镧镍复合氧化物催化剂及其光催化活性的研究

采用三种不同的顺序,用固相法制备La₂O₃-NiO催化剂,通过XRD和TEM手段对其热稳定性、结构以及表面形貌进行分析。研究了催化剂不同的制备顺序、反应光照时间以及催化剂用量对光催化降解甲基橙的影响,并对镧镍复合物间的协同机理进行了初步的探讨。实验结果表明,虽然同是固相法制备,但采用不同步骤顺序所制备的催化剂催化效果大不相同。用机械混合方法制备而成的La₂O₃-NiO催化剂催化效果最好;先分开碾磨、后在一起焙烧制备而成的La₂O₃-NiO催化剂催化效果其次;而一开始就把各种反应物放在一起碾磨而后焙烧制成的La₂O₃-NiO催化剂催化效果最差,原因可由复合氧化物之间的协同机理进行解释。     

CuO/棉纤维复合材料的制备及其光催化性能研究

以棉纤维为模板剂,采用水热低温结晶法,制备复合材料CuO/棉纤维。考察了反应温度及晶化时间对复合材料光催化降解甲基橙活性的影响,并研究了光催化反应的动力学规律。结果表明,CuO/棉纤维复合材料的最佳制备条件为:水热温度120℃,晶化时间24 h。在此条件下,甲基橙的降解率为65.14%。     

CuO/棉纤维复合材料的制备及其光催化性能研究

以棉纤维为模板剂,采用水热低温结晶法,制备复合材料CuO/棉纤维。考察了反应温度及晶化时间对复合材料光催化降解甲基橙活性的影响,并研究了光催化反应的动力学规律。结果表明,CuO/棉纤维复合材料的最佳制备条件为:水热温度120℃,晶化时间24 h。在此条件下,甲基橙的降解率为65.14%。     

AuCo/水滑石复合氧化物的制备及其光催化性能

采用浸渍-还原方法将不同比例的金钴(Au、Co)负载到锌铝水滑石(AuCo/ZnAl-LDHs)表面,经焙烧得到具有较高光催化性能的复合氧化物(AuCo/ZnAl-LDO),借助X射线粉末衍射、透射电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱技术对样品的晶体结构、表面形貌和光吸收特性进行表征,并考察了材料对邻苯二酚光催化降解性能。实验表明:Au、Co总负载量为2%时,n(Au)/n(Co)摩尔比为5:1,焙烧温度为400℃的光催化剂对邻苯二酚的降解表现出的最佳的性能,5 h对邻苯二酚的降解率达到了94.7%。     

杂多酸/聚乙烯醇复合膜的制备及光催化性能研究

合成了过渡金属取代的硅钨酸盐K6Si M(H2O)W11O39(M=Co、Ni、Cu,简称为Si MW11),利用硅钨酸(H4Si W12O40.nH2O,简称为Si W12)与Si MW11做母体,分别将它们负载于聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)上,制成一系列杂多酸/聚乙烯醇复合膜光催化剂,利用IR、SEM进行了表征.以高压汞灯为光源,分别研究了Si W12/PVA、SiCoW11/PVA、Si Ni W11/PVA、SiCuW11/PVA复合膜对有机染料甲基橙的光催化脱色,它们都具有很高的催化活性,60 min内对甲基橙的脱色率均可达到90%以上,其中Si W12/PVA复合膜效果最好,12 min内脱色率达100%.提高Si W12负载量可有效提高膜的光催化活性,当Si W12与PVA质量比为1∶1时催化活性最高.     

氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究

利用Zn(NO_3)_2水解,六次甲基四胺为辅碱,通过一步水热法合成ZnO纳米线。自然光照射120 min,样品对难降解的甲基橙催化降解率为53.9%,在模拟太阳光(450 W汞灯)照射下,120 min后样品对亚甲基蓝和罗丹明的降解率分别可达76.7%和82.1%,且对较难降解的甲基橙的降解率为68.4%,可见该法合成的样品对有机物具有较好的光催化活性。样品经多次循环利用,其光催化活性变化不大,说明该法合成的样品有较稳定的光催化性能。而且,用一步水热法合成ZnO纳米线,具有设备简单、环境友好、高效等优点。     

氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究

利用Zn(NO_3)_2水解,六次甲基四胺为辅碱,通过一步水热法合成ZnO纳米线。自然光照射120 min,样品对难降解的甲基橙催化降解率为53.9%,在模拟太阳光(450 W汞灯)照射下,120 min后样品对亚甲基蓝和罗丹明的降解率分别可达76.7%和82.1%,且对较难降解的甲基橙的降解率为68.4%,可见该法合成的样品对有机物具有较好的光催化活性。样品经多次循环利用,其光催化活性变化不大,说明该法合成的样品有较稳定的光催化性能。而且,用一步水热法合成ZnO纳米线,具有设备简单、环境友好、高效等优点。     

