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油水自组装制备Ag@AgCl/K4Nb6O17及其光催化降解有机污染物的研究
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作者 赵俊秀 刘利 +2 位作者 胡金山 梁英华 崔文权 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期12044-12052,共9页
在高温固相法制备K4Nb6O17的基础上,采用油水自组装合成复合光催化剂Ag@Ag Cl/K4Nb6O17,利用XRD、SEM、TEM、EDX、UV-Vis、PL、BET等多种手段对复合光催化剂的微观结构、形貌和性能进行了表征,并研究了可见光下降解亚甲基蓝(MB)的催化... 在高温固相法制备K4Nb6O17的基础上,采用油水自组装合成复合光催化剂Ag@Ag Cl/K4Nb6O17,利用XRD、SEM、TEM、EDX、UV-Vis、PL、BET等多种手段对复合光催化剂的微观结构、形貌和性能进行了表征,并研究了可见光下降解亚甲基蓝(MB)的催化性能。研究表明,Ag@Ag Cl的粒径约为20 nm,均匀分散在二维层状结构K4Nb6O17的表面上;贵金属Ag纳米粒子的表面等离子体效应显著,对可见光的吸收范围从400 nm拓展到800 nm;Ag@Ag Cl(25%(质量分数))/K4Nb6O17在可见光照射60 min对亚甲基蓝的降解率为88.2%,远远高于单体Ag@Ag Cl和K4Nb6O17的活性。循环实验证明催化剂具有较好的稳定性,同时对苯酚和罗丹明B(Rh B)也具有一定的催化降解活性。淬灭实验表明自由基和空穴均为活性物种,并在此基础上提出降解机理。 展开更多
关键词 Ag@AgCl/k4nb6o17 光催化 油水自组装 等离子体共振效应
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高可见光催化降解污染物和产氢活性的Z型N-掺杂K4Nb6O17/g-C3N4异质结 被引量:7
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作者 刘超 封越 +4 位作者 韩字童 孙耀 王晓秋 张勤芳 邹志刚 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第1期164-174,共11页
随着人口增长和全球工业化进程加快,人们饱受环境污染和能源短缺问题的困扰.半导体光催化技术作为一种高效、可持续、环境友好、有潜力的新技术,在环境净化和能源开发方面有着广阔的应用前景.到目前为止,人们已开发出多种半导体光催化剂... 随着人口增长和全球工业化进程加快,人们饱受环境污染和能源短缺问题的困扰.半导体光催化技术作为一种高效、可持续、环境友好、有潜力的新技术,在环境净化和能源开发方面有着广阔的应用前景.到目前为止,人们已开发出多种半导体光催化剂,并广泛应用于污染物降解、氢气制备和二氧化碳还原等领域.其中,化合物K4Nb6O17具有典型的层状结构、合适的电子能带结构、结构易改性以及良好的电荷传输性能等特点,在光催化领域得到了广泛研究.然而,单纯K4Nb6O17仍存在光响应范围窄、光生载流子复合率高等问题,限制了K4Nb6O17的进一步应用.因此,需要对K4Nb6O17进行改性,拓宽其光吸收范围,提高其光生载流子分离效率,从而提高其光催化活性.本研究通过简单焙烧法制备Z型N-掺杂K4Nb6O17/g-C3N4(KCN)异质结光催化剂,其中石墨相氮化碳(g-C3N4)在复合材料中质量比约为50%.层状K4Nb6O17层板的电子结构通过N掺杂进行调控,拓宽其光响应范围,使其具有可见光响应;同时,形成的g-C3N4位于N-掺杂K4Nb6O17的外层以及内层空间,在这两种组分之间形成异质结,有利于提高光生载流子的分离效率.荧光光谱、时间分辨荧光光谱和光电化学测试表明,N掺杂和异质结的形成有利于增强光生电子-空穴对的传输和分离效率.通过在可见光照射下降解罗丹明B(RhB)和产氢来评估材料的光催化性能.相比g-C3N4(8.24μmol/h)和Me-K4Nb6O17(~1.30μmol/h),KCN复合材料光催化产氢效率(~16.91μmol/h)得到了极大提高,并显示出极好的光催化产氢稳定性能.对于光催化降解RhB体系,KCN复合材料也显示出较好的光催化活性和稳定性,并能很好地将RhB矿化.鉴于KCN复合材料具有较小的比表面积(9.9 m^2/g)且无孔结构,认为比表面积对光催化活性影响较小.因此,与单组分相比,KCN复合材料光催化产氢和RhB降解活性都得到了极大提高,活性的增强主要归功于N掺杂和异质结形成的协同效应,其中N掺杂可以拓宽光捕获能力,异质结形成可提高电荷载流子的分离效率.电子自旋共振(ESR)谱表明,在KCN降解RhB体系中,超氧自由基(·O2^−)、羟基自由基(·OH)和空穴(h^+)作为主要活性物质都参与了反应.结合实验结果可以推测KCN复合材料满足了Z型光催化体系,该体系具有高效的光生载流子分离效率和较高的氧化还原能力. 展开更多
关键词 光催化反应 k4nb6o17 g-C3N4 Z型光催化剂 异质结
