二维复合光催化剂的合成及其性能研究

通过超声辅助溶剂热法制备一种新型的二维类复合光催化剂BiOCl/MOF-5.运用XRD、SEM、BET、TEM、PL等手段对催化剂的特殊结构和性能进行表征.在该光催化剂体系中,选取MOF-5为载体,通过与光催化剂BiOCl复合来合成一种新型的二维复合光催化剂.结果表明,制备的催化剂均呈现出较为明显的二维结构形貌,且相对于单一BiOCl(3.15 m2·g-1)来说,该复合催化剂(110.16 m2·g-1)的比表面积得到了明显的提高.由于催化剂的光催化性能与其比表面积和孔隙体积密切相关,复合催化剂相对较大的比表面积和适当的能带隙,有利于为反应物提供更多的活性位点和有效的传输路径.得益于MOF-5独特的形貌和结构,光催化剂聚集和比表面积小的问题也得到了解决.因此,该复合材料在降解有机污染物方面呈现出优异的光催化活性,且与纯BiOCl相比,催化剂的光催化活性得到了明显的提高.

拉曼光谱技术在二维半导体光催化剂异质结研究中的应用

高活性光催化剂的设计是高效利用太阳能的有效手段,其中二维(2D)半导体光催化剂因其独特的物理化学性质,在光催化研究中有着较大优势。构筑异质结具有改变二维半导体能带结构、抑制光生载流子复合等作用,是一种高效的二维半导体光催化剂的设计方法。拉曼光谱技术因其探测时间短、可原位、无损检测以及样品制备简单等优点,在半导体材料研究中的应用逐渐增多。文章介绍了拉曼光谱技术的基本原理,并对近年来二维半导体光催化剂设计的有关研究进行整理,综述了拉曼光谱技术在二维半导体光催化剂异质结研究中的应用,为新型二维半导体光催化剂的设计奠定了技术基础。

设计p-n同质结构实现碳氮光催化剂的全解水性能

非金属氮化碳(CN)因其独特的光催化性能而备受关注.本文利用水热处理、高温烧结、高能球磨和烧结的方法成功制得一种具有混合结构的CN光催化剂.先以三聚氰胺为原料进行水热处理(180℃,24 h),过滤干燥后,转移到高纯氩气保护下的管式炉中,于550℃处理1 h得到CN材料.然后将CN用三聚氰胺和氟化铵水热180℃处理24 h,过滤、干燥、煅烧(550℃,1 h)得到第二种材料.最后将其与CN材料按等比例混合,经高能球磨研磨,再于管式炉中在气氛保护下淬火,得到最终催化剂样品.由于这种结构的界面作用,使CN光催化剂显示出了高的光催化活性.它的产氢效果可以高达17028.82μmol h^(–1)g^(–1),在420 nm光照下,其光量子效率也达到11.2%.随后,采用纳秒级别的时间分辨萤光(PL)光谱测得其荧光寿命为9.9 ns.有助于电子与空穴参与反应更有趣的是,在不加牺牲剂时,该光催化剂具有高效的全解水效果,其产氢效率为270.95μmol h^(–1)g^(–1),产氧效率为115.21μmol h^(–1)g^(–1),有望实际用于全解水反应中.另外,通过紫外可见漫反射光谱,PL光谱和材料的比表面等测试来考察该CN光催化剂效果好的原因.发现该材料具有更高比表面积有更多活性点参与反应.同时,通过电化学测试获得了肖特基曲线和电流-电压曲线,发现该光催化剂里含有少量的pn结构,这种结构使材料在弱光下也会产生光生载流子,实际上它是起到光生载流子的激发作用,即在相同光照下,就会产生更多的光生载流子数量,从而进一步提高了其催化效果.因此,本工作对优化碳氮光催化剂的催化效果有很好的指导意义.

Ag对二维纳米Ag/ZnO复合材料光催化性能的影响（英文）

使用硝酸锌、氢氧化钠和硝酸银为原料,通过水热法制备出了Ag/ZnO 纳米复合材料;采用XRD、SEM、HRTEM、XPS、PL 等表征手段对复合材料的晶体结构、形貌、光学性能和光催化性能进行了研究。测试结果表明,纯ZnO 和Ag/ZnO 复合材料具有相同的纳米片形貌;在Ag/ZnO 样品中,球状Ag 粒子与ZnO 基体间的相互作用增加了复合材料的表面羟基,降低了光激发载流子的复合率,因此提高了光催化效率。而在所有样品中,添加了3 at%Ag 的样品表现出了最优的光催化性能,其在15 min 内光催化降解率达到95%。