Bi_2WO_6催化剂的合成及光催化性能的研究

以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O为原料,采用水热法制备Bi2WO6催化剂,在λ420nm的可见光区降解模拟罗丹明B(RhB)废水,研究前驱物pH值、水热反应温度和时间对Bi2WO6催化性能的影响;通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和比表面积(BET)表征,考察前驱物pH值对催化剂晶型、形貌、吸光性和比表面积的影响。结果表明,前驱物pH值为Bi2WO6光催化活性的关键影响因素,且对产物微观结构影响较大。当pH值=4.5时合成的产物光催化活性最佳,反应90 min RhB溶液降解率达到99.90%,经重复使用4次,其光催化效果无明显降低,表明该Bi2WO6是一种有效稳定的可见光催化剂。     

CeO2/Bi24O31Br10异质结构的制备及可见光催化性能

釆用原位沉淀法将CeO2纳米颗粒附着在Bi24 O31 Br10纳米薄片上制备CeO2/Bi24 O31 Br10复合半导体.利用SEM、XRD、HR-TEM、UV-Vis DRS、PL等技术对其进行表征.结果表明,CeO2呈现纳米棒状颗粒分布在Bi24 O31 Br10纳米片表面,形成异质结构;与CeO2复合后,Bi24 O31 Br10的UV-Vis吸收边发生了红移,增强了Bi24 O31 Br10对可见光的响应强度,同时改善了Bi24 O31 Br10的吸附性能.以氙灯作光源,酸性品红(AF)为模拟污染物,考察其光催化降解性能,光催化60 min时CeO2/Bi24 O31 Br10对AF的降解率达到97.6％,HPLC分析结果表明,AF最终降解成H2 O和CO2.CeO2/Bi24 O31 Br10复合半导体具有良好的光催化稳定性,四次重复使用后,光催化60 min时CeO2/Bi24 O31 Br10对AF的降解率依然高达91.7％.光催化降解AF的机理探究结果表明,·O2-是光催化降解AF的主要活性物种.     

氯掺杂g-C3N4纳米片光催化氧化染料污染物与还原六价铬的协同处理研究

以三聚氰胺与氯化铵为前驱体,通过热缩聚法和液相超声剥离法制备了纳米片状氯掺杂石墨相氮化碳(g-C_3N_4),采用XRD、XPS、SEM、UV-vis等手段对样品的结构及形貌进行了表征。考察了可见光下,不同改性条件下样品对Cr(Ⅵ)和罗丹明B(RhB)混合溶液的光催化降解性能。结果表明,纳米片状氯掺杂石墨相氮化碳样品对Cr(Ⅵ)和RhB混合溶液中的Cr(Ⅵ)的光催化还原效率比单一Cr(Ⅵ)溶液中提高了2. 2倍,对混合溶液中RhB的光催化降解比单一RhB溶液中提高了1. 4倍。分析表明改性后的纳米片状氯掺杂氮化碳具有更大的比表面积、更好的光吸收性能和电荷分离能力,改性后的样品对混合溶液中RhB的氧化降解与Cr(Ⅵ)的还原反应同时进行也更有效地促进了光生电子-空穴对分离,从而实现了两种污染物的协同降解处理。     

溶胶-凝胶法制备Ag~+掺杂Bi_2WO_6及其可见光光催化性能研究

以硝酸铋[Bi(NO3)3·5H2O]和偏钨酸铵[(NH4)6H2W12O40·XH2O]为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Bi2WO6及系列Ag+掺杂Bi2WO6新型光催化剂,通过降解罗丹明B发现当Ag掺杂为0.8%时,催化效果最好;并通过X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、比表面积测试仪和红外光谱仪等技术对其进行了表征。结果表明:Ag+掺杂前后Bi2WO6均为斜方晶系,无其他杂质相生成。Ag+掺杂Bi2WO6光吸收性能发生红移,改善了其晶粒的分散性且其表面积也有所增加。Ag+掺杂有效提高了Bi2WO6的可见光催化活性,当掺杂量为0.8%(摩尔分数),罗丹明B溶液呈酸性时,135min内对罗丹明B的降解率达到95.40%。     

