Bi2O2CO3微/纳米片的合成及其光催化降解RhB性能研究

以尿素为表面活性剂,通过水热法成功合成了片状Bi2O2CO3光催化剂。采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）和紫外-可见漫反射光谱（DRS）等方法对所合成样品进表征。结果表明：所合成样品尺寸均小于2 μm,其中0.1 g尿素所合成样品的吸收边为394 nm,禁带宽度为3.14 eV。以罗丹明B（RhB）为模拟污染物,研究了所合成样品的光催化性能。结果发现0.1 g尿素所合成的样品在可见光下200 min可将RhB降解掉30%,紫外光下120 min RhB的降解率为80%,均高于商品TiO2对RhB的降解率,显示出优异的光催化活性。自由基抑制实验表明,超氧自由基（?O2-）和空穴（h ）是Bi2O2CO3在光催化降解过程中主要的活性物种。循环降解实验发现所合成样品具有较高的稳定性。     

硫酸根对聚合氮化碳光催化活性的影响

在pH=1条件下分别加入硫酸根、硝酸根、磷酸根对三聚氰胺进行处理,采用高温煅烧法制备了一系列聚合氮化碳材料,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等分析手段对样品进行了表征。以罗丹明B（RhB）为污染物,探究了在可见光下聚合氮化碳对RhB的光催化降解性能、稳定性以及降解机理。加入0.12 mol硫酸根处理的聚合氮化碳（CN-0.04SO₄^2-）在45 min内对RhB的降解率为99.1%,其伪一级动力学常数是未加硫酸根的23.0倍,硫酸根能有效地增强聚合氮化碳的光催化活性。CN-0.04SO₄^2-经过3次循环实验对RhB的降解率略有下降,说明其具有良好的稳定性。活性物种捕获实验表明,影响光催化降解RhB的主要活性物种是·O₂^-和·OH。     

Hg掺杂CdS的制备及可见光降解有毒有机污染物

采用镉硫共沉淀方法制备了Hg掺杂CdS(HgxCd1-xS)光催化剂,运用X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对所制备的催化剂进行了表征;利用可见光催化降解罗丹明B(Rhodi-amine B,RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)为探针反应,对HgxCd1-xS可见光催化活性进行了研究,通过跟踪RhB降解过程中吸收光谱的变化和总有机碳(TOC),评价了HgxCd1-xS对有机物的氧化降解及深度矿化能力.结果表明:HgxCd1-xS催化剂为立方晶型,Hg的最佳掺杂量为5%,其禁带宽度约为2.15 eV,对RhB和2,4-DCP均有较好的降解效果,实验条件下30 min RhB褪色率为100%,RhB的30 h矿化率为45.5%,2,4-DCP的16 h降解率达55%.HgxCd1-xS可见光光催化降解RhB具有较高的稳定性,Hg的掺杂能有效降低CdS光腐蚀问题.通过ESR跟踪测定光催化反应过程中产生的自由基,表明降解过程涉及·OH机理.     

超大Bi2WO6微球的水热合成及光催化性能研究

以硝酸铋、钨酸钠为原料,采用水热法合成了超大Bi2WO6微球,并使用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见分光光度仪等手段对样品进行表征,考察了其可见光催化降解RhB的性能。结果表明,水热反应生成了结晶度较高的且具有大量孔结构的超大微球,样品的吸收阈值位于可见光范围内,禁带宽度为2.71eV。样品经可见光照60min,RhB的降解率达到93.2%,循环使用6次后,光催化性能未出现大幅减弱。     

AgBr-Ag3PO4-CSs三元复合光催化剂的制备及性能

以AgNO_3、KBr、Na_2HPO_4和碳球(CSs)为原料,通过共沉淀法制备了高活性的AgBr-Ag_3PO_4-CSs三元复合光催化剂。利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱等对复合催化剂的结构、形貌、光吸收范围及价态进行了表征,通过可见光下降解罗丹明B(RhB)和苯酚对复合催化剂的性能进行了考察。结果表明:以CSs为载体,将AgBr和Ag_3PO_4负载在CSs上,当n(AgBr):n(Ag_3PO_4)=4:100时,所得的4%AgBr-Ag_3PO_4-CSs复合催化剂光催化效果最佳,可见光照50 min时,对RhB的降解率达到99.3%;光照60 min时,降解率达到99.5%,几乎降解完全。对苯酚也具有超强的降解能力,捕获剂实验表明空穴为主要活性物种,并且所制备的复合光催化剂循环使用5次后时仍具有较高的光催化活性。     

