CdS/Eu~(3+)-TiO_2复合光催化剂制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了复合光催化剂CdS/TiO2和CdS/Eu3+-TiO2。利用XRD、UV-Vis漫反射光谱对样品进行了表征。以可见光分解水制氢为探针反应考察了催化剂的活性。结果发现Eu3+掺杂TiO2后抑制了TiO2晶粒生长,提高了光生电子和空穴的分离,从而提高了复合光催化剂的活性。     

可见光催化剂ZnWO4-CdS的合成及其光催化性质

采用低温水热法制备了一系列不同CdS含量的ZnWO4-CdS复合可见光催化剂,通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见（UV-vis）吸收光谱等手段对合成的催化剂进行了表征.以可见光为光源,评价了该催化剂光催化降解次甲基蓝的活性,考察了CdS的复合量、溶液的pH、染料的种类等对ZnWO4-CdS光催化性能的影响,探讨了降解过程的机理.结果表明：复合物ZnWO4-CdS的光催化效果明显优于纯Zn-WO4;当CdS与ZnWO4的摩尔比为0.3时,其光催化效率最高.此外,ZnWO4-CdS在碱性环境中的催化降解效果优于酸性和中性环境,或许与催化剂表面带负电荷有关;活性物质捕获剂实验显示次甲基蓝的光催化降解是光生电子、空穴、羟基自由基共同作用的结果.催化剂重复使用3次后,催化降解效果无明显降低,表明催化剂性能稳定.     

Ni2+掺杂Cd0.5Zn0.5S固溶体制备及可见光分解水制氢研究

采用水热法制备了Cd0.5Zn0.5S和Ni2+掺杂Ni(m)/Cd0.5Zn0.5S固溶体光催化剂。通过XRD、UV-Vis漫反射光谱和电化学方法表征了催化剂的结构和光电性能，并考查了固溶体在以三乙醇胺为电子给体、可见光（λ≥420 nm）照射下光催化分解水制氢活性。结果表明，Ni2+掺杂后提高了催化剂对可见光的吸收，促进了光生电子—空穴的有效分离，有效提高了Cd0.5Zn0.5S固溶体的光催化制氢活性。当Ni2+的掺杂量为5%（摩尔百分数），反应体系NaOH浓度为0.5 mol/L时，催化剂活性最高，Ni(5)/Cd0.5Zn0.5S制氢活性为纯Cd0.5Zn0.5S固溶体的5倍。催化剂经15 h反应具有良好的稳定性。     

Mg2 掺杂Zn0.5Cd0.5S固溶体光催化剂的制备及光解水制氢

采用水热法制备了Cd0.5Zn0.5S和掺杂0.4%(摩尔百分数)Mg2+的0.4%Mg/Cd0.5Zn0.5S固溶体光催化剂。采用UV-Vis、XRD以及电化学等手段对催化剂进行表征,并考查催化剂可见光下分解水制氢的活性。结果表明:Mg2+掺杂提高了Cd0.5Zn0.5S固溶体中光生电子和空穴的分离效率,大大提高了Cd0.5Zn0.5S固溶体光催化制氢的活性。     

钇掺杂TiO2介孔材料可见光催化降解甲基橙的研究

以非离子表面活性剂三嵌段共聚物聚环氧乙烯醚-聚环氧丙烯醚-聚环氧乙烯醚P123和聚乙二醇(PEG)为复合模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO2光催化剂.研究了催化剂制备条件和反应条件对光催化性能的影响.Y掺杂后,催化剂的可见光催化降解甲基橙活性增加.用BET、XRD和FT-IR等对催化剂进行了表征.     

铈和其它助剂对Pd/m-ZnO催化剂甲醇水蒸气重整制氢性能的影响

以三嵌段高聚物F-127为模板剂采用水热法分别合成了介孔ZnO-MOx(m-ZnO-MOx,M=Ce、Mg和Zr)复合氧化物,研究了铈和其它助剂对Pd/m-ZnO催化剂甲醇水蒸气重整制氢反应性能的影响,并运用XRD、H2-TPR和BET等手段对载体及催化剂进行了表征.与Pd/m-ZnO-MgO 和Pd/m-ZnO-ZrO2催化剂相比,Pd/m-ZnO-CeO2催化剂具有较高的甲醇水蒸气重整制氢活性,m-ZnO-CeO2复合载体较大的比表面积、较小Pd粒子以及Pd与m-ZnO-CeO2较强的相互作用有利于Pd基催化剂制氢活性的提高.     

