氮掺杂Bi2O3光催化剂的制备及其可见光催化性能

以硝酸铋和六次甲基四胺为原料,采用沉淀法合成了不同氮掺杂量的Bi2O3(N-Bi2O3)粉体,并采用XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis、PL手段对其晶相结构和光谱特征等进行了表征.研究结果表明,未掺杂Bi2O3为单斜相α-Bi2O3,氮掺杂Bi2O3则为四方相β-Bi2O3和Bi5O7NO3组成的混晶,氮原子替代了Bi2O3晶格中部分氧原子,形成了Bi N键而稳定存在.氮掺杂能促进β-Bi2O3的生成.与未掺杂Bi2O3粉体相比,氮掺杂样品的吸收带边发生了明显红移,荧光强度明显减弱.甲基橙在可见光下的降解实验表明,氮掺杂Bi2O3具有良好的可见光催化活性.     

纳米光催化剂Sm2InNbO7的制备及其可见光产氢活性

采用溶胶-凝胶法制备了纳米光催化剂Sm2InNbO7,通过XRD、FE-SEM、BET以及UV-Vis DRS测试对该材料的结构、粒径、比表面积和光吸收性能进行了表征。结果表明,Sm2InNbO7的晶粒尺寸和比表面积与柠檬酸(CA)加入量和煅烧温度有关。着重考察了不同条件下制备的Sm2InNbO7系列催化剂的光催化分解水产氢活性。实验结果表明,当CA与金属阳离子(Nb5++Sm3++In3+)的物质的量的比为2、煅烧温度为1073K时,获得的Sm2InNbO7纳米粉体具有最高的光催化产氢活性,测得的8h内平均产氢速率为8.32μmol/h,为固相法制备的Sm2InNbO7粉体的产氢速率的2.2倍。     

新型Pt/BiVO4可见光活性光催化剂的制备和表征

以Bi(NO3)3NH4VO3和H2PtCl6为原料,采用浸渍法制备了新型复合光催化剂Pt/BiVO4,并利用XRD、SEM、XPS和DRS等手段对其进行了表征.结果表明: Pt/BiVO4光催化剂为单斜相结构,复合光催化剂在可见光区的吸收增强,吸收带边红移到了红光区.在λ>400nm的可见光照射下,以甲基橙的光催化降解为模型反应,研究了该新型光催化剂的光催化活性,结果发现t与纯BiVO4样品相比,Pt/BiVO4复合样品的光催化活性大幅提高.该新型光催化剂具有高活性的原因可能是PtCl4颗粒的光敏化作用造成的.     

氮掺杂纳米TiO2粉体的制备研究

以锐钛矿相纳米TiO2粉体和盐酸胍的混合物为起始反应物，通过在不同温度条件下对反应物直接进行热处理制得了淡黄色的掺氮纳米TiO2粉体．采用XRD、BET、XPS、紫外-可见光漫反射对所制备的粉体进行了性能表征.XPS测试表明，掺氮粉体N1s的结合能峰位于396．9eV处，表明N原子以Ti-N键的形式存在于TiO2中，N原子进入了TiO2晶格，实现了掺杂．其中，在350℃、保温2．5h的条件下所制样品的掺氮量达到8．3％．XRD分析表明，实验制得的氮掺杂TiO2粉体在350、450、550、650℃热处理3h后仍为锐钛矿相；掺氮样品均具有好的紫外光吸收，且吸收边均红移至可见光区；350℃保温2．5h时具有最好的紫外-可见光响应，其吸收边红移至700nm左右．亚甲基蓝的可见光降解实验表明氮掺杂样品具有良好的可见光催化活性．     