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聚合物前驱体法制备的层状结构K_4Nb_6O_(17)薄膜及其光催化性能(英文)
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作者 朱满康 钟涛 +2 位作者 唐剑兰 侯育冬 严辉 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第A02期228-232,共5页
以Nb2O5为原料,采用一种新型的聚合物前驱体法制备了层状结构K4Nb6O17薄膜.经600℃以上的温度处理,得到了纳米晶的具有(040)取向的薄膜。XPS测量表明该薄膜的元素比K:Nb:O为4.08:5.99:16.77,符合K4Nb6O17的化学计量比。分解水制氢实验... 以Nb2O5为原料,采用一种新型的聚合物前驱体法制备了层状结构K4Nb6O17薄膜.经600℃以上的温度处理,得到了纳米晶的具有(040)取向的薄膜。XPS测量表明该薄膜的元素比K:Nb:O为4.08:5.99:16.77,符合K4Nb6O17的化学计量比。分解水制氢实验表明该薄膜具有良好的光催化性能。应用Boltzmann方程对产氢量的时间曲线进行了分析。结果表明,结晶性能直接影响了薄膜的产氢行为。 展开更多
关键词 k4nb6o17 薄膜 聚合物前驱体 光催化
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层状结构金属化合物薄膜的制备及表征
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作者 袁坚 陶武刚 +1 位作者 陈铭夏 上官文峰 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期43-45,共3页
采用分析纯TiO2、Nb2O5和K2CO3粉末为原料,采用高温固相反应制备出具有层状结构的K4Nb6O17和K2Ti4O9粉末,经过湿磨和离心沉淀分离,用旋转涂敷法在石英玻璃基片表面制备K4Nb6O17和K2Ti4O9薄膜。对所制备K4Nb6O17薄膜进行H+离子交换和正... 采用分析纯TiO2、Nb2O5和K2CO3粉末为原料,采用高温固相反应制备出具有层状结构的K4Nb6O17和K2Ti4O9粉末,经过湿磨和离心沉淀分离,用旋转涂敷法在石英玻璃基片表面制备K4Nb6O17和K2Ti4O9薄膜。对所制备K4Nb6O17薄膜进行H+离子交换和正丙胺层间插入反应,用XRD对所制备的粉末和薄膜进行了表征。结果表明:所制得的薄膜均具有层状结构,因此有希望用此方法制备半导体复合金属化合物光催化薄膜。 展开更多
关键词 旋转涂敷 k4nb6o17 K2Ti4O9 薄膜
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Ag/K_4Nb_6O_(17)异质结催化剂的制备、光谱分析及光催化性能研究 被引量:2
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作者 张凤利 曹彦宁 +3 位作者 应松 陈熔 张汉辉 郑起 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2636-2640,共5页
采用低温水热法成功制备了层状的K4Nb6O17半导体光催化材料。考虑到水热合成的K4Nb6O17表面多羟基(Nb—OH)和端氧(Nb O,Nb—O-)的特点,采用Ag(en)2+配合物前驱体法制备了高度均匀分散的Ag/K4Nb6O17异质结光催化剂,光催化性能评价结果表... 采用低温水热法成功制备了层状的K4Nb6O17半导体光催化材料。考虑到水热合成的K4Nb6O17表面多羟基(Nb—OH)和端氧(Nb O,Nb—O-)的特点,采用Ag(en)2+配合物前驱体法制备了高度均匀分散的Ag/K4Nb6O17异质结光催化剂,光催化性能评价结果表明,半导体K4Nb6O17表面负载极少量的Ag,其光催化降解甲基橙活性便得到大幅度提高,Ag的最佳负载量为0.5 at%。综合XRD,FTIR,UV-VisDRS,XRF和TEM表征结果,对Ag/K4Nb6O17异质结光催化剂的作用机制进行了较详细地阐述并获得如下结论:(1)K4Nb6O17提供了降解有机染料分子的电子和空穴;(2)K4Nb6O17纳米晶上Ag粒子作为光生电子接受器,促进了金属-半导体界面上电荷的转移,有效地分离了光生电子-空穴对,提高了光催化活性。 展开更多
关键词 FTIR UV-VisDRS 异质结 Ag/k4nb6o17催化剂
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铌酸钾纳米管的制备及其光催化还原水制氢研究 被引量:2
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作者 穆帅 沈明 +1 位作者 杨晓晖 李向清 《化学世界》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期577-579,589,共4页
