氧化石墨烯对亚甲基蓝的可见光催化降解

用改良的Hummers法制得了氧化石墨烯,对其微观形貌、成分和结构进行了表征,并使用亚甲基蓝溶液测试其光催化效率。通过SEM、TEM、Raman分析表明,得到的是少层氧化石墨烯,碳氧原子数比在3∶1左右。荧光共聚焦光谱显示,所得到的氧化石墨烯在420～700nm的光波谱范围内都有特征吸收峰。氧化石墨烯能够迅速吸附亚甲基蓝分子,然后对其进行光催化降解,在亚甲基蓝浓度为40mg/L、氧化石墨烯浓度为10mg/L时,降解率能达到40%。之后,初步探究了氧化石墨烯的光催化机理。     

片状ZnO/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其可见光降解亚甲基蓝性能研究

利用化学浴沉积法合成的ZnO为前驱体,并加入不同含量的氧化石墨烯(GO),再采用经过300℃氮气氛围煅烧法,最终得到ZnO-热还原氧化石墨烯复合物(ZnO/RGO)。对合成样品进行一系列分析测试,并测试了样品的光催化性能。结果表明:掺杂0.8%-RGO的ZnO/RGO(ZRG)复合物的光催化活性最高,可见光照4h对亚甲基蓝(MB)的降解率达到87.7%。同时,探讨了不同条件下对光催化降解亚甲基蓝(MB)的影响,通过捕获剂实验表明,光催化降解MB的活性物种主要是超氧自由基O^-₂·和空穴h⁺。     

改性石墨烯光催化薄膜的制备及可见光光催化性能

根据改进的Hummers法制备了5mg/mL的改性石墨烯分散液并采用匀胶法在玻璃片上制备改性石墨烯薄膜,分别研究了转速(600～2000r/min)、滴胶时间(10～30s)、转加速度(100～500r·min~(-1)·s~(-1))、pH值(4～12)等匀胶工艺条件对改性石墨烯薄膜附着力的影响;通过拉曼光谱以及激光共聚焦光谱等方法,对改性石墨烯及其薄膜的微观形貌、成分、结构进行表征研究;以亚甲基蓝作为目标降解物,研究了改性石墨烯薄膜在可见光照射下的光催化性能,初步揭示了其可见光催化原理。结果如下:①确定了匀胶镀膜的优化工艺,成功制备的改性石墨烯薄膜对亚甲基蓝的可见光光催化降解率达35.3%。②激光共聚焦显微镜测定改性石墨烯薄膜在422nm处有最大吸收峰。     

高可见光活性磁性催化剂ZnO/ZnFe_2O_4/石墨烯的制备与表征

以硝酸锌和硫酸亚铁为原料,采用水热法一步合成了ZnO/ZnFe_2O_4纳米颗粒,再通过水合肼还原氧化石墨烯合成了ZnO/ZnFe_2O_4/石墨烯磁性催化剂。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FESEM),透射电子显微镜(TEM),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)等仪器对催化剂的结构进行了表征。以亚甲基蓝作为目标降解物,考察了不同石墨烯掺量的磁性催化剂在可见光照射下的光催化性能。结果表明,当石墨烯掺量为3%时,磁性催化剂的活性最优,可见光照射60min后亚甲基蓝溶液的降解率高达98%。磁性催化剂稳定性良好,且由于ZnFe_2O_4的存在,磁性催化剂可通过外部磁场进行回收。     

还原氧化石墨烯负载极性面占优氧化锌对亚甲基蓝的光催化降解

采用光还原方法将氧化石墨烯负载在极性面占有的氧化锌六棱盘上合成出氧化锌-还原石墨烯复合光催化材料。在紫外-可见光辐照下,该复合材料的光催化降解亚甲基蓝活性得到明显提高。光催化性能的提高主要归因于还原氧化石墨烯对光生电子的捕获抑制了电子和空穴的复合以及还原氧化石墨烯对亚甲基蓝分子的有效吸附。还原氧化石墨烯的最优负载量约为2%,同时负载的还原石墨烯对光的吸收可在一定程度上减少复合材料对光子的利用率。     

