水热法制备V~(5+)掺杂钼酸铋光催化剂及其性能研究

以硝酸铋和钼酸铵为反应原料,V2O5为掺杂源,采用水热法制备V5+掺杂钼酸铋光催化剂,并通过在可见光下光催化剂降解罗丹明B溶液,评价V5+掺杂对钼酸铋性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及光致发光(PL)表征手段来考察掺杂量对钼酸铋物相、晶貌尺寸、结晶度、光吸收性能、光生电子-空穴复合等的影响。结果表明,掺杂V5+未改变钼酸铋的片状形貌,但其片状尺寸明显变小且厚度变薄,光吸收性能增强,光生电子-空穴复合率下降;与纯钼酸铋相比,V5+掺杂能显著提高钼酸铋的光催化活性,在可见光光照50min后,1. 0%V5+掺杂的效果最好,对罗丹明B的脱色率可达73%,较之纯钼酸铋提高了21%。     

BiOI/g-C3N4协同光催化还原Cr(VI)及光降解罗丹明 B

通过一步液相法合成BiOI/g-C3N4复合光催化剂,利用XRD、IR和UV-vis DRS等手段表征产物的物相、结构 及其光电特性。研究BiOI/g-C3N4光催化剂在可见光激发下还原Cr(VI)和降解罗丹明B (Rh B)的光催化活性。结果表 明,在可见光光照下,BiOI/g-C3N4可将97.2%的Cr(VI)光还原成Cr(III),RhB的可见光降解率可达97.8%;与纯g-C3N4 相比,Cr(VI)转化率和RhB降解速率分别提高3.9和4.4倍。研究发现BiOI和g-C3N4存在协同光催化效应,光生电子还 原Cr(VI),而产生的空穴和·O2-共同作用氧化RhB。     

氮化碳复合石墨烯提高光生载流子利用率增强光催化性能

以尿素和氧化石墨烯为原料,采用简便易行的煅烧方法合成氮化碳与石墨烯的复合物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱、光电流密度等方法对样品进行表征,并研究其在可见光照射下降解罗丹明B的光催化性能。通过改变前驱体的不同复合比例,确定其最佳反应条件,并说明氨气氛围对煅烧过程的影响。结果表明,在550℃煅烧3 h,氧化石墨烯与尿素前驱体的复合比为4×10~(-6)时其光催化效果最佳,90 min后染料降解率可达90%,是纯相氮化碳的1.4倍。与未复合石墨烯的氮化碳样品相比,复合物在抑制光生电子空穴复合率、加快光生载流子传输方面表现出优异性质。     

三维立体石墨烯/多孔黑色TiO2复合材料的制备及其光催化性能

采用水热还原法制备黑色多孔TiO_2(PBT)。以PBT和氧化石墨烯为原料,经一步水热合成三维立体石墨烯(RGO)/PBT。通过XRD、SEM、TEM、BET以及DRS等对复合材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征,研究了该复合材料在可见光下对罗丹明B(RhB)的光催化降解活性。结果表明,Ti~(3+)的存在大大提高了可见光的吸收;所制备的RGO/PBT复合材料的可见光催化活性均高于PBT;当RGO掺杂量为1%时制备的催化剂具有最高的光催化性能。     

BiOI/g-C_3N_4协同光催化还原Cr(Ⅵ)及光降解罗丹明B

通过一步液相法合成BiOI/g-C_3N_4复合光催化剂,利用XRD、IR和UV-visDRS等手段表征产物的物相、结构及其光电特性。研究BiOI/g-C_3N_4光催化剂在可见光激发下还原Cr(Ⅵ)和降解罗丹明B(Rh B)的光催化活性。结果表明,在可见光光照下,BiOI/g-C_3N_4可将97.2%的Cr(Ⅵ)光还原成Cr(III),Rh B的可见光降解率可达97.8%;与纯g-C3N4相比,Cr(Ⅵ)转化率和RhB降解速率分别提高3.9和4.4倍。研究发现BiOI和g-C_3N_4存在协同光催化效应,光生电子还原Cr(Ⅵ),而产生的空穴和·O2-共同作用氧化RhB。     