SiC-CdLa_2S_4复合催化剂制备及其在光解水制氢方面应用

采用水热法制备CdLa_2S_4,利用CdLa_2S_4和SiC作为前驱体,采取焙烧法制备了具有不同质量分数SiC的SiC-CdLa_2S_4复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)和光电化学(PEC)性能测试等对催化剂进行了表征。利用光解水产氢实验,评价了SiC-CdLa_2S_4催化剂在可见光(λ420 nm)作用下光催化分解水的产氢性能。实验结果表明:在所有的SiC-CdLa_2S_4光催化剂样品中,1%SiC-CdLa_2S_4光催化剂具有最高的产氢活性,其在可见光照射下,光解水产氢速率达到48.2μmol·h~(-1)。因为在复合SiC-CdLa_2S_4催化剂样品中,随着SiC质量分数的增大,CdLa_2S_4的衍射峰强度逐渐减弱;与此同时在复合SiC-CdLa_2S_4催化剂样品中,随着SiC质量分数的增大,SiC的衍射峰强度逐渐增强。根据衍射峰强度与催化剂活性对应关系,两种催化剂复合后,综合二者衍射峰强度可以判断1%SiC-CdLa2S4的催化剂活性最高。     

Z型CuBi2O4/BiOBr异质结高效光催化降解阿莫西林及RhB-MB

采用水热法合成了CuBi₂O₄、BiOBr和不同摩尔比的CuBi₂O₄/BiOBr复合光催化剂,利用XRD、XPS、SEM、UV-Vis、BET、EIS等测试手段对催化剂的结构、形貌和光催化性能进行了表征。CuBi₂O₄/BiOBr异质结的构建显著地提高了光生电子空穴的分离效率,增强了光催化活性。在可见光照射下,20%CuBi₂O₄/BiOBr在60 min内降解95%的阿莫西林(50 mL, 10 mg/L)。探究了复合催化剂对RhB-MB双模拟污染物降解的光催化活性,结果表明：在多种污染物同时存在下,复合催化剂仍然表现出较好的光催化性能。根据活性物种捕获试验和催化剂的导带价带位置,提出了CuBi₂O₄/BiOBr异质结光催化过程可能的机理。     

对苯二甲酸协同Bi_2O_3/Co_3O_4光催化降解甲基橙的研究

以Bi2O3,Co(NO3)2作为前驱体,采取浸渍法制备了不同Co3O4含量的Co3O4/Bi2O3复合半导体光催化剂。利用红外光谱、固相荧光等对催化剂结构进行了表征。并且对催化剂的光催化性能进行了测试及表征。以甲基橙为光催化反应的模型化合物,考察了Co3O4/Bi2O3复合光催化剂的紫外及可见光催化活性,考察了清除剂对催化剂紫外及可见光催化活性的影响;以对苯二甲酸为探针分子,结合化学荧光技术研究了Co3O4/Bi2O3复合光催化剂表面羟基自由基的生成;利用荧光光谱对催化剂进行了光致发光性能分析。实验结果表明:本实验制备的Co3O4/Bi2O3复合光催化剂,成功扩展了Co3O4的光响应范围,使其具有相当的可见光催化活性。在Co3O4/Bi2O3复合光催化剂系列中,以m(Co3O4)/m(Bi2O3)=0.016型复合光催化剂的可见光活性为最高。     