以铌酸钾颗粒为前驱体,经酸化和剥落处理,在简单、温和的条件下制得铌酸钾纳米管。透射电镜结果表明,产物具有管状形貌,且管形完整、管径分布窄、长径比大。研究了铌酸钾纳米管在紫外光照射下的光催化还原水制氢性能,铌酸钾纳米管的活... 以铌酸钾颗粒为前驱体,经酸化和剥落处理,在简单、温和的条件下制得铌酸钾纳米管。透射电镜结果表明,产物具有管状形貌,且管形完整、管径分布窄、长径比大。研究了铌酸钾纳米管在紫外光照射下的光催化还原水制氢性能,铌酸钾纳米管的活性明显高于铌酸钾颗粒,负载Pt的铌酸钾纳米管的制氢活性明显提高,在pH=3的10%(体积分数)甲醇水溶液中负载1.5%铂的铌酸钾纳米管的产氢活性(18.8 mmol/g.h)最高,是铌酸钾纳米管负载前(0.385 mmol/(g.h))的48.8倍。 展开更多
关键词 k4nb6o17 纳米管 光催化还原水 制氢
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层间插入CDS/ZNS的K_4NB_6O_(17)的制备及其光解水制氢研究 被引量:8
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作者 袁坚 陈恺 +1 位作者 陈铭夏 上官文峰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期811-814,共4页
以高温固相反应法合成了层状结构半导体金属化合物K4NB6O17,并通过相应的层间离子交换、胺插入反应和硫化处理,制备了层间CDS/ZNS插入的H4NB6O17/CD1-XZNXS纳米复合材料。用XRD和BET比表面分析证实了层间反应的发生,用紫外-可见吸收光... 以高温固相反应法合成了层状结构半导体金属化合物K4NB6O17,并通过相应的层间离子交换、胺插入反应和硫化处理,制备了层间CDS/ZNS插入的H4NB6O17/CD1-XZNXS纳米复合材料。用XRD和BET比表面分析证实了层间反应的发生,用紫外-可见吸收光谱研究了材料的光吸收特性,用自制的光催化制氢检测装置分析了材料的光解水制氢性能。结果表明,所制备的H4NB6O17/CD1-XZNXS纳米复合材料具有良好的光谱利用率和光解水特性。同时,NA2SO3作为空穴捕捉剂提高了光解水产率。 展开更多
关键词 层间插入 铌酸钾 光解水
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配合法制备K_4Nb_6O_(17)及其光催化活性的研究
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作者 杨东瑞 尹周澜 +3 位作者 杨亚辉 曾剑峰 梁林富 李纯 《长沙理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2007年第3期97-101,共5页
通过配合法合成了铌酸盐K4Nb6O17,采用X-射线衍射、扫描电镜等对K4Nb6O17进行了结构和形貌表征.在I-为电子给体、RuO2为助催化剂的情况下,研究RuO2-K4Nb6O17在波长约为360 nm紫外辐射下分解水的产氢活性,讨论了制备温度和I-离子浓度对K4... 通过配合法合成了铌酸盐K4Nb6O17,采用X-射线衍射、扫描电镜等对K4Nb6O17进行了结构和形貌表征.在I-为电子给体、RuO2为助催化剂的情况下,研究RuO2-K4Nb6O17在波长约为360 nm紫外辐射下分解水的产氢活性,讨论了制备温度和I-离子浓度对K4Nb6O17光催化分解水产氢活性的影响,且对配合法与高温固相法制得的K4Nb6O17进行了光催化性能的比较.研究发现,在I-浓度为15 mmol/L,pH=10以及波长约为360 nm紫外光照射条件下,配合法制备的RuO2负载量为0.5%的K4Nb6O17光催化产生氢气的最大速率为1 090μmol/(L.h). 展开更多
关键词 铌酸盐 k4nb6o17 配合法 光催化活性 氢气
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A comparison of H^+-restacked nanosheets and nanoscrolls derived from K_4Nb_6O_(17) for visible-light degradation of dyes 被引量:1
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作者 Chenhui Hu Lihong Zhang +3 位作者 Liyuan Cheng Jing Chen Wenhua Hou Weiping Ding 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第2期136-144,共9页
