离子掺杂和氢气氛处理对TiO2光催化性能的影响

研究了过渡金属离子、稀土金属离子或N、C阴离子对TiO2掺杂,以及在氢气氛条件下处理TiO2,使其具有可见光光催化活性.过渡金属离子掺杂,可在TiO2晶格中引入缺陷,促进电子-空穴的分离或复合;稀土金属掺杂有利于提高TiO2的光催化活性,光催化活性的增加可能是由于稀土金属掺杂,增加了TiO2对污染物的吸附、促进了TiO2红移到较高的波长,以及其表面电子迁移速率的增加阻止了电子-空穴复合;C、N阴离子掺杂或在氢气氛条件下对TiO2进行处理,可能会产生TiO2-xCx、TiO2-xNx、TiO2-x等半导体,晶体颜色由浅变深,促进对光吸收波长的红移,有利于可见光催化活性的提高.     

离子掺杂和氢气氛处理对TiO2光催化性能的影响

研究了过渡金属离子、稀土金属离子或N、C阴离子对TiO2掺杂,以及在氢气氛条件下处理TiO2,使其具有可见光光催化活性．过渡金属离子掺杂,可在TiO2晶格中引入缺陷,促进电子一空穴的分离或复合;稀土金属掺杂有利于提高TiO2的光催化活性,光催化活性的增加可能是由于稀土金属掺杂,增加了TiO2对污染物的吸附、促进了TiO2红移到较高的波长,以及其表面电子迁移速率的增加阻止了电子一空穴复合;C、N阴离子掺杂或在氢气氛条件下对TiO2进行处理,可能会产生TiO2-xCx、TiO2-xNx、TiO2-x,等半导体,晶体颜色由浅变深,促进对光吸收波长的红移,有利于可见光催化活性的提高．     

石墨相氮化碳的制备与光催化性能

石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种半导体材料,它的禁带宽度约为2.7eV,具有优异的物理和化学稳定性,并且其原料来源广泛,无毒,廉价,可以应用于产氢、降解有机染料及CO2的还原等领域。本研究以尿素为原料制备了g-C3N4,研究了热聚合温度、反应时间对制备的g-C3N4光催化降解罗丹明B性能的影响,并考察了对甲基橙、亚甲基蓝等不同染料的光催化降解效果。结果表明:石墨相氮化碳对于罗丹明B和亚甲基蓝的降解效果较好(3h之内几乎完全降解),而对于甲基橙几乎没有降解效果;随着聚合温度的提高(600℃以下),反应时间的延长(9h以内),产物的光催化降解染料的效果越好。     

还原氧化石墨烯/石墨相氮化碳复合膜的制备及其脱盐性能

采用真空抽滤法制备了以氧化石墨烯为基体的rGO/g-C_3N_4复合膜,系统研究了光催化还原时间、GO与g-C_3N_4质量比及GO沉积密度等工艺参数对复合膜脱盐性能的影响,优选出rGO/g-C_3N_4复合膜成膜工艺条件;并基于优选工艺所制备复合膜研究了NaCl溶液浓度对复合膜脱盐性能的影响,为复合膜的制备及应用提供实验依据。研究结果表明:紫外光照射时间为30h,GO与g-C_3N_4的质量比为6∶1,GO沉积密度为477.7mg·m~(-2)时制备的rGO/g-C_3N_4复合膜对NaCl溶液的脱盐性能最佳;复合膜对NaCl截留率和溶液通量均随NaCl溶液浓度降低而升高,对浓度为0.01mol·L~(-1)的NaCl溶液,截留率达到61.1%。     

铈掺杂改性TiO2的光催化性能

采用溶胶一凝胶法制备稀土金属铈（Ce）掺杂改性纳米TiO2光催化剂。运用X-射线衍射（XRD）、紫外一可见漫反射光谱（DRS）、程序升温氧吸附一脱附、透射电镜（TEM）等手段表征催化剂的组成、结构特征及与光催化性能的关联;以催化剂上甲基橙的紫外光催化降解反应为探针,探讨了掺杂前后TiO2光催化剂在紫外光下的活性规律。研究结果表明Ce的掺杂有利于抑制TiO2晶粒生长和晶型的转变,提高晶体的热稳定性,提高TiO2催化剂的可见光吸收能力;由于Ce具有贮存氧的能力,有助于TiO2催化剂对氧气的吸附,其吸附量随Ce掺杂量的增加而增加。     

