TiO_2系光催化型抗菌陶瓷的研究进展

TiO_2系光催化抗菌陶瓷具有杀菌彻底、抗菌持久、安全无毒等优点,有着比传统银系抗菌陶瓷更为广阔的应用前景。笔者梳理了国内外TiO_2系抗菌陶瓷的发展现状,讨论了光催化抗菌陶瓷的抗菌机理以及目前TiO_2系光催化抗菌陶瓷存在的主要问题,旨在更好地协助科技人员拓展思路,解决光催化抗菌陶瓷制备技术难题。     

ZnO光催化剂的改性研究

近年来,半导体光催化剂作为一种"绿色技术"受到了越来越多的关注,ZnO由于具有3.37eV的适当带隙,成本低,环保等特点,已被系统地作为光催化剂进行研究。然而,较大带隙导致对可见光的利用率低,且光生电子-空穴对能够快速内部重组,限制了其在实际中的应用。为了解决这些问题,研究人员做了很多改性研究。本文主要综述了rGO/ZnO、g-C3N4/ZnO、TiO_2/ZnO和CdS/ZnO复合材料的改性研究。     

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。     

油水自组装制备Ag@AgCl/K_4Nb_6O_(17)及其光催化降解有机污染物的研究

在高温固相法制备K4Nb6O17的基础上,采用油水自组装合成复合光催化剂Ag@Ag Cl/K4Nb6O17,利用XRD、SEM、TEM、EDX、UV-Vis、PL、BET等多种手段对复合光催化剂的微观结构、形貌和性能进行了表征,并研究了可见光下降解亚甲基蓝(MB)的催化性能。研究表明,Ag@Ag Cl的粒径约为20 nm,均匀分散在二维层状结构K4Nb6O17的表面上;贵金属Ag纳米粒子的表面等离子体效应显著,对可见光的吸收范围从400 nm拓展到800 nm;Ag@Ag Cl(25%(质量分数))/K4Nb6O17在可见光照射60 min对亚甲基蓝的降解率为88.2%,远远高于单体Ag@Ag Cl和K4Nb6O17的活性。循环实验证明催化剂具有较好的稳定性,同时对苯酚和罗丹明B(Rh B)也具有一定的催化降解活性。淬灭实验表明自由基和空穴均为活性物种,并在此基础上提出降解机理。     

CdS-K2La2Ti3-xNbxO10复合物的制备及其光催化性能研究

采用硬脂酸法制备K2La2Ti3O10,通过铌离子掺杂得到K2La2Ti3-xNbxO10,再使用微波法进行质子交换、胺柱撑/镉离子交换,通过硫化反应制备得到CdS-K2La2Ti3-xNbxO10催化剂。运用X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis)等手段对催化剂进行表征,并且考察了其在可见光下对罗丹明B的光催化降解活性。结果表明:铌离子掺杂和硫化镉插层拓展了催化剂的可见光吸收范围,抑制了光生电子与空穴的复合效率,提高了光催化活性,使其催化活性明显高于K2La2Ti3O10催化剂和掺杂的K2La2Ti3-xNbxO10催化剂。     

Pt／K2La2Ti3O10催化剂的合成及可见光催化活性的研究

用高温固相法合成了具有类钙钛矿型结构的层状化合物K2La2TiO10用XRD、TEM、UV-DRS对其进行表征.利用不同还原方法制备了Pt/K2La2Ti3O10光催化剂.考察了在可见光下Pt/K2La2Ti3O10光催化制氢的活性.比较了负载Pt与负载Ni和纯的K2La2Ti3O10的光催化活性.研究了Pt负载量、不同还原方法对光催化分解水制氢反应的影响.在最佳的Pt负载量2%(Wt)下,产氢速率达到2.59 mol/m2·h.     

银基核壳型纳米复合光催化材料的研究进展

核壳结构光催化材料,其壳层可以阻止内核与苛刻的反应环境直接接触,起到铠甲的保护作用,而且核壳间具有较高的界面接触,增加了光生电荷的传输通道,核壳结构具有较高的光催化活性和稳定性。笔者综述了纳米核壳材料的特点及银基的种类,并从银基与高分子聚合物复合、银基与半导体复合、银基与金属复合三个方面梳理了目前银基纳米核壳型复合光催化材料的研究进展,旨在更好地拓展研究思路,解决银基光催化材料应用过程中存在的难题。     

可见光分解水制氢催化剂研究进展

光解水制氢能否实用化取决于太阳光的有效利用率,研究开发可见光化的光催化剂成为当前光催化剂研究中的重要课题。介绍了光解水制氢的反应机理,叙述了近年来半导体光催化剂在利用可见光方面的研究进展。认为应该寻找本身具有较高的氢生成活性中心的光催化剂,实现不负载Pt等贵金属光解水制氢;循环使用牺牲剂,或无须牺牲剂实现可见光的光解水。如能开发利用海水制氢,则这对于淡水资源和土地资源日益稀缺的我国来说尤为重要。     

α-FeOOH光催化材料的设计调控及其处理有机废水的应用

简述了α-FeOOH晶体结构、尺寸形貌对催化活性的影响,总结了通过表面修饰、异质结构建、离子掺杂、氧空位引入对α-FeOOH进行改性设计的研究进展并探讨了光催化活性的提高机制,同时介绍了α-FeOOH复合材料与H₂O₂构建光催化-Fenton体系协同降解有机废水的应用。最后对此类光催化材料未来的研究方向进行了展望,同时,与其它体系的协同构建,实现多场耦合强化有机废水的降解提出了建议。     

Ag3PO4光催化-臭氧催化氧化协同降解苯酚

以Ag₃PO₄为光催化剂并通入臭氧构建了光催化-催化臭氧氧化协同体系，大幅度提高了对苯酚的降解效率。协同处理6 min后可将30 mg/L的苯酚溶液完全降解，在达到相同降解效率时，与单一氧化技术相比时间缩短了3倍。协同体系降解性能的提升源于臭氧的亲电特性，不仅加速了光生电荷的迁移，提升了光催化降解活性；同时还有效提高了臭氧利用效率，催化分解臭氧能产生更多的羟基自由基(·OH)，协同促进了苯酚的降解矿化性能。进一步通过猝灭实验验证了·OH是协同降解体系的主要活性物种，考察了臭氧浓度、催化剂投加量、苯酚浓度和酸碱性对降解效率的影响，探讨了光催化-臭氧催化氧化协同降解苯酚的降解机理。