TiO_2在微孔型活性炭纤维上的固载及其对苯酚的光催化降解(英文)

以环氧树脂作为TiO2与活性炭纤维(ACF)之间联结的前驱体,使TiO2粘附于纤维表面,而后经氮气氛下400℃～580℃不同温度的煅烧处理,制得TiO2/ACF复合体.采用BET,SEM,XRD及UV-Vis光谱等手段对复合体的物理化学特性进行了表征.以水中苯酚为目标污染物考察了TiO2/ACF样品的光催化性能.结果表明,460℃煅烧品较其他样品对苯酚具有更好的去除能力.在其重复利用过程中,始终保持了高的光催化效率,直至第三次循环,其最终对苯酚的去除量仍与P25粉体相当.而且,牢固负载的TiO2更具实用性,易于从水中回收.

活性炭纤维负载TiO_2薄膜的制备及对亚甲基蓝的光催化降解

采用浸渍-水解法,制备了活性炭纤维(ACF)负载TiO2薄膜.通过XRD、SEM与XPS对膜进行了表征,并研究了该负载型催化剂对亚甲基蓝的光催化降解性能.结果表明,所得薄膜为锐钛矿晶型,在其循环使用过程中,经140 min光催化反应对亚甲基蓝的去除率始终维持在99.8%～99.9%,说明该产品对亚甲基蓝具有高的光催化活性和重复利用性.在有无紫外光照两种情况下,通过比较所制备催化剂在5次循环使用中对亚甲基蓝的去除性能,以及降解产物中铵离子的浓度变化,证明亚甲基蓝的去除是被TiO2降解而不是被ACF吸附.

硫酸钡纳米粉体的液相合成方法

本文着重介绍硫酸钡纳米粉体的液相合成方法。以BaS和NaSO4 为原料 ,以旋转填料床为强制混合器进行液相沉淀反应。并简要阐述其中的成核机理 ,系统考察了溶液的过饱和程度、转速、分散剂等因素对平均粒径的影响 。

不同有机化合物在TiO_2负载活性炭纤维上的光降解-分子尺寸的影响(英文)

以环氧树脂为炭质前驱体将TiO2粉体粘附于ACF表面,然后在N2气氛460℃焙烧,树脂热解、逸失使剩余残炭成为二者之间的连接体,获得TiO2/ACF复合产品。ACF负载TiO2后,其比表面积降低,但仍很好地维持了ACF的孔隙结构。由SEM可知,纳米级单体TiO2颗粒以微小团簇结构分布于ACF表面。以对氨基苯酚、亚甲基兰和β-环状糊精三种不同分子尺寸的有机化合物为探针,通过TiO2/ACF对它们的光催化降解研究发现,化合物自身分子尺寸对其降解程度有重要影响。具有适宜分子尺寸亚甲基兰的去除程度最高,TiO2/ACF的降解速率高于悬浮态P25,在重复利用过程中未见降低。通过对比三种有机分子在有、无紫外光照下的去除程度,可确认有机分子是被降解而非吸附于TiO2/ACF上。

硫酸钡纳米粒子制备方法研究

研究了制备纳米BaSO4粒子的多种制备方法 ,用透射电子显微镜和激光粒度分析仪对合成纳米粒子的形貌、大小及粒度分布进行了表征分析 ,实验发现不同制备方法对纳米粒子大小及形貌均有影响 ,同时各种制备方法所得的纳米BaSO4粒子平均粒径小、分布窄 。

选择性还原氧化石墨烯(英文)

