Ag_3PO_4/ZnO纳米线阵列复合光催化剂的研制及光催化降解罗丹明B研究

水热法制备了ZnO纳米线阵列后,用逐级化学浴沉积法将Ag3PO4沉积在阵列上形成Ag3PO4/ZnO纳米线阵列复合光催化剂。运用XRD、SEM、EDS、紫外-可见漫反射光谱、光电流性能测试、光催化降解等技术手段对Ag3PO4/ZnO纳米线阵列的形貌结构、光电性能等进行表征。探讨了逐级化学浴沉积Ag3PO4的次数对其光催化效率的影响。光电性能测试表明,Ag3PO4/ZnO纳米线阵列具有比纯ZnO纳米线阵列更高的光生电流密度,光响应更好。与纯ZnO纳米线阵列相比,Ag3PO4/ZnO纳米线阵列材料对罗丹明B的光降解效率显著提高,降解速度是纯ZnO纳米线阵列的7.7倍,沉积5次的复合阵列的光催化活性最高。     

碳微球负载Ag_3PO_4的合成与其光催化性能

以碳微球(CMSs)为载体,采用离子交换法制备了CMSs负载的磷酸银复合材料(CMSs/Ag3PO4)。对合成的CMSs/Ag3PO4复合材料的相组成、表面形貌和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱进行了表征,通过可见光催化降解甲基橙实验对所制备的CMSs/Ag3PO4复合材料的光催化活性进行了考察。结果表明:CMSs颗粒大小在100~200 nm,CMSs/Ag3PO4颗粒大小在200~250 nm;CMSs/Ag3PO4在可见光范围有强吸收,在可见光照射下,CMSs/Ag3PO4能有效地降解甲基橙,光照射60min对甲基橙的降解率可以达到92.5%;循环使用5次后,对甲基橙的降解率仍然保持为86.2%。     

π-共轭聚合物耦合Ag3PO4提升光催化性能研究进展

近年来,通过耦合π-共轭聚合物(如导电聚合物、碳材料等)改性半导体光催化受到研究人员的关注.与其他半导体光催化剂相比,Ag3PO4具有优异的可见光光催化性能,但Ag3PO4严重的光腐蚀性限制了其推广应用.本文综述了 π-共轭聚合物耦合Ag3PO4提升其光催化活性,主要介绍了 Ag3PO4的晶体结构和光催化性能,以及π-...     

n-p异质结型Ag3PO4-LaFeO3/EB复合材料的制备及其光催化性能

以剥离膨润土(EB)为载体,采用原位沉积-沉淀法制备出n-p异质结型Ag3PO4-LaFeO3/EB-40％(40％为LaFeO3的掺杂量,以Ag3PO4和LaFeO3的质量计,下同)复合光催化剂.通过XRD、TEM、XPS、UV-Vis DRS、BET、EIS、瞬态光电流对材料的形貌、晶形结构、光吸收性能、比表面积及光电化学特性进行了表征分析.结果表明,Ag3PO4与LaFeO3形成了紧密的n-p异质结并均匀分散在EB表面,提高了材料对可见光的利用,拓宽了Ag3PO4的光吸收范围,有效促进了光生电子-空穴对的分离.以可见光降解模拟苯酚废水来评价材料的光催化性能,发现Ag3PO4-LaFeO3/EB-40％的速率常数约为纯Ag3PO4的4.2倍,在中性条件下苯酚的降解率约为97.0％,且循环4次后苯酚的降解率仍可达81.6％.     

Ag_3PO_4/BiOBr光催化剂的制备与可见光活性研究

先采用水热法制备具有分等级结构的BiOBr微球,然后采用沉积-沉淀法将Ag3PO4负载于BiOBr微球表面。采用扫描电子显微镜、X-射线粉末衍射仪、N2吸脱附等温线和紫外-可见漫反射光谱对所制备的样品进行了测试表征;将Ag3PO4/BiOBr微球用于可见光催化分解甲基橙溶液,考察了Ag3PO4的负载量及重复使用对可见光(420nm)催化活性影响的研究。结果表明:Ag3PO4/BiOBr微球具有分等级介孔-大孔结构,Ag3PO4与载体BiOBr间结合紧密。单纯BiOBr微球几乎没有可见光催化活性,负载Ag3PO4后表现出较好的可见光催化活性,其中以Ag3PO4(50%)/BiOBr样品的催化效果最佳,30min内将近90%的甲基橙被降解,该催化剂样品在重复实验中表现出较好光催化稳定性。     