P掺杂CeO2纳米棒负载Co光催化氨硼烷水解产氢

载体光生载流子的分离效率是影响负载型催化剂活性的重要因素。表面工程是调控载体表面结构、提高催化剂光生载流子分离效率的常见方法。以经过次磷酸钠处理后在表面同时形成氧缺陷与P元素掺杂的二氧化铈（P-CeO2）为载体，负载非贵金属Co制备催化剂Co/P-CeO2，该催化剂展示了优异的可见光催化氨硼烷（NH3BH3）水解制氢活性。当CeO2与NaH2PO2的摩尔比为1.6时（P-CeO2-1.6），Co/P-CeO2-1.6水解NH3BH3反应的转化频率（TOF）值为81.83 min-1，与Co/CeO2相比活性提高了25.5%，并且具有较好的循环活性。系统表征发现，催化剂活性提高的原因是氧缺陷与P元素掺杂的协同作用，载体在可见区的吸收明显拓宽（吸收边为470 nm），带隙变小（2.55 eV），光生载流子分离效率显著提高。本研究不仅设计合成了高效的光催化NH3BH3水解催化剂，同时为利用元素掺杂制备高效光活性催化剂提供借鉴。     

纳米BiOI的稳定性、结构及光催化性能研究

首先在水溶液中通过沉淀反应制备了BiOI,然后在不同温度下对其进行焙烧,考察其稳定性.对不同温度焙烧制得的样品进行了X-射线粉末衍射（XRD）、热重（TGA）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外-可见（UV-vis）漫反射（DRS）吸收等表征.以可见光（λ〉420 nm）为光源,对在不同温度焙烧后的样品进行了光催化降解亚甲基蓝模拟废水的活性测试.结果表明,BiOI不是一种稳定的化合物.它在焙烧过程中可以发生由BiOI→Bi5O7I→α-Bi2O3的系列化学变化.紫外-可见漫反射测试和计算结果表明,BiOI、Bi5O7I、Bi5O7I/Bi2O3混合物和Bi2O3各样品对应的禁带宽度分别为1.80 eV、2.47 eV、2.77 eV和3.15 eV.在可见光照射下,光催化活性顺序为BiOI〉Bi5O7I〉Bi5O7I/Bi2O3混合物〉Bi2O3.这与催化剂对可见光的吸收能力变化相一致.     

微波水热法快速合成氧化锌纳米棒及其光催化性能

以硫酸锌、醋酸锌和氢氧化锌为原料,制备出氢氧化锌前驱体和氧化锌晶种,在微波水热条件下快速合成了氧化锌纳米棒。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和紫外?可见分光光度计（UV-vis）对氧化锌纳米棒的形貌、结构和光学性质等进行了表征,并通过降解罗丹明B（RhB）测试了样品的光催化性能,探讨了微波辐射作用对产物的催化活性的影响。实验结果表明,氢氧化锌作为前驱体在微波作用下30 min,生成为基于氧化锌纳米棒自组装的三维笼状结构,与常规方法制备的氧化锌纳米棒相比,微波辐射作用下生成的样品结晶度更高。紫外?可见分光光度计结果表明微波辐射会导致合成的氧化锌纳米棒吸收边红移,缩小带隙能量,从而提升氧化锌纳米棒的催化活性。光催化测试表明微波辅助合成的氧化锌纳米棒具有更好的可见光吸收特性,在紫外和可见光照射下,对罗丹明B都具有较好的降解效率,在紫外光照射下80 min内罗丹明B的降解率可达到98.5%。这种微波辅助的合成方法能够在短时间内合成大量的氧化锌纳米材料,具有高效批量制备、清洁环保等优点。      

可见光活性的Ru掺杂TiO2光催化剂的制备及光解水制氢性能研究

采用溶胶—凝胶法制备了系列Ru掺杂TiO2光催化剂,并利用XRD和UV-Vis漫反射光谱对样品进行了表征。结果表明:Ru掺杂阻止了TiO2纳米粒子由锐钛矿向金红石相的转变,提高了TiO2对可见光的吸收强度。Ru掺杂的最佳浓度为0.014%,在可见光的照射下,Ru(0.014%)/TiO2对光解水制氢有较高的活性。     