还原氧化石墨烯已被广泛用于制备基于石墨烯的材料。目前,还原处理方法均是尽可能地将氧化石墨烯中的功能团去除,恢复石墨烯的电子结构。由于氧化石墨烯中氧基功能团(如羟基、羧基及环氧基)不同的反应活性,氧化石墨烯是可能通过分步的方法进行还原。利用醇溶剂如乙醇、乙二醇、丙三醇还原氧化石墨烯,并采用不同分析手段对样品进行表征。结果发现,在一定条件下这些醇可选择性地还原氧化石墨烯。经这些醇的处理后,氧化石墨烯中环氧功能团被大部分去除,而其他的功能团如羟基和羧基仍被保留。这种选择性去除氧化石墨烯表面功能团的方法可利于有效地控制氧化石墨烯的还原程度、获得具有特定功能团的石墨烯衍生物,从而扩大这类材料的使用范围。

超细硫酸钡颗粒的絮凝沉降研究

本文研究了影响超细硫酸钡沉降的各种因素 ,并对其进行了絮凝沉降实验。实验表明 ,无机絮凝剂和高分子絮凝剂均能起到加速粒子沉降目的 ;同时发现高分子絮凝剂的絮凝效果较好 ,其适宜用量为 0 3% ,搅拌时间为 8min ,其絮凝沉降速度可达未加絮凝剂的 8～ 9倍。

纳米硫酸钡粒子超重力法制备及其表征

利用超重力法进行了纳米硫酸钡粒子制备研究 ,考察了超重力制备纳米粒子的影响因素 ,并对产品进行了 XRD和 TEM测试。结果表明 ,该法可以制备出粒径小。

I掺杂ZnO的制备及其光催化抗菌性能探究

采用溶剂热法和煅烧处理制备了I掺杂ZnO微米棒,系统表征了ZnO微米棒的结构、形貌及光吸收性能。以大肠杆菌为研究对象,用菌落计数法测试了样品的可见光光催化抗菌活性。结果表明,溶剂热法合成的pre-I-ZnO含较多体相缺陷,而经过在空气中以400℃高温煅烧2 h处理可得到富含表面氧空位的I-ZnO。单一的ZnO在可见光照射下的抗菌能力很低,而I掺杂ZnO的可见光光催化抗菌活性得到明显提高。煅烧处理的I-ZnO对细菌的杀灭率明显高于pre-IZnO和ZnO。在可见光光照4 h后,I-ZnO的反应体系中菌液的浓度由10^(6~7) cfu/mL降到26 cfu/mL,杀菌率达99.999%以上。在光催化抗菌过程产生的活性物种中,光生电子、·O_(2)^(−)和H_(2)O_(2)起了主要作用。