不同形貌的ZnO的制备及其可见光催化降解性能研究

采用Zn-EG/H2O-AC体系,即以醋酸锌为原材料,乙二醇/水为溶剂,加入聚乙二醇-2000,溶剂热法制备了四种形貌的ZnO可见光催化材料。探索了乙二醇与水的体积比n对ZnO的形貌的影响,并以罗丹明B(RhB)模拟有机物染料,研究了不同形貌的ZnO在可见光下的催化降解性能。实验结果表明,当n=5为中空球状ZnO催化活性最好,n=11为双蘑菇状,n=2为瓜子状,n=0.5时为子弹头状,其在可见光下照射3h,对RhB催化降解率分别为100%、83%、55%、60%。     

石墨烯/磷酸银复合材料的制备及其光催化性能研究

采用改进Hummers法制备氧化石墨,将氧化石墨烯与硝酸银溶液搅拌处理一段时间后,滴加适量磷酸氢二钠溶液,制备得到石墨烯/磷酸银(GO/Ag3PO4)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对制备的复合材料进行了表征,并以有机染料罗丹明B的降解反应为模型评价催化剂在可见光下的光催化活性.测试结果表明,该方法不仅合成过程简单,而且石墨烯表面所负载的Ag3PO4纳米颗粒尺寸小、分散性好,与石墨烯的结合牢固.由于氧化石墨烯优异的吸附性能和对载流子的高迁移率,GO/Ag3PO4复合光催化剂显示出较高的可见光光催化活性和光稳定性.在可见光下对10mg/L的罗丹明B作用20min,降解率可达98%,降解效率较Ag3PO4颗粒提高近一倍.     

ZnS-TiO_2与ZnS-TiO_2/RGO光催化纳米复合材料的制备及其可见光降解性能研究

采用氧化石墨烯(GO)前驱体,利用一步溶剂热法分别合成了ZnS-TiO_2(ZT)和ZnS-TiO_2/RGO(ZTR)三元纳米复合材料,对比研究了ZnS-TiO_2(ZT)和ZnS-TiO_2/RGO(ZTR)可见光降解性能,分析了GO含量对复合材料光催化性能的影响。通过XRD、SEM、Raman和PL对样品的的物相、形貌、微观结构和光谱特性进行了表征。以亚甲基蓝溶液(MB)1为目标降解物研究了在可见光下样品的光催化性能。研究结果表明,三元复合材料中ZnS和TiO_2粒子紧密接触分布在GO片层上,直径大约为25nm,ZnS和TiO_2物相结构分别是立体闪锌矿和锐钛矿型结构。石墨烯含量对ZnS-TiO_2(ZT)光催化活性有一定影响,当使用5mg的GO前驱体时,可见光下三元复合材料在120min之内对M B的降解率达到90%,过多的石墨烯含量会引起团聚,反而会降低光降解效果。     

微波辅助合成BiOBr/CeO_2及其光催化性能

采用微波辅助合成法得到了新型异质结构催化剂BiOBr/CeO2;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)和荧光光谱(PL)等手段对所制备的催化剂进行了表征.在可见光下,对有机物染料罗丹明B(RhB)的光催化降解实验表明,BiOBr/CeO2比纯BiOBr和CeO2的光催化性能有明显的提高;提出复合催化剂活性的提高是因为BiOBr和CeO2之间形成了独特的异质结构,有效地提高了光生电子与空穴的分离效率.     

TiO_2纳米管复合石墨烯催化剂的合成及其光催化性能

为提高TiO_2光催化剂的可见光利用率及光催化效率,以TiO_2粉体和氧化石墨为原料,氢氧化钠水溶液为溶剂,通过简单的水热法一步制备还原氧化石墨烯复合TiO_2纳米管(rGO/TiO_2NT)光催化材料.通过TEM、XRD及UV-vis等手段表征所得产物的形貌、结构和光学特性,通过紫外光下甲基橙水溶液的光降解率来评价其光催化活性,考察还原氧化石墨烯复合量及焙烧温度对合成催化剂光催化性能的影响.结果表明:TiO_2纳米管与还原氧化石墨烯之间复合紧密,当r GO质量分数为2.0%、样品经300℃焙烧后,rGO/TiO_2NT的光催化活性达到最佳,紫外光照射10 min时甲基橙100%完全降解.这是由于经还原氧化石墨烯复合后,TiO_2导带上的电子转移至石墨烯表面,实现了光生电子和空穴对的有效分离,进而提高了光催化效率.