二氧化钛光催化剂的制备及其性能研究

本文采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了纯相和掺杂不同量Fe3+、Zn2+、Cu2+和S2-的TiO2粉体,并讨论了不同热处理温度、掺杂元素及掺杂量对TiO2粉体光催化性能的影响。以甲基橙溶液为目标降解物,用紫外可见分光光度计对TiO2粉体的光催化性能进行测定。实验结果表明,煅烧温度为450℃、掺入0.25%的Zn2+的TiO2粉体的催化效果最好。     

炭吸附共沉淀纳米铁酸钐的制备及其可见光催化性能EI北大核心CSCD

采用炭吸附共沉淀法制备铁酸钐(SmFeO 3)纳米粉体。利用热重分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和透射电镜(TEM)等分析方法对样品进行表征。以甲基橙(MO)为目标污染物,镝灯为可见光源,研究SmFeO 3纳米粉体的光催化性能。结果表明:炭吸附共沉淀法合成的SmFeO 3粉体粒径小,分布均匀,团聚较少;SmFeO 3的吸收波长发生红移,且SmFeO 3在紫外光、可见光区域的吸收强度增强。炭吸附共沉淀法制得的SmFeO 3粉体在60 min内降解率达到82%,是沉淀法所得SmFeO 3粉体降解率的2.6倍,光催化效果明显增强。     

低温液相法制备掺铁氧化锌及其光催化活性

探索低温液相法合成掺Fe的Fe∶ZnO,Fe∶Zn摩尔比为0.01~0.03,通过调整氢氧化钠的量来控制氧化锌的微观形貌,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、紫外-可见光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)对所合成的材料进行表征,采用紫外照射测试样品对甲基橙的光催化降解率。结果表明:在80℃水溶液环境下低温合成及随后干燥,成功制备出了掺杂不同Fe含量的Fe∶ZnO纳米片,所获得的样品均为纤锌矿结构,结晶度高。随着Fe掺杂量的增加,样品的紫外-可见吸收光谱红移,在可见光区吸收增大,带隙减小;适量的Fe掺杂可以降低样品光生电子与空穴的复合率,提高样品光催化性能。掺杂Fe量为1.5%的Fe∶ZnO的样品光催化降解甲基橙的效率最高,紫外光照反应5h后对甲基橙的光催化降解率相对于纯的ZnO提高了43.8%。     

CeO_2对LaCoO_3结构及光催化性能的影响

为了研究Ce O2对La Co O3结构及光催化性能的影响,采用溶胶-凝胶法结合真空干燥技术和后期热处理合成Ce与La物质的量比分别为0.1、0.3、0.5的Ce O2-La Co O3超细混合粉体;采用热重-差热分析、X射线衍射、X射线光电子能谱、红外光谱、比表面积和透射电子显微镜等手段对粒子的微观结构进行表征;以功率为10 W的紫外灯为光源,选用甲基橙的光催化降解反应考察超细粒子的光催化性能。结果表明:Ce的掺杂未对粉体的钙钛矿结构产生明显影响,粉体晶相由La Co O3钙钛矿相以及Ce O2混合而成;Ce O2相的存在明显提高了La Co O3的光催化性能,Ce与La物质的量比为0.3时粉体的光催化性能最好,甲基橙溶液最大降解率为92.5%。     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型N掺杂TiO2粉体,通过X射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外/可见光漫反射吸收光谱(UV-vis)对粉体的性能进行表征.结果表明,N掺杂使TiO2粉体的晶粒细化,禁带宽度减小,光谱吸收阈值波长向可见光区红移至550nm左右.光催化降解甲基橙的实验表明,N-TiO2粉体在普通日光灯下对甲基橙的降解率明显优于纯TiO2粉体.     

锂掺杂氧化镍光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了未掺锂和掺锂的氧化镍粉体,通过X射线衍射、扫描电镜对其进行了表征,以8W紫外灯为光源,研究了甲基橙在目标催化剂水悬浮液中的光催化降解性能,结果表明,全部粉体均为立方晶型,当锂掺杂量为2.5%、催化剂添加量为0.4g/L时纳米粉体光催化性能达到93%.     

亚铁盐制备高结晶度MIL-100(Fe)纳米材料及其光降解有机染料性能

为了高效、低成本合成光催化性能优异MOFs纳米颗粒,首先将均苯三甲酸与氢氧化钠反应制备均苯三甲酸三钠盐水溶液,之后与亚铁盐(氯化亚铁和醋酸亚铁)水溶液在室温下搅拌24h,合成高结晶度和高稳定性的MIL-100(Fe)纳米颗粒。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪、紫外-可见分光光度计等对MIL-100(Fe)纳米颗粒的晶体结构、形貌、光吸收和光催化性能进行测试表征,结果表明在紫外光照射下,MIL-100(Fe)/H2O2体系具有优异的光催化降解罗丹明B和甲基橙等有机染料性能。     

