不同形貌BiVO_4光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法,改变表面活性剂和溶剂制备了3种形貌的BiVO_4;对制备的BiVO_4光催化剂进行X射线衍射、扫描电子显微镜、漫反射光谱、荧光光致发光光谱等表征,以罗丹明B为目标污染物,使用氙灯模拟太阳光光源,评价了不同形貌的BiVO_4的光催化性能。结果表明,药片状BiVO_4 3 h内在全光谱和可见光下的降解率分别为100%和63%,立方体状BiVO_4在全光谱和可见光下的降解率只有30%和19%,球状BiVO_4在全光谱和可见光下的降解率为68%和29%。改变样品的形貌,增大样品的比表面积,可以显著提升光催化性能,药片状钒酸铋具有较好的光催化效果。     

悬浮TiO2-Ti电极体系中光电催化降解甲基橙

研究了在不同浓度的NaCl电解质溶液中,悬浮TiO2-钛电极体系的光电催化降解效率。当降解时间达到60min时,单独光催化降解甲基橙的降解率为50．7％;在10V电压下进行光电催化反应,以0．5mol／LNaCl为电解质时,可使甲基橙降解率达到98．9％。光电催化法对甲基橙的降解率明显高于光催化法和电降解法,电降解和光催化降解之间存在着协同效应,且降解效率随着外加电压和NaCl溶液浓度的增大而提高．     

碳量子点/硅酸铋纳米片复合光催化剂的构建及其光催化性能增强

通过一步法控制合成了碳量子点(CQDs)修饰的硅酸铋(Bi_2SiO_5)纳米片光催化剂。将平均直径6~8nm的CQDs分散在Bi_2SiO_5纳米片的表面。片状结构可加速载流子在Bi_2SiO_5纳米片内部之间的转移,通过CQDs表面修饰可以促进表面电荷分离。将CQDs引入Bi_2SiO_5纳米片后,在模拟太阳光照射下,可提高催化剂对罗丹明B的降解速率。这是由于CQDs的引入可以促进羟基自由基和超氧自由基的产生,从而提高了光催化性能。当CQDs的复合量为2%时,CQDs/Bi_2SiO_5纳米片的光催化活性最高,在模拟太阳光下照射90min后对RhB的降解率达到96%。     

纳米孔钒酸铋光电极制备及其在光催化废水燃料电池中的应用

分析了一种独特的、基于过氧钒酸缓慢且可控的还原和转化的方法,用于在FTO基底制备纳米孔钒酸铋(BiVO_4)光阳极。结果表明,所制备的BiVO_4光阳极具有单斜白钨矿结构,以Ag/AgCl电极为参比电极,在0. 6 V的偏压下可获得高达1. 10 mA/cm~2的光电流密度。将其与铂修饰的多晶硅电池片光阴极复合构建光催化废水燃料电池。结果表明,其具有优越的降解盐酸四环素性能和良好的稳定性,在4 h内可将盐酸四环素去除70. 8%,而且系统在降解盐酸四环素的同时对外稳定产电。     

网状TiO2/Ti电极的制备及染料的光电催化降解

用阳极氧化法制备出一种新型光电极－网状TiO2/Ti电极，用扫描电镜和拉曼光谱对电极表面TiO2膜的形貌和晶体结构检测。结果表明：膜的结构和性能受阳极氧化过程中氧化速度的影响；在控制实验条件下，锐钛型TiO2是其主要结晶形态。染料若丹明B的光电催化降解和光催化降解的实验结果表明：外加偏压可以有效地提高有机物的光催化降解效率。TOC的测定结果显示，在光电催化氧化过程中，若丹明B几乎完全矿化。     

产电微生物耦合光电催化燃料电池去除RhB研究

针对染料废水净化问题,制得光催化材料MoS_2,并负载于碳刷上作为阴极,产电微生物作为阳极,构建产电微生物耦合光催化燃料电池系统,降解染料废水罗丹明B(RhB)的同时产生电能.通过调节光催化剂的负载量、电解质浓度、RhB浓度和光照条件等探究污染物的最佳降解条件.研究发现,电极负载0.1g MoS2且Na_2SO_4浓度为0.3mol/L时,10mg/L的RhB在黑暗条件下降解率可达99%.产电微生物耦合光催化燃料电池系统可不利用外加光源降解污染物,且降解过程中能够产生电能.     