管状TiO_2/层状ZnFe_2O_4复合材料的制备及其可见光催化性能

采用溶剂热-共沉淀两步法制备了管状TiO_2/层状ZnFe_2O_4复合材料,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其晶体结构、微观形貌和磁性能等进行表征,并以罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)为目标降解物测试了样品的光催化性能。结果表明:TiO_2为介孔中空管状结构,ZnFe_2O_4为疏松的叠层状结构,管状TiO_2紧密地嵌入ZnFe_2O_4结构中,形成良好的载流子输运界面。相比于TiO_2,TiO_2/ZnFe_2O_4复合材料具有更大的比表面积,且光响应范围拓宽至可见光区。可见光照射210min后,复合材料对RhB和MB的降解率分别为50%和45%,显著优于纯TiO_2的降解率(10%和13%);模拟太阳光照210 min后,复合材料对RhB和MB的降解率均超过95%。此外,TiO_2/ZnFe_2O_4复合材料具有稳定的光催化活性,重复使用3次后,仍保持90%以上的降解效率。     

Bi_2O_2CO_3微/纳米片的合成及其光催化降解RhB

以尿素为碳源,通过水热法成功合成了片状光催化剂Bi_2O_2CO_3。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)、选区电子衍射(SAED)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等对Bi_2O_2CO_3进行了表征。考察了不同尿素加入量对Bi_2O_2CO_3形貌、结构和光催化降解罗丹明B性能的影响。结果表明:所合成Bi_2O_2CO_3尺寸均小于2μm;尿素加入量为0.1g所合成Bi_2O_2CO_3的吸收边为394 nm,带隙能量为3.14 eV。该样品在可见光下光照200 min可将Rh B降解50%,紫外光下光照120 min, RhB的降解率为80%,均高于商品TiO_2对RhB的降解率。自由基抑制实验表明,超氧自由基和空穴是Bi_2O_2CO_3在光催化降解过程中主要的活性物种。循环降解实验发现,Bi_2O_2CO_3具有较高的光催化稳定性和重复利用性。     

片状BiVO4/BiOI复合材料的制备及其光催化降解罗丹明B性能研究

采用水热-沉淀法制备一系列不同比例的BiVO_4/BiOI复合材料。通过XRD、SEM等手段,该片状复合材料由单斜相的BiVO_4和四方相的BiOI组成。研究BiVO_4、BiOI和BiVO_4/BiOI复合材料对可见光(λ400 nm)下催化罗丹明B (RhB)降解性能。结果表明,BiVO_4/BiOI复合材料的光催化性能相对于单一的BiVO_4和BiOI催化剂有了明显提升,0. 10-BiVO_4/BiOI可见光照射60 min,其催化降解RhB效率可达97%,经过四次循环使用,其仍然保持良好的催化活性与结构稳定性。     

还原氧化石墨烯膜负载Co3O4活化过硫酸氢钾降解罗丹明B

以RGO(还原氧化石墨烯膜)为载体,采用水热法制备RGO/Co₃O₄高效复合催化剂。通过XRD(X射线衍射仪)、SEM(扫描电子显微镜)和XPS(X射线光电子能谱仪)等手段对复合催化剂的结构、形貌和化学组成等进行表征,并以RhB(罗丹明B)为降解物评价复合催化剂活化PMS(过硫酸氢钾)的反应活性。另外,考察了PMS质量浓度、RhB初始质量浓度、pH值及温度对催化剂活化PMS降解RhB的影响。结果表明：在PMS质量浓度为100 mg/L、RhB初始质量浓度为10 mg/L、pH值为7、温度为25℃时反应18 min对RhB降解率为98%。自由基捕获实验结合ESR(电子顺磁共振)结果表明体系中同时存在SO₄^-·和HO·2种活性自由基。循环实验结果显示催化剂经过5次循环使用后对RhB的降解率仍保持90%以上,显示优异的循环稳定性。     

Z型SnO/g-C3N4光催化剂的制备及其性能研究

通过热聚合法并辅助超声沉淀法,以g-C₃N₄为原料制备了SnO/g-C₃N₄复合光催化材料。利用XRD、FTIR、FESEM、DRS和PL等表征手段对制备的样品进行形貌和结构分析。以RhB为探针分子,在可见光下考察SnO/g-C₃N₄复合材料的光催化性能。结果发现,SnO/g-C₃N₄复合材料形成了Z型异质结,其光催化性能比单一g-C₃N₄显著提高,当RhB初始浓度10 mg/L,光催化剂用量为0.1 g/L时,在19 W的低功率紫外灯下辐射120 min后,RhB的降解效率可达93.28%,其反应速率常数为单一g-C₃N₄的6.2倍。自由基猝灭实验发现,在降解有机污染物时,SnO/g-C₃N₄中主要的活性物种为·OH和·O^-₂,对SnO/...     