纳米TiO_2光催化剂的制备及性能研究

以钛酸正丁酯为钛源,叔丁醇为溶剂,盐酸和冰醋酸为抑制剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛(TiO_2)。利用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱、扫描电镜(SEM)等对其结构进行了表征。以500W汞灯为光源,甲基橙溶液为目标降解物,考察了样品的光催化降解活性。结果表明,通过该方法合成的纳米TiO_2为锐钛矿型结构,结构清晰、分散性好、粒径分布均匀,对甲基橙溶液具有良好的光催化性能。     

铁掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3 的纳米TiO2微粒,采用X光衍射仪对粉体进行了表征.以甲基橙为目标降解物,研究了Fe3 掺杂纳米TiO2光催化性能.结果表明,掺杂适量Fe3 能够提高TiO2的光催化活性,当Fe3 的掺入量为摩尔比0.41%时催化活性最高.以紫外灯为光源,降解初始浓度为20mg·L-1的250mL甲基橙溶液,催化剂0.41%(摩尔分数)Fe3 -TiO2投加量为0.5g时,甲基橙的光催化降解效果最好.     

RGO/ZnO纳米棒复合材料的合成及光催化性能

采用水热合成法制备ZnO纳米棒及RGO/ZnO纳米棒复合材料。研究不同含量的RGO对RGO/ZnO纳米棒复合材料光催化活性的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子显微镜(FESEM)、光电子能谱仪(XPS)及漫反射紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)检测手段对RGO/ZnO进行表征。结果显示:RGO与ZnO纳米棒成功复合。加入GO的含量不同,获得的RGO/ZnO样品在可见光区域的吸光度值不同。以甲基橙作为模拟污染物的光催化结果表明,RGO/ZnO复合材料具有高的紫外-可见光光降解效率,加入GO与ZnO的质量比为3%时,样品紫外-可见光光催化性能最佳,120min内甲基橙基本可以完全降解;且在波长大于400nm可见光照射下,RGO/ZnO具有一定的可见光活性,180min内其降解甲基橙效率最大可达26.2%。同时,RGO/ZnO具有较好的光稳定性。     

介孔RGO/TiO2复合光催化材料的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法, 以氧化石墨烯(GO)、钛酸四丁酯(TBT)为原料, 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为结构引导剂, 柠檬酸为水解抑制剂和表面活性剂原位合成不同GO含量的介孔氧化石墨烯/二氧化钛复合材料(GO/TiO₂), 再经过紫外灯辐照还原获得介孔还原氧化石墨烯/二氧化钛复合材料(RGO/TiO₂)。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)对样品进行分析表征, 研究了RGO/TiO₂的形貌、孔径分布情况, RGO的引入对光生电子-空穴对寿命、吸附性能、光催化性能的影响。分别在紫外光和太阳光条件下评价了复合材料的光催化性能, 并在紫外光条件下, 对催化剂进行了多次回收循环测试。测试结果表明: TiO₂均匀地生长于RGO表面, RGO/TiO₂为介孔材料; RGO的引入可以有效地抑制光催化剂中光生-电子空穴对的复合, 提高吸附性能和光催化性能, 7wt%RGO/TiO₂显示出对甲基橙的最佳吸附效果; 5wt%RGO/TiO₂对甲基橙具有最佳光催化效果和稳定的催化活性, 经过4次循环后, 紫外光照50 min, 对甲基橙的降解率仍能达到首次降解效率的90%以上。     

溶胶-凝胶-冷冻法制备纳米TiO2及其表征

为解决纳米TiO2粉体易产生团聚的问题,采用溶胶-凝胶与冷冻干燥法制备纳米TiO2粉体.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外分光光度计对纳米TiO2粉体的物相组成、形貌和光催化活性进行了表征.实验结果表明:在400℃下所制得的TiO2纳米粉体的粒径约为6 nm,且粒度分布均匀,呈球形;所制得的TiO2纳米粉体在投加量为2 g/L时可使质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液在2.5 h内几乎全部降解.溶胶-凝胶与冷冻干燥法再结合阶段升温焙烧法可得到分散性好、粒径小和光催化活性好的粉体.     

不同合成过程对溶胶-凝胶法制备的ZnO/Ag纳米复合材料光催化性能的影响

以乙酸锌、硝酸银为前驱体,二乙醇胺作为稳定剂,利用溶胶-凝胶法分别采用一步法和两步法制备得到ZnO以及ZnO/Ag纳米复合粉体。所有ZnO/Ag复合物中Ag的含量均为3%(摩尔分数)。对所制备样品的结构和光学性质通过XRD、SEM、TEM、XPS、PL、UV-vis进行了表征,进而以甲基橙为模拟污染物进行了光催化测试。结果表明,不同方法制备得到的ZnO/Ag纳米粉体晶粒均匀,无明显团聚现象,面心立方结构的金属Ag吸附在纤锌矿结构的ZnO表面形成异质结。与纯ZnO相比,掺Ag极大地改善了样品在紫外光下的光催化活性。对不同合成工艺的比较表明,用溶胶-凝胶一步法制备的ZnO/Ag复合物的光催化活性最高,经紫外光照射70min可完全降解甲基橙。     

