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。     

Bi4MoO9/g-C3N4复合材料的合成及光催化性能研究

通过煅烧法合成g-C₃N₄纳米片并在其表面负载Bi₄MoO₉纳米粒子(NPs),制备了Bi₄MoO₉/g-C₃N₄(BMC)异质结光催化剂. 采用TEM、SEM、DRS、PL等方法对BMC样品进行表征. 以磺胺二甲基嘧啶(SMT)为目标降解物,考察BMC的光催化性能. 结果表明,BMC-50(Bi₄MoO₉质量分数为50.0%)的光催化活性最高. BMC-50投加量为0.5 g·L^-1时,SMT溶液在光照180 min后降解率可达94.0%,是单一Bi₄MoO₉降解能力的17.7倍. 复合材料中Bi₄MoO₉与g-C₃N₄间异质结构的构建降低了电子-空穴对的复合,提高了光催化性能.     

Bi2MoO6/ZnO复合材料的制备及光催化性能

采用两步水热法合成由纳米片组装而成的三维Bi₂MoO₆/ZnO微花，通过调控复合物中Bi₂MoO₆，制备一系列不同摩尔比的Bi₂MoO₆/ZnO微花.研究表明，Bi₂MoO₆/ZnO-10%复合材料在可见光照射20 min后，对罗丹明B(RhB)溶液的光催化降解率达到79.61%，相较于纯ZnO和Bi₂MoO₆，复合材料具有更好的光催化性能.通过紫外可见光谱(UV-Vis)和室温荧光光谱(PL)分析推测，由于复合材料的光吸收范围提高和异质结的形成抑制了光生载流子的复合，进而提升了Bi₂MoO₆/ZnO微花光催化性能.     

α-FeOOH与Ag3PO4异质结复合材料的制备及光催化性能

针对磷酸银(Ag₃PO₄)和羟基氧化铁(α-FeOOH)等材料因光生载流子复合速率过快而导致光催化性能差的问题,通过制备α-FeOOH与Ag₃PO₄的异质结复合材料(α-FeOOH@Ag₃PO₄)来促进光生载流子的分离,从而提升材料的光催化性能。采用简单的水热法制备由纳米片组成的具有分级结构的α-FeOOH微球,然后使用原位沉积工艺将Ag₃PO₄颗粒均匀沉积在α-FeOOH微球表面,制备得到α-FeOOH@Ag₃PO₄;分析所得异质结复合材料的微观结构、光吸收性能、亚甲基蓝降解性能和光电性能。结果表明：具有分级结构的α-FeOOH微球有利于Ag₃PO₄颗粒沉积,Ag₃PO₄颗粒粒径为3～8 nm; α-FeOOH@Ag₃PO₄吸收边发生红移...     

Ag/ZIF-8复合材料的制备及其光降解性能

在无表面活性剂微乳液中制备了ZIF-8材料,并采用光致还原法将纳米Ag负载于ZIF-8表面,制备了负载量不同的系列Ag/ZIF-8复合材料。XRD、SEM、XPS、 UV-DRS以及光电性能测试表明Ag成功负载到ZIF-8中,且光电性能大幅度提高。对比考察了ZIF-8和Ag/ZIF-8对有机染料的光降解效率,提出了光催化机理。由于Ag纳米粒子和ZIF-8的协同效应,其所形成的异质结构Ag/ZIF-8表现出了优异的光催化活性。     