TiO2/石墨烯基复合材料的制备及光催化降解染料研究

采用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO)和水解法制备的TiO₂及溶剂热法制备了还原氧化石墨烯(rGO)和一系列不同浓度的rGO/TiO₂纳米复合材料(0、5%、10%、15%、20%质量分数),并对合成产物进行SEM、XRD、XPS、DRS、Raman等表征,研究不同实验条件下纯TiO₂和rGO/TiO₂复合催化剂对亚甲基蓝染液(MB)的降解效果。结果表明,复合光催化剂中TiO₂主要为锐钛矿相,溶剂热合成引入的还原氧化石墨烯(rGO)对TiO₂的物相没有产生影响,rGO的引入使得rGO/TiO₂吸收带发生一定红移,TiO₂禁带宽度由3.23降低至3.09 eV;合成的(15%质量分数)rGO/TiO₂具有最佳的光催化效果,光催化活性最高,在100 W高压汞灯照射下70 min对20 mg/L的亚甲基蓝染料的降解率达97.6%;在500 W氙灯光源下照射70 min对20 mg/L亚甲基...     

硝酸改性活性炭纤维负载TiO_2对水中亚甲基蓝的光催化降解研究

选用活性炭纤维(ACF)为载体,硝酸为改性试剂,亚甲基蓝降解率作为活性评价指标,通过正交试验设计确定了TiO_2/改性ACF光催化剂的最佳改性条件。结果表明,最佳改性条件为:硝酸浓度为6mol/L,真空浸渍时间为120min,真空浸渍次数为2次,烘干温度为200℃。分别在有无紫外光照射情况下进行了重复使用实验,结果表明亚甲基蓝的降解是基于TiO_2的光催化氧化活性,使用5次后,TiO_2/改性ACF光催化剂对亚甲基蓝的降解率仍高达99.8%以上。     

复合催化剂SiO_2/CNI的制备及其光催化性能研究

以碘化铵和二氰二胺为原料,采用水浴-锻烧法制备了SiO_2/碘氮化碳(CNI)复合光催化剂。利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对催化剂进行了表征。以亚甲基蓝、甲基橙分别为光催化反应模型化合物,评价了SiO_2/CNI的可见光催化活性。研究结果表明,与纯CNI相比,CNI/SiO_2复合光催化剂具有更高的催化活性,当SiO_2与CNI的质量比为1∶15时,光催化剂的降解率达到最高点,在该优化条件下,可见光照射40min,SiO_2/CNI光催化降解亚甲基蓝的降解率达到66.8%,光催化降解甲基橙的降解率达到23.7%。     

ZnAlTi型层状双氢氧化物光催化降解亚甲基蓝的性能研究

利用动态尿素水解法制备了3种不同比例的ZnAlTi型层状双氢氧化物,取部分样品分别在温度为500、600、700和900℃条件下煅烧4h,制得具有光催化性能的材料。研究催化剂不同摩尔比、催化剂用量、煅烧温度等不同因素对光催化降解亚甲基蓝过程的影响。结果表明,紫外光照射下,在反应温度为30℃、催化剂中Ti和Al的摩尔比为2、催化剂投加浓度为1.0g/L、亚甲基蓝初始浓度为10mg/L、煅烧温度为600℃的反应条件下,催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好,光照反应12h后亚甲基蓝的降解率为94.4%。     

热处理工艺对改性石墨烯薄膜光催化性能的影响

根据改进的Hummers法制备了5mg/mL的改性石墨烯分散液,并且采用匀胶法在玻璃基底上制备了改性石墨烯薄膜。采用包括Raman光谱在内的多种手段对热处理还原前后薄膜的微观形貌、成分及结构进行了表征。以亚甲基蓝作为目标降解物,在可见光照射下研究了不同温度下,真空还原和空气还原两种热处理还原方式对该薄膜光催化性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,薄膜表面含氧官能团逐渐去除,EDS能谱中C/O原子比逐渐增大,拉曼光谱中ID/IG逐渐增强,反应速率常数逐渐降低,改性石墨烯薄膜光催化降解亚甲基蓝能力逐渐下降,相同温度下,真空热处理薄膜比空气热处理薄膜光催化降解能力高。     

