花簇状g-C3N4/Bi2MoO6微球的制备及其光催化降解模拟染料废水

以酵母为生物模板,通过水热-牺牲模板法制备了花簇状g-C3N4/Bi2MoO6微球.利用XRD、SEM、TEM、FTIR、UV-Vis DRS、光电流响应以及氮气吸附-脱附等手段对样品的晶体结构、微观形貌、光吸收和比表面积等性能进行了表征,并对样品可见光催化降解亚甲基蓝(MB)模拟染料废水的性能和机理进行了探讨.结果表明,水热-牺牲模板法可实现g-C3N4与Bi2MoO6在生物模板表面的成功复合,样品分散性良好,微球直径约为8μm,表面呈花簇状,比表面积达11.6007 m2/g.可见光下g-C3N4负载量为10％的g-C3N4/Bi2MoO6(以Bi2MoO6的质量计,记为10CN/BM)微球对MB模拟染料废水表现出较高的光催化降解活性,当10CN/BM添加量为1 g/L、可见光照射140 min后,初始质量浓度为15 mg/L的MB废水的降解率高达96％以上.机理分析证实,微球表面g-C3N4与Bi2MoO6形成的Z型异质结有效降低了电子-空穴对的复合率,显著提升了对模拟染料废水的可见光催化性能.     

响应曲面法优化g-C3N4/MIL-100(Fe)光催化性能研究

采用水热合成法制备了不同质量比的g-C3N4/MIL-100(Fe)复合光催化剂,利用XRD、SEM等方法对复合光催化剂进行了表征.在单因子实验的基础上,以亚甲基蓝溶液的降解率为响应因子,应用响应曲面法(RSM)对影响光催化亚甲基蓝(MB)降解率的主要因素进行了优化.创建了g-C3N4/MIL-100(Fe)光催化降解...     

WO_3/N-TiO_2异质节可见光催化降解亚甲基蓝

以尿素为氮源,采用溶胶凝胶法制备N掺杂TiO_2,然后与钨酸铵混合研磨,通过高温焙烧的方法原位制备WO_3复合N掺杂TiO_2的异质节光催化材料。分别采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对样品进行分析,考察样品的光吸收阈值变化。以亚甲基蓝为降解底物,考察了样品的可见光催化处理染料废水效果,结果表明,原位制备的WO_3和N掺杂TiO_2异质节光催化材料对亚甲基蓝表现出良好的可见光催化活性。     

g-C3N4/Bi2MoO6/Ag3PO4复合材料制备及其可见光催化性能

以三聚氰胺、二水合钼酸钠和五水合硝酸铋为原料,采用溶剂热法制备了g-C3N4/Bi2MoO6前驱体,然后通过共沉淀法将Ag3PO4纳米粒子负载在前驱体上,得到g-C3N4/Bi2MoO6/Ag3PO4复合材料。通过XRD、FTIR、XPS、SEM、UV-Vis DRS等对复合材料进行表征。结果表明,g-C3N4、Bi2MoO6和Ag3PO4之间形成了异质结结构,促进光生电子-空穴对的有效分离。以盐酸四环素（TC）为目标降解物,分析材料的光催化活性。在可见光照射下,30 mg g-C3N4/Bi2MoO6/Ag3PO4在50 min内对40 mL 10 mg/L的TC溶液的降解率达到93%。降解速率常数为0.033 min-1,分别是g-C3N4、Bi2MoO6和Ag3PO4降解速率常数的33倍、3.6倍和1.5倍;g-C3N4/Bi2MoO6/Ag3PO4对TC进行降解,循环利用4次后,对TC的降解率为71%,说明g-C3N4/Bi2MoO6/Ag3PO4具有较好的稳定性。自由基捕获实验结果表明,g-C3N4/Bi2MoO6/Ag3PO4光催化降解TC的主要活性物种为·OH和·O2-。最后提出了TC可能的降解机理和降解路径。     

g-C_3N_4–CeO_2/ATP复合材料的制备及可见光催化性能

微波辅助液相法制备了g-C3N4–Ce O2/凹凸棒石(ATP)复合光催化材料。采用X射线衍射仪、Fourier变换红外光谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪、透射电子显微镜等对样品微观结构进行表征,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物考察g-C3N4–Ce O2/ATP复合材料在可见光辐射下的催化活性,研究Ce O2/g-C3N4质量比对光催化剂活性的影响。结果表明:ATP与Ce O2和g-C3N4形成三维网络结构,能有效地增加复合光催化剂的表面积,在空间上形成多渠道的电子传递通道,促进光生载流子的分离。当Ce O2/g-C3N4质量比为3/10时,g-C3N4–Ce O2/ATP复合材料对MB的降解率可达92%。     

