水热法合成Ag_2CO_3/ZnO异质结复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法合成了一系列不同Ag2CO3含量的新型Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂,运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征,并以紫外光(254 nm)为光源,评价了催化剂光催化降解甲基橙的活性,考察了不同Ag2CO3复合量、不同水热温度对ZnO复合光催化剂反应活性的影响.结果表明,当Ag2CO3含量为2%、水热温度为140℃,复合光催化剂具有最大的光催化活性,降解率达到86.31%.Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂具有更高的光催化活性主要原因是复合光催化剂对紫外光有很强的吸收能力,适量Ag2CO3能提高光生电子-空穴对的分离效率,并改善催化剂的物理性能.     

水热法合成Ag2CO3/ZnO异质结复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法合成了一系列不同Ag₂CO₃含量的新型Ag₂CO₃/ZnO异质结复合光催化剂, 运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征, 并以紫外光(254 nm)为光源, 评价了催化剂光催化降解甲基橙的活性, 考察了不同Ag₂CO₃复合量、不同水热温度对ZnO复合光催化剂反应活性的影响.结果表明, 当Ag₂CO₃含量为2 %、水热温度为140 ℃, 复合光催化剂具有最大的光催化活性, 降解率达到86.31 %.Ag₂CO₃/ZnO异质结复合光催化剂具有更高的光催化活性主要原因是复合光催化剂对紫外光有很强的吸收能力, 适量Ag₂CO₃能提高光生电子-空穴对的分离效率, 并改善催化剂的物理性能.      

可见光驱动的核壳结构Ag_2S@Ag_2CO_3催化剂及其对污染物的降解性能

通过共沉淀与连续沉淀法制备了一系列复合催化剂Ag_2S-Ag_2CO_3(4%,8%,16%,32%和40%Ag_2S)以及Ag_2CO_3@Ag_2S(32%Ag_2S),Ag_2S@Ag_2CO3(32%Ag_2S)异质结光催化剂.利用了N2物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、瞬态光电流响应(TPR)对所制备的催化剂进行表征.在可见光的照射下,研究Ag2S复合量和核壳结构对Ag_2CO_3降解甲基橙、苯酚和双酚A的光催化活性与稳定性.结果表明:Ag2S/Ag2CO3异质结光催化剂相比Ag2S和Ag2CO3具有更高效的光催化性能.当Ag_2S的掺杂量(质量分数)为32%时,Ag2SAg_2CO_3的光催化降解效率最高.而且Ag2S/Ag2CO3异质结结构对光催化性能有很大影响.对比Ag2SAg2CO3和Ag2CO3@Ag_2S,核壳结构的Ag_2CO_3@Ag_2S拥有更好的活性与稳定性.光催化性能增强的主要原因是Ag2S/Ag2CO3异质结的形成而拥有优异的表面性能与独特的电子结构.同时,Ag_2S/Ag_2CO_3异质结结构可以很好地促进光生电子空穴的分离与·OH自由基的产生.更重要的是,表壳Ag2S的低溶解性可以有效地保护核心Ag2CO3,使Ag2CO3更加稳定.     

ZnO/AC复合物的制备及其光催化性能研究

以Zn（NO3）2和Na2CO3为原料,采用直接沉淀与吸附法在粉末活性碳表面负载了ZnO纳米颗粒,制备了ZnO/AC复合光催化剂,并采用XRD,SEM等进行了表征。分别采用紫外光和可见光对10 mg.L^-1的甲基橙溶液进行光降解实验,结果表明：随着ZnO纳米颗粒负载量的增大,光催化活性先提高,然后有所下降。当ZnO与活性碳质量比为0.2时,复合光催化剂具有很高的光催化活性。     

研磨-焙烧法制备BiOI/BiOBr异质结光催化剂及其光催化性能

首先通过沉淀法制备BiOBr和BiOI纳米粉体,然后在主体BiOBr光催化剂中掺杂不同含量的共催化剂BiOI,充分研磨后在不同温度下进行煅烧3 h,制备了BiOI/BiOBr系列复合物,其中BiOI的质量分数分别为1%,2%,4%和8%.采用氮气物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见(UV-Vis) 漫反射(DRS) 和光电流测试等技术对所制备的样品进行表征.以酸性橙Ⅱ为模拟污染物, 在可见光下考察了煅烧温度和BiOI复合含量对BiOBr主体光催化剂的光催化性能的影响.研究表明,当复合BiOI的含量为4%,煅烧温度为400 ℃时所制备的复合光催化剂表现出最高光催化性能,其降解效率分别是纯BiOBr和BiOI的1.7和1.9倍.复合BiOI促进了催化剂对可见光的吸收,同时经过研磨和煅烧形成的BiOI/BiOBr异质相结,促进了光生电子(e-) 和空穴(h+) 的分离,提高了光催化活性.      