H+-restacked nanosheets and nanoscrolls peeled from K4Nb6O17 display different structures and surface characters. The two restacked samples with increased surface areas have an amazing visible-light response for the ... H+-restacked nanosheets and nanoscrolls peeled from K4Nb6O17 display different structures and surface characters. The two restacked samples with increased surface areas have an amazing visible-light response for the photodegradation of dyes, which is superior to commercial TiO2 (P25) and Nb205. By comparison, H+/nanosheets have a relatively faster photodegradation rate originated from large and smooth basal plane. The work reveals that dye adsorbed on the unfolded nanosheets can effectively harvest sunlight. Due to facile preparation, low-cost and high photocatalytic efficiency, H+/nanosheets and H+/nanoscrolls might be used for the visible light-driven degradation of organic dyes as a substitute for TiO2 in industry. 展开更多
关键词 k4nb6o17 NANOSHEETS nanoscrolls PHOTODEGRADATION DYE
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Ag插层K_4Nb_6O_(17)复合光催化剂降解水中有机污染物
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作者 穆晨帆 梁英华 +2 位作者 刘利 胡金山 崔文权 《中国环境管理干部学院学报》 CAS 2015年第6期69-74,共6页
介绍了通过微波辅助的离子交换法制备Ag插层K_4Nb_6O_(17)复合光催化剂。复合光催化剂在降解水体中亚甲基蓝的过程中呈现出很高的光催化活性,并且插层复合光催化剂对亚基蓝在碱性条件下能发挥更高效的降解作用且对不同初始浓度的亚甲基... 介绍了通过微波辅助的离子交换法制备Ag插层K_4Nb_6O_(17)复合光催化剂。复合光催化剂在降解水体中亚甲基蓝的过程中呈现出很高的光催化活性,并且插层复合光催化剂对亚基蓝在碱性条件下能发挥更高效的降解作用且对不同初始浓度的亚甲基蓝均具有较好的移除降解效率。在相同的反应条件下,Ag插层复合光催化剂要比等量的Ag负载K_4Nb_6O_(17),Ag负载TiO_2复合光催化剂活性高很多,使Ag插层K_4Nb_6O_(17)复合光催化剂在净化水体污染物方面表现出更显著的优势。 展开更多
关键词 AG纳米颗粒 KgNb6O17插层 亚甲基蓝 可见光光降解
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基于等离子体型Ag@ AgBr插层K_4Nb_6O_(17)的可控合成及光催化性能 被引量:10
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作者 王欢 刘利 +2 位作者 胡金山 崔文权 梁英华 《分子催化》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期450-459,共10页
在微波辅助条件下采用离子交换和光致还原的方法将Ag@AgBr纳米粒子插层进入K4Nb6O17层间,制备了具有等离子体共振效应的可见光催化剂(记作K4Nb6O17/Ag@AgBr).在胺交换过程中采用不同链长的有机胺对酸交换产物进行柱撑,通过铌酸钾层间距... 在微波辅助条件下采用离子交换和光致还原的方法将Ag@AgBr纳米粒子插层进入K4Nb6O17层间,制备了具有等离子体共振效应的可见光催化剂(记作K4Nb6O17/Ag@AgBr).在胺交换过程中采用不同链长的有机胺对酸交换产物进行柱撑,通过铌酸钾层间距的变化实现层间Ag@AgBr纳米粒子的形貌调控.利用XRD,SEM,EDX,UV-Vis等手段对复合催化剂进行结构、形貌和性质分析,并对复合光催化剂进行了可见光降解亚甲基蓝、甲基橙和苯酚的性能研究.结果表明:改性后的复合光催化剂在可见光区的响应大大增强;3种复合光催化剂对目标污染物均具有良好的可见光催化活性,其中十二胺柱撑的Ag@AgBr插层K4Nb6O17复合光催化剂对亚甲基蓝的移除效果最好. 展开更多
关键词 Ag@AgBr k4nb6o17 插层 可控合成 光催化
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