SnxZn(1-x)WO4光催化剂的水热合成及其可见光催化活性

采用水热合成法制备新型可见光催化剂Sn_xZn_(1-x)WO₄，以甲基橙染料废水为探针污染物，考察Zn²⁺与Sn²⁺物质的量比、水热温度和水热时间对Sn_xZn_(1-x)WO₄光催化剂的催化活性、表面形貌和比表面积的影响。结果表明，在Zn²⁺与Sn²⁺物质的量比为0.25、水热温度100 ℃和水热时间12 h条件下，合成的Sn_0.8Zn_0.2WO₄催化剂活性最好，光照30 min后，对甲基橙染料的脱色率达98.62%，较SnWO₄催化剂(合成条件为原始pH值，160 ℃水热反应24 h)提高46.66%。采用水热合成法制备的催化剂Sn_xZn_(1-x)WO₄具有良好的可见光活性。     

Ag-Zn_3(VO_4)_2光催化剂催化降解甲基橙溶液

采用水热法结合高温热处理制备Ag-Zn_3(VO_4)_2光催化剂,研究催化剂在可见光下降解甲基橙溶液的性能,并考察催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、pH值、盐效应和H_2O_2用量对光催化性能的影响,评价Ag-Zn_3(VO_4)_2光催化剂的重复使用性能。结果表明,在催化剂用量2.0 g·L~(-1)、甲基橙溶液初始浓度20 mg·L~(-1)和溶液pH=6.2条件下光照反应5 h,甲基橙溶液脱色率可达99.18%,Na_2SO_4对光催化降解甲基橙起抑制作用,且随着溶液中盐浓度增加,抑制作用更明显。H_2O_2在一定浓度范围可促进光催化降解甲基橙,100 mL甲基橙溶液中30%H_2O_2加入量为1.0 mL时,甲基橙溶液脱色率可提高21.68个百分点。催化剂重复使用5次后,光照5 h的甲基橙溶液脱色率仍可达到75.99%。     

多金属氧酸盐/二氧化钛复合光催化剂的制备及性能研究

通过溶胶-凝胶法和水热合成法制备出杂多酸(K_6P_2W_(18))/TiO_2复合光催化剂,并对其进行SEM,XRD,IR表征。采用该复合催化剂和单一TiO_2在紫外光条件下对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解,考察两者的光催化活性,并分别测出降解之后的甲基橙溶液的COD值(化学需氧量)。通过实验可以得出,杂多酸/TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显优于单纯的TiO_2光催化剂。并且,经模拟紫外灯照射甲基橙溶液8h后,加入复合光催化剂的甲基橙溶液COD去除率达到61.98%,而加入单纯的TiO_2光催化剂的COD去除率仅达到40.63%。     

花状三元Mg~(2+)-Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs的制备及其光催化性能研究

以尿素为沉淀剂,以Mg(NO_3)_2·4H_2O、Zn(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O为原料,采用均相沉淀技术制备了Mg~(2+)-Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs新型光催化材料。实验研究结果表明Mg~(2+)-Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs为片层状圆盘状形貌,平面尺寸为3μm,厚度约为250 nm,层间距为0.781 nm。该材料禁带宽度窄(2.49 Eg),是理想的光催化剂。以Mg~(2+)-Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs作为光催化剂,在一定条件下可以有效降解甲基橙。催化反应60 min后,降解率为95%。     

溶胶-凝胶法制备铈和硅共掺杂二氧化钛

以硝酸铈(Ce(NO_3)_3·6H_2O)、钛酸四丁酯(TBT、)、正硅酸乙脂(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ce和Si共掺杂的TiO_2(Ce-Si/TiO_2)光催化剂。以甲基橙为目标降解物,在可见光照射下,考察了Ce掺杂量、Si掺杂量、陈化时间、焙烧温度、焙烧时间对Ce-Si/TiO_2光催化性能的影响。实验结果表明:当Ce(NO_3)_3·6H_2O与TBT的物质的量比为0.01,TEOS与TBT的物质的量比为0.15,陈化时间为12 h,焙烧温度为500℃,焙烧时间为3 h,所制得的催化剂催化效果最佳,经可见光照射5 h,甲基橙降解率可达到95.6%。     