掺杂钕离子纳米TiO2的制备及光催化降解水中苯酚的研究

以钛酸四丁醇为原料，采用溶胶．凝胶法制备了掺杂Nd^3＋的纳米TiO2光催化剂，探讨了掺杂对二氧化钛光催化活性的影响。通过X射线衍射（XRD），透射电镜（XRD）对制备的Md^3＋掺杂TiO2样品的相组成和晶粒大小进行了分析，并以苯酚为降解对象，考察了不同掺杂浓度，不同热处理温度下掺杂TiO2对苯酚的光催化降解效果。结果表明：掺杂Nd^3＋的TiO2为锐钛矿和金红石的混合晶相，Nd^3＋掺杂可阻碍TiO2的晶相转变，减小催化剂的晶粒尺寸，提高TiO2粒子的光催化活性。在本实验范围内，当Nd^3＋质量分数为0．8％（以TiO2质量计），处理温度为500℃时，TiO2光催化活性较高。与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约70％。     

(BiO)_2CO_3光催化剂的制备及性能

以硝酸铋和碳酸钠为原料在60℃条件下合成次碳酸铋((Bi O)2CO3)光催化剂。以亚甲基蓝、苯酚和甲基橙为光催化反应的模型化合物,考察了(Bi O)2CO3光催化剂在紫外光和可见光下光催化活性;以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术,研究了(Bi O)2CO3光催化剂表面羟基自由基的生成;添加各种清除剂,探究了(Bi O)2CO3光催化剂起主要催化作用的基团。结果表明:(Bi O)2CO3具有很好的可见光和紫外光光催化活性。紫外光照射下(Bi O)2CO3光催化剂比Ti O2光催化剂具有更高的光催化活性;在紫外光条件下(Bi O)2CO3和Ti O2光催化降解苯酚、甲基橙、亚甲基蓝的活性依次增高,并且,(Bi O)2CO3光催化降解甲基橙和亚甲基蓝的降解率分别达到94.3%,95.6%。可见光条件照射下,各种清除剂对(Bi O)2CO3光催化降解甲基橙的影响表明,反应体系所产生的·OH,h+,·O-2都起着很重要的催化降解作用,其中·O-2起着最主要的作用。     

银掺杂二氧化钛及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备银掺杂二氧化钛光催化剂,通过XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC 和UV-Vis等技术对其进行表征.以甲基橙为模拟污染物,考察催化剂的光催化活性,探讨煅烧温度和银掺杂量对光催化效率的影响.实验结果表明：银掺杂二氧化钛提高了二氧化钛在紫外光和可见光下的光催化活性;当Ag掺杂量为1.00%、煅烧温度为450℃、催化剂用量为0.05 g时,银掺杂二氧化钛光催化剂在可见光条件下降解4 h 后,降解率达到92.57%,是纯二氧化钛的4.51倍;紫外光条件下降解2 h达到84.54%,是纯二氧化钛的2.27倍.     

一步低温水热合成太阳光催化性能的片花状Ag/ZnO

采用简单原料,利用低温水热法一步合成出片花状Ag/ZnO。通过X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),透射电镜(TEM), X射线光电子能谱仪(XPS),固体荧光光谱(PL),紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)及瞬态光电流响应等测试技术对催化剂进行了表征。探究了Ag沉积量和降解物pH值对光催化剂性能的影响。结果表明, Ag纳米颗粒沉积在片花状ZnO的表面可以有效提高其太阳光催化性能,其中Ag/ZnO-4(4%Ag,质量分数)样品光催化性能最好,其光催化降解GR黑的反应速率为纯ZnO的5.7倍。Ag/ZnO-4在pH为3～12的范围内对GR黑能保持较高的光催化降解性能,其降解前后的形貌及晶体结构没有发生明显变化,说明Ag的沉积还可以有效提高ZnO的耐酸碱能力。Ag/ZnO-4样品对其他类型的染料及抗生素甲硝唑等也具有较好的光催化降解效果。光催化循环测试结果表明Ag/ZnO-4具有良好的稳定性。自由基捕获实验结果表明·O~-_2和h~+是光催化降解过程中的主要活性物种,·OH在光催化过程中仅起辅助作用。Ag/ZnO太阳光催化性能的提高主要归因于Ag纳米颗粒的等离子体效应增加了ZnO对太阳光的吸收利用以及Ag能作为电子陷阱有效提高ZnO的光生电荷分离效率。     