Ag掺杂R-TiO_2/A-TiO_2孔材料的合成及光催化性能研究

以钛酸正丁酯、硝酸银和四氯化钛作为原料,以聚苯乙烯(PS)为模版,采用溶胶-凝胶法、结合水热及光照处理合成了银(Ag)不同掺杂量的金红石相复合锐钛矿相二氧化钛(R-TiO_2/A-TiO_2)多孔光催化材料。并对样品的结构、形貌、光吸收性能及比表面积进行表征,在光照条件下研究了对罗丹明B(RhB)的降解效果。研究结果表明,当Ag掺杂量为3%(wt,质量分数)制得的R-TiO_2/A-TiO_2光催化活性最佳,光照60min后,对RhB的降解率为99.8%。     

Co3+掺杂LaFeO3的制备及光催化降解硝基苯的性能研究

以La(NO3)3、Fe(NO3)3.9H2O和Co(NO3)2.6H2O为原料,采用柠檬酸络合法制备了纯LaFeO3和掺杂Co3+的LaFeO3纳米粉体,通过XRD和SEM等手段对样品进行表征,以硝基苯为目标降解物,考察催化剂的光催化降解活性。研究表明:煅烧温度为800℃时制备的LaFeO3样品对硝基苯溶液的脱色率达47.02%;而采用Co3+的掺杂增强了LaFeO3的光吸收特性,对LaFeO3的光催化性能有较大促进作用,且掺杂量为5%时效果最好,光降解时间1h时,对硝基苯的降解率可达76.26%。     

溶胶–凝胶法制备Eu3+掺杂BiVO4及其可见光光催化性能

采用柠檬酸络合溶胶–凝胶法制备了Eu3+掺杂BiVO4新型光催化剂,通过XPS、XRD、SEM、BET和UV-Vis等手段对其进行表征和分析。并以甲基橙为模拟污染物,考察了BiVO4的可见光催化活性。结果表明,Eu3+掺杂前后BiVO4均为单斜白钨矿型,无其他杂质相生成,且由于掺杂Eu3+,晶体中V4+和氧空缺增多。掺杂后样品光吸收性能发生红移,但掺杂对其形貌和比表面积改变较小。Eu3+掺杂有效提高了BiVO4的可见光催化活性,当Eu3+掺杂量为0.2mol%时,BiVO4光催化效率最高,50 min内对甲基橙溶液的脱色率达95%,比纯BiVO4提高了62%左右。     

溶液燃烧合成LaFe_(1-x)Mg_xO_3超细粉体及其光催化性能（英文）

采用溶液燃烧合成Mg2+掺杂LaFeO3超细粉体,并利用XRD、SEM、BET和UV-VIS分析Mg2+掺杂量对合成粉体的物相组成、微观形貌和光催化性能的影响。结果表明:Mg2+取代Fe3+形成LaFe1-xMgxO3(0≤x≤0.2)有限型固溶体。当掺杂量为0.1时(x=0.1),合成粉体具有最大的比表面积(43.46m2/g)和较小粒径(径向和长度方向分别为100nm和150nm),因此具有最佳的光催化性能,在高压汞灯180min照射下,对甲基橙溶液(10mg/L)的降解率达75.2%,与纯LaFeO3的相比,光降解率增加26.5%,且光催化反应符合一级动力学方程。     

掺杂纳米TiO_2粉体的制备及其光电性能研究

利用Zn2+离子掺杂纳米二氧化钛,以提高其光电转化性能,通过溶胶-凝胶法制备了Zn2+离子掺杂的纳米二氧化钛粉体,采用X射线衍射、扫描电镜、紫外可见光谱和光诱导产生光电流法对掺杂二氧化钛的物相、形貌、光吸收性能和光电性能进行了表征。研究发现,Zn2+掺杂有利于锐钛矿的结晶,掺杂二氧化钛较纯二氧化钛的紫外吸收边红移了约10nm,当Zn2+掺杂量为Ti物质的量的1%时光电转化性能最佳。     