简单有效氮掺杂TiO2纳米微晶的制备、表征及其可见光活性

以尿素为氮源,采用简单的酸催化溶胶-凝胶法制备了氮掺杂TiO2纳米光催化剂,以甲基橙在可见光照射下的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性。运用XRD、XPS和UV-Vis DRS光谱表征技术考察了氮掺杂TiO2样品的微晶尺寸、晶相结构、表面组成及其吸光特性。结果表明氮掺杂减小了TiO2的带能隙,氮掺杂TiO2纳米微晶对400～530nm的可见光有较强的吸收,在降解甲基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性。其中,400℃焙烧制得的具有单一锐钛矿相型,晶粒尺寸为14.94nm的TiO1.9904N0.0096样品的可见光催化活性最佳。     

氮掺杂SrTiO3/TiO2纳米棒异质结的制备及光催化活性

通过水热反应和直接浸渍法在FTO导电玻璃上制备得到了高度有序的氮掺杂SrTiO3/TiO2纳米棒异质结阵列(N-STO/TNR),利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其表面形貌,晶体结构和元素价态进行了分析。同时,采用荧光光谱(FL)、紫外可见漫反射光谱(UV-DRS),电化学阻抗谱(EIS)和莫特肖特基(MS)对异质结的光电性能进行了测试。最后以甲基橙为模拟污染物,考察了异质结材料在可见光下的光催化活性。结果表明,SrTiO3/TiO2异质结构能有效的分离光生载流子,同时N元素的掺杂将异质结的光谱响应范围扩展到可见光区,得益于半导体复合和能级修饰策略的协同增强效应,N-STO/TNR展现出优异的光电性能,N-STO/TNR的光催化效率是未改性的TNR样品的5.7倍。     

喷雾燃烧热分解制备Cr掺杂TiO2纳米粒子的可见光催化性能

采用一步喷雾燃烧热解法制备了Cr掺杂TiO₂纳米粒子,研究了Cr掺杂对样品微结构、吸光特性和可见光催化活性的影响. 结果表明：增加Cr掺杂量抑制锐钛矿相的形成,同时促进金红石相的形成. 在低Cr掺杂量下(≤1%）,Cr主要以Cr³⁺的形态进入TiO₂晶格,而Cr掺杂量过大时,易于形成Cr₂O₃团簇. 光催化降解2,4-二氯苯酚结果表明,适量的Cr³⁺掺杂可以有效地提高TiO₂的可见光催化活性,获得最高光催化活性的Cr³⁺掺杂量为1at%. 样品可见光催化活性的提高主要与Cr掺杂引起的可见光吸收增强、晶相组成改善以及光生电子和空穴传输效率提高有关.     

纳米CuAl2O4/CuO的制备及其模拟太阳光催化产氢

采用共沉淀法制备了纳米结构的CuAl2O4/CuO,用草酸作牺牲剂,在150W的氙灯照射下,考查了不同焙烧温度、催化剂用量对光催化活性的影响。并用XRD、SEM、TG-DTA对样品分别进行了分析与表征,表明CuAl2O4为尖晶石型结构,平均粒径10nm左右。在相同条件下分别考察了固相法、共沉淀法与柠檬酸溶胶-凝胶法对催化剂活性的影响,实验结果表明溶胶-凝胶法产氢活性最好,产氢速率为41mL/h;共沉淀法次之,为34mL/h;固相法最差,为25mL/h。     

活性炭负载N掺杂可见光型TiO2-xNy/AC光催化剂的制备及性能研究

将活性炭负载与N掺杂有效结合,采用酸催化水解法在粉状活性炭(AC)表面合成TiO2前驱体,在NH3/N2气氛中程序升温处理制得N掺杂TiC2-xNy/AC(TON/AC)光催化剂.以苯酚为模型物,考查了TON/AC紫外光区、可见光区及太阳光下催化活性以及分离性能、使用寿命.采用XPS、XRD、DRS、FTIR,SEM、低温氮物理吸附对光催化剂的表面特征,吸光特性、晶相结构等进行表征.结果表明,N以阴离子形式进入TiO2体相并置换晶格中的O,适量N掺杂的TON/AC在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性.N掺杂在TiO2表面生成Ti-O-N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450～550nm,诱发TiO2可见光催化活性. AC负载可降低TiO2团聚体的尺寸,增加催化剂比表面积,为光催化降解提供高浓度环境,从而提高光催化效率同时还可改善催化剂分离性能,提高催化剂使用寿命.     