CdS基光催化剂的并行合成及高通量筛选

材料基因组技术可以显著提高催化剂筛选速度,节约研发成本。文中研制了一套水热/溶剂热并行合成装置,发展了一种并行合成粉末样品的方法,并利用有色亚甲基蓝染料为目标降解物,高通量筛选CdS基复合光催化剂。结果表明:所研制的多通道反应器具有良好的温度一致性,适用于水热/溶剂热并行合成粉末材料;以CdS为目标产物并结合相关物性表征,成功验证所研制水热/溶剂热并行合成装置的有效性;通过有色染料亚甲基蓝的降解,高通量筛选出最优催化剂,当MoS_2负载量为0.05%时,其可见光下亚甲基蓝溶液降解效率可达100%。     

氧化铋/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

将硅藻土分散在硝酸铋溶液中,经冷冻干燥后于空气中煅烧得到了Bi2O3/硅藻土质量比为0.10:1.00～0.60:1.00的一系列复合光催化剂。用X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪对所制备的产物进行了结构表征。以500W氙灯为光源,亚甲基蓝为模拟污水中有机染料,评价了复合光催化剂的可见光催化性能。结果表明:晶粒尺寸约31.7nm的Bi2O3较好地分散在硅藻土表面,既保留了硅藻土自身的多孔结构,又发挥了Bi2O3的可见光催化性能。负载Bi2O3的复合光催化剂能吸收波长小于520nm的可见光和紫外光,Bi2O3/硅藻土质量比为0.40:1.00时,氙灯光照2h能将20mg/L的亚甲基蓝溶液降解90%以上。     

Ag3PO4/g-C3N4复合材料制备及其光催化性能

采用原位沉淀法制备了Ag3PO4/g-C3N4复合材料，利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS和PL等技术对其进行表征。结果显示，g-C3N4呈现二维片状结构，Ag3PO4为立方晶相的类球状结构，且均匀分布在g-C3N4表面。以亚甲基蓝（MB）为模拟污染物，考察g-C3N4与Ag3PO4的不同摩尔比对MB降解率的影响。结果表明，在Ag3PO4/g-C3N4的摩尔比为1:0.7时，Ag3PO4/g-C3N4复合材料的光催化活性最佳，可见光照30 min后MB降解率即达到100%。光催化剂稳定性较好，重复使用5次，MB降解率仍达到85.24%。降解机理研究表明，h 和e-是降解MB的主要活性物质。     

AgCl/BiFeO3复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法合成了BiFeO_3,使用光还原技术将AgCl沉积在BiFeO_3表面,制备了具有可见光催化活性的AgCl/BiFeO_3复合光催化剂,并利用XRD、SEM和UV-Vis DRS等分析了AgCl/BiFeO_3异质结的物相、表面结构和光响应性等性能。结果表明,AgCl的沉积不仅改善了BiFeO_3的表面结构,有效促进光生电子的迁移;而且扩宽了BiFeO_3的光响应范围,提高了BiFeO_3的可见光响应能力。以光催化降解模拟染料废水的效果评价其可见光催化性能。结果表明,Ag与Bi物质的量比为1∶2时,AgCl/BiFeO_3复合光催化剂对亚甲基蓝的降解效果最佳,光照210 min,降解率可达92.5%。AgCl/BiFeO_3复合光催化剂具有良好的光催化稳定性,循环使用5次后,降解率仍能达到80%以上。     

水热法制备Bi2MoO6/埃洛石复合光催化剂及其性能研究

以Bi(NO3)3·5H2 O和(NH4)6 Mo7 O24·4H2 O分别作铋源和钼源,加入尿素作pH调节剂,采用水热法制备了Bi2MoO6/埃洛石(Bi2MoO6/Hal)复合光催化剂,以亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物,在氙灯照射下研究了Bi2 MoO6/Hal复合材料的光催化性能及埃洛石对提升Bi2 MoO6降解污染物能力的作用,并利用XRD和TEM方法对样品的晶体结构、微观形貌进行了表征.结果表明,在水热温度140℃条件下制得的Bi2 MoO6/Hal复合光催化剂具有良好结晶性和特殊的二维层状/一维管状结构,Hal能显著提升Bi2 MoO6的光催化降解能力,光照180 min,复合材料对浓度为20 mg/ L、25 mg/ L 和30 mg/ L 的MB 溶液降解率分别为100％ 、95.1％ 和87.3％.     