CuS nanotube/g-C3N4异质结的合成及光催化性能

以CuCl₂·2H₂O、SC（NH₂）₂和g-C₃N₄纳米片作为前驱体,在室温下采用简单的共沉淀法成功地制备了CuS nanotube/g-C₃N₄异质结。对碱源、g-C₃N₄加入顺序和反应时间等合成条件对CuS nanotube/g-C₃N₄异质结的光催化性能的影响进行了较系统的研究。结果表明:碱源是合成的关键因素。以Na₂S·9H₂O为碱源兼硫源,制备的CuS nanotube/g-C₃N₄异质结的光吸收边带明显红移,禁带宽度（E_g）和荧光强度明显降低,且光电流响应值为0.095 6 μA/cm²,相对于bulk g-C₃N₄提高了约3.1倍。将其用于光催化降解罗丹明B（RhB）,45 min内RhB降解率约达100%,其降解速率相对于bulk g-C₃N₄提高了约47.6倍,这些结果说明CuS nanotube/g-C₃N₄具有较高的光电催化活性。并提出了CuS nanotube/g-C₃N₄异质结在光催化过程中载流子迁移转化的机理。     

钨酸铋-石墨烯复合光催化剂的制备及其光催化性能

利用溶剂热法,在N,N-二甲基甲酰胺与乙二醇混合溶剂中制备了钨酸铋-石墨烯光催化剂。通过XRD、SEM、TEM、EDS和DRS对纯相钨酸铋及钨酸铋-石墨烯催化剂的形貌及性能进行表征,证明钨酸铋成功复合在石墨烯上,且钨酸铋-石墨烯催化剂的光谱吸收延伸至可见光。在可见光下,纯相钨酸铋及钨酸铋-石墨烯分别对罗丹明B(RhB)进行降解,结果表明,钨酸铋-石墨烯与纯相钨酸铋相比,前者表现出更好的光催化性能,与光生电子与空穴能够快速分离有关。相同时间(40min)与光照条件下,当钨酸铋复合质量分数为0.6%的石墨烯时,对污染物RhB的降解率可达84.0%,而纯相钨酸铋的降解率仅为67.2%。     

CuO/BiVO_4催化剂制备及其可见光降解亚甲基蓝的研究

采用水热法和浸渍法制备复合催化剂CuO/BiVO_4,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外—可见吸收光谱(UV—DRS)和荧光光谱(PL)分析表征其物理化学性质。研究复合催化剂在可见光(λ420nm)下降解亚甲基蓝的催化活性,结果表明CuO掺入量为1.0wt%时,CuO/BiVO_4复合光催化剂有很好的光催化活性且降解率达到95.36%,并且复合光催化剂有很好的重复利用率。     

Bi-TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能

以甲基橙光催化降解效率为指标、 Bi（ NO3）3-稀HNO3混合液为电沉积液,利用电化学沉积法探讨铋掺杂二氧化钛纳米管阵列（ Bi-TNTs）的制备条件,通过SEM、 XRD对其结构和形貌进行表征,考察Bi-TNTs光催化降解制糖废水的条件。结果显示,在电压为2.2 V 、0.33 g/L Bi（NO3）3和0.28 mol/L HNO3溶液电沉积4 min条件下制备的Bi-TNTs可以显著提高光催化降解甲基橙及制糖废水的效率。底物pH值对Bi-TNTs光催化活性有较大影响,较强碱性环境中, Bi-TNTs对制糖废水降解率最高,光照25 h制糖废水降解率达到90.24％。     