N-CDs@Nb2O5-AMMC纳米材料的制备及其可见光催化性能研究

通过工艺简单的水热法成功制备出N-CDs和不同含量N-CDs修饰的N-CDs-X@Nb₂O₅-AMMC纳米材料。对N-CDs-X@Nb₂O₅-AMMC进行XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和UV-vis DRS等表征分析。结果表明,经过N-CDs改性之后Nb₂O₅-AMMC的带隙变窄,样品的吸收边红移和光吸收范围变宽,从而有利于提高光催化性能。另外,N-CDs减少了电子传输的阻力,有利于光生电子向N-CDs结构的转移,同时光生载流子的迁移及分离效率提高,有利于光催化反应的进行。与纯Nb₂O₅-AMMC相比,N-CDs-X@Nb₂O₅-AMMC在可见光下光催化降解TC-HCl的性能均有提高,其中样品N-CDs-1@Nb₂O₅-AMMC的降解效率最高,1 h内对TC-HCl的降解率能达到63.2%,是纯Nb₂     

一种含钇的一次烧结SrTiO3 GBBL电容器材料

本工作研究了一种含钇的、在较低温一次烧结的SrTiO₃ GBBL电容器材料，该材料具有制备工艺简单、有效介电常数频散较小、损耗较低等优点．     

由层状钛酸盐纳米管制备SrTiO3纳米粒子及其表征

采用水热法,使用层状钛酸盐纳米管和乙酸锶作为前驱物,在一定反应温度和时间的条件下,制备了SrTiO3纳米粒子.采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),拉曼光谱(Raman),激发光谱(PL)和比表面积分析等测试技术对SrTiO3纳米粒子进行了表征.测试结果表明,只有在反应条件和反应前驱物配比适当时才能制备得到纯的无序多孔SrTiO3纳米粒子,粒径主要分布在10～30nm之间,无明显团聚现象;随着反应时间的延长或者反应温度的升高,粒径趋于增大,而比表面积趋于减小,对亚甲基蓝在紫外光照下的光降解活性也随之降低.     

NiO(CoO)/N-SrTiO3异质结型复合光催化剂的制备及模拟太阳光催化产氢

采用固相法制备氮掺杂SrTiO₃,并用浸渍氢气还原法制备了不同NiO、CoO负载量的N－SrTiO₃异质结复合光催化剂,采用XRD、SEM、荧光光谱（FS）、紫外可见漫反射光谱（UV－Vis DRS）对其进行表征和分析,考察了在模拟太阳光下产氢活性及其变化规律,同时探讨了负载物的不同处理方法对光催化剂产氢活性的影响. 结果表明,氧化物的负载先氢还原后氧化处理较直接氧化处理有更高的光催化活性;所制备的NiO/N-SrTiO₃、CoO/N-SrTiO₃复合催化剂较单一催化剂有更高的产氢活性,当负载量分别为1.0wt%、0.5wt%时达最佳产氢活性,6h内的产氢量分别是未改性N-SrTiO₃样品的4.2、4.9倍. 导致产氢率提高的主要原因是由于负载金属氧化物在两相界面处形成的异质结成为光催化反应中光生电子和空穴的单向转移通道,促使光生电荷有效分离,提高了复合催化剂的光催化活性.     

