纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构材料的制备及非均相Fenton催化降解亚甲基蓝性能研究

采用等体积浸渍法设计制备纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构非均相Fenton催化材料,并测试其对亚甲基蓝的降解性能。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、小角X射线衍射(SAXRD)和氮气吸附脱附等方法表征其粒子尺寸、介孔有序性、比表面积及孔径分布等。结果表明,介孔KIT-6孔道内均匀分布着纳米尺寸的Fe_2O_3粒子,10%铁含量(质量分数)的纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构材料具有最优的Fenton催化降解性能。这是因为适量的纳米Fe_2O_3负载使催化材料具有较大的比表面积和较多活性位点的同时具有一定的催化介质传质通道,同时减少纯纳米粒子在催化过程中的团聚,从而最终提高催化剂的Fenton催化降解性能。     

以稻壳为模板制备TO_2/SiO_2纳米孔复合材料及其催化性能（英文）

以稻壳为模板及硅原,采用溶胶凝胶法制备了具有高锐钛矿含量、高比表面积和较优光催化性能的Ti O2/Si O2纳米孔复合材料。采用综合热分析仪(TG-DSC)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜、和N2吸/脱附手段对所制材料的热学性能、显微结构和化学组成经行了表征。结果表明,复合材料中锐钛矿型Ti O2在700~800℃热处理后开始转变为金红石Ti O2,1000℃转变完全。当处理温度在500~600℃时,纳米二氧化钛颗粒在稻壳引理生长,形成催化活性点。随着处理温度的升高,二氧化钛在稻壳孔隙结构表面形成层状结构。处理温度500℃时,Ti O2/Si O2纳米孔复合材料具有最佳的催化性能,对甲基蓝的降解4 h达82%。     

Preparation of Nanoporous TiO2/SiO2 Composite with Rice Husk as Template and Its Photocatalytic Property

以稻壳为模板及硅原,采用溶胶凝胶法制备了具有高锐钛矿含量、高比表面积和较优光催化性能的TiO2/SiO2纳米孔复合材料。采用综合热分析仪（TG-DSC）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜、和N2吸/脱附手段对所制材料的热学性能、显微结构和化学组成经行了表征。结果表明,复合材料中锐钛矿型TiO2在700~800 ℃热处理后开始转变为金红石TiO2,1000 ℃转变完全。当处理温度在500~600 ℃时,纳米二氧化钛颗粒在稻壳引理生长,形成催化活性点。随着处理温度的升高,二氧化钛在稻壳孔隙结构表面形成层状结构。处理温度500 ℃时,TiO2/SiO2纳米孔复合材料具有最佳的催化性能,对甲基蓝的降解4 h达82%。     

碳掺杂氧化钛薄膜可见光催化性能及机制研究

以四异丙醇钛为原料,用大气开放式MOCVD装置通过控制工艺参数制备不同含碳量的氧化钛薄膜.分别采用EDS、XRD、SEM、UV-VIS、罗丹明B光催化降解的方法对不同碳含量的碳掺杂氧化钛薄膜的光吸收性能以及可见光下的光催化活性进行研究.研究结果表明,随着碳掺杂量的增加,薄膜的可见光吸收和可见光催化活性均增强.     

TiO_2/多孔g-C_3N_4纳米复合材料制备及性能研究

以硫酸钛为钛源,采用水热法成功制备了TiO_2纳米颗粒均匀负载于多孔g-C3N4表面的复合光催化材料。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),紫外-可见漫反射(DRS)和荧光光谱(PL)等手段对样品进行表征,并以甲基橙为目标分解物考察了样品的可见光催化活性。结果表明:质子化作用是形成多孔结构的主要原因,且多孔性与Ti(SO4)2浓度高度相关。多孔结构的产生显著提高了复合材料对甲基橙的吸附能力。另一方面,TiO_2在g-C3N4表面原位形核生长,形成纳米结,光生电子-空穴对可通过纳米结有效分离,从而提高复合材料量子效率,增强光催化活性。不过,负载TiO_2后,复合材料的可见光响应特性有所降低。综合来看,当TiO_2与g-C3N4摩尔比为1/3时,所得复合材料光催化活性最强,降解甲基橙的一级反应速率常数为单一g-C3N4的11.1倍。     