空心NiCo_(2)S_(4)纳米球助催化剂担载ZnIn_(2)S_(4)纳米片用于可见光催化制氢

纳米片与空心球上之间的合理界面调控是开发高效太阳能制氢光催化剂的潜在策略。在各类光催化材料中,金属硫化物由于具有相对较窄的带隙和优越的可见光响应能力而被广泛研究。ZnIn_(2)S_(4)是一种层状的三元过渡金属半导体光催化剂,其带隙可控(约2.4 eV)。在众多金属硫化物光催化剂中,ZnIn_(2)S_(4)引起了广泛兴趣。然而,单纯的ZnIn_(2)S_(4)光催化活性仍然相对较差,主要是因为光生载流子的复合率较高、迁移速率较慢。在半导体光催化剂上负载助催化剂是提升光催化剂性能的一种有效方法,因为它不仅可以加速光生电子和空穴的分离,而且还可以降低质子还原反应的活化能。作为一种三元过渡金属硫化物,NiCo_(2)S_(4)表现出较高的导电性、较低的电负性、丰富的氧化还原特性以及优越的电催化活性。这些特性表明,NiCo_(2)S_(4)可以作为光催化制氢的助催化剂,以加速电荷分离和转移。此外,NiCo_(2)S_(4)和ZnIn_(2)S_(4)都属于三元尖晶石的晶体结构,这可能有助于构建具有紧密界面接触的NiCo_(2)S_(4)/ZnIn_(2)S_(4)复合物,从而提高光催化性能。本文中,将超薄ZnIn_(2)S_(4)纳米片原位生长到非贵金属助催化剂NiCo_(2)S_(4)空心球上,形成具有强耦合界面和可见光吸收的NiCo_(2)S_(4)@ZnIn_(2)S_(4)分级空心异质结构光催化剂。最优NiCo_(2)S_(4)@ZnIn_(2)S_(4)复合样品(NiCo_(2)S_(4)含量:ca.3.1%)的析氢速率高达78μmol·h−1,约是纳米片组装ZnIn_(2)S_(4)光催化剂析氢速率的9倍、约是1%(w,质量分数)Pt/ZnIn_(2)S_(4)样品析氢速率的3倍。此外,该复合光催化剂在反应中表现出良好的稳定性。荧光和电化学测试结果表明,NiCo_(2)S_(4)空心球是一种有效的助催化剂,可促进光生载流子的分离和传输,并降低析氢反应的活化能。最后,提出了NiCo_(2)S_(4)@ZnIn_(2)S_(4)光催化析氢的可能反应机理。在NiCo_(2)S_(4)@ZnIn_(2)S_(4)复合光催化剂中,具有高导电性的NiCo_(2)S_(4)助催化剂可快速接受ZnIn_(2)S_(4)上的光生电子,用以还原质子生成氢气,而电子牺牲剂TEOA捕获光生空穴,进而完成光催化氧化还原循环。该研究有望为基于纳米片为次级结构的分级空心异质结光催化剂的设计合成及其光催化制氢研究提供一定的指导。

TS-1及HZSM-5分子筛对典型气相分子的光催化降解与选择性氧化

以典型气态探针分子及骨架含高分散非毗邻过渡金属(Ti,Fe)的沸石分子筛材料(TS-1,HZSM-5)、半导体二氧化钛(P25)为考察对象,拟通过沸石分子筛对不同探针分子所表现的迥异光催化行为揭示催化材料本征物化结构、吸附特性、活性位类型对光催化行为的影响规律.催化材料表征及所获得的气相光催化反应结果表明:沸石分子筛(TS-1,HZSM-5)上的光催化氧化-还原反应主要通过表面金属-氧结构单元的电荷转移激发态实现;源于独特MFI拓扑孔道结构的优异吸附能力、特殊表面活性位分布环境及不同的光生电子-空穴分离机制,使得具规整分子级孔窗的TS-1及HZSM-5对三氯甲烷的光催化降解效率与活性稳定性远高于传统二氧化钛光催化剂;对单碳分子甲醇及含仲碳醇羟基异丙醇的光催化反应中,上述沸石分子筛则表现异常突出的选择性氧化特征,对终端产物甲醛及丙酮均具较高的转化效率和选择性.本文的反应设计路径及选择性氧化结果,可为高分散过渡金属修饰沸石分子筛在有机小分子的光催化转化上提供思路借鉴.

二氧化钛光解水过程中乙醇选择性光催化氧化反应研究

光催化分解水的产氢体系往往采用小分子醇作为电子供体,本工作以纯金红石相与混晶结构P25(80%锐钛矿与20%金红石相)二氧化钛为光催化剂,研究光解水过程中牺牲剂乙醇的氧化路径与反应机理.研究结果表明,无论是金红石相还是锐钛矿相为主的P25二氧化钛,其无氧条件下光催化氧化乙醇的主要终端产物均为乙醛,而不是2,3-丁二醇,2,3-丁二醇产物主要由醇醛特定波长范围内的有机光化学反应偶联产生.另外,不同晶相二氧化钛氧化乙醇至2,3-丁二醇的选择性差异可能主要由非均相固-液界面所产生羟基自由基迁移至溶液体系的距离不同所致,进而与有机光化学反应产生的·CH(OH)CH3自由基发生不同路径与频率的猝灭反应.本研究对乙醇无氧光催化反应步骤的探索与解析可为小分子醇参与的醇类重整反应提供机理借鉴与设计思路.