COF/CdS复合材料的制备及其可见光催化性能研究

为开发可见光响应型共价有机框架(COF)材料,以COF材料为基底构筑异质结催化剂,达到高效利用太阳能进行催化降解有机染物。首先以三醛基间苯三酚和2,5-二氨基-1,4-苯二硫酚为构筑单体,制备一种巯基功能化COF(HS-COF)作为基底材料,并利用巯基锚定Cd²⁺,然后以硫脲为硫源,通过原位生长法,实现在基底HS-COF表面原位生长CdS纳米颗粒,并利用透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、X-射线衍射以及X-射线光电子能谱对所制备的复合材料(COF/CdS)表面的微观形貌进行表征。实验以罗丹明B(RhB)为模型污染物,在可见光照射条件下考察COF/CdS复合材料的光催化降解性能。结果表明,CdS纳米颗粒成功固载在基底COF材料表面,其对RhB降解率高达92.5%,反应速率常数为0.014 5 min^-1,与单相COF材料、CdS纳米颗粒及物理混合COF/CdS相比,其表现出更强的可见光催化性能,这表明COF/CdS具有优异的光催化活性。此外,该异质结催化剂具有良好的稳定性,经5次循环使用后对RhB降解率仍在75%以上。     

可见光响应S掺杂NaTaO3的制备及其催化性能研究

采用简单的水热法制备可见光响应的硫元素掺杂钽酸钠光催化剂.采用XRD、SEM、HRTEM、UV-Vis和XPS等测试技术探讨实验条件(反应温度、硫掺杂浓度等)对产物的物相结构、微观形貌和催化性能的影响.XRD结果显示:所制备的样品为纯相,随着掺硫量增加晶体结构由单斜向正交结构转变.SEM结果表明:纯的和掺杂的NaTaO3都具有相似的形貌,颗粒尺寸分布在200 nm至1μm左右,分散性良好.UV-Vis紫外可见漫反射吸收光谱表明掺硫的样品吸收波长明显向长波方向移动,且具有较强的紫外、可见吸收能力.XPS结果表明:在晶格中S2-取代部分O2-.光催化实验结果表明:硫掺杂量20at%样品具有最佳的光催化活性,在可见光照180 min罗丹明B(RhB)降解率达93%.     

混合溴源制备BiOBr微球及其可见光催化性能

以混合溴源十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和溴化钠(NaBr),五水硝酸铋(Bi(NO_3)_2·5H_2O)为反应物,乙二醇(EG)水溶液为溶剂,采用水热法制备了BiOBr微球。对制备的BiOBr微球的相结构和形貌等进行了表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,在模拟可见光条件下研究了单一溴源和混合溴源对制备的BiOBr光催化性能的影响。结果表明:制备的BiOBr晶体呈片状,集合体呈球状,尺寸在3~4mm之间。当n(CTAB):n(NaBr)摩尔比为1:1时,BiOBr的比表面积最大,(110)晶面的暴露程度最高,可见光利用范围最宽,光催化性能最优,在可见光照射50min情况下,对RhB的降解率达到了94.46%,比单一溴源制备的BiOBr的光催化性能提高约19.5%。循化使用8次后对RhB的降解率仍保持在90%以上,表明BiOBr具有较好的稳定性。     

单宁酸/BiOCl的制备及其可见光催化性能研究

采用单宁酸(TA)改性BiOCl(BOC),一步水热法制备新型复合材料TA/BOC。通过XRD、SEM、XPS、FT-IR、UV-Vis DRS和荧光光谱(PL)等技术对复合材料的形貌、结构和吸光性能进行表征。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,考察了TA/BOC的可见光催化降解活性和重复使用性。结果表明,复合材料的可见光催化活性均高于纯BOC,其中TA/BOC-0.08的催化活性最优。最佳条件下,TA/BOC在30 min内催化降解RhB的降解率达95%以上;重复使用5次,催化性能无明显衰减。TA/BOC通过光敏化作用实现对RhB的高效率可见光降解,其中·O_2~-是可见光敏化催化降解的主要活性物种。     

Ag@AgBr/Ni薄膜光催化降解罗丹明B及其机理

用电化学方法制备Ag@AgBr/Ni表面等离子体薄膜光催化剂。对薄膜的表面形貌、晶相结构、光吸收特性进行了表征,用罗丹明B(RhB)作为模拟污染物对薄膜的光催化活性和稳定性进行了测定,探索了薄膜光催化降解机理。结果表明:Ag@AgBr/Ni的优化制备工艺为:电解液中NaBr和(NH_4)_3PO_4的浓度分别为0.3和1 mol/L,pH值为8.0,电解电流密度为2.5mA/cm~2,时间为18min,并在140℃后处理1 h。优化工艺下制备的Ag@AgBr/Ni薄膜表面是由附着少量Ag粒子的AgBr纳米晶构成。薄膜表现出明显的表面等离子共振效应、优异的光催化活性和良好的稳定性:可见光辐照15 min,薄膜光催化RhB的降解率(81.0%)是Ag_3PO_4/Ni薄膜的6倍,是P25 TiO_2/ITO薄膜的14倍;光照射1 h对RhB的降解率为99.5%,循环使用4次后的降解率仍为91.6%。薄膜的高光催化活性是由AgBr晶体在(111)晶面产生择优取向和薄膜表面纳米Ag发生等离子体共振效应引起的。讨论了可见光下薄膜光催化降解RhB的反应机理。     

