银系半导体光催化材料研究进展

银系半导体由于较窄的带隙和单质银的表面等离子体共振效应,普遍对可见光响应且具有理想的可见光光催化活性,在有机污染物降解、二氧化碳还原和杀毒灭菌等环境光催化领域具有广阔的应用前景。银离子可以与各种负离子或负离子基团形成种类繁多的银基卤化物、氧化物、硫化物和含氧酸盐等半导体光催化材料。银系半导体的光催化活性和稳定性高度取决于这些负离子或负离子基团的性质。综述了分别由卤族、硫族、氮族、碳族、硼族和过渡金属元素构成的负离子或负离子基团对银系半导体能带结构、光学吸收以及光催化活性的影响,探讨了提高银系半导体可见光光催化活性和稳定性的策略,并展望了未来的研究方向,从而有助于人们构建更高效的银系半导体光催化材料(体系)。     

磁性银系光催化材料的研究进展

银系光催化材料具有优良的可见光催化活性而倍受研究者青睐。多数银系催化剂稳定性差、难回收阻碍其在实际中的应用。磁性银系催化剂可在保持活性的基础上提高稳定性和回收利用率,外加磁场下即可完成回收再利用。磁性银系催化剂具有良好的应用前景,给水处理领域带来曙光。本文综述了近年来国内外负载型、包覆型磁性银系光催化材料的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。     

具有可见光活性的光催化剂研究进展

简述了可见光光催化机理,该机理与紫外光光催化机理的不同之处在于其电荷传输与分离机制。综述了近年来具有可见光活性的光催化材料的研究进展。贵金属、过渡金属及其化合物的掺杂、染料光敏化、氮掺杂和在适当载体上的负载可使复合物的复合禁带宽度小于TiO2的禁带宽度,从而使TiO2的吸收带发生红移,实现可见光响应,其中,氮掺杂ZnO或氮掺杂TiO2及其复合半导体具有较好的可见光光催化活性,另外一些氮氧化物、氮化物及许多钙钛矿型半导体可以作为可见光分解水的有效催化剂。     

银系光催化材料的新进展

本文综述了近年来出现的一些银系光催化材料的研究进展,比较了AgX、Ag3PO4、Ag3 VO4等化合物的合成、改性以及光催化活性,并提出银系光催化材料需要解决的一些问题.     

钒酸铋光催化材料的改性研究进展

钒酸铋是一种具有代表性的新型半导体材料,展现出较好的可见光光催化活性。为了进一步提高光催化活性,采用离子掺杂、半导体复合和表面修饰等方法对其进行改性合成了钒酸铋基光催化材料。虽然这些方法能够明显改善光能利用效率,扩大光谱响应范围,但是单一方法改性的钒酸铋基光催化材料的光催化效率还不高。有研究表明多种方法共同修饰改性能够有效提高钒酸铋光催化效率,将成为重点研究方向。     

基于表面等离子体共振效应的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展

由具有表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)效应的贵金属(Ag、Au等)纳米粒子和半导体纳米结构组成的纳米复合光催化剂具有优异的可见光光催化活性,成为新型光催化材料的研究热点之一。本文综述了Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的制备方法、基本性质以及光催化应用方面的一些重要研究进展;重点介绍了Ag(Au)等纳米粒子的表面等离子共振增强可见光催化活性的机理,以及Ag(Au)纳米粒子与不同类型半导体复合的光催化剂的光催化性能,其中所涉及的半导体包括金属氧化物、硫化物和其他一些半导体;本领域未来几年的研究热点将集中于新型高效的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的微结构调控及其用于可见光驱动有机反应的机理研究。本文为基于SPR效应构建Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究提供了有力的参考依据,并且指出Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究是发展可见光高效光催化剂的重要方向。     

Fe_3O_4纳米粉体掺杂PTCDI复合材料的制备与光催化研究

制备了一种具有磁响应的有机纳米半导体复合光催化材料,并将其用于吸附及光催化降解有机物。利用SEM、TEM、FT-IR及DRS对产物的形貌结构及光吸收性能进行了表征。可见光条件下吸附降解有机染料实验结果表明,Fe_3O_4-PTCDI纳米复合材料具有较好的吸附及光催化活性;经过4 h的紫外光或6 h的吸附及可见光光催化降解,亚甲基蓝的去除效率分别为76.4%及72.2%。6次光催化重复利用实验结果表明,其有机染料的去除效率未出现明显下降。     