Cu/还原氧化石墨烯光催化复合材料的制备及其光催化性能

以乙酸铜和氧化石墨烯（GO）为原料,抗坏血酸为还原剂,采用液相化学法合成Cu/还原氧化石墨烯（Cu/RGO）复合材料。通过XRD、SEM、TEM、FTIR和Raman对材料结构及形貌进行表征,并考察Cu/RGO复合材料在H₂O₂辅助作用下对亚甲基蓝（MB）的光催化作用。结果表明：Cu颗粒均匀分布在RGO片层上,相比于纯Cu,Cu/RGO复合材料的光催化性能明显提高,Cu/RGO复合材料用量为0.06 g/L时,对MB显示出最佳的催化效果,200 min内脱色率达到了92.5%,经过5次循环后脱色率仍有88.0%以上。     

TiO2／膨胀石墨复合材料的制备及光催化性能的研穷

采用快速升温法制备出以膨胀石墨为载体的TiO2／膨胀石墨光催化剂，用SEM及XRD对其表面形貌及结构进行表征，研究了光催化剂在紫外光照射下的催化能力，探讨了目标降解物溶液的初始浓度及其pH值对光催化剂的降解能力的影响。结果发现，负载量为10％的光催化剂对40mg／L的亚甲基兰溶液5h的光降解率达到58．83％，甲基橙为51．12％。     

Photocatalytic degradation of C.I. Direct Red 23 in aqueous solutions under UV irradiation using SrTiO3/CeO2 composite as the catalyst

The photocatalytic degradation of C.I. Direct Red 23 (4BS) in aqueous solutions under UV irradiation was investigated with SrTiO3/CeO2 composite as the catalyst. The SrTiO3/CeO2 powders had more photocatalytic activity for decolorization of 4BS than that of pure SrTiO3 powder under UV irradiation. The effects of catalytic dose, pH value, initial concentration of dye, irradiation intensity as well as scavenger KI were ascertained, and the optimum conditions for maximum degradation were determined. Under the irradiation of a 250 W mercury lamp, the best catalytic dose was 1.5 g/L and the best pH was 12.0. Light intensity exhibited a significant positive effect on the efficiency of decolorization, whereas the initial dye concentration showed a significant negative effect. Under the conditions of a catalytic dose of 1.5 g/L, pH of 12.0, initial dye concentration of 100mg/L, light intensity of 250 W, and air flow rate of 0.15 m3/h, complete decolorization, as determined by UV-visible analysis, was achieved in 60 min, corresponding to a reduction in chemical oxygen demand (COD) of 69% after a 240 min reaction. A tentative degradation pathway based on the sensitization mechanism of photocatalysis is proposed.     

TiO2/膨胀石墨复合材料的制备及其对亚甲基兰的光催化降解

采用快速升温法制备出以膨胀石墨为载体的TiO2/膨胀石墨光催化剂,用SEM及XRD对其表面形貌及结构进行表征,研究了该负载型光催化剂在紫外光照射下的催化能力,探讨了在催化剂中TiO2的负载量、亚甲基兰溶液的初始浓度及其pH值对光催化剂的降解能力的影响.结果发现,负载量为10%的光催化剂对40mg/L的亚甲基兰溶液5h的光降解率达到58.8%.     