β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的制备及光电催化析氢性能

通过两步合成法合成了新型的β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结光催化剂。首先通过热聚合制备超薄g-C₃N₄（U-g-C₃N₄）样品,然后通过超声技术以U-g-C₃N₄和FeCl₃·6H₂O为前驱体制备β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结。系统研究了铁盐种类、前驱体质量比、pH值和超声时间等合成条件对β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结光催化析氢性能的影响。具有最佳析氢性能的β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的比表面积为47.7 m²·g^-1,是U-g-C₃N₄的3倍;与U-g-C₃N₄相比,β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的能带隙从2.70 eV降低到2.02 eV,吸收边带从472 nm红移至583 nm。另外,光催化制氢反应中β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的Tafel斜率为87.2 mV·dec^-1,低于U-g-_C3N₄的147.4 mV·dec^-1和β-FeOOH的156.8 mV·dec^-1。结果表明复合产物较U-g-C₃N₄具有更高的光电催化活性。光电催化活性提高应归因于β-FeOOH和U-g-C₃N₄形成了异质结,界面电子通过碳物质可以更高效地转移,同时产生了较多的活性反应位点。因此,通过超声法将β-FeOOH和U-g-C₃N₄复合是一种制备较高光电催化活性且稳定的光电催化材料的有效策略之一。     

ZnIn2S4-CdS-石墨烯复合薄膜的光催化Cr(Ⅵ)还原性能研究

通过水热法在自组装的石墨烯膜上原位生长ZnIn₂S₄纳米片,再通过连续离子层吸附与反应(SILAR法)负载CdS纳米颗粒,形成ZnIn₂S₄-CdS异质结。对复合薄膜作物相分析,形貌观察,光学特性分析和光催化Cr(Ⅵ)还原能力对比。研究表明,ZnIn₂S₄与CdS复合形成的异质结与石墨烯膜在提高性能方面起到重要作用,在40 mmol/L浓度下循环8次得到的ZnIn₂S₄-CdS-石墨烯复合薄膜性能最佳,80 min内可还原94.3%的Cr(Ⅵ)。     

WO3/ZnIn2S4异质结复合光催化剂的构筑及其光催化还原六价铬的性能研究

通过两步水热法合成了一系列不同WO₃掺杂含量的新型WO₃/ZnIn₂S₄异质结复合光催化剂,并且应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理吸附-脱附(BET)等表征仪器对光催化剂样品进行表征。在金卤灯光源的照射下,以20 mg/L的Cr(VI)溶液为目标污染物进行评价其光催化性能。实验结果表明,WO₃/ZnIn₂S₄异质结复合光催化剂的光催化性能明显高于单纯的WO₃和ZnIn₂S₄。当WO₃与ZnIn₂S₄物质的量之比为0.20即0.20-WO₃/ZnIn₂S₄异质结复合光催化剂表现出最高的光催化还原Cr(VI)性能。光催化性能增加的主要原因可能是由于WO₃/ZnIn₂S_...     

微纳米氧化铜球粒晶的制备及其光催化性能

以三水合硝酸铜和碳酸钠为原料, 采用水热法在130、150、170 ℃下各分别反应8、16、 24 h, 合成了形貌各异的微纳米氧化铜球粒晶。使用X 射线衍射仪和扫描电镜对产物的组成及形貌进行表征, 初步分析了氧化铜球粒晶的形成与演化过程, 并以亚甲基蓝为模拟污染物, 对产物的光催化性能进行了研究。结果表明: 氧化铜晶粒通过定向附着生长形成梭状或柱状纳米晶体, 纳米晶体以自组装的方式逐步形成球粒晶; 温度升高有利于增大氧化铜的成核速率, 减小晶粒的尺寸, 促使氧化铜纳米晶粒由梭形→板柱状→板状的晶形变化; 延长恒温时间有利于形成表面形态完好的球粒晶; 形貌不同的微纳米氧化铜球粒晶的最高光催化降解率均远大于市售氧化铜的最高光催化降解率, 其中, 130 ℃恒温16 h 所得卷曲刺猬状氧化铜球粒晶的形貌、大小基本一致, 光催化降解率高达96. 56%。氧化铜的光催化降解率与球粒晶的比表面积、形态以及总孔体积有关。     