溶胶凝胶-离子交换法制备具有可见光活性介孔AgInO2光催化剂

具有可见光响应高效光催化剂的设计和制备是环境与能源光催化研究领域的前沿和热点之一。本文采用溶胶凝胶-离子交换法制备AgInO₂介孔纳米材料,利用热分析(TGA-DSC)、X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、N₂吸附脱附以及紫外-可见吸收光谱等测试手段,研究了制备条件对AgInO₂微观结构的影响因素,并以甲醛为目标降解物研究了AgInO₂在可见光条件下光催化性能。研究结果表明：制备的介孔AgInO₂具有铜铁矿结构的晶型,颗粒尺寸约200-500纳米,N₂吸附脱附非等温曲线呈IV型,吸收边位于500-600 nm可见光范围内,在可见光照射180 min 的条件下,介孔AgInO₂对甲醛的光催化降解率达93.97%。本研究为介孔AgInO₂光催化剂在净化室内空气的广泛应用奠定了实验基础。     

文摘辑要

电化学制备TiO2多孔纳米薄膜的影响因素研究 以硫酸溶液为电解液,用阳极氧化方法制备出具有纳米孔结构氧化钛薄膜,光催化性能远远大于普通尺度的氧化钛,通过在氧化钛表面附载卟啉类光敏剂,进一步提高氧化钛薄膜的光催化性能,使得光谱响应区红移,在可见光区能够吸收,使太阳能转化成电能成为可能。     

杂化Cu2O/Cu纳米粒子的水相合成及强化光降解甲基橙的催化活性研究

为了优化Cu2O纳米粒子的光催化性能,论文以抗坏血酸作为还原剂、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂采用水相合成的方法通过调控反应温度制备出杂化Cu2O/Cu纳米粒子。利用SEM、XRD和N2吸附技术对Cu2O/Cu纳米粒子的形貌特征和结构性能进行表征。同时,也研究Cu2O/Cu纳米粒子催化降解甲基橙(MO)的效果和降解反应动力学。实验结果表明,制备的杂化Cu2O/Cu纳米粒子为“鹅卵石”形状,粒径尺寸范围在20至40nm之间,与纯Cu2O粒子相比相比,杂化Cu2O/Cu粒子具有尺寸小、比表面积大的特点。由于杂化材料中引入了Cu纳米粒子,促进了Cu和Cu2O和之间的界面电荷转移,使得Cu2O/Cu纳米粒子展现更优异的催化性能。Cu2O/Cu催化降解MO的反应符合一级动力学反应模型。经过四次循环使用后,杂化Cu2O/Cu仍然能表现出良好的催化活性。     

二氧化钛纳米片自组装合成介孔空心微球及其形成机理

本文以硫酸氧钛为原料,氢氟酸(HF)和尿素为导向剂,采用一步水热法制备出具有(001)晶面优势取向的纳米颗粒构筑的TiO_2空心微球。采用XRD、SEM、TEM和BET等手段对微球的形貌、结构和组成进行分析表征,以亚甲基蓝(MB)为模拟污水考察样品光催化降解MB的能力。结果表明:样品颗粒为直径1～3μm的空心微球,球壁由锐钛矿相(A-TiO_2)纳米晶和孔隙构成,A-TiO_2纳米晶的晶面具有明显的优势取向,以(001)为主,平均孔径为12.90 nm,属介孔范围;制备过程中适量的HF可以增强A-TiO_2纳米晶的结晶程度,诱导(001)晶面的形成及稳定保存下来;当制备过程中钛与氟的摩尔比为0.40时,A-TiO_2微球具有蛋黄结构,其比表面积可达21.05 m~2/g,对亚甲基蓝的降解率高达99.9%,表现出最佳的光催化活性。     

锡碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以纳米二氧化锡和酚醛树脂为原料,借鉴模板法制备介孔炭的过程,根据碳热还原的原理制备纳米锡碳复合材料。运用X射线衍射,扫描电镜,循环伏安(CV)以及循环性能测试等手段对合成材料进行研究。结果表明,所得复合材料中锡颗粒粒径在100nm左右,其均匀分布于碳基体中所形成的较大孔隙中,该结构既能缓解充放电过程中锡颗粒的体积效应,又能增强电解液的浸润,利于锂离子的传导。锡含量为78.5%(质量分数,下同)的复合材料具有较好的综合性能:在200mA/g的电流密度下,首次放电容量达1070mAh/g,充放电效率为70%,30次循环后放电容量保持在560mAh/g,且倍率性能良好,当电流密度增大到1600mA/g时,材料依然保有440mAh/g的比容量。