磷酸银基光催化材料研究进展

开发新型的、高活性的光催化材料是未来光催化技术的发展方向。Ag3PO4由于具有高的量子效率、强的光氧化能力和高效光催化降解有机污染物的能力,已成为材料学、化学、能源和环境科学等领域研究的热点课题。从制备方法、形貌控制以及光催化活性等方面综述Ag3PO4基光催化材料的研究进展与现状,对Ag3PO4基光催化材料面临的问题进行了讨论,并对该类光催化材料的未来发展方向提出了相应的建议。     

磷酸银-介孔炭复合光催化材料性能的研究

采用共沉淀法将介孔炭与磷酸银结合,制备出磷酸银-介孔炭复合光催化材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射等技术手段对所制备材料进行表征,结果表明随着介孔炭负载量的增大,生成的磷酸银粒子尺寸减小。所制备材料中的磷酸银为立方体型,介孔炭的加入不会影响其晶体结构,可以制得性能稳定的复合材料。采用氮气吸-脱附测试对复合光催化材料进行光催化性能的评价,主要考察了不同介孔炭负载量对材料的光催化性能的影响。同时,通过光催化实验发现,当介孔炭负载量为10%时,所得的磷酸银-介孔炭复合光催化材料光催化效果最佳,并且所制备的复合光催化材料具有再循环使用的能力。     

C-PANI/Ag/Ag_3PO_4复合材料增强可见光光催化性能

研究首先制备得到聚苯胺(PANI)纳米线材料,并首次通过高温煅烧处理PANI制备碳纳米线材料(C-PANI),进一步通过化学沉淀法成功合成了C-PANI/Ag/Ag_3PO_4复合材料。通过XRD、SEM和SEM元素扫描技术表征复合材料的晶体结构、微观形貌和元素分布情况;用紫外可见分光光度计测试系列材料的光学吸收性能;最后测试系列光催化材料的光催化降解Rh B的性能。测试结果表明,Ag/Ag_3PO_4结构成功负载到C-PANI的表面并形成有效接触,明显增强了Ag_3PO_4的光催化性能,其中,25%(wt)C-PANI/Ag/Ag_3PO_4样品在10 min内可实现RhB的完全脱色,为纯Ag_3PO_4的光催化性能的3.5倍。经过分析,C-PANI可为Ag_3PO_4的反应提供更多的活性位点,增强其光生电子和空穴的分离效率,从而增强其光催化性能。     

大孔/介孔Ag/AgBr/TiO2复合光催化剂的制备及其可见光光催化活性

以钛酸四丁酯、硝酸银、溴化钠为前驱体,先采用无模板法制备大孔/介孔TiO_2,再通过浸渍沉淀法和光还原法制备大孔/介孔Ag/AgBr/TiO_2复合光催化剂,通过SEM、XRD、FTIR、BET、XPS、DRS对其进行了表征,并评价了可见光下Ag/AgBr/TiO_2降解罗丹明B水溶液的光催化活性。结果表明,Ag/AgBr改性对大孔/介孔TiO_2的形貌、比表面积、晶型结构、带隙结构和光催化活性影响显著。在Ag/AgBr与TiO_2物质的量比为1时,Ag/AgBr/TiO_2复合光催化剂的光催化活性最高,降解速率常数为50.21×10~(-3) min~(-1),分别是纯TiO_2和纯AgBr的14.5倍和2.15倍。     

Ag3PO4的制备及其复合材料研究进展

能源与环境已成为当前亟需解决的问题,半导体光催化技术因具有氧化降解有机污染物完全、不产生二次污染、易操作等优点,在环境治理和新能源开发领域成为热点研究课题之一。Ag3PO4因具有高量子效率、可见光响应及较高的光催化效率等特点而引起了广大研究者的关注,并具有广泛的应用前景。本文总结了Ag3PO4的制备方法、不同形貌Ag3PO4的可控合成及其复合材料的研究进展。     

