花状微球BiOBr光催化剂的制备及光催化活性研究

采取溶剂热法,以Bi(NO3)3·5H2O和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,乙二醇为溶液,制备花状微球的BiOBr。运用XRD、SEM、EDX和UV-Vis等手段对其进行表征。以可见光下降解罗丹明B为研究对象,考察了催化剂投加量、染料溶液初始浓度等对光催化活性的影响,并对催化剂的稳定性进行了研究。结果表明,BiOBr有着出色的稳定性,在可见光下展现出较高的催化活性,当投加量为0.2g,可见光下照射30min,20mg/L的罗丹明溶液能全部降解。     

碳酸银光催化性能研究

银系光催化剂制备方法简单且带隙较窄,在可见光照射下具有良好的光催化效果,因此受到人们的广泛关注。以罗丹明B为降解物,在模拟可见光条件下利用碳酸银进行光催化降解实验,比较同等条件下碳酸银和二氧化钛的光催化性能,探究了碳酸银在不同pH、降解物质量浓度和催化剂投加量条件下的光催化活性,并利用总有机碳（TOC）分析矿化程度。通过X射线衍射仪（XRD）、激光拉曼光谱仪（RRS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和紫外吸收光谱仪（UV-Vis）对碳酸银进行表征并分析其晶相组成。结果表明,在同等条件下碳酸银对罗丹明B的光催化降解速率远大于二氧化钛,并且在溶液pH小于7、碳酸银投加量为 1 g/L条件下催化剂对质量浓度为5 mg/L的罗丹明B染料的光催化降解效果最好,紫外灯照射100 min后罗丹明B染料降解率达到98%以上,最终矿化率达到66%。     

Fe(III)/rGO/Bi2MoO6复合光催化剂制备及光催化芬顿协同降解苯酚

光催化-芬顿技术耦合可高效降解有机污染物。本研究采用溶剂热法制备了Fe(III)掺杂rGO/Bi₂MoO₆复合催化剂(Fe(III)/rGO/Bi₂MoO₆), 通过外加H₂O₂构建了光催化-芬顿协同体系, 可见光照射3 h后对苯酚的降解率(82%)远高于单独光催化(18%)或芬顿反应(48%), 进一步优化条件对苯酚可实现完全降解。这主要是通过Fe得失电子实现价态的转变, 并以此作为桥梁实现光催化-芬顿的协同作用。同时石墨烯的优异导电性能不仅克服了光催化中光生电子空穴难以分离的问题, 而且促进了Fe³⁺/Fe²⁺的循环反应, 促使芬顿反应产生更多的羟基自由基(?OH), 进一步提高了苯酚的降解效率。实验考察了Fe(III)含量、催化剂投加量、H₂O₂含量以及pH等因素对协同降解效果的影响。淬灭实验证明?OH是协同降解体系中最主要的活性物种, ?O₂^-和h⁺对降解活性也会产生一定的影响, 结合实验结果提出了Fe(III)/rGO/Bi₂MoO₆光催化-芬顿协同降解苯酚的机理。     

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。     

g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂制备及活性研究

光催化技术可直接利用太阳光实现有机污染物的深度降解,传统光催化剂二氧化钛存在可见光转换效率低,光生电子-空穴对容易复合等缺点。采用简单的化学法制备了二维纳米片层石墨相氮化碳(g-C_3N_4)包覆二氧化钛纳米粒子复合光催化剂(g-C_3N_4/TiO_2),利用XRD、UV-Vis、SEM、PL等手段对光催化剂的结构性能进行了表征,并考察了复合材料在紫外、可见光下降解亚甲基蓝(MB)、苯酚及双酚A的性能。研究结果表明:二维纳米片层g-C_3N_4的引入可以实现复合材料对可见光的吸收利用,并且可以极大地提高光生电子空穴在界面处的分离效率。在紫外光照射20 min后,5%g-C_3N_4/TiO_2复合物对染料亚甲基蓝(MB)的降解率高达90%,并且在重复使用5次之后仍具有较高的光催化性能。     

石墨烯基半导体复合光电极研究进展

作为一种新型二维纳米材料,石墨烯因具有优异的电荷传输能力、大的比表面积、高可见光透过率、柔韧的结构以及化学稳定性等特点而被广泛关注。将石墨烯与半导体材料复合已成为新型光电催化电极材料的研究热点之一。综述了石墨烯基光电极的制备以及新型石墨烯基光电复合材料在有机污染物的降解、分解水制氢、还原CO₂等领域的应用。最后,对石墨烯基半导体材料在光电催化领域存在的问题及其未来发展进行了展望。     

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。