Z型CuBi2O4/BiOBr异质结高效光催化降解阿莫西林及RhB-MB

采用水热法合成了CuBi₂O₄、BiOBr和不同摩尔比的CuBi₂O₄/BiOBr复合光催化剂,利用XRD、XPS、SEM、UV-Vis、BET、EIS等测试手段对催化剂的结构、形貌和光催化性能进行了表征。CuBi₂O₄/BiOBr异质结的构建显著地提高了光生电子空穴的分离效率,增强了光催化活性。在可见光照射下,20%CuBi₂O₄/BiOBr在60 min内降解95%的阿莫西林(50 mL, 10 mg/L)。探究了复合催化剂对RhB-MB双模拟污染物降解的光催化活性,结果表明：在多种污染物同时存在下,复合催化剂仍然表现出较好的光催化性能。根据活性物种捕获试验和催化剂的导带价带位置,提出了CuBi₂O₄/BiOBr异质结光催化过程可能的机理。     

溶剂热制备球状ZnS 纳米光催化剂及其光催化性能

以乙二醇为反应介质,醋酸锌（Zn（CH₃COO）₂·2H₂O）和硫脲（（NH₂）2CS）为原料,采用溶剂热法制备了系列ZnS 光催化剂. 考察了不同反应温度、时间对ZnS 的结晶度、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响. 利用N₂物理吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和光致发光谱（PL）对样品进行了表征.以紫外灯（λ=254 nm）为光源,对所得样品进行了光催化降解不同染料的活性测试.研究结果表明,该系列催化剂均具有较好的结晶性能,具有球状形貌.但在140 ℃下处理16 h 的ZnS 样品表现了最高的光催化活性. 光照5 h 后, 染料酸性橙Ⅱ、甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B 的降解率分别达到91.49 %、93.04 %、64.63 %和51.79 %.这主要归于该条件下制备的ZnS 具有比较好的结晶性能、大比表面积和较少的晶格缺陷.      

可见光催化剂ZnWO4-CdS的合成及其光催化性质

采用低温水热法制备了一系列不同CdS含量的ZnWO4-CdS复合可见光催化剂,通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见（UV-vis）吸收光谱等手段对合成的催化剂进行了表征.以可见光为光源,评价了该催化剂光催化降解次甲基蓝的活性,考察了CdS的复合量、溶液的pH、染料的种类等对ZnWO4-CdS光催化性能的影响,探讨了降解过程的机理.结果表明：复合物ZnWO4-CdS的光催化效果明显优于纯Zn-WO4;当CdS与ZnWO4的摩尔比为0.3时,其光催化效率最高.此外,ZnWO4-CdS在碱性环境中的催化降解效果优于酸性和中性环境,或许与催化剂表面带负电荷有关;活性物质捕获剂实验显示次甲基蓝的光催化降解是光生电子、空穴、羟基自由基共同作用的结果.催化剂重复使用3次后,催化降解效果无明显降低,表明催化剂性能稳定.     

溶剂热制备球状ZnS纳米光催化剂及其光催化性能

以乙二醇为反应介质,醋酸锌（Zn（CH3COO）2·2H2O）和硫脲（（NH2）3CS）为原料,采用溶剂热法制备了系列ZnS光催化剂．考察了不同反应温度、时间对ZnS的结晶度、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响．利用N2物理吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和光致发光谱（PL）对样品进行了表征．以紫外灯（X=254nm）为光源,对所得样品进行了光催化降解不同染料的活性测试．研究结果表明,该系列催化剂均具有较好的结晶性能,具有球状形貌．但在140℃下处理16h的ZnS样品表现了最高的光催化活性．光照5h后,染料酸性橙Ⅱ、甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解率分别达到91．49％、93．04％、64．63％和51．79％．这主要归于该条件下制备的ZnS具有比较好的结晶性能、大比表面积和较少的晶格缺陷．     