铜掺杂纳米 TiO2 的制备及其抗菌性能研究

目的制备铜掺杂纳米二氧化钛抗菌材料,测定其金属溶出率,研究该材料的光催化活性及抗菌性能。方法通过水热合成法制备掺铜二氧化钛(TiO_2Cu)纳米材料,采用催化动力学法测定该材料Cu~(~(2+))溶出率,以亚甲蓝为光催化降解材料测定其光催化活性,以金黄色葡萄球菌为目标物,研究在紫外光和非光条件下TiO_2Cu纳米材料的抗菌性能。结果 TiO_2Cu纳米材料Cu~(2+)溶出率最大值为72.36%,在自然光和紫外灯光照下对亚甲蓝光催化降解率分别为95.06%和85.08%,光照下TiO_2Cu材料质量浓度达到10 mg/m L,与细菌共培养90 min后,抑菌率可达94%。结论采用冷冻干燥法制备的含铜量为0.2%的TiO_2Cu材料具有良好的光催化活性,在暗光和紫外光照下均具有一定的抗菌性能。     

Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料的制备及其性能

以膨润土为载体,硝酸锌、硝酸铈和氢氧化钠为原料,采用沉淀法制备了Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附仪等对其进行表征,并通过对亚甲基蓝(MB)溶液脱色反应,考察紫外光照射下复合材料的光催化性能.结果表明,复合光催化材料中由于Ce掺杂ZnO的光催化作用与膨润土的吸附性相互协同,显示出优良的光催化活性和稳定性.当Ce的掺杂量为3.0%,同时复合光催化材料的加入量为20 mg/L,MB溶液的pH值为6时,复合光催化材料的性能最优,在紫外灯下照射2 h后,MB溶液的脱色率达到98.6%.     

Preparation of novel CdS-graphene/TiO2 composites with high photocatalytic activity for methylene blue dye under visible light

In this study, CdS combined graphene/TiO₂ (CdS-graphene/TiO₂) composites were prepared by a sol–gel method to improve on the photocatalytic performance of TiO₂. These composites were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and transmission electron microscopy (TEM). The photocatalytic activities were examined by the degradation of methylene blue (MB) under visible light irradiation. The photodegradation rate of MB under visible light irradiation reached 90·1% during 150 min. The kinetics of MB degradation were plotted alongside the values calculated from the Langmuir–Hinshelwood equation. 0·1 CGT sample showed the best photocatalytic activity, which was attributed to a cooperative reaction between the increase of photo-absorption effect by graphene and photocatalytic effect by CdS.     

TiO2薄膜溅射工艺参数对其光催化性能的影响

利用中频交流反应磁控溅射方法制备TiO2薄膜光催化剂,研究了溅射工艺参数对薄膜光催化能力的影响.采用动态反应系统,紫外光源为TUV,降解对象为0.02 mmol/L亚甲基蓝溶液.结果发现:Ar/O2混合反应溅射在O2分压大于9%之后亦可制备出光催化能力与纯O2溅射相近的TiO2薄膜.TiO2薄膜厚度是影响其光催化降解能力的最敏感因素,800 nm以下TiO2薄膜降解能力基本与厚度成正比.TiO2薄膜在黑暗环境下长期放置,光催化性能会出现一定下降,但紫外光预照射可以使其有效恢复.     

Degradation of amoxicillin,ampicillin and cloxacillin antibiotics in aqueous solution by the UV/ZnO photocatalytic process

The study examined the effect of operating conditions (zinc oxide concentration, pH and irradiation time) of the UV/ZnO photocatalytic process on degradation of amoxicillin, ampicillin and cloxacillin in aqueous solution. pH has a great effect on amoxicillin, ampicillin and cloxacillin degradation. The optimum operating conditions for complete degradation of antibiotics in an aqueous solution containing 104, 105 and 103 mg/L amoxicillin, ampicillin and cloxacillin, respectively were: zinc oxide 0.5 g/L, irradiation time 180 min and pH 11. Under optimum operating conditions, complete degradation of amoxicillin, ampicillin and cloxacillin occurred and COD and DOC removal were 23.9 and 9.7%, respectively. The photocatalytic reactions under optimum conditions approximately followed a pseudo-first order kinetics with rate constant (k) 0.018, 0.015 and 0.029 min^?1 for amoxicillin, ampicillin and cloxacillin, respectively. UV/ZnO photocatalysis can be used for amoxicillin, ampicillin and cloxacillin degradation in aqueous solution.