L-缬氨酸席夫碱金属配合物的合成及光催化性质

以L-缬氨酸和香兰素为起始原料,设计并合成了3种L-缬氨酸席夫碱金属配合物C_(13)H_(20)Fe~(2+)NO_6、C_(13)H_(20)Cu~(2+)NO_6和C_(13)H_(20)Sn~(2+)NO_6,采用1H NMR、MS(EI)和元素分析等表征其结构。以3种L-缬氨酸席夫碱金属配合物作为光催化剂,研究25℃下,C_(13)H_(20)Fe~(2+)NO_6、C13H20Cu2+NO6和C13H20Sn2+NO6催化剂在甲醇与水混合溶液中的亚甲基蓝降解性能。结果表明,3种催化剂对亚甲基蓝均有降解活性,其中,C13H20Sn2+NO6催化剂的亚甲基蓝降降解性能最好,预测这是一类潜在的环保性光催化材料。     

磁性可见光催化剂Ce-BiVO_4/Fe_3O_4的制备及性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O、NH_4VO_3和Ce(NO_3)_3·6H_2O为原料,Fe_3O_4为磁基质,通过水热-超声辅助原位法合成了CeBiVO_4/Fe_3O_4复合光催化剂,利用XRD、UV-Vis-DRS、FT-IR等对催化剂进行了结构表征;以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,利用单因素变量法考察了催化剂反应条件对光催化性能的影响。结果表明,催化剂中BiVO_4以单斜晶相和四方晶相混合存在,稀土Ce的掺杂拓宽了BiVO4的光谱响应范围并增强了其可见光吸收能力,在Ce-BiVO_4/Fe_3O_4催化剂的质量浓度为1. 5 g/L、反应体系pH=7和可见光下反应90 min的条件下,对25 mg/L的MB降解率达97. 3%。该催化剂重复使用3次后,对MB的降解率仍可达80%以上;该催化剂对其他3种染料也表现出良好的降解能力。     

CuO/g-C_3N_4复合光催化剂光催化降解甲基橙

选用Cu(NO_3)_2和g-C_3N_4为原料,将两种原料溶解,蒸发,500℃焙烧制得CuO/g-C_3N_4复合光催化剂,在太阳光下催化降解甲基橙。结果表明,通过正交实验得到最佳反应条件为:甲基橙溶液pH=3.8,温度(15~25)℃,CuO与g-C_3N_4质量比3∶10,催化剂用量10 mg,反应时间3 h,甲基橙最大降解率为64.6%。     

C_3N_4-BiVO_4复合光催化剂可见光催化降解甲基橙

采用水热合成法制备C_3N_4-BiVO_4复合光催化剂,以甲基橙为目标污染物,研究催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度和pH值、NaCl用量对甲基橙脱色率的影响,并通过C_3N_4-BiVO_4复合光催化剂的循环使用实验,考察其重复使用性能。结果表明,在甲基橙初始浓度20 mg·L~(-1)、复合光催化剂用量3.0 g·L~(-1)及弱酸性条件下,光照反应6 h,目标污染物甲基橙脱色率达98.81%,溶液中的NaCl对催化剂降解甲基橙有抑制作用。催化剂重复使用5次后,溶液脱色率约80%,表明催化剂性能较稳定,可重复使用。     

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。     

C_3N_4催化剂的制备及光催化性能研究

采用煅烧法制备了C_3N_4光催化剂,并利用沉淀法制备了AgBr/C_3N_4复合光催化剂,以甲基橙(MO)为模拟污染物,对制备样品的光催化降解染料污染物的性能进行了研究。甲基橙光催化降解实验的结果表明,制备C_3N_4光催化剂的最佳制备条件为在煅烧温度575℃下煅烧2h;AgBr的引入显著提高了催化剂的光催化活性。     