F掺杂可见光催化剂Bi2MoO6的制备及其增强的光催化性能

通过简单的水热法成功合成了氟掺杂Bi2MoO6光催化剂,通过XRD、TEM、FT-IR、DRS等手段对合成产物进行了表征,研究了氟掺杂对Bi2MoO6的结构和光催化活性的影响。紫外可见漫反射光谱显示,掺氟的光催化剂在可见光区域具有更强的吸收。可见光照射下对罗丹明B的光催化降解实验表明,F/Bi2MoO6复合催化剂展示了增强的光催化活性。当F/Mo比为0.3时,复合催化剂表现出最高的光催化活性。这可能是由于F掺杂使催化剂的光生电子和空穴的再复合率降低,提高了催化剂的光量子效率,增强了催化剂的活性。     

Ag/AgCl复合粉末的制备及光催化性能研究

AgCl光催化剂可以有效避免纳米TiO_2只对紫外光响应造成的缺陷和不足。围绕Ag/AgCl复合粉体的制备及其对催化降解有机污染物的性能进行研究,采用四种不同的方法制备了Ag/AgCl复合粉体,在波长λ420 nm的可见光下考察了Ag/AgCl复合粉体对甲基橙的降解能力,并探讨了其催化机理。结果发现,催化剂的活性与复合粉体样品的形貌结构有很大关联。以AgNO_3作为Ag源,利用乙醇将部分AgNO_3还原为纳米银颗粒,并利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为高分子保护剂制备出的Ag/AgCl复合粉体表现出良好的可见光催化活性和稳定性,在20 min内几乎将甲基橙完全降解,该光催化剂对甲基橙的一级降解反应常数为4.99×10~(-2)。     

稀土上转光剂(Y3Al5O12∶Er^3+)复合TiO2光催化剂的制备及其催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法、高温煅烧法和超声分散法制备了Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂,并对制备的样品进行了XRD和SEM表征。利用次甲基蓝水溶液模拟有机污染水,对比了单一TiO2,上转光剂Y3Al5O12∶Er^3+以及Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂的催化活性。同时讨论了煅烧温度、煅烧时间、光照射时间、光照强度以及光催化剂用量等因素对光催化剂性能的影响。结果表明,煅烧温度为550℃、煅烧时间为90 min,照射时间为150 min,光照强度为1.0 mW/cm2和催化剂的量为1.00 g/L时,Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂降解次甲基蓝表现出了最佳的催化效果。     

Photocatalytic activity of cerium-doped mesoporous TiO2 coated Fe3O4 magnetic composite under UV and visible light

A novel kind of magnetically separable photocatalyst of cerrium-doped mesoporous titanium dioxide coated magnetite (Ce/MTiO2/ Fe3O4) was prepared and its activities under UV and visible light were reported. The catalysts with Ce/MTiO2 shell and Fe3O4 core were pre-pared by coating photoactive Ce/MTiO2 onto a magnetic Fe3O4 core through the hydrolysis of tetrabutyltitanate (Ti(OBu)4, TBT) with pre-cursors of ammonium ceric nitrate and TBT in the presence of Fe3O4 particles. The MTiO2 shell was for photocatalysis, the Fe3O4 core was for separation by the magnetic field and the doped Ce was used to enhance the photocatalytic activity of MTiO2. The morphological, struc-tural and optical properties of the prepared samples were characterized by Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area, transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and UV-vis absorption spectroscopy. The effect of cerrium-doped content on the photocatalytic activity was studied and the result revealed that 0.5 mol.% Ce/MTiO2/Fe3O4 exhibited highest photoactivity. The photocatalytic activities of obtained photocatalysts under UV and visible light were estimated by measuring the degradation rate of methylene blue (MB, 50 mg/L) in an aqueous solution. The results showed that the prepared photocatalyst was activated by visible light and used as effective catalyst in photooxi-dation reactions. In addition, the possibility of cyclic usage of the prepared photocatalyst was also confirmed. Moreover, Ce/MTiO2 was tightly bound to Fe3O4 and could be easily recovered from the medium by an external magnetic filed. So, the photocatalyst can be reused without any mass loss. It can therefore be potentially applied for the treatment of water contaminated by organic pollutants.     

CdS/Eu~(3+)-TiO_2复合光催化剂制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了复合光催化剂CdS/TiO2和CdS/Eu3+-TiO2。利用XRD、UV-Vis漫反射光谱对样品进行了表征。以可见光分解水制氢为探针反应考察了催化剂的活性。结果发现Eu3+掺杂TiO2后抑制了TiO2晶粒生长,提高了光生电子和空穴的分离,从而提高了复合光催化剂的活性。