铋基半导体复合二氧化钛光催化研究进展

光催化因绿色环保、可利用丰富的太阳能被广泛应用于环境污染治理和能源开发领域。二氧化钛作为典型的半导体光催化剂,因制备简易、价格低廉、对环境友好而一直备受关注。然而其较宽的禁带宽度、光生载流子易复合等缺点限制了其广泛应用,解决这些缺陷成为目前的主要工作。铋基半导体材料由于较为特殊的结构、带隙能较低、在可见光下有较高的光催化活性而近年来被关注。铋基半导体复合二氧化钛,能够突破二氧化钛固有的缺陷,从而进一步提高其复合体系的可见光光催化活性。介绍了二氧化钛的结构和催化原理,在此基础上着重综述了几种典型的铋基半导体复合二氧化钛纳米材料的制备方法、可见光催化原理以及应用。     

光催化氧化芳香醇制芳香醛的研究进展

芳香醛是一类重要的精细化工中间体,常被用于药物、香料等的合成。传统的生产工艺采用氧化法或氯化水解法,其缺点是能耗高,环境污染严重。光催化氧化作为一种绿色的合成技术日益受到人们的关注,传统的半导体材料在光催化氧化芳香醇制芳香醛的反应中选择性差,可见光利用率低。因此,发展新型可见光催化材料是实现光催化氧化技术应用的核心。近几年来,金属有机骨架材料(Metal-organic Frameworks,MOFs)的蓬勃发展为研发具有高选择性催化氧化活性的新型光催化材料带来了新的希望。文章重点阐述了不同光催化材料在选择性氧化芳香醇制芳香醛中的研究现状及存在的问题,并对其发展趋势作了展望。     

BiOI基复合光催化材料的研究进展

因其特殊的层状结构和合适的禁带宽度,BiOI显示出了优异的可见光光催化性能。通过半导体的复合制备BiOI基复合光催化材料来提高BiOI的光催化活性是当前BiOI光催化研究的主流。本文主要综述了BiOI基复合光催化材料的制备方法、结构、形貌以及光催化活性和机理的最新研究进展,并展望了其发展趋势。     

rGO/CdS@HAP复合微球的光催化活性增强机理

为提升CdS基复合材料的光催化活性和稳定性,运用水热法在CdS@HAP(羟基磷灰石)微球表面包覆rGO(还原氧化石墨烯)并制备rGO/CdS@HAP光催化材料,利用XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)、UV-vis(紫外-可见吸收光谱)等手段分析材料的晶体结构和理化性质,结合MB(亚甲基蓝)的光催化降解实验探讨rGO/CdS@HAP的光催化活性增强机理。结果表明：rGO/CdS@HAP具有中空微球结构,直径4—5μm, rGO以薄纱状均匀包裹在CdS@HAP表面;rGO/CdS@HAP具有优异的可见光吸收能力,在可见光辐射120 min后对MB的去除率高达94%,在光催化循环实验中表现出优异的光催化活性和稳定性。机理分析证实,由CdS和HAP构建的Ⅰ型异质结带隙较窄,有助于提升复合材料对可见光的吸收和利用,rGO在CdS@HAP表面的包覆提升载流子分离效率的同时为光生空穴提供高速的传输路径,有效抑制CdS的光腐蚀,从而实现rGO/CdS@HAP光催化活性和稳定性的显著增强。     

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-...     

BiOBr纳米片的制备与改性进展

BiOBr半导体材料具有独特的层状结构,合适的带隙宽度,化学稳定性等优点,是当前人们的研究热点。本文研究了BiOBr半导体材料的光催化活性,并且对BiOBr光催化剂制备方法进行了简要综述。同时,发现由于BiOBr的能带位置不合适,对太阳能的利用率不高,且存在电子空穴对容易复合问题,本文着重阐述了国内外研究人员通过提高Bi元素的含量,复合半导体,掺杂,贵金属沉积等方法来调整光催化剂的能带结构和界面表面结构,进而改善光催化材料的活性。     

