Ag-Ti3+-TiO2纳米锥的制备及光电催化性能研究

抗生素的过度使用对环境造成了持久性的污染,光电催化是降解抗生素的环保、高效技术,其中光电极的设计尤为重要。为提高抗生素降解速率,采用电化学还原和光还原法制备了Ag-Ti³⁺-TiO₂纳米锥复合光电极,并用于模拟可见光照射下光电催化降解四环素的过程,考察其光电催化性能。结果表明,由于Ti³⁺自掺杂和Ag纳米颗粒的局域表面等离子体共振效应,复合电极有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,并表现出更低的电荷转移电阻,提高了光电催化性能。复合光电极在可见光照射下,90 min后可降解87.9%的四环素,且5个循环后降解率保持在82.5%。这些结果表明,Ag-Ti³⁺-TiO₂纳米锥复合光电极具有高降解效率、良好的稳定性和可持续的循环利用性,有望实现高效环保地光电催化降解抗生素。     

Photoelectrocatalytic activity of two antimony doped SnO2 films for oxidation of phenol pollutants

Two types of Sb-doped SnO2 films on titanium substrate were prepared by the combination of electro-deposition and dip-coating (Ti/SnO2-Sb2O4/SnO2-Sb2O4) and single dip-coating (Ti/SnO2-Sb2O4), respectively. The surface morphology and crystalline structure of both film electrodes were characterized using X-ray diffractometry(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). XRD spectra indicate that the rutile SnO2 forms in two films and a TiO2 crystallite exists only in Ti/SnO2-Sb2O4 electrode. SEM images show that the surface morphology of two films is typically cracked-mud structure. The photooxidation experiment was proceeded to further confirm the two electrode activity. The results show that the photoelectrocatalytic degradation efficiency of Ti/SnO2-Sb2O4 electrode with sub-layer is higher than that of simple Ti/SnO2-Sb2O4 electrode using phenol as a model organic pollutant. The Ti/SnO2-Sb2O4/SnO2-Sb2O4 photoanode has a better photoelectrochemical performance than Ti/SnO2-Sb2O4 photoanode for the removal of organic pollutants from water.     

Pd-TiO2/ITO膜的制备及催化活性研究

采用提拉 -光化学还原法制备了Pd -TiO2 /ITO催化膜 ,用XRD、SEM、紫外 -可见吸收光谱和光电流对Pd -TiO2 /ITO光电催化膜进行了表征 ,以甲酸为对象考察了Pd -TiO2 /ITO膜在不同条件下催化氧化有机污染物的活性。结果表明 ,与纯TiO2 /ITO膜相比 ,Pd -TiO2 /ITO膜不仅具有很高的光催化和光电催化活性 ,同时还表现出常温常压下对甲酸降解的非光催化活性。     

α-Fe2O3光电催化分解水研究进展

利用光电催化技术分解水制氢来获得清洁能源,有助于缓解当前化石能源日益萎缩及二氧化碳排放污染环境带来的压力。α-Fe_2O_3具有带隙合适、化学稳定性好、资源丰富以及经济可行性好等特点,使其在光电极材料研究中一直备受青睐。但是,由于氧化铁材料导电性差,光生电子和空穴复合率高等原因,限制了该材料在光电催化技术中的发展应用。从光阳极材料分解水制氢的原理出发,综述了近年来通过形貌控制如制备多层薄膜、纳米管(核壳结构的纳米棒)及纳米网等,引入Sn、Si、Ti、Mn、Al、Zn等元素以及部分元素的共掺杂,引入氧空位及与IrO_2、Co-Pi、Al_2O_3、石墨烯等其他材料的复合等几种途径,促进光生载流子的迁移效率,减少载流子的复合机率,进一步提高光电流密度并降低起动电压,以达到改善α-Fe_2O_3性能的研究工作。     

双阳极光电催化氧化降解2,4-二氯苯酚的研究

为提高高级氧化技术对内分泌干扰物的降解和矿化性能,首次研究了(TiO2/Ti-Fe)-石墨毡双阳极光电协同催化氧化体系,并考察了其对2,4-二氯苯酚的光催化氧化降解性能.研究了电流在TiO2/Ti-Fe两阳极上的分配,外加电压,pH等主要因素对2,4-二氯酚降解效率的影响及反应过程中H2O2的生成及积累情况.实验结果表明,本体系不仅具有较高的H2O2生成效率和较强的光催化氧化降解性能,而且该体系可以在较宽的pH范围内工作.在较低的电流密度下反应60 min,2,4-二氯酚的降解率可达95%以上,而矿化率高达80%.     