浸渍-沉积法制备一维Au/TiO_2的光催化性能研究

以钛酸纳米管为载体、HAuCl4为金前驱体,通过浸渍-沉积法制备一维金修饰TiO2光催化剂(Au/TiO2)。通过X射线衍射和紫外-可见漫反射吸收光谱研究材料的结构和性质。以甲基橙溶液作为模拟废液,研究Au/TiO2材料在紫外光条件下的光催化活性。研究表明,由于金可以接受电子,从而促进光生电子和光生空穴的分离,使TiO2的光催化活性提高;Au/TiO2的光催化活性还与金的含量密切相关,金的最佳负载量为1%(质量分数)。     

Preparation and photocatalytic properties of YVO4 nanopowders

YVO(4) photocatalysts with different grain sizes were obtained by annealing the YVO(4) nanopowders synthesized via microwave irradiation. The products were characterized by X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), surface area and porosity analyzer, and ultraviolet-visible (UV-vis) spectrophotometer. Photocatalytic measurements showed that the YVO(4) nanopowders with grain size of about 5 nm possess superior photocatalytic properties in decolorization of methyl orange solution.     

燃料对溶液燃烧合成ZnO纳米棒微观形貌和光催化性能的影响

以蔗糖、柠檬酸、乙二醇和尿素为燃料, Zn(NO₃)₂为氧化剂/锌源, 采用溶液燃烧法合成ZnO纳米棒。借助XRD、SEM、比表面分析和光谱吸收等测试方法, 考察了不同燃料对粉体的物相组成、微观形貌、比表面积和光催化性能的影响。结果表明: 在点燃温度500℃下, 各燃料配制的前驱体溶液均可发生燃烧反应合成六方相ZnO纳米棒, 其平均径向尺寸小于100 nm, 且以尿素为燃料合成的ZnO晶形更完整, 以蔗糖为燃料合成的ZnO粉体具有最大的比表面积(24.83 m²/g)。光催化实验表明, 以蔗糖为燃料合成的ZnO粉体光催化能力最佳, 在高压汞灯照射60 min条件下, 其对甲基橙溶液(10 mg/L)的降解率可达98.2%, 且光催化反应符合一级动力学方程。     

直接Z-型立方/六方ZnIn2S4复合光催化剂的制备及其光催化性能

通过水热反应方法制备出立方相ZnIn₂S₄和六方相ZnIn₂S₄和系列不同摩尔比的复合相ZnIn₂S₄光催化剂,使用X射线衍射、扫描电子显微镜、电子能谱、透射电子显微镜、光致发光光谱、N₂吸附-脱附法及紫外-可见光漫反射等手段表征了样品的晶体结构、显微结构及吸光特性并在可见光照射下进行了甲基橙降解实验。结果表明,复合相ZnIn₂S₄样品都具有比立方相、六方相和机械混合的ZnIn₂S₄更好的可见光催化活性,当复合相ZnIn₂S₄样品中立方相与六方相摩尔比为3:7时体系的催化活性最高。这种样品被可见光照射30 min后,甲基橙的降解率达到95.2%。其降解机理与样品较大的比表面积以及样品中的立方相与六方相之间的密切接触而形成直接Z-型光催化过程有关。     

Effects of mineral tourmaline particles on the photocatalytic activity of TiO2 thin films

Titania composite thin films (T/TiO2) containing tourmaline particles were prepared by a sol-gel method, using alkoxide solutions as precursor. The tourmaline particles and thin films were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and so on. The effects of tourmaline on the photocatalytic activity of TiO2 were measured with methyl orange as an objective photodegradation substance. The results showed that the photocatalytic degradation of methyl orange conformed to the first-order kinetic equation and the composite thin films had better photocatalytic activity due to the cooperation of polarity and the far infrared emission of tourmaline. The T/TiO2 thin films including 0.5 wt% tourmaline exhibited better photocatalytic activity when heat-treated at 250 degrees C for 3 h, than pure TiO2 thin films under the ultraviolet irradiation.     

Synthesis and characterisation of nano-sized nickel titanate photocatalyst

Visible light activated nickel titanate (NiTiO₃) nanopowders were synthesised by a simple and organic-free co-precipitation method. X-ray diffraction and transmission electron microscopy were used to characterise the crystal structure. The average crystalline size of the synthesised nickel titanate is found to be 100?nm. The visible light photocatalytic activity was evaluated on the basis of photobleaching of methyl orange in aqueous solution. The results show that NiTiO₃ exhibits good photocatalytic activity under visible light irradiation. The enhanced photocatalytic activity of nickel titanate under visible light is due to the lower band-gap value of nickel titanate (3.10?eV) compared to that of TiO₂ (3.23?eV).