Co3O4/g-C3N4复合光催化剂降解罗丹明B的研究

为提高石墨相氮化碳(g-C3N4)的光催化性能,采用3D花状ZIF-Co与g-C3N4混合热处理的方法制备了3D花状Co3O4/g-C3N4复合光催化剂,并将其用于光催化降解罗丹明B模拟染料废水。结果表明:当ZIF-Co与g-C3N4的质量比为5%时,制备的Co3O4/g-C3N4的光催化性能最佳,在可见光下照射30 min,其对罗丹明B的降解率可达90%以上,且该催化剂的重复稳定性好。在降解罗丹明B的过程中活性基团的作用顺序为·O2->h+>·OH。     

K+掺杂g-C3N4污泥基复合材料的制备及其光催化性能

以水性油墨废水絮凝污泥、三聚氰胺和碳酸钾为原料，采用煅烧法制备了钾掺杂石墨相氮化碳（g-C3N4）污泥基复合光催化吸附剂（AC/K-CN），并利用X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射（UV-vis DRS）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积（BET）、扫描电镜（SEM）和荧光（PL）光谱等对复合材料的晶体结构、形貌和光电性能等进行了表征，同时将复合材料在可见光照射下应用于光催化降解阳离子蓝X-GRRL，进行光催化性能评价。结果表明，AC/K-CN复合催化剂对阳离子蓝X-GRRL的光催化活性明显高于纯g-C3N4或AC，这归因于复合材料的有效电子-空穴分离。与纯g-C3N4和AC相比，AC/K-CN复合催化剂在模拟日光下对质量浓度为20 mg/L的阳离子蓝X-GRRL的脱色率分别提高了43.17%和46.76%。     

新型g-C3N4/CuS复合材料的制备及光催化研究

一步水热法合成CuS修饰的石墨相氮化碳(g-C3N4/CuS)复合光催化剂,通过FE-SEM、XRD、FTIR、UV-Vis-DRS等手段对其进行了表征,利用Cr(VI)溶液考察了g-C3N4/CuS在可见光下的光催化还原性能.实验结果表明,g-C3N4/CuS复合光催化剂的光催化活性明显优于单一的g-C3N4和CuS.可见光照射下,180 min内Cr(VI)的去除率可达70％以上.CuS的引入不仅扩宽了g-C3N4的可见光吸收范围,而且降低了g-C3N4光生电子和空穴的复合率,从而显著提高g-C3N4的光催化活性.该复合材料的催化活性受溶液的pH值影响较大,酸性条件下更有利于光催化反应的进行;共存低浓度腐殖酸对Cr(VI)的去除没有显著影响.g-C3N4/CuS具有良好的可见光催化活性,可用于废水中Cr(VI)的光催化还原去除.     

g-C3N4/CQDs光催化材料的制备及性能

采用高温热解法制备了石墨相氮化碳(g-C_3N_4),将其与碳量子点(CQDs)进行水热复合,得到g-C_3N_4/CQDs复合光催化剂。采用SEM、TEM、FTIR、XRD、UV-Vis/DRS、XPS、N2吸附-脱附等温线手段对制备的复合光催化剂进行了表征,以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,考察了g-C_3N_4/CQDs的可见光催化活性及稳定性。结果表明:与g-C_3N_4相比,g-C_3N_4/CQDs对可见光吸收强度增加,同时其吸收波长向可见光区发生红移;当CQDs含量为1.5%(以g-C_3N_4质量为基准)时,所得g-C_3N_4/CQDs光催化材料的催化活性最佳,其对Rh B的光催化降解率是54.5%,是g-C_3N_4光催化降解率的1.38倍,化学反应动力学拟合相关系数R2=0.9982。且g-C_3N_4/CQDs循环使用3次后,其催化降解率仍保持在50%以上。光催化机理研究表明,空穴(h+)、超氧阴离子自由基(·O2–)、过氧化氢分子(H2O2)和羟基自由基(·OH)都是光催化过程中的主要活性物种,四者氧化作用大小依次为:h+·O2– H2O2·OH。     

插层法制备g-C3N4/高岭石复合材料及其对罗丹明B的光催化机理研究

伴随着印染行业的快速发展,部分含有罗丹明B(RhB)的染料废水未经处理便被排出.因RhB较难自然降解,对环境造成了恶劣的影响.本文通过置换插层-煅烧法制备出g-C3 N4/高岭石复合材料,在恒温模拟太阳光催化系统下,研究了复合材料对RhB的光催化性能,并探讨其催化机理.结果表明,随g-C3 N4含量递增的复合光催化材料1g-C3 N4/K、2g-C3 N4/K、3g-C3 N4/K、4g-C3 N4/K和5g-C3 N4/K的催化性能呈先升后降的趋势,4g-C3 N4/K催化效果最好,光照6 h对RhB的降解率可达73％.进一步研究提出g-C3 N4/高岭石复合光催化材料的催化机理为光照激发复合光催化剂,产生具有较强氧化还原能力光生载流子空穴对,其可与RhB发生反应,使之氧化成小分子碳氢化合物或被矿化成二氧化碳和水.所制备的高岭石负载石墨相氮化碳光催化材料具有较好的亲水性,使得复合材料在染料溶液中有较好的分散性,有利于光催化过程的进行,有效实现了对RhB的光催化降解.     