SO42-/Al2O3-ZrO2/SBA-15固体酸催化合成棕榈酸甲酯

将Al(NO3)3.9H2O,Zr(NO3)4.5H2O与活化后的主体材料SBA-15分子筛通过尿素水解的方法,制备了改性SBA-15分子筛,进一步用硫酸浸渍处理改性分子筛以增强分子筛表面的酸活性中心。并采用红外光谱、扫描电镜、透射电镜等分析方法对试样进行了表征,结果表明,制得的催化剂SO24-/Al2O3-ZrO2/SBA-15仍然保持高度有序的介孔一维六角结构。并将其催化剂用于棕榈酸与甲醇的酯化反应中,采用正交实验确定较佳的工艺条件为:催化剂用量为1.2 g,n(棕榈酸)∶n(甲醇)=1∶12,反应时间为9 h,此条件下棕榈酸甲酯的反应收率可以达到82.3%,实验表明所合成的固体酸催化剂具有良好的催化性能。     

经Al掺杂改性的介孔CaZr4（PO4）6的酸催化活性

对溶胶-凝胶法合成的NZP族介孔CaZr4(PO4)6进行Al掺杂改性,获得了一系列含Al的新型酸性催化剂样品Al-CaZr4(PO4)6。利用X射线衍射、X射线荧光、N2吸附-脱附和NH3的程序升温脱附等技术,表征了样品的物相、Al掺杂量、孔结构和表面酸性;以α-蒎烯的异构化为模型反应表征了样品的酸催化活性。结果表明:经适量Al掺杂改性后的CaZr4(PO4)6仍保持了均匀分布的介孔结构特征,与未经掺杂的CaZr4(PO4)6相比,表面酸性有明显提高。当掺杂的Al与CZP中Zr的物质的量的比分别为0.15和0.20时,获得的催化剂样品Al-CaZr4(PO4)6-0.15和Al-CaZr4(PO4)6-0.20在150℃下对α-蒎烯异构化反应的转化率可以达到40%～47%,而未经掺杂改性的介孔CaZr4(PO4)6在相同反应条件下对α-蒎烯异构化反应的转化率仅为3%,因此,Al掺杂改性可以显著提高介孔CaZr4(PO4)6的酸催化活性。     

不同电解质制备多孔阳极化Al2O3的形貌与间接诱导形成钙磷涂层能力

利用在Na3PO4液中的直流恒压阳极氧化法和H3PO4液中的恒流阳极氧化法对纯铝片进行阳极化处理。用扫描电子显微镜观察经阳极氧化样品的形貌结构,电子能谱测定诱导生成钙磷涂层的元素构成。结果表明：Na3PO4电解液中阳极化铝片发生过氧化行为形成过氧化膜;以稀H3PO4为电解液制得了孔径可达120～150nm的规整多孔阳极氧化铝(anodic aluminum oxide,AAO)膜。经多步预处理后．再在模拟体液中浸渍2．5d,过氧化AAO膜比规整多孔AAO膜显示出更为优异的诱导生成钙磷陶瓷涂层的能力。     

Characterization and catalytic performance of poly(4-vinylpyridine) supported on mesoporous carbon: comparison with poly(4-vinylpyridine) supported on mesoporous silica

In this study, the synthesis of poly(4-vinylpyridine) (P4VP) supported on mesoporous carbon (CMK-3) by in situ polymerization of 4-vinylpyridine in the presence of CMK-3 has been investigated. The structural properties of the P4VP/CMK-3 were investigated by FT-IR, XRD, BET, TGA, SEM and TEM techniques. The catalytic activity of this new heterogeneous basic catalyst was tested for Knoevenagel reaction. Excellent yields at room temperature in aqueous media and solvent-free conditions were obtained. The catalytic activity of this purely organic hybrid catalyst was compared with P4VP/SBA-15 to clarify the advantages of mesoporous carbon on mesoporous silica as support. The results showed that the stability of P4VP/CMK-3 was excellent and could be reused 10 times without much loss of activity in Knoevenagel reaction. Surprisingly, the composite prepared by mesoporous carbon showed much higher activity than that of P4VP/SBA-15. This unique result opens new perspectives for application of mesoporous carbons as structurally defined hydrophobic catalyst support in catalytic reactions.     

