溴氧化铋/石墨氮化碳复合半导体制备及其可见光催化性能研究

采用水热合成法制备BiOBr/g-C3N4复合光催化剂,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪(PL)对其进行表征。结果表明:BiOBr呈近似方形片状颗粒,边长约600nm,厚度约40nm,并且均匀地分布在g-C3N4薄片上。在可见光下,BiOBr/g-C3N4复合催化剂催化降解罗丹明B(RhB),降解率最高达96%,经过4次重复使用,其降解率仍然可达90%以上。

Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及其光催化性能

以硝酸银和三聚氰胺为原料,采用原位沉淀法制备了Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料,利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS和PL等技术对其进行了表征。结果显示,g-C_(3)N_(4)呈二维片状结构,Ag_(3)PO_(4)为立方晶相的类球状结构,且均匀分布在g-C3N4表面。以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,考察g-C3N4与Ag3PO4不同物质的量比对MB降解率的影响。结果表明,在Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)物质的量比为1.00∶0.70、催化剂用量为50 mg和MB质量浓度为5 mg/L时,Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化活性最佳,可见光照30 min后,MB降解率达到100%。光催化剂稳定性较好,重复使用4次,MB降解率仍达到85.24%。降解机理表明,h+和e–是降解MB的主要活性物质。

CdS/BiVO4复合半导体制备及其光催化性能

采用水热法以BiVO4纳米片为基体原位生长CdS晶体,得到CdS/BiVO4复合光催化剂,利用XRD、SEM、UV-Vis DRS等方法对材料进行了表征,通过降解亚甲基蓝对样品的光催化性能进行评价。结果表明,BiVO4为方形片状颗粒,其表面附着棒状CdS纳米颗粒,分散较好。CdS/BiVO4复合光催化剂表现出较高的光催化活性,在可见光照射下,利用CdS/BiVO4光催化降解亚甲基蓝,60 min后的降解率达94.79%,相比于纯相BiVO4和CdS有显著提高,且对多种有机染料均有良好的降解效果,重复使用性较好。机理研究发现,超氧自由基(·O2^-)是CdS/BiVO4光催化降解亚甲基蓝的主要活性物种。

BiOBr/COF复合材料的制备及其光催化应用研究

以COF为基体负载BiOBr纳米颗粒,采用水热法制备BiOBr/COF复合材料,利用XRD、SEM和PL等手段对其进行表征,考察了BiOBr与COF质量比、反应温度、反应时间等因素对RhB降解率的影响。结果表明,BiOBr呈现绒毛球状且均匀分布在片状COF表面。光催化降解RhB结果表明,在m(COF)∶m(BiOBr)为64∶100、水热温度为140℃、水热时间为10 h时,BiOBr/COF复合材料光催化活性最佳,RhB降解率达到98.91%。光催化剂重复使用4次,降解率仍达到80.12%。降解研究机理表明,·O2^-是降解RhB的主要活性物质。

CeO_(2)/Bi_(24)O_(31)Br_(10)异质结构的制备及可见光催化性能

采用原位沉淀法将CeO_(2)纳米颗粒附着在Bi_(24)O_(31)Br_(10)纳米薄片上制备CeO_(2)/Bi_(24)O_(31)Br_(10)复合半导体。利用SEM、XRD、HR-TEM、UV-Vis DRS、PL等技术对其进行表征。结果表明,CeO_(2)呈现纳米棒状颗粒分布在Bi_(24)O_(31)Br_(10)纳米片表面,形成异质结构;与CeO_(2)复合后,Bi_(24)O_(31)Br_(10)的UV-Vis吸收边发生了红移,增强了Bi_(24)O_(31)Br_(10)对可见光的响应强度,同时改善了Bi_(24)O_(31)Br_(10)的吸附性能。以氙灯作光源,酸性品红(AF)为模拟污染物,考察其光催化降解性能,光催化60 min时CeO_(2)/Bi_(24)O_(31)Br_(10)对AF的降解率达到97.6%,HPLC分析结果表明,AF最终降解成H_(2)O和CO_(2)。CeO_(2)/Bi_(24)O_(31)Br_(10)复合半导体具有良好的光催化稳定性,四次重复使用后,光催化60 min时CeO_(2)/Bi_(24)O_(31)Br_(10)对AF的降解率依然高达91.7%。光催化降解AF的机理探究结果表明,·O_(2)^(-)是光催化降解AF的主要活性物种。

Ag3PO4/GO复合材料制备及其光催化性能研究

采用原位沉淀法以GO为基体负载Ag3PO4纳米颗粒制备Ag3PO4/GO复合材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对其进行表征,结果显示,Ag3PO4纳米颗粒呈现近似球状,且在GO薄膜表面均匀分布。光催化降解RhB结果表明,Ag3PO4/GO复合材料在可见光下具有很好的光催化性能,光照60 min后,RhB降解率可达95.7%,较之纯Ag3PO4有着显著增加。催化剂重复使用4次,降解率仍然达到80.7%,表现出较好的稳定性。降解机理研究表明,h+是降解RhB的主要活性物质。

Ag+掺杂BiOBr的制备及其光催化性能

采用溶剂热法制备了Ag+掺杂的BiOBr(BiOBr:Ag+),利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等技术对其进行表征。考察了反应温度、时间以及Ag+掺杂量对BiOBr:Ag+光催化剂的光催化性能的影响,结果表明,BiOBr:Ag+呈三维花球形貌,花球由众多纳米片组合而成。在反应温度160℃、反应时间6 h及Ag+掺杂量为6%时,所得BiOBr:Ag+光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解率达到82.6%。

微波法制备Ag3PO4/GO及其光催化性能研究

采用微波法合成Ag3PO4/GO复合光催化剂,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)等方法对其进行表征,并以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,考察Ag3PO4/GO复合材料的光催化活性.结果显示,Ag3PO4呈现类球状颗粒,粒径约为0.65μm,附着在GO片层表面.140℃微波反应温度下制备的Ag3PO4/GO复合材料具有较好的光催化性能,700 W氙灯下光照50 min后,RhB降解率可达93.7%.

Ag掺杂BiVO4的制备及其光催化性能

采用水热法制备Ag掺杂BiVO4纳米光催化剂,通过SEM,XRD,UV-Vis DRS等方法对其进行表征,并用MB溶液模拟废液考查其光催化降解活性。结果表明,所得样品多为纳米级的棒状,少部分为不规则的片状;在Ag和Bi的摩尔比为1:10的条件下制备的Ag/BiVO4光催化性能最佳,在700W氙灯下光照180 min后,对MB的降解率达到了85%。

CeO_(2)/ZnO复合光催化剂制备及其可见光催化性能

采用微波超声法,以ZnO为基体原位生长CeO_(2)晶体,得到CeO_(2)/ZnO复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、PL、UV-Vis DRS等方法对制备的材料进行表征,并通过可见光降解AF对样品的光催化性能进行评价。结果表明,ZnO为纳米片互相穿插形成的花形球状结构,其表面附着有纳米CeO_(2)颗粒,分散性较好。ZnO和CeO_(2)的摩尔比为20∶1的CeO_(2)/ZnO复合光催化剂在可见光下表现出良好的光催化活性,光照90 min后对AF的光降解率达到96.44%,较纯相ZnO和CeO_(2)有显著提高。CeO_(2)/ZnO的稳定性较好,6次使用后对AF的光降解率仍达到93.53%。机制研究发现,·O_(2)-是光催化降解AF过程中的主要活性物种。