微乳液法制备纳米SiO2/TiO2及其光催化性能

以无机物聚合硅酸为硅源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备了SiO2/TiO2复合光催化剂,考察了制备条件对SiO2/TiO2光催化活性的影响,并利用SEM、FTIR、XRD和BET等技术手段对光催化剂进行了表征。结果证明,SiO2和TiO2颗粒之间存在着强的相互作用,形成了Ti-O-Si键,从而抑制了TiO2粒径的增大,延缓了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。对甲基橙等染料的光催化降解实验结果表明,SiO2/TiO2的光催化活性并非随着TiO2的含量增加而提高,当硅与钛物质的量比为1∶1并在160℃的温度下水热合成2.5 h时,SiO2/TiO2光催化剂在紫外光照15 min后对甲基橙的脱色率为85.5%,与同等条件下制备的TiO2相比具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

溶胶-凝胶-微波法制备银掺杂TiO_2光催化剂及其光催化性能

用硝酸银和钛酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶-微波辐射干燥法合成银掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Ag。为了提高催化剂的光催化活性和降解有机污染物的速率,用微波辅助Ti O2-Ag光催化剂降解有机污染物。通过扫描电子显微镜、红外光谱法、紫外可见光谱法和荧光光谱法对TiO_2-Ag催化剂进行测试和表征。以甲基橙为有机污染物,分别在太阳光照射和微波、紫外、紫外-微波条件下降解甲基橙以考察催化剂的光催化活性。结果表明,TiO_2-Ag光催化剂最佳制备条件为:银掺杂量n(Ag+)∶n(Ti~(4+))=0.003,离子液体用量3.0 m L,微波干燥功率210 W,微波干燥时间20 min,焙烧温度650℃,焙烧时间3 h,此条件下制备的TiO_2-Ag光催化剂在太阳光照射4 h下,紫外光照、微波辐射和紫外光照-微波辐射分别辐射55 min后,甲基橙降解率分别为98.70%、98.79%和99.05%。     

尖晶石型ZnMn_2O_4水热合成及光催化性能研究

采用水热法制备了尖晶石型ZnMn_2O_4微纳米材料。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)及光致发光(PL)光谱等手段对制备的ZnMn_2O_4进行结构表征,并以亚甲基蓝为目标污染物研究了ZnMn_2O_4的光催化活性。考察了主要制备条件对ZnMn_2O_4晶相结构的影响。结果表明:在Zn~(2+)与Mn~(2+)物质的量比为1∶2、尿素作为沉淀剂、水热温度为180℃、水热时间为20 h条件下,制备的ZnMn_2O_4是由薄片层叠组成的二次结构的小球状微纳米颗粒。采用ZnMn_2O_4为光催化剂,在可见光(500 W氙灯)照射6 h条件下,质量浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液的光降解率可达55.6%。     

Zn~(2+)、OH~-物质的量比对ZnO形貌和光催化活性的影响

以乙酸锌[Zn(CH_3COOH)_2·2H_2O]为锌源、乙二醇(EG)作为辅助剂,通过与不同量的NaOH反应得到前躯体,再将前躯体在水热条件下转化为ZnO;采用XRD、SEM、TEM等对前躯体和ZnO产物的晶相和形貌进行了表征。结果表明,水热合成产物都是具有六方纤锌矿结构的ZnO,但随着NaOH加入量的增加,在原料溶液中Zn~(2+)和OH~-的物质的量比分别为1∶1、1∶3、1∶6时,ZnO产物分别呈棒状、颗粒状和片状。测试了ZnO在波长为365 nm光照下降解甲基橙溶液能力,活性次序为:片状ZnO颗粒状ZnO棒状ZnO,表明ZnO形貌及其晶面对其光催化活性具有明显影响。     