固体酸SO_4~(2-)-MoO_3-TiO_2催化合成联苯乙酸乙酯

自制了一种新型固体酸催化剂SO2-4 MoO3 TiO2。红外光谱分析表明,其表面具有强酸中心。由其吸附吡啶的红外光谱表明,这种新型固体酸催化剂的表面主要存在B酸点。该催化剂对合成联苯乙酸乙酯的反应催化活性高,联苯乙酸转化率可达92%,而且回收容易,重复使用性能好。考察了反应条件的影响,获得了该反应的优化条件。     

非晶合金NiB/MCM-41催化合成3-(N-苄基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺

用负载型非晶合金NiB/MCM-41中孔分子筛催化剂将3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺与苯甲醛缩合加氢制备3-(N-苄基)-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺,产物收率95%以上,比采用Raney Ni收率提高12%,较SiO2载体制成的催化剂收率提高5%。研究表明,中孔结构有利于减少体积较大分子的内扩散效应,发挥负载型非晶合金的高活性、选择性和稳定性。采用该催化剂合成3-(N-苄基)-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的适宜条件为:催化剂中Ni负载量w(Ni)=10%,n(AMA)∶n(BAD)=1∶1.1,m(cat)/m(AMA)=2.5%,反应温度55~65℃,反应压力1.2 MPa。     

液相法合成ZrO2介孔材料

以工业化试剂聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚P123为模板剂,ZrOCl2为锆源,在不引入SO4^2-或PO4^3-进入骨架的情况下,利用溶胶-凝胶法合成了比表面积为156 m^2/g,孔径分布窄,孔径可调的ZrO2介孔材料.结果表明：乙酰丙酮的加入对合成ZrO2介孔材料有不利影响,会破坏孔道结构;陈化时间和搅拌温度的改变可以调节介孔ZrO2的孔径,影响孔道构型,而搅拌温度过高将不能形成介孔结构;提高焙烧温度,使孔径增大,比表面积下降,但孔道构型基本没有发生变化,仍为介孔结构.     

2，6-二叔丁基对仲丁基酚的合成

以磺酸阳离子树脂为催化剂,以对仲丁基苯酚和异丁烯为原料合成了2,6-二叔丁基对仲丁基苯酚。探讨了不同催化剂、反应温度、反应时间、物料配比和催化剂用量对反应的影响。最优的反应条件:催化剂的质量分数为3%～5%(以对仲丁基苯酚质量计,下同),n(对仲丁基苯酚)∶n(异丁烯)=1∶2,反应温度90～100℃,反应压力0.15～0.2 MPa,反应时间4 h,在该条件下,产物选择性达95%以上,精馏分离得到色谱纯度大于97.5%的2,6-二叔丁基对仲丁基苯酚,总收率达95%以上。     

Fe3O4 @ SPC类芬顿氧化降解苯酚

以钙基蒙脱石（Ca-MMT）为原料，采用一步层间模板法制备了四氧化三铁@硅柱撑蒙脱石催化材料（Fe3O4@SPC），通过XRD、FTIR、BET、SEM对材料的形貌、结构进行表征显示，Fe3O4@SPC具有d001=3.30 nm的晶面间距和4.47 nm的介孔，Fe3O4颗粒主要分散在SPC的外表面。以苯酚为降解目标污染物，考察了Fe3O4@SPC的催化活性和稳定性。结果表明，当苯酚质量浓度为100 mg/L，pH值为2.5，催化剂质量浓度为0.5 g/L，H2O2投加量为0.2 mL，反应时间为120 min时，苯酚的去除率为100％；催化剂经过5次循环使用后，苯酚的降解率依然保持在90%以上。通过GC-MS分析苯酚降解生成的中间体，结合叔丁醇淬灭实验，发现?OH氧化在非均相类芬顿催化氧化降解苯酚体系中起主导作用，推测了苯酚可能的降解路径。     

高比表面磺酸基改性介孔材料SBA-16的合成与催化活性

用非离子型嵌段高分子表面活性剂聚氧乙烯醚-聚氧丙烯醚-聚氧乙烯醚(EO106PO70EO106,F127)和2-(4-氯磺酰苯基)乙基三甲氧基硅烷合成出一种新型的含有2-(4-磺基苯基)乙基基团的SBA-16介孔材料。通过X射线衍射、核磁共振谱、扫描电镜、X射线荧光分析和气相色谱仪研究了样品的结构、形貌、组成和催化反应后的产物。结果表明:合成的含有2-(4-磺基苯基)乙基基团的SBA-16介孔材料样品是由大小均匀的微米级块状颗粒组成,属于体心立方(空间群为Im3m)结构,具有立方笼形孔结构孔和孔连通性以及高的比表面积(1028m2/g)。通过对乙酸和乙醇的催化反应表明:样品作为催化剂具有较高活性,初次使用时乙酸转化率为97%,乙酸乙酯的选择性为99%。经过4次使用后,乙酸转化率和乙酸乙酯的选择性仍然分别保持为97%和99%。