银复合对石墨型氮化碳结构及光催化性能的影响

为了提高石墨型氮化碳(g-C_3N_4)的可见光催化性能,利用水热合成,通过片状g-C_3N_4自组装法制备了银复合的石墨型氮化碳材料,研究了不同硝酸银加入量对Ag/g-C_3N_4复合材料的结构与光催化性能的影响。采用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计、X射线衍射光谱(XRD)、红外傅立叶变换光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构与性能进行表征。结果表明:所得复合材料由于g-C_3N_4自组装行为而形成球状结构,其球形的直径随着硝酸银加入量的增加而减小;与g-C_3N_4相比,复合材料具有高的催化性能,可能由于其银的均匀复合以及所形成的3维结构;而Ag(60)/g-C_3N_4表现出最高的催化活性,原因在于银离子浓度对制备的复合催化剂的光学性质、能带及结构的影响。     

Fe3+掺杂Bi2MoO6光催化剂的合成及其活性研究

以钼酸铵、硝酸铋和硝酸铁为原料,采用水热/溶剂热法合成了铁掺杂的钼酸铋光催化剂,用X-射线粉末衍射、扫描电镜及紫外-可见吸收光谱等进行表征,并以罗丹明B为模型污染物,考察了纳米钼酸铋对罗丹明B溶液的光催化降解活性;以噻吩作为典型的含硫污染物,评价样品的光催化氧化脱硫活性。结果表明,Fe元素掺杂导致Bi2 MoO6的尺寸下降,比表面积增大;Fe掺杂,Bi2 MoO6吸收边发生红移;光催化活性与Fe元素的掺杂浓度有关,当掺杂量为0.5%时,活性最高;Fe掺杂Bi2MoO6对模拟汽油具有较好的脱硫活性,模拟可见光照射3 h,可使用模拟汽油的硫含量降低至70μg/g以下,脱硫率达到89%。     

Fe^3＋掺杂Bi_2MoO_6光催化剂的合成及其活性研究

以钼酸铵、硝酸铋和硝酸铁为原料,采用水热/溶剂热法合成了铁掺杂的钼酸铋光催化剂,用X-射线粉末衍射、扫描电镜及紫外-可见吸收光谱等进行表征,并以罗丹明B为模型污染物,考察了纳米钼酸铋对罗丹明B溶液的光催化降解活性;以噻吩作为典型的含硫污染物,评价样品的光催化氧化脱硫活性。结果表明,Fe元素掺杂导致Bi2 MoO6的尺寸下降,比表面积增大;Fe掺杂,Bi2 MoO6吸收边发生红移;光催化活性与Fe元素的掺杂浓度有关,当掺杂量为0.5%时,活性最高;Fe掺杂Bi2MoO6对模拟汽油具有较好的脱硫活性,模拟可见光照射3 h,可使用模拟汽油的硫含量降低至70μg/g以下,脱硫率达到89%。     

Porous g-C3N4 with enhanced adsorption and visible-light photocatalytic performance for removing aqueous dyes and tetracycline hydrochloride

Porous g-C_3N_4samples were obtained by simply calcining bulk g-C_3N_4in static air in a muffle oven.The photocatalytic performance of these samples was evaluated through the removal of aqueous organic dyes(methylene blue and methyl orange)and tetracycline hydrochloride under visible-light irradiation(λ420 nm).Compared to bulk g-C_3N_4,porous g-C_3N_4exhibited much better capability for removing these contaminants,especially under visible-light irradiation,due to the enlarged specific surface area and more efficient separation of photogenerated charge carries.In particular,porous g-C_3N_4obtained by calcining bulk g-C_3N_4in air at 525°C showed the highest visible-light-driven catalytic activity among these samples.Superoxide radical anions(·O_2~-)were found to be the primary active species responsible for photodegradation.     

WO_3/BiOBr复合催化剂的制备及可见光催化降解甲基橙

以Bi(NO_3)5·5H_2O、Na Br、H_2WO_4为原料,采用一步水热合成法合成不同n(W)∶n(Br)的WO_3/BiOBr复合催化剂,并通过SEM和TEM对催化剂进行表征分析。以甲基橙为探针污染物,考察前驱液pH、水热温度、水热时间和n(W)∶n(Br)对WO_3/BiOBr复合催化剂活性的影响。结果表明,在pH为10.2、100℃水热时间6 h合成n(W)∶n(Br)为0.02的WO_3/BiOBr复合催化剂活性最好,光照120 min后,对目标污染物的降解率达99.39%,较BiOBr催化剂(合成条件为原始pH值,100℃水热反应6 h)提高了30.85%。采用水热合成法制备的WO_3/BiOBr复合催化剂具有良好的可见光活性。