水热合成BiVO_4催化剂及其可见光催化活性

以Bi(NO3)3.5H2O和NH4VO3为原料,用水热法合成新型的可见光催化剂BiVO4,以活性蓝M-2GE染料废水为目标污染物,通过XRD、TEM和UV-vis DRS等表征手段考察了水热合成时间、水热温度和前驱物pH对催化剂可见光活性和晶型的影响,结果表明,在160℃、pH=7.01和水热合成时间2 h条件下合成的催化剂光催化效果最好,光照210 min,对M-2GE的去除率达98%。其吸收边带为520 nm,能隙禁带宽约2.4 eV。     

WO_3/BiOBr光催化剂催化降解甲基橙溶液

采用水热法制备WO_3/BiOBr复合光催化剂,以甲基橙为目标污染物,分别考察了催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、pH值及盐效应等对复合光催化剂光催化降解甲基橙性能的影响,并通过循环使用实验,考察复合光催化剂的稳定性。结果表明,在催化剂用量为2.0 g·L~(-1)、甲基橙初始浓度为20 mg·L~(-1)和溶液pH=6.2的条件下光照反应2 h,甲基橙脱色率可达99.39%;溶液中的Na Cl对降解有抑制作用;催化剂重复使用4次后,对甲基橙的脱色率仍可达74.77%,表明复合光催化剂有良好的光催化活性和稳定性。     

新型可见光活性In_2O_3-CaIn_2O_4复合光催化剂的制备及性能

通过化学共沉淀法原位合成了新型可见光活性的In2O3-CaIn2O4复合光催化剂.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、电子能谱及紫外-可见漫反射光谱(diffuse reflectance spectroscopy,DRS)等测试手段对复合光催化剂进行了表征.以可见光(波长λ>400nm)为光源,甲基橙染料为目标降解物,考察了In2O3-CaIn2O4样品的光催化活性.结果表明:通过控制合成温度可得到不同In2O3和CaIn2O4相对含量的In2O3-CaIn2O4复合光催化剂,晶粒形貌呈立方体或长方体,粒径随合成温度升高而增加.DRS结果表明:复合光催化剂在可见光区具有良好的吸收性能.In2O3-CaIn2O4复合光催化剂具有良好的可见光催化活性;15b后,甲基橙的降解率达到了97%.这种新型复合光催化剂的可见光催化活性提高的原因,可能是由于催化剂中复合半导体结构的光生载流子高效分离造成的.     

乙二胺四乙酸添加量对三维棒花状钒酸铋形貌及光催化活性的影响

以NH_4VO_3和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,采用乙二醇溶剂热法,通过添加乙二胺四乙酸(EDTA)制备了3D结构的棒花状BiVO_4光催化剂,研究了EDTA投加量对BiVO_4形貌和性能的影响,分析了合成条件下BiVO43D棒花状形貌形成的机理,以甲基橙为模拟废水,考察了其光催化活性。结果表明:添加EDTA后对样品形貌改变较大,由棒状转变为3D棒花状,且(040)、(150)、(240)、(042)、(202)晶面特征峰明显,比表面积增大、光吸收边发生红移;当EDTA添加量为0.03 g时,制备的样品对甲基橙溶液的降解率最高,50 min达到94%左右,对苯酚溶液光照120 min的降解率可达到92%左右,较未添加EDTA时显著提高。     

花状钨酸铋纳米粉体的制备及其光催化性能研究

文章以Na2WO4·2H2O和Bi(NO3)3·5H2O为原料,采用简单水热合成法制备了具有三维花瓣状结构的Bi2WO6光催化剂,并利用SEM和XRD等方法对光催化剂的形貌和结构进行了表征。考察了反应时间、Bi2WO6加入量、染料罗丹明B的初始浓度和光强对罗丹明B光催化降解效果的影响。实验结果表明,160℃下24 h水热合成的Bi2WO6光催化剂,以氙灯(不加滤光片)为光源,在500 W下光照60 min,对浓度为4.79 mg/L的罗丹明B溶液的去除率最高可达94.6%。由此可见水热合成的花瓣状Bi2WO6具有较高的光催化活性,在光催化降解染料废水方面具有潜在的应用价值。