Ni/Co共掺杂二氧化钛纳米片的可控制备及光催化性能研究

采用水热法合成掺杂不同金属元素的片状TiO₂纳米材料,对掺杂金属元素的纳米材料的光催化性质进行深入探讨,并对其光催化降解条件及对有机污染物甲基橙的光催化降解应用进行研究,进而选择最佳掺杂金属元素的TiO₂纳米材料作为光催化剂。结果表明,Ni/Co共掺杂二氧化钛纳米片的催化降解有机染料甲基橙效果最佳,能在短时间内对有机染料进行有效降解,在紫外光照下其降解效率约为92%。     

ZnO/Bi_2O_3复合物的制备及光催化性

通过分子前驱体Zn[Biedta]2·8H2O热分解得到Zn-Bi-O三元复合氧化物,采用XRD、漫反射光谱、FTIR等方法探索灼烧时间对复合氧化物的结构和性质的影响。同时以甲基橙的光降解为模型研究了灼烧时间对复合物催化性能的影响。结果表明,灼烧时间对复合物物相、吸光度、催化效果等均存在影响。制备的复合物对甲基橙光降解均具有不同程度的催化能力,其中灼烧2 h所得复合物的催化效果最好,在中性环境中,对20 mg/L的甲基橙而言添加量2 g/L为最佳,光照3 h的褪色率达90%。     

烧绿石型复合氧化物的制备及其光催化性能

综述了近年来国内外烧绿石型复合氧化物的制备方法及其影响因素;总结了这类材料在光催化降解有机物和光催化分解水方面的研究进展;分析了烧绿石型复合氧化物的应用前景.     

硅藻土负载二氧化钛复合材料的制备与光催化性能

对硅藻土进行提纯处理后,用水解沉淀法制备了硅藻土负载纳米TiO2复合材料.采用扫描电镜和X射线衍射等手段对复合材料进行了表征,并进行了复合材料的光降解脱色实验研究.结果表明:负载在硅藻土表面的TiO2晶型为锐钛型,晶粒平均尺寸为12nm,纳米TiO2在硅藻土表面形成了均匀的包覆.用对罗丹明B溶液的脱色率检验得到样品的光降解性能.结果表明:所制备的硅藻土负载纳米TiO2复合材料具有较强的光降解性,其对罗丹明B的光降解率明显高于德国Degussa公司的纳米TiO2商品P25的降解率.     

氧化镍的制备和表征及光催化性能研究

用均相沉淀法合成了不同粒径和形状的镍的氧化物,通过XRD、TG-DTA对产物进行了物相及热稳定性分析,研究了镍的氧化物作为光催化剂降解脱色染料废水的效果,比较了不同粒径和形状的镍的氧化物的光催化性能。实验结果表明NiO具有良好的光催化性能。     

新型可见光活性氧化钯/钒酸铋复合光催化剂的制备及其光催化性能

通过浸渍法制备了新型可见光活性的氧化钯(PdO)/钒酸铋(BiVO4)复合光催化剂.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、紫外-可见吸收光谱等测试手段对复合光催化剂的物理和光学性质进行了表征.在可见光(λ＞400nm)照射下考察了PdO/BiVO4样品降解甲基橙的光催化性能.结果表明:PdO/BiVO4光催化剂为单斜相结构,晶粒形貌呈十字花或球形.XPS结果显示:复合光催化剂中掺杂的钯(Pd)元素是以PdO的形式存在的.与纯BiVO4样品相比,复合光催化剂可见光降解甲基橙的活性显著增强.这种新型复合光催化剂的光催化性能提高的原因可能是由于催化剂中光生载流子的高效分离造成的.     

石墨烯负载二氧化钛复合材料及光催化降解甲基橙

以天然鳞片石墨为原料,用改进的Hummers法氧化制备氧化石墨烯,然后用葡萄糖还原制得石墨稀,再用溶胶一凝胶法复合制备了TiO2／2;墨烯的复合材料。用FI-IR、Raman、AFM、SEMvR）3LTGA对石墨烯和TiO2／2;墨烯复合材料进行了表征,并在紫外光照射条件下对比石墨烯、TiO2、TiO：／2;墨烯复合材料对甲基橙的降解效果。结果表明,在紫外光照射下,TiO2的负载率为35％时,TiO2／2;墨烯复合材料光催化降解甲基橙的催化效率明显大于单纯TiO2及石墨烯,光催化4小时后,脱色率达到85％。TiO2／2;墨烯复合材料不失为一种有潜力的光催化降解染料废水催化材料。     

二氧化钛介孔膜制备、表征及其光催化性能研究

采用提拉-浸渍法在铟化锡导电玻璃( ITO)表面制备TiO2介孔薄膜,通过X射线衍射分析、透射电镜及N2吸附-脱附等测试对材料进行了表征.结果表明,薄膜材料为高催化活性的锐钛矿型,具有高比表面积(166m2·g-1)和较窄孔径分布(2～10nm).以TiO2/ITO为工作电极,建立三电极光催化体系.结果表明,降解初始质量浓度20mg·L-1的甲基橙光电催化反应中,当pH=2、外加阳极偏电压为0.6V、电解液Na2SO4的浓度为10 mmol·L-1时降解效果好,降解率可达97％.     