提高纳米二氧化钛可见光光催化活性研究的进展

综述了近年来提高纳米TiO2可见光光催化活性的研究,主要包括:对纳米TiO2进行表面复合与衍生、金属离子掺杂、半导体偶合、非金属元素掺杂改性和染料敏化等技术,并分析了各种不同掺杂改性机理.最后,展望了提高纳米TiO2可见光光催化活性研究进展的前景.     

g-C3 N4光催化剂改性方法的研究进展

g-C3N4作为一种新型的可见光光催化材料,制备简单、化学稳定性好,从而在光催化领域吸引了众多研究者的目光。但直接通过高温热解法制备的块体g-C3N4受到比表面积小、光生载流子复合率高等限制,光催化性能并不理想。通过构建介孔g-C3N4、2D gC3N4、离子掺杂、贵金属沉积和与其它半导体复合均能在一定程度上提高光催化活性。     

非金属元素掺杂Bi_2O_2CO_3光催化剂的制备及光催化应用进展

Bi_2O_2CO_3是一种具有光催化活性的半导体材料,在环境、材料和能源等诸多领域具备极高的应用潜力。本文综述了非金属元素掺杂改性的Bi_2O_2CO_3可见光催化的研究进展,介绍了常用的和近期新型制备掺杂Bi_2O_2CO_3光催化材料的方法,梳理了N、I、Br等非金属元素掺杂对Bi_2O_2CO_3结构及其对污染物催化降解的影响,并展望了未来研究的重点,产业化的方向。     

可见光水全分解材料的研究进展

光催化水分解反应在光催化的研究领域具有重要地位,尤其是具有可见光水全分解性能的半导体材料最为重要。目前能够严格地按化学计量比实现可见光水全分解反应的半导体材料较少。水全分解半导体材料的匮乏是因为要实现可见光水全分解反应对半导体有两个严格的要求:1)需要半导体的禁带宽度落在1. 8～3. 2 e V的区间内; 2)该半导体的导带和价带的电势要分别能够还原质子制氢和氧化水分子制氧。把紫外-可见光谱划分为400 nm以下,500 nm以下,600 nm以下,700 nm以下和780 nm以下5个区间,着重介绍了对可见光有响应的水全分解半导体材料的最新研究进展,最后对此类材料的发展趋势进行了展望。     

银基半导体光催化剂研究进展

银基半导体光催化剂作为近年来新的研究热点,在可见光下通常表现出较好的光催化活性,但光催化性能不稳定,反应过程中极易发生光腐蚀,导致光催化活性下降。此外,银基半导体通常比表面积小,无孔结构。本文综述了近年来银基半导体光催化剂的研究进展,介绍了如简单银化合物、异质结型复合体、银基固溶体及负载型银基半导体光催化剂的制备和应用。认为形成异质结、增大比表面积、丰富孔结构或通过形貌和晶面控制是解决上述银基半导体不足的有效方法,并结合银基半导体光催化剂的优点必将在光催化降解废水和制氢等领域有良好的发展。     

铋系半导体光催化剂研究进展

铋系半导体材料具有特殊的层状结构以及合适的带隙,具有良好的可见光响应能力以及稳定的光化学特性,作为一类新型的环境友好型光催化剂在环境修复与解决能源危机等领域受到广泛关注,已成为近年来的研究热点。然而,铋系半导体光催化剂距离实际大规模应用仍存在一些亟需解决的问题,如光生载流子复合率高、对可见光谱的响应范围有限、光催化活性较差、还原能力较弱等。本文首先介绍了铋系半导体材料的典型特征、制备方法与反应机理,在此基础上着重阐述了铋系半导体光催化在形貌调控、构建异质结、离子掺杂、碳质材料掺杂、贵金属沉积、染料敏化等改性手段的研究进展以及在降解水体污染物、杀菌消毒、空气净化、制氢、还原CO2、有机合成等领域的应用成果。最后对铋系半导体光催化剂的未来前景做出展望,指出其未来的研究方向应致力于从多手段耦合改性、拓展其应用领域以及深入探究反应机理等方面开展。     

窄带隙半导体光催化材料研究进展

概述了窄带隙半导体光催化材料的光催化反应机理、新型窄带隙半导体光催化材料的种类以及影响窄带隙半导体光催化材料的光催化活性的因素.介绍了传统半导体光催化材料的掺杂改性方法和一些新型的窄带半导体光催化材料.