可见光驱动溴化银/溴氧化铋复合纳米 材料制备及活性评价*

室温沉淀法合成溴氧化铋（BiOBr）纳米片,然后通过离子交换法制备溴化银/溴氧化铋（AgBr/BiOBr）复合纳米材料,采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）及紫外可见分光光度计（UV-Vis）对其进行表征,并进行了光催化降解实验。以节能、绿色的LED灯为可见光光源,AgBr/BiOBr复合材料光催化降解罗丹明B（RhB）和甲基橙（MO）的效率均高于BiOBr。AgBr/BiOBr降解RhB的活性强于MO。在AgBr/BiOBr光催化系统中,超氧自由基和空穴是主要的活性物种。不同pH条件下,AgBr/BiOBr对RhB均表现出理想的光催化降解效果,酸性条件下降解效率最佳;碱性环境下AgBr/BiOBr光催化降解MO的活性最高。经过循环利用,AgBr/BiOBr可见光催化活性呈现出一定程度的降低,归因于降解过程中产生了金属银。     

铜铝层状双金属氧化物活化过一硫酸盐降解罗丹明B

本研究采用沉淀-煅烧法制备了Cu:Al不同摩尔比的层状双金属氧化物(CuAl-LDO)，用于活化过一硫酸盐(PMS)降解罗丹明B(RhB)。研究了催化剂剂量、PMS剂量、pH、RhB质量浓度、温度和无机阴离子对RhB降解的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术手段进一步表征了样品的性能。结果表明，在投加30 mg/L的CuAl 2:1-LDO和PMS、反应温度为25℃、pH=5.61、RhB质量浓度为100 mg/L的条件下，30 min内的RhB降解率为97.1%。同时，CuAl 2:1-LDO/PMS反应体系在pH值3.00-11.00的较宽范围内,对RhB的降解率具有90%以上，并在第四次循环实验中降解率仍达到71%。其次，电子自旋共振(EPR)、猝灭实验和Uv-vis光谱结果表明,在CuAl 2:1-LDO/PMS体系中产生了较多的硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(·OH)，其中·OH在RhB的降解过程中起主导作用，攻击芳香烃环使染料脱色。     

菊花状纳米Bi2WO6的制备及可见光催化性能研究

以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,采用水热法制备了具有特殊空间结构的纳米Bi2WO6样品。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱等手段对样品进行表征,并研究了纳米Bi2WO6样品对甲基橙的可见光催化降解性能。结果表明,纳米Bi2WO6样品是由长约100～200nm,宽约30～40nm,厚约20nm的扁平状长条形小颗粒组成的具有菊花状、中空疏松的聚集体。样品的紫外-可见光吸收边发生了红移现象,禁带宽度变窄为2.61ev。样品对甲基橙具有较强可见光催化降解活性。     

活性炭纤维负载镧氮共掺杂二氧化钛复合催化剂可见光下光催化性能研究

制备了活性炭纤维负载镧氮共掺杂二氧化钛复合光催化剂ACF,TLN·并在可见光下降解甲基橙以考察其催化活性。并在同等奈件下,对负载未掺杂二氧化钛的活性炭纤维样品ACFT1和未负载二氧化钛的空白活性炭纤维样品ACFT1进行了对比实验。结果表明,在可见光下ACFTLN降解能力ACACT1和ACF。其降解能力是吸附性能和光催化性能的协同作用,并拥有较好的可见光响应性。     

g-C3N4/Bi2MoO6复合光催化剂的制备及性能研究

结合热缩聚法和水热法制备了g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附曲线、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光致发光光谱（PL）等分析测试技术对材料的结构和性能进行了表征,研究了材料光催化降解罗丹明B（RhB）的效果。结果表明,与纯Bi₂MoO₆相比,g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料提高了对可见光的吸收能力,减小了带隙宽度,在可见光激发下提高了降解RhB的光催化活性。其中,5% g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料对RhB的降解率最高,在可见光照射180 min对RhB的降解率为93%;而同样条件下Bi₂MoO₆对RhB的降解率为58%。重复性实验表明,复合材料在RhB光降解过程中是稳定的,具有较好的应用潜力。