BiOI/g-C3N4光催化剂的制备及其性能

采用溶剂热法制备BiOI微米花球,用研磨法制备一系列不同质量比的BiOI/g-C₃N₄复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪和光电化学测试等对样品的形貌结构和光学性能进行了系统表征,并研究了在可见光照射下BiOI/g-C₃N₄降解染料罗丹明B的光催化性能。结果表明,BiOI/g-C₃N₄-9复合样品表现出最好的光催化效果,在20 min内其对罗丹明B的降解率可达到95%。光催化降解性能的提高主要由于形成的异质结能够有效增强光生电子-空穴对的分离效率。循环实验表明BiOI/g-C₃N₄复合材料具有良好的光催化稳定性。     

过渡金属氧化物对硬质聚氨酯泡沫阻燃和抑烟的影响

选用可膨胀石墨(EG)和聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,过渡金属氧化物(Cu₂O、Fe₂O₃、Ni₂O₃、Co₂O₃)为协效剂,APP、EG和过渡金属氧化物的质量比固定为15: 13: 2,总添加量为30 php,制备阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)。使用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热(Cone)测试,研究不同种类的过渡金属氧化物对RPUF/APP/EG泡沫阻燃性能和烟气释放的影响。LOI和UL-94垂直燃烧结果表明,加入相同添加量(2 php)的过渡金属氧化物不同程度地改变了RPUF/APP/EG的阻燃性能,其中只有Cu₂O、APP和EG复配能进一步提高RPUF/APP/EG的LOI至25.5%,表现出协同阻燃效果,而其他过渡金属氧化物的加入都或多或少地降低了材料的LOI值。Cone测试结果表明,RPUF/15APP/13EG/2Cu₂O阻燃泡沫的总热释放量和烟气产生量与RPUF/15APP/15EG相比均得到明显降低,降幅分别为22%和20%。     

CuO修饰TiO2纳米管的制备及用于COD的测定

采用阳极氧化的方法在钛基体上得到TiO2纳米管,通过氧化铜的掺杂对其进行改性．基于其光催化氧化机理,结合分光光度法,建立CuO／TiO2-K2Cr2O7协同光催化氧化体系,用以简便测定水样的COD值．研究结果表明：电沉积时间200s、煅烧温度450℃、K2Cr2O7初始物质的量浓度0．02mol／L、pH1、反应温度60℃、反应时间15min为最佳实验条件;COD在10～300mg／L范围内与吸光度变化值呈较好的线形关系,其用于实际水样的测定效果良好,相对误差在5%以内．     

空心玻璃微珠/纳米TiO2复合材料的制备与表征

为了获得催化活性高、抗磨耗性能强的光催化复合材料,研究通过冷-碱腐蚀处理手段和高温黏附技术,制备空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催复合材料. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和UV-Vis等设备,对样品进行表征. 以汽车尾气为降解对象,采用搓揉试验机和自制的环境测试系统,分别测试复合材料的抗磨耗性能与光催化效能. 结果表明,纳米TiO₂能够较好地附着到空心玻璃微珠表面,空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催化复合材料相对于纯纳米TiO₂具有更强的透光能力和光催化降解能力. 该复合材料对汽车尾气中的一氧化氮和二氧化氮均有显著的降解效果,氮氧化物的净化效果高于一氧化碳和二氧化硫,具有较好的抗磨耗能力.     

可见光催化剂氧化铋的改性研究进展

氧化铋(Bi₂O₃)作为重要的半导体光催化材料,由于特殊的电子结构和优良的可见光响应性能,被认为是一种很有前景的可见光光催化剂,在光催化处理废水方面显示了良好的应用前景。但因Bi₂O₃光催化性能较低限制了它的应用,因此研究者对其进行改性,期望获得性能优越的Bi₂O₃光催化材料。综述总结了表面形貌调控、表面修饰、金属离子修饰以及半导体复合等几种改性方法,并对改性Bi₂O₃光催化材料的发展前景进行了展望。     