ZnWO4纳米棒的可控生长及其光催化性能

以Na2WO4·2H2O和Zn(COOCH3)2·2H2O为原材料,采用水热法制备了具有优良光催化性能的ZnWO4纳米棒。利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究了不同起始反应物比例(W和Zn的摩尔比)对反应产物的物相结构和微观形貌的影响;选择罗丹明B(RhB)作为降解目标物,研究了ZnWO4纳米棒的光催化性能。结果表明:反应物中,过量的WO2-4有利于ZnWO4纳米棒沿长度方向的定向生长及光催化性能的增强;W和Zn的摩尔比为1.5∶1.0时,反应制备的ZnWO4纳米棒在紫外-可见光催化反应10 min内,对RhB的降解率达到了96.5%。     

Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板,采用水热法制备了Fe3+-SiPO2掺杂纳米TiO2,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段考察了Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2的结构与光学特性.实验结果表明:Fe3+、SiO2掺杂进入TiO2的晶格,可获得高纯度锐钛矿相纳米TiO2.Fe3+和SiO2的加入有助于抑制金红石相的形成和晶粒长大,提高了TiO2的热稳定性.Fe3+-SiO2掺杂将TiO2的光响应范围拓宽至可见光区,提高了纳米TiO2的光催化性能.与纯纳米TiO2相比,Fe3+-SiO2掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙的性能显著提高.     

Enhanced photocatalytic activity of Fe-doped ZnO nanoparticles synthesized via a two-step sol–gel method

A series of Zn_1–x Fe _x O (x = 0, 1, 2, 3, 4 %) powders via a two-step sol–gel method in open system were successfully fabricated. Influence of Fe doping concentration on the structure, morphology, optical properties and photo catalysis properties were investigated by means of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, UV–Vis spectrophotometer and photochemical reaction instrument. The results showed that the ZnO powders were hexagonal wurtzite structures and their crystalline sizes and particle diameters decreased with the increase of Fe doping concentration. An increase of visible light absorption value and a decrease in band gap from 3.219 to 3.167 eV were found with the increase of Fe doping concentration, which enable the sample harvest more photons to excite the electron from the valence. Enhanced visible light induced photocatalytic activity has been found in Fe doped ZnO and the ultraviolet light induced photocatalytic properties of the Fe-doped ZnO have been improved greatly compared with undoped ZnO and commercially available TiO₂ (P25). The photocatalytic activities were not significantly affected by the particle size, and the best Fe doping concentration is 1 %.     

二氧化钛薄膜材料的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯[Ti(OC4O9)]4为原料,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,制备了二氧化钛薄膜,同时以硝酸镧和硝酸镍为掺杂物制备了单掺、共掺的二氧化钛薄膜,研究了其可见光吸收性能和光催化降解性能。实验表明,掺杂后的二氧化钛薄膜在可见光区仍有明显吸收,掺镧的二氧化钛薄膜对亚甲基蓝降解效果较好,光催化降解率达到76.54%。     

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Ag包覆Bi_2O_3颗粒的制备及其可见光催化性能评价

本文采用两步合成工艺,通过化学共沉淀工艺制备β-Bi_2O_3纳米颗粒;经室温原位还原硝酸银,制备不同包覆量纳米Ag负载的Bi_2O_3(Ag/β-Bi_2O_3)光催化剂颗粒。对该光催化剂进行结构表征,并以甲基橙溶液模拟废水在可见光下评价其光催化性能。透射电子显微镜(TEM)测试表明纳米Ag均匀包覆于β-Bi_2O_3颗粒表面,其中β-Bi_2O_3聚集体的颗粒尺寸约30nm,而分散的纳米Ag晶体约为20nm。紫外可见光谱(UV-vis)谱图表明Ag/β-Bi_2O_3复合材料的带隙能比纯相Bi_2O_3要小,对可见光利用率相应增加,光催化性能随之增强。其中以2.0%(质量比)Ag包覆β-Bi_2O_3颗粒的光催化性能最佳。     

Mn-doped TiO2 nanopowders with remarkable visible light photocatalytic activity

TiO₂ nanocrystalline powders with various Mn-doping levels were synthesized by the sol-gel process using tetrabutyl titanate and manganese nitrate as precursors. The crystal structure, morphology, doping concentration, optical absorption property, and elemental state of the obtained samples were analyzed. TEM results showed that the synthesized TiO₂ powders were anatase nanoparticles about 7 nm in size. EDX and XPS analyses proved the incorporation of Mn ions into the TiO₂ lattice. A remarkable red shift of the absorption edge was achievable by increased Mn content, leading to gigantically narrowed energy gap to permit absorption well into the infrared spectral region. The dramatic optical absorbance of the doped TiO₂ nanopowders in the visible spectral region led to strong photocatalytic activity under visible light illumination, which was observed by measuring the degradation of methylene blue. In contrast, little degradation was observed for the pure TiO₂ powder. The optimum Mn/Ti ratio was observed to be 0.2 at.% for photocatalytic applications.     

Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂的制备及光催化性能

以表面改性煤矸石粉、Bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4Cl为原料,采用超声化学法制备了BiOCl/煤矸石前驱体;并通过BiOCl/煤矸石前驱体和硫代乙酰胺(TAA)的阴离子交换反应,原位制备了Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂。利用XRD和SEM对Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化材料的结构及表面形貌进行了表征,并以可见光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明:在可见光辐照下,Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂表现出较高的光催化降解能力,这是由于Bi_2S_3与BiOCl复合后形成的异质结促进了光生电子和光生空穴的分离,抑制了它们的复合。     

基于Si掺杂增强光吸收提升Li2SnO3 光催化降解四环素的研究

在Li₂SnO₃中掺杂Si,研究了Si掺杂Li₂SnO₃对四环素的光催化降解性能。结果表明,对Li₂SnO₃进行等电子Si掺杂使其光学吸收带隙减小和光吸收系数增大,提高了对四环素的光催化降解效率。等电子Si掺杂Li₂SnO₃为纯相不规则块状固体,随着Si掺杂量的增加其晶格参数呈减小的趋势。Si掺杂使样品的光催化性能显著提高。Si掺杂量为10%的样品,在紫外光照射25 min后光催化降解效率为75.8%,约为母体的2倍。Si掺杂Li₂SnO₃的光催化降解行为满足赝一级动力学模型,拟合速率常数为0.02464 min^-1。在Si掺杂Li₂SnO₃的价带顶形成的Si-O键减少了光学吸收带隙,使其光吸收能力增强。Si掺杂Li₂SnO₃的光催化降解机制,属于空穴主导型。     

水热法制备Cu掺杂可见光催化剂BiVO4及其光催化性能研究

以Bi(NO3)3.5H2O、NH4VO3、Cu(NO3)2.3H2O为原料,采用水热法合成了Cu-BiVO4光催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外漫反射(UV-Vis)等测试手段对催化剂进行了表征.结果表明,提高前驱液pH值,可得到单斜晶系白钨矿型Cu-BiVO4光催化剂,BiVO4的晶型结构并未随着Cu掺入量的增加而改变.光催化剂中的Cu元素以CuO和Cu2O的形式存在.Cu的引入使可见光吸收带发生红移,吸收强度明显提高.可见光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,Cu掺杂有利于提高BiVO4的活性.其中pH值为5.0、Cu掺入量为1.0wt%的BiVO4具有最好的光催化效果,可见光照射60 min后,对初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液的最高降解率由纯BiVO4的57.4%提高到97.8%.并对Cu掺入后光催化活性提高的机理进行了分析.     

Sn<Superscript>4+</Superscript> and La<Superscript>3+</Superscript> co doped TiO<Subscript>2</Subscript> nanoparticles and their optical,photocatalytic and antibacterial properties under visible light

Sn⁴⁺ and La³⁺ co-doped TiO₂ photocatalytic material with nanoparticle structure have been successfully prepared using SnCl₂·2H₂O and La(NO₃)₃·6H₂O as precursors. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy and UV–visible spectroscopy have been used to for the characterization of the morphology, crystal structure, particle size and optical properties of the samples. The photocatalytic properties of sample with various amount of La doped TiO₂ have been studied by photo degradation of methyl orange (MO) in water under visible light. XRD patterns showed both rutile and anatase phases for 5 mol% of Sn and 5–10 mol% of La. But anatase phase with a little rutile phase was formed for 5 mol%Sn and 10 mol%La. The prepared Sn and La co doped TiO₂ photo-catalyst showed optical absorption edge in the visible light area and exhibited excellent photo-catalytic ability for degradation of MO solution under visible irradiation. Antibacterial behavior towards E. coli was then studied under visible irradiation. The synthesized T-5%Sn-10%La powder exhibited superior antibacterial activity under visible irradiation compared to the pure TiO₂.