双多酸基金属有机框架材料的合成及其光催化降解性能

通过机械化学法,制备了一种双多酸修饰的复合型催化剂材料(H₃PMo₁₂O₄₀&H₄SiW₁₂O₄₀@MOF-199)。为了与双多酸修饰的复合型催化剂材料进行对比,通过相同的方法制备了单组分多酸复合物PMo₁₂O₄₀@MOF-199和H₄SiW₁₂O₄₀@MOF-199。通过X-射线粉末衍射、傅里叶红外光谱及液体紫外光谱,对上述材料的结构进行了表征,并以光催化降解罗丹明B(RhB)的反应为模型反应,评价了其光催化活性,探究了降解的可能机理。结果表明,在模拟太阳光下照射60 min,H₃PMo₁₂O₄₀&H₄SiW₁₂O₄₀@MOF-199对RhB的降解率约为92%,优于单组分多酸复合物对RhB的降解率,且...     

BiOI/g-C3N4协同光催化还原Cr(VI)及光降解罗丹明 B

通过一步液相法合成BiOI/g-C3N4复合光催化剂,利用XRD、IR和UV-vis DRS等手段表征产物的物相、结构 及其光电特性。研究BiOI/g-C3N4光催化剂在可见光激发下还原Cr(VI)和降解罗丹明B (Rh B)的光催化活性。结果表 明,在可见光光照下,BiOI/g-C3N4可将97.2%的Cr(VI)光还原成Cr(III),RhB的可见光降解率可达97.8%;与纯g-C3N4 相比,Cr(VI)转化率和RhB降解速率分别提高3.9和4.4倍。研究发现BiOI和g-C3N4存在协同光催化效应,光生电子还 原Cr(VI),而产生的空穴和·O2-共同作用氧化RhB。     

硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结的制备及应用

采用溶剂热法合成了硫化锌量子点,并成功地与类石墨相氮化碳复合制备了硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结光电催化剂.通过X射线衍射仪、电子能谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、紫外可见分光光度计等仪器分别对样品的结构、组成、形貌、光学性能、电学性能进行了表征分析.结果表明:质量比为1∶9硫化锌量子点/类石墨相氮化碳的光催化活性最高,对罗丹明B的降解速率为0.802 4 h-1;在2.5 h时降解率为86.7%,较纯的类石墨相氮化碳降解率提高了45%.同时探究了不同复合方法对复合材料光电催化活性的影响,结果显示,搅拌复合制备的样品光电催化活性明显高于研磨煅烧制备得到的样品.     

NH2-UiO-66/BiOBr/Bi2S3光催化剂的合成及其光催化性能

采用溶剂热法制备NH₂-UiO-66/BiOBr/Bi₂S₃（UBB）三元复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征该催化剂的晶体结构和微观形貌,为了评价其光催化活性及稳定性,在可见光下催化降解有色染料亚甲基蓝（MB,20 mg/L）和罗丹明B（RhB,20 mg/L）。结果表明:NH₂-UiO-66的含量为2%时,UBB的光催化活性最好,对MB的降解率在60 min内达到93.5%,对RhB的降解率在30 min内达到98.3%;MB和RhB初始浓度提高到100 mg/L时,光催化降解率仍保持在70%以上;4次循环试验后,UBB的催化活性无明显降低。本文采用紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、荧光光谱（PL）和阻抗（EIS）的3种表征方法,分析UBB光催化性能变化的原因,并结合莫特-肖特基（M-S）曲线、活性物质捕捉实验结果,提出适用于UBB三元体系的双Z型电子转移机制。     

不同g-C_3N_4/WO_3异质结材料的制备及其光催化性能研究

分别采用超声分散法、水热法和焙烧法制备了g-C_3N_4/WO_3异质结催化剂,采用XRD、UV-Vis、氮气吸附、XPS、荧光光谱、EIS(阻抗谱)等多种手段对制备的催化剂进行表征。结果表明,制备方法对异质结组分间的结合强弱有显著影响,导致电子空穴分离效率迥异。模拟可见光下降解罗丹明B(RhB)和分解水制氢气作为探针反应来考察产品光催化性能,可得出三种异质结产品催化性能全部优于单个组分,而且水热法制备的产品催化性能最佳。     