TiO_2-SiO_2复合气凝胶涂层的制备和光催化性能

利用TiCl4和工业水玻璃为原料,通过溶胶凝胶法制备TiO2-SiO2复合凝胶,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(EtOH)/正己烷(Hexane)混合溶液对湿凝胶进行改性,常压干燥制备了TiO2-SiO2气凝胶,经150℃干燥所得的气凝胶具有多孔结构,获得的气凝胶比表面积达到646～816m2/g,孔体积达到1.52～2.19cm3/g。用乙醇作为分散剂,将气凝胶块体研磨成具有一定黏度的浆料,采用丝网印刷法制成TiO2-SiO2复合气凝胶涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和孔径及比表面积分析仪(BET)对复合气凝胶的结构、形貌和孔性质进行了研究,通过分光光度计法分析了TiO2-SiO2复合气凝胶涂层光催化降解罗丹明B的性能,在可见光下照射4h后降解率达到77%。     

纳米银／偕胺肟纤维复合材料的制备及其光催化性能研究

以偕胺肟纤维（AOCF）为基体,与Ag＋通过配位一还原法制得纳米银／偕胺肟纤维（Ag／AOCF）．对催化剂进行SEM表征．以太阳光下对二甲酚橙的催化降解,考察了制备、实验条件对催化剂的光催化性能的影响．实验结果表明,在硝酸银浓度为4．0×10-3mol／L、配位反应时间为40min、pH-6的制备条件下制备的催化剂对二甲酚橙的光催化降解效率最佳,当二甲酚橙溶液pH=7、太阳光光源、催化剂用量为1．6g／L时催化降解二甲酚橙,降解效率能达到99．7％,且催化剂在重复使用了8次后,其对二甲酚橙的光催化降解效率仍能保持在80％以上．     

氮化碳复合石墨烯提高光生载流子利用率增强光催化性能

以尿素和氧化石墨烯为原料,采用简便易行的煅烧方法合成氮化碳与石墨烯的复合物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱、光电流密度等方法对样品进行表征,并研究其在可见光照射下降解罗丹明B的光催化性能。通过改变前驱体的不同复合比例,确定其最佳反应条件,并说明氨气氛围对煅烧过程的影响。结果表明,在550℃煅烧3 h,氧化石墨烯与尿素前驱体的复合比为4×10~(-6)时其光催化效果最佳,90 min后染料降解率可达90%,是纯相氮化碳的1.4倍。与未复合石墨烯的氮化碳样品相比,复合物在抑制光生电子空穴复合率、加快光生载流子传输方面表现出优异性质。     

改性石墨相氮化碳光催化降解有机污染物

光催化技术可在温和的反应条件下将太阳能转化成化学能,促进有机污染物的降解。石墨相氮化碳作为一种新型非金属半导体聚合物,具有独特的电子结构和良好的化学稳定性,近些年在光催化领域受到广泛关注,但石墨相氮化碳自身也存在一些不足,如禁带宽度为2.7 eV、仅可以吸收太阳光中小于475 nm的蓝紫光、光生载流子易复合、量子效率低、比表面积小等,需要对其进行改性来提高光催化性能。主要评述了石墨相氮化碳在结构优化、贵金属沉积、半导体复合、元素掺杂、染料敏化、碳材料复合等方面的改性研究进展及其在环境污染净化领域的应用前景。     

纳米二氧化钛粉体光催化染料脱色的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用水解法制备了纳米二氧化钛粉体.经XRD对制得的粉体进行了表征.以水解法制得的二氧化钛粉体,利用紫外光催化反应装置,考察了溶液初始浓度变化、催化剂投加量以及光催化时间对甲基橙降解率的影响.结果表明:随着溶液初始浓度增加,甲基橙的降解率降低;TiO2粉末投加量为0.8 g/L时,其具有良好的光催化脱色性能,经7 h光照,甲基橙染料废水脱色效果好.