凝胶限域制备CdS/SiO2及其光催化产氢性能研究

利用凝胶限域—阴离子交换法制备了CdS/SiO2复合材料,采用XRD、SEM、HRTEM、BET、UV-vis和GC对其结构、物性及可见光催化产氢性能进行了表征,并与水热法及常温沉淀法制备的CdS纳米粒子进行了性能比较。结果表明,利用SiO2凝胶限域制备的CdS粒径为3~7 nm,CdS/SiO2比表面积可达68.99 m^2/g,其吸收带边红移至605 nm。在无助催化剂的条件下,CdS/SiO2的光催化产氢速率达到1925.29μmol/(h·g),分别为水热法及常温沉淀法的47倍和2.3倍,且光催化循环稳定性更优。     

钒酸铋/二氧化钛-石墨烯宽光谱复合光催化剂的制备及性能

通过溶剂热法制备了具有可见光光催化活性的BiVO₄/TiO₂-石墨烯复合光催化剂.利用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和荧光发射光谱对样品进行表征,复合光催化剂的催化活性以模拟太阳光条件下降解水溶液中亚甲基蓝来评价.结果表明:BiVO₄/TiO₂-石墨烯复合光催化剂在530-800 nm的可见光范围具有很强的吸收峰.石墨烯的引入不仅拓宽了光谱响应范围,而且使得BiVO₄和TiO₂粒子均匀地分散在石墨烯薄片上,能快速捕获并迁移电子,有效地提高了光生载流子的分离效率,从而提高其光催化活性.      

Enhanced photocatalytic activities of Nd-doped TiO_2 under visible light using a facile sol-gel method

Titanium dioxide nanoparticles modified with neodymium in the range of 1 mol% to 5 mol% were prepared with template-free sol-gel method.The structures of obtained samples were characterized by X-ray powder diffraction analysis.X-ray photoelectron spectroscopy,scanning electron microscopy,transmission electron microscopy and diffuse reflectance spectroscopy.The photocatalytic activity of the obtained samples was evaluated by photodegradation of methyl orange in aqueous solution under ultraviolet-visible(λ 350 nm) and visible(λ 420 nm) irradiation.The experimental results show that the 1 mol% Nd-doped TiO_2 exhibits the highest photocatalytic activity,of which the degradation can reach to 96.5% under visible irradiation.According to the XRD results,the pristine samples are combined with anatase TiO_2 and rutile TiO_2.while the Nd-doped TiO_2 samples are anatase TiO_2 only.This transformation has made an obvious promotion of photocatalyst activity after modification.     

花状Pt/Bi2WO6微米晶合成、表征及其高可见光催化性能

利用水热-光化学沉积法合成了一系列粒径为1.5~2μm的花状Pt/Bi2WO6微米晶.采用X射线衍射仪（XRD）、N2物理吸附、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外可见漫反射光谱（DRS）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等手段进行表征.在可见光照射下（λ＞420 nm）,进行了光催化降解染料酸性橙Ⅱ的性能测试.表征和测试结果表明,这些多尺度花状Pt/Bi2WO6复合微米晶,在水溶液中进行光催化降解反应具有优越的性能.此外,沉积1%的Pt 纳米粒子可使光催化活性显著提高,为Bi2WO6的2.8倍.沉积的Pt纳米粒子由于产生表面等离子体的共振吸收,增强对可见光的吸收能力,同时降低了光生电子（e-）和空穴（h+）的复合,促进·OH 自由基的产生,因此能在很大程度上提高光催化活性.此外,这种特殊结构的Pt/Bi2WO6微米晶有利于在水溶液中进行分离和回收,提高催化剂的利用效率.     

F掺杂可见光催化剂Bi2MoO6的制备及其增强的光催化性能

通过简单的水热法成功合成了氟掺杂Bi2MoO6光催化剂,通过XRD、TEM、FT-IR、DRS等手段对合成产物进行了表征,研究了氟掺杂对Bi2MoO6的结构和光催化活性的影响。紫外可见漫反射光谱显示,掺氟的光催化剂在可见光区域具有更强的吸收。可见光照射下对罗丹明B的光催化降解实验表明,F/Bi2MoO6复合催化剂展示了增强的光催化活性。当F/Mo比为0.3时,复合催化剂表现出最高的光催化活性。这可能是由于F掺杂使催化剂的光生电子和空穴的再复合率降低,提高了催化剂的光量子效率,增强了催化剂的活性。