BiOI/g-C_3N_4协同光催化还原Cr(Ⅵ)及光降解罗丹明B

通过一步液相法合成BiOI/g-C_3N_4复合光催化剂,利用XRD、IR和UV-visDRS等手段表征产物的物相、结构及其光电特性。研究BiOI/g-C_3N_4光催化剂在可见光激发下还原Cr(Ⅵ)和降解罗丹明B(Rh B)的光催化活性。结果表明,在可见光光照下,BiOI/g-C_3N_4可将97.2%的Cr(Ⅵ)光还原成Cr(III),Rh B的可见光降解率可达97.8%;与纯g-C3N4相比,Cr(Ⅵ)转化率和RhB降解速率分别提高3.9和4.4倍。研究发现BiOI和g-C_3N_4存在协同光催化效应,光生电子还原Cr(Ⅵ),而产生的空穴和·O2-共同作用氧化RhB。     

薄层g-C_3N_4/β-SnWO_4异质结光催化剂的制备及性能

以β-SnWO_4和薄层g-C_3N_4为原料,通过静电力作用制备了具有异质结结构的薄层g-C_3N_4/β-SnWO_4光催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见漫反射、荧光光谱仪等对薄层g-C_3N_4/β-SnWO_4光催化剂进行表征。通过在可见光下降解罗丹明B(RhB)来评价样品的光催化性能。结果表明,β-SnWO_4被嵌入薄层g-C_3N_4,且薄层g-C_3N_4质量分数为80%时,薄层g-C_3N_4/β-SnWO_4光催化剂的光催化性能最好,16min后RhB降解率可达96%。     

固定态TiO2薄膜制备及光催化氧化性能研究

以TAi钛合金为原料,在不同的成膜电压及电流密度下,用阳极氧化法在基体表面原位生长TiO2薄膜,应用于光催化氧化及光电催化氧化反应体系降解水中的罗丹明B,采用X射线衍射法和扫描电镜对薄膜的粒径、物相进行了表征,结果表明：当成膜电压为160V,电流密度为160mA／cm^2时,薄膜中二氧化钛晶型以锐钛矿型为主,粒径45～50nm;在光催化氧化水中罗丹明B的实验中,90min去除率达到93．5％,该薄膜表现了很好的光催化活性;同时,外加一定的偏压,在降解的最初60min时,外加偏压0．6V比未加偏压(OV)的薄膜电极罗丹明B的去除率提高了33．4％,表明外加偏压可以提高光催化氧化的效率。     

腐殖酸在掺硼TiO2/Ti催化剂上光电催化反应动力学

为去除饮用水中腐殖酸类天然有机物,采用阳极氧化法制备出掺硼TiO2/Ti催化剂,将该催化剂用于光电催化降解腐殖酸(HA)研究腐殖酸光电催化降解反应动力学,结果表明:影响腐殖酸光电催化降解速率的因素由强到弱顺序为:紫外灯功率、催化剂面积、外加偏压、腐殖酸初始质量浓度.在光电催化氧化体系中,优化的降解条件为:紫外灯功率为125 W,催化剂面积为39.8 cm2,外加偏压为1.3 V,腐殖酸初始质量浓度为5 mg/L.     

微波辅助合成BiOBr/CeO_2及其光催化性能

采用微波辅助合成法得到了新型异质结构催化剂BiOBr/CeO2;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)和荧光光谱(PL)等手段对所制备的催化剂进行了表征.在可见光下,对有机物染料罗丹明B(RhB)的光催化降解实验表明,BiOBr/CeO2比纯BiOBr和CeO2的光催化性能有明显的提高;提出复合催化剂活性的提高是因为BiOBr和CeO2之间形成了独特的异质结构,有效地提高了光生电子与空穴的分离效率.