多孔SiO2与TiO2复合纳米材料的制备及光催化性能

在溶胶水热法所合成的锐钛矿相TiO₂纳米晶基础上,利用模板剂调制的SiO₂溶胶进一步合成了多孔SiO₂与TiO₂复合纳米粒子,重点研究了复合SiO₂对纳米锐钛矿相TiO₂热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,复合SiO₂提高了纳米锐钛矿相TiO₂的热稳定性,经过900℃热处理后的TiO₂仍然具有以锐钛矿相为主的相组成.在光催化降解罗丹明B实验过程中,经过高温热处理的复合纳米材料表现出优于Degussa P25 TiO₂的活性,这主要与其锐钛矿相结晶度提高和具有较大比表面积等有关.     

还原气氛、助催化剂对SrTiO3光催化分解水制氢性能的影响

采用水热法制备了SrTiO3光催化材料,研究了在还原气氛下不同处理时间对SrTiO3光催化分解水制氢性能的影响;此外还研究了单一和复合助催化剂以及担载方法对光解水制氢性能的影响。结果表明:还原气氛中处理1h的样品,其制氢速率比未经处理的样品提高了近40%;担载单一助催化剂比复合助催化剂效果更好;光沉积Pt助催化剂样品具有最高的光催化活性。     

脉冲激光沉积法生长In掺杂SrTiO3薄膜及其微观结构研究

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在MgO/TiN/Si(100)衬底上,生长不同In掺杂量的SrInxTi1-xO3(x=0、0.1、0.2)薄膜,研究In掺杂及本征SrTiO3(STO)缓冲层对薄膜结晶性能,表面形貌、生长模式及紫外拉曼光谱特性的影响.结果表明,In掺杂导致薄膜结晶度降低,通过引入本征STO缓冲层可有效提高In掺杂STO薄膜的结晶度,增强薄膜的(200)择优取向性.然而随In掺杂量的增加,薄膜表面平均粗糙度增大;生长模式由层状生长转变为岛状-层状复合模式;拉曼一次声子振动模式峰强逐渐增强,说明薄膜的晶体对称性降低.     

Pt/MoO3/ZrO2催化剂的制备及三效催化性能的研

采用浸渍法制备了MoO₃/ZrO₂, 用低温氮吸附-脱附法和NH3-程序升温脱附法(TPD)分别对其比表面积和酸碱性进行了表征. 结果表明, MoO₃/ZrO₂具有106.8m²/g的比表面积和超强酸的性能. 用等体积浸渍法制备了Pt/MoO₃/ZrO₂催化剂, 在汽车尾气模拟气中考察了其对C₃H₈、CO和NO的催化活性.与传统三效催化剂Pt/La₂O₃/Al₂O₃相比较, Pt/MoO₃/ZrO₂具有更好的低温起燃性能和更宽的空燃比窗口, 并显著地改善了C₃H₈在富氧状态下的转化效率. 通过XRD、H₂-TPR对催化剂进行了表征, 结果表明, Pt在催化剂载体上具有高度的分散性和优异的氧化还原性能.     

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料, 通过溶剂热方法制备得到SiO₂/TiO₂催化剂. 产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征, 结果表明: 所制备的SiO₂/TiO₂催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO₂, SiO₂与TiO₂之间通过Si-O-Ti键结合. 另外, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察了SiO₂/TiO₂催化剂在紫外光照射下的光催化性能. 结果表明: SiO₂/TiO₂催化剂具有比纯TiO₂更优越的光催化性能, 65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.     

具有高可见光催化性能W掺杂纳米TiO_2的制备与表征

利用水热合成法成功地制备具有高活性可见光响应的W掺杂TiO2纳米粉体,采用X射线衍射、场发射扫描电镜、场发射透射电镜、可见光吸收光谱、光致发光光谱等对W掺杂TiO2纳米粉体进行表征;W掺杂TiO2纳米粉体的光催化性能通过测试其在可见光和紫外光照射下降解罗明丹B染料的催化效率来检验。结果表明,W掺杂TiO2纳米粉体在可见光照射下的光催化效率要远远大于商品P25和纯TiO2,W的最佳掺杂摩尔分数为40%。