),然后高温焙烧去除PPy,获得可见光响应催化剂银/ 二氧化钛(Ag/ TiO2 )。通过共分散溶液用浸渍涂覆法将其涂覆到聚丙烯腈(PAN)纤维上,经加捻、合股织制成织物。借助扫描电子显微镜、红外光谱分析仪、热重分析仪、紫外可见分光光度计等测试织物的结构和性能。结果表明：Ag/ TiO2 粒子较均匀地负载到PAN 纤维表面,其负载率约为3. 17%;涂覆Ag/ TiO2 的织物对亚甲基蓝、罗丹明B 和红酒在可见光下具有良好的降解作用,表现出良好的自清洁效果;经多次洗涤后,该织物仍保持良好的光催化效果,具有良好的耐洗牢度。     

CaSO_4晶须负载纳米TiO_2催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了CaSO_4晶须负载纳米TiO_2催化剂(CaSO_4-TiO_2),并用Raman、BET、XRD和AFM等技术对样品的形态和结构进行了表征,优化了CaSO_4-TiO_2纳米催化剂制备条件,并以罗丹明B(RB)印染废水作为探针,分别在紫外光和可见光照下评价了其光催化性能。结果表明:当物质的量比n(CaSO_4)∶n(TiO_2)=1∶5,500℃时,CaSO_4-TiO_2催化效果最佳,在可见光照下180 min的染料降解率达到96%。     

Ni-Zr共掺TiO_2纳米粉体的光催化性能研究

通过溶胶-凝胶法制备掺杂Ni-Zr共掺纳米TiO_2,采用XRD、TEM和DRS等方法对光催化剂的晶向结构、显微形貌和光响应特性进行表征,并以罗丹明B为目标降解物,测试其光催化性能。结果表明Zr掺杂能够降低TiO_2光催化剂的粒径,改善其光响应特性。Ni~(2+)和Zr~(4+)共掺杂可以通过协同作用提高样品的光催化活性。Ni-Zr共掺TiO_2比纯TiO_2具有更好的光催化效果,2%Zr和Ni共掺杂TiO_2光照60min后对罗丹明B的降解率达到92%,比纯TiO_2提高30%以上。     

Yb-TiO2复合光催化剂的制备及光催化性能

基于TiO₂主体材料,通过镱掺杂改性制备了Yb-TiO₂纳米光催化剂,并用XRD、FT-IR和PL等技术对样品的晶体结构和性能进行表征,优化了Yb-TiO₂纳米光催化剂配比(0.8%),并以玫瑰红B模拟废水进行探针反应,分别在紫外光和可见光照下评价其光催化性能。与未掺杂TiO₂纳米光催化剂进行对比,Yb-TiO₂纳米光催化剂对玫瑰红B溶液表现出更高的光催化降解性能,在紫外光(90 min)和可见光(180 min)下的脱色率分别达到99%和90%。     

可见光下TiO_2/α-ZrP复合材料光催化降解罗丹明B

以TiO2/α-ZrP复合材料为可见光光催化剂,采用氙灯模拟可见光,研究了TiO2/α-ZrP复合材料对有机染料罗丹明B的光催化降解情况。试验探究了TiO2的掺杂量、反应时间、染料浓度、光催化剂用量、染液pH值等对光催化降解罗丹明B的影响。结果表明,当TiO2的掺杂量为17%时,TiO2/α-ZrP复合材料的光催化活性最高。浓度为6×10-5mol/L的罗丹明B溶液的最佳降解条件为:染液初始pH值为4,TiO2/α-ZrP复合光催化剂质量浓度为3.6 g/L。     

氯氧化铋-石墨烯复合材料的制备及光催化性能

以氧化石墨烯(GO)和硝酸铋、氯化钾作为初始反应物,采用一步还原法制备氯氧化铋-还原氧化石墨烯(BiOCl-r GO)复合材料,并利用XRD、FTIR、SEM和TEM等手段对复合材料进行表征,同时探讨复合材料在可见光条件下对罗丹明B(Rh B)的光催化降解性能。结果表明,氧化还原石墨烯(rGO)能防止氯氧化铋的团聚,提高其活性;当rGO的质量分数为2%时,复合材料对RhB的光催化降解效果最佳,降解过程符合经典的准一级动力学模型。rGO并不直接参与光催化降解过程,BiOCl-rGO复合材料光催化活性增强,主要归因于rGO和BiOCl之间发生了化学键界面结合,提高了电子和空穴的分离效率。