CuO⁃SiO2⁃CeO2催化剂的设计、制备及性能研究

采用水热合成法制备了SiO₂?CeO₂载体,并利用浸渍法负载活性组分CuO得到CuO?SiO₂?CeO₂催化剂。通过XRD、BET和H₂?TPR等手段对载体和催化剂进行表征及性能测试,最后探究了SiO₂摩尔分数对催化剂的比表面积以及甲醇水蒸气重整制氢实验中催化性能的影响。研究发现,适量添加SiO₂可以增加载体和催化剂的比表面积,降低催化剂活性组分CuO的还原温度,提高CH₃OH的转化率。当SiO₂摩尔分数为2.5%时,催化剂CuO5.0%?SiO₂2.5%?CeO₂的比表面积为112.8 m²/g,CH₃OH转化率为75.1%。继续提高催化剂中SiO₂的摩尔分数,催化剂的比表面积减小,CH₃OH转化率降低。     

溶胶-凝胶法制备BiFeO3:Y3+纳米粉末及其光催化性能研究

多功能铁电材料是近年来的热门材料,为了研究铁电材料在光催化中的应用,通过溶胶-凝胶法在空气氛围下制备了铁酸铋（BiFeO₃）和不同Y³⁺掺杂浓度（Bi_1–xY_xFeO₃）的纳米粉体材料。通过X射线衍射仪（X-ray diffraction,XRD）,扫描电镜（scanning electron microscopy,SEM）和X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）表征了样品的结构、形貌和表面化学组成等物理化学性质。并利用分光光度计和光化学反应实验测试了样品的吸收谱和在紫外灯照射下的光催化效果。研究发现,掺杂Y³⁺不会改变晶格结构,但是减小了晶粒尺寸和禁带宽度。同时,根据O 1s的XPS窄谱扫描的拟合分析发现,引入Y³⁺可以有效提高氧空位的含量,而氧空位可以降低空穴-电子对的复合率,提高载流子利用率。因此,掺杂Y³⁺可以提高BiFeO₃的光催化效率,使其成为一种很有潜力的光催化材料。     

Fenton氧化法处理双唑杂环废水

以含双唑杂环类化合物的模拟废水为对象,采用Fenton氧化和高效液相色谱法研究了pH、反应时间和Fenton试剂用量等影响因子对双吡唑模拟废水处理效果的影响,通过高效液相色谱测试探究了Fenton处理双唑杂环类结构的降解机理。结果表明,最佳处理条件为:初始pH=3、反应时间为30 min、 m（Fe²⁺）∶V（H₂O₂）=1∶20、FeSO₄·7H₂O投加量2.5 g/L、H₂O₂投加量50 mL/L,双吡唑去除率可达97.5%,COD去除率可达82.1%。Fenton氧化过程中依次产生更为亲水的中间物质,亲水性越强的物质更难被破坏。     

氧环境扫描电镜对氧化物的荷电补偿

在(5×10~(-3))～(2×10~(-2))Pa的氧环境扫描电镜(SEM)中观察到由入射电子束辐照引起的Al_2O_3、SiO_2等氧化物荷电现象得以减轻。氧化物受激氧解吸,使样品表面的氧空位成为荷电势阱而产生荷电。通过氧气氛中提供的氧离子对表面缺陷的修复作用,使氧化物的荷电现象得到补偿。氧环境扫描电子显微分析方法是针对氧化物类绝缘材料荷电的一种简便的、自动调节的荷电补偿方法。Al_2O_3的俄歇电子能谱证明,在6×10~(-6)Pa的氧压下可以完全消除Al_2O_3的表面荷电。     

ZnO/CuO复合催化剂的制备及其光催化性能

通过煅烧法制备了ZnO/CuO复合光催化剂,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、伏安光电流、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)等方法对其结构、表面形貌和光学特性进行了表征。结果显示,复合物为片状结构的ZnO、晶粒呈现花簇状堆积生长的CuO组成了花簇状结构,CuO的引入提高了材料的光吸收能力和光生载流子的分离效率。复合催化剂对活性艳蓝(KN-R)的光催化降解结果显示,400℃煅烧3h、铜锌摩尔比为2时,ZnO/CuO复合光催化剂的光催化氧化性能最好,在紫外光照射下降解率可达94%,在可见光照射下降解率为48.4%。