一步水热法制备N,S(F)共掺杂TiO_2纳米管及其可见光催化性能

以尿素、硫脲和氟化铵为掺杂物,采用一步水热法制备可见光响应的不同非金属共掺杂TiO2纳米管(TiO2NT)。通过SEM、TEM、XRD、BET、FT-IR、UV-Vis DRS等对样品进行了表征,考察其吸附性能及在模拟太阳光下对甲基橙的降解活性。结果表明,在碱性条件下一步水热法制备的不同非金属共掺杂TiO2NT具有较大的比表面积(193.93 m2/g)和较小的带隙能(2.76eV),非金属共掺杂明显提高了可见光利用率。在可见光辐照下,硫脲掺杂TiO2纳米管(N,S-TiO2NT)复合材料的光催化性能最好,反应100min后甲基橙降解率可达87.4%,降解过程符合一级动力学方程。

一步法合成ZnO/BiVO_4复合光催化剂及其光催化性能研究

以硝酸锌、硝酸铋、偏钒酸铵等为主要原料,采用水热法一步合成ZnO/BiVO_4复合光催化剂,研究了ZnO复合量对合成产物性能的影响,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计等分析测试手段对样品的组成、形貌和光吸收特性进行表征。以亚甲蓝的脱色降解为模式反应,考察了样品的光催化性能。结果表明:ZnO的复合对产物的组成和形貌影响显著,与纯BiVO_4相比,ZnO/BiVO_4复合光催化剂的光催化性能有所提高。当ZnO的复合量为5%(质量百分比,下同)时,产物的光催化性能最佳,在高压汞灯照射240 min条件下,对亚甲蓝的降解率达87.4%,而同条件下纯BiVO_4对亚甲蓝的降解率为82.2%。

双金属UiO-66(Cu/Zr)MOFs的制备及其对刚果红的增强吸附研究

刚果红是一种致癌率极高的联苯胺染料,通过一步水热合成法制备了UiO-66(Cu/Zr)双金属MOFs,用于吸附水中的刚果红。通过扫描电镜(SEM-EDS)面扫证实Cu^(2+)均匀进入UiO-66有机骨架中。研究表明:UiO-66(Cu/Zr)对刚果红的最大吸附量为498.5 mg·g^(-1),吸附性能较UiO-66(268.0 mg·g^(-1))有显著提升。UiO-66(Cu/Zr)吸附刚果红过程符合拟二级动力学模型(R~2=0.9997)。

还原氧化石墨烯-聚苯胺复合薄膜制备及其室温下NH3敏感性能

以改进Hummers法获得的氧化石墨为原料制备氧化石墨烯,采用一步水热合成法制备了还原氧化石墨烯(rGO)-聚苯胺(PANI)复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和气敏测试仪对rGO-PANI复合薄膜的结构、形貌和氨气敏感性能进行分析。结果表明,rGO-PANI复合材料比单纯的rGO、PANI的气敏性能更加优异;随着PANI与rGO质量比的增加,灵敏度呈现减小趋势,而响应-恢复时间呈现增大的趋势。在室温下,当聚苯胺与氧化石墨质量比为1:1时复合薄膜氨敏性能最佳,灵敏度50.26%,响应时间156 s,恢复时间214 s。

CuFe-SAPO-34分子筛的结构和催化性能研究

采用一步水热合成法,通过调变初始凝胶中的硅铁比,制备系列铜铁含量不同的CuFe-SAPO-34催化剂用于NH3选择性催化还原NOx反应(NH3-SCR),并采用ICP、XRD、SEM、BET、H2-TPR等方法对其结构进行表征.结果表明,CuFe-SAPO-34催化剂具有典型的CHA结构,Cu和Fe均处于分子筛载体的离子交换位.当初始凝胶SiO2/Fe2O3=10时,Cu2.5Fe3.1-SAPO-34催化剂具有最大的比表面积和孔容.掺杂适量的Fe,可提高活性物种Cu2+的比例及其氧化还原性能,显著降低Cu物种的聚集程度.NH3-SCR反应结果表明,Cu2.5Fe3.1-SAPO-34催化剂具有最宽的反应温度窗口.与Cu-SAPO-34相比,Fe的掺杂显著提高了其高温段的催化活性和低温抗水能力,提高了Cu-CHA催化剂在实际应用中的稳定性.