Co(OH)2/NiAl-LDH共修饰的α-Fe2O3光阳极增强光电化学分解水性能

采用水热法在掺杂氟的SnO₂导电玻璃(FTO)上生长α-Fe₂O₃光阳极薄膜,通过负载不同量的NiAl-LDH及Co(OH)₂双助催化剂,对α-Fe₂O₃的水分解性能进行改进。通过XRD,SEM和XPS对材料的结构进行表征,结果显示,Co(OH)₂/NiAl-LDH薄膜已成功制备,其在α-Fe₂O₃表面呈均匀分布的交联网状结构,该网状结构促进质子和反阴离子的快速转移,减少电解质溶液对α-Fe₂O₃的腐蚀。光电化学性能测试结果表明,在强碱性电解质溶液中,相比较于纯α-Fe₂O₃光阳极,[Co(OH)₂]₁/Ni₃Al-LDH/α-Fe₂O₃复合材料表现出较优的光电催化活性,光电流密度提高4倍,且在光...     

Pt掺杂介孔TiO_2/导电碳毡光电极的制备及光电催化性能

以四氯化钛为钛源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、氯铂酸为掺杂离子、导电碳毡为载体,通过水热合成法制得液晶-Pt离子-无机物钛前驱体溶液,在超声波辅助下采用浸渍提拉法进行负载,在氮气保护下焙烧得到导电碳毡负载铂掺杂介孔TiO_2(TiO_2-Pt/CCF)光电极,利用现代表征手段对材料结构进行表征。以苯甲醛为目标降解物,对材料的光电催化活性进行研究,并分析了光电协同机制。结果表明:介孔化处理提高了TiO_2-Pt/CCF的比表面积,增大了降解反应的有效面积和催化剂表面降解物浓度;金属离子掺杂引入了杂质能级,减小了TiO_2的能带隙,同时,Pt充当着光生电子-空穴捕获阱,阻止电子-空穴对的复合,提高了TiO_2-Pt/CCF的光电催化效率;TiO_2固载化提高了对目标降解物的吸附和表面电子转移。在多功能的协同改性下,TiO_2-Pt/CCF比无孔TiO_2/CCF和介孔TiO_2/CCF有更高的催化活性。     

煤基石墨烯系列材料的可控制备及其在CO2还原过程中的应用进展

石墨烯作为一种结构、性能独特的二维碳材料在CO₂还原转化过程中展现出良好的应用前景,寻找石墨烯丰富的碳质前驱体和可控制备方法是实现其大规模应用的基础。煤炭作为一种富碳矿物资源,含有丰富的官能团和高芳香度纳米石墨微晶结构。以煤炭及其衍生物为碳源制备高附加值石墨烯材料具有独特优势,是同时实现煤炭材料清洁化利用和石墨烯低成本实际应用的重要途径。针对不同变质程度煤种,从化学组成和煤质结构出发,通过适当的分子剪裁和化学结构组装,成功实现了系列多尺度、多形态煤基石墨烯材料的可控制备。常用的制备方式包括：机械力剪切、化学插层氧化、电化学剥离、气相沉积、阳极电弧放电及液相自组装等。如通过化学氧化或超声物理剪裁煤大分子结构制备零维石墨烯量子点;煤炭热解得到的含碳烃类小分子气体通过化学气相沉积制备二维石墨烯薄膜;煤炭高温石墨化后通过物理或化学剥离得到二维石墨烯纳米片;二维石墨烯经过结构自组装制备三维石墨烯气凝胶。由于煤基石墨烯的组成及其表界面结构具有易调控、可修饰等特性,其在CO₂还原过程中展现出良好的催化活性。通过总结煤基石墨烯系列材料在CO₂     

阳极氧化法制备TiO_2纳米管形貌与光电催化性能表征—氧化时间因素控制

采用电化学阳极氧化方法,通过控制氧化反应时间制备了一系列Ti O2纳米管,采用SEM、XRD和XPS分别对Ti O2纳米管的形貌、物相结构和组成元素进行了分析,并研究了Ti O2纳米管的光电催化及光催化降解有机染料的反应活性。结果表明,氧化反应时间的增长会导致Ti O2纳米管的管径和长度增加,从而加快光生电子-空穴对的生成效率,提高催化活性;但氧化时间过长时会使Ti O2纳米管表面的规整度下降,表面缺陷增多,致使光生电子-空穴对的再结合速率提高,反而使催化活性降低;适宜的阳极氧化时间为120min。     

负载型二氧化钛光电催化降解苯酚废水的反应动力学

采用浸渍提拉法制备发泡镍载二氧化钛薄膜电极，并以其为工作电极，建立三电极光电催化体系，对该体系降解苯酚的动力学进行了研究，考察了反应液初始pH值、反应物初始浓度、催化剂用量、光辐照强度、外加直流偏压值对光电催化反应速率的影响，采用幂指数方程描述反应动力学，得到方程C=C0exp(-0．5430Go^-0.4241E^0.2968Q^0.5418I^0.5877t)。方程计算值与实验值吻合较好，误差基本在15％以内。