阴极电沉积制备铝掺杂ZnO薄膜及其光催化性能

以不锈钢为基体,采用阴极电沉积法,从Zn(NO3)2和Zn(NO3)2+Al(NO3)3水溶液中制备了纯ZnO薄膜和铝掺杂ZnO薄膜.用X射线衍射、 扫描电镜和紫外-可见光漫反射光谱研究了铝掺杂对ZnO薄膜相变和光催化活性的影响.结果表明:在铝掺杂ZnO薄膜中,部分Al3+进入ZnO的晶 格,形成固溶体:铝掺杂使ZnO的吸收阈值蓝移大约50nm.和纯ZnO薄膜相比,铝掺杂ZnO薄膜在紫外光和可见光区均呈现出更高的催化活性, 反应60min后.甲基橙的降解率分别提高了45%和30%.探讨了铝掺杂ZnO薄膜光催化活性提高的原因.     

TiO2-SiO2复合薄膜光催化活性与亲水性关系的研究

采用溶胶凝胶法在载玻片表面制备了均匀透明的TiO2-SiO2超亲水性薄膜。利用XPS，XRD，lR等对光催化活性和亲水性关系进行了研究。结果表明：薄膜的亲水性与光催化活性协同作用是其保持自清洁的关键。添加SiO2后，复合氧化物中表面形成Lewis酸，薄膜表面吸附的羟基含量增多且稳定。在与有机物竞争吸附过程中，水优先吸附，可提高薄膜的超亲水性和光催化活性，有利于提高其自清洁性能。     

光催化自洁净玻璃的研制

用溶胶－凝胶法制备了表面镀有Ag-TiO2光催化薄膜的自洁净玻璃,并利用XRD,SEM等方法研究了光催化薄膜的结构与特征,考察了不同银含量以及不同膜厚度对自洁净玻璃光催化活性的影响。研究结果表明：光催化薄膜主要由20－100nm的Ag和TiO2颗粒构成;掺入适量银,可提高光催化活性,在[Ag]/[TiO2]=2/50（浓度比）时为最好。在[Ag]/[TiO2]＝2／50时,膜厚为0．87μm时光催化活性最高。     

电气石/TiO2复合薄膜的显微结构及光催化活性研究

在钛溶胶制备过程中加入天然电气石微粉，制得含电气石的钛溶胶，然后在紫铜表面镀膜形成含电气石的TiO2复合薄膜。用SEM研究电气石／TiO2复合薄膜的显微结构特征；用光催化降解甲基橙实验研究电气石微粉对TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明：电气石微粉能均匀的分布在紫铜表面的TiO2薄膜中，且形成了以电气石为核心的TiO2微粒簇，其中TiO2微粒具有阶梯层状结构和表面纳米凸起。用紫外线照射3h后，与不含电气石的TiO2薄膜相比，含质量分数为0．54％电气石的TiO2单层和双层复合薄膜对甲基橙的光催化降解率可分别提高12．1％和28．6％。     

Ni-CGO阳极支撑ScSZ/CGO复合电解质电池的制备及性能

用柠檬酸溶胶-凝胶法合成了Ce0.85Gd0.15O2-δ(CGO),用共沉淀法合成了掺摩尔分数为11%Sc2O3稳定的ZrO2(scandium oxide-stabilized zirconia,ScSZ)电解质材料.通过X射线衍射和透射电镜对电解质材料的物相、形貌和成分进行表征.结果表明:CGO和ScSZ在各自的煅烧温度下均形成了单-的立方萤石结构晶态;ScSZ颗粒的粒径约为20nm.用共压法分别制备了以NiO-CGO阳极支撑的CGO单层电解质和ScSZ/CGO复合电解质的基体,并在基体上涂覆阴极制作单电池.在650～800℃范围内测试单电池的电性能.结果表明:ScSZ/CGO双层电解质电池的开路电压和最大功率密度均高于单层CGO电解质电池;在800℃电流密度和功率密度达到最大值,分别为677.5 mA/cm2和197.3 mW/cm2.说明SeSZ/CGO双层电解质有效地提高了电池的性能.