高活性BiOI/g-C_(3)N_(4)光催化剂的合成及性能提高机制

稳定高效光催化剂的合成是光催化技术的关键。本工作采用原位沉积法构建了不同质量比的BiOI/CNx复合材料。结果表明,与BiOI的复合未影响g-C_(3)N_(4)的晶体结构,复合产物中晶型BiOI紧密附着在片层g-C_(3)N_(4)表面,BiOI的引入使禁带宽度明显减小,对可见光的吸收能力也显著增强,BiOI/CNx中光生电子-空穴的寿命随BiOI复合量的增加而逐渐延长。BiOI/CN15对罗丹明(RhB)具有最强的吸附能力和光催化活性,暗反应30 min时的吸附率达到55.15%,为同等条件下g-C_(3)N_(4)的2.68倍;光降解10 min时的降解率为87.69%,是相同条件下g-C_(3)N_(4)的1.9倍;其催化反应速率常数为5.551×10^(-2)min^(-1),循环使用五次后降解率仅下降4.5%,具有良好的光催化稳定性。BiOI与g-C_(3)N_(4)复合后有利于光生电子空穴对的有效分离和电子在界面之间的快速转移,在BiOI/CN15复合光催化剂降解RhB的过程中,h^(+)和·O_(2)^(-)是主要发挥作用的活性物质。

具有增强光催化和抗菌活性的TiO_(2)@Ag-GO复合材料

光催化降解环境中的污染物被认为一种理想的清洁方法,其中二氧化钛(TiO_(2))是目前最有前途的光催化材料之一。但由于能带宽、光生电子与空穴快速复合等特点,限制了其利用效率和范围,开发一种高效的TiO_(2)基光催化复合材料具有重要意义。通过简单的溶胶-凝胶法和一步Marangoni法,将TiO_(2)和Ag纳米颗粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效结合,制备出显著增强光催化活性和抗菌能力的复合材料TiO_(2)@Ag-GO。氧化石墨烯(GO)具有多个催化活性中心,可以高效地进行光催化反应降解污染物。同时,还能提高电荷分离程度,抑制光生电子和空穴复合,提高TiO_(2)光催化活性。AgNPs具有存储电子和促进电荷分离的能力,同时释放的Ag+,赋予材料广谱的抗菌性能。光催化试验抑菌试验结果表明,复合材料能高效降解亚甲基蓝染料,2 h降解率达到74.5%,同时对金黄色葡萄球菌和铜绿杆菌有较强的杀灭作用。这种简易制备的高催化和杀菌功能的TiO_(2)基复合材料在光催化清洁领域有很大的应用潜力。

Bi_(2)WO_(6)/La_(2)WO_(6)/TiO_(2)的制备、表征及光催化活性

采用水热法将五水合硝酸铋和二水合钨酸钠结合制备出钨酸铋催化剂,然后加入硝酸镧及钛酸丁酯,利用水热法、凝胶溶胶法制备出Bi_(2)WO_(6)/La_(2)WO_(6)/TiO_(2)催化剂。采用X射线衍射、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱进行催化剂表征;以罗丹明B作为污染物,在氙灯的辐射下,探究其光催化活性和最优制备条件。催化剂表征结果表明:Bi_(2)WO_(6)/La_(2)WO_(6)/TiO_(2)催化剂的结晶度和峰强度良好,纯Bi_(2)WO_(6)和Bi_(2)WO_(6)/La_(2)WO_(6)/TiO_(2)的红外谱图的特征峰大致相近,Bi_(2)WO_(6)/La_(2)WO_(6)/TiO_(2)催化剂禁带宽度为1.36 eV,小于Bi_(2)WO_(6)的禁带宽度(1.64 eV)。光催化活性实验结果表明:Bi_(2)WO_(6)∶La(NO_(3))_(3)·6H_(2)O摩尔比为1∶4.2,反应时间为12 h,煅烧温度为120℃,光催化剂的活性最好。当催化剂投加量为0.1 g,罗丹明B初始浓度为50 mg/L时,光催化条件最优,光催化180 min,降解率可达到95%。

S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)的构筑及光催化还原CO_(2)性能

通过在WO_(3)纳米片表面负载ZnFe_(2)O_(4)纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3),并研究了其光催化CO_(2)还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料可对CO_(2)与水蒸汽进行光催化反应。优化后的材料光照5 h后CO_(2)还原产物CO和CH_(4)的产量分别为7.87和4.88μmol·g^(-1)。相对于单相组分,CO和CH_(4)的产量明显提高。光催化活性的提高,归因于ZnFe_(2)O_(4)和WO_(3)异质结的形成以及光生载流子的S型电荷传输模式。

二氧化钛表面光学特性与光催化活性的关系

本文考察了二氧化钛经氢气气氛热处理后对其光催化降解苯酚活性的影响．结合ＤＲＳ，ＦＳ，ＸＲＤ等研究手段，发现二氧化钛光催化降解苯酚的活性与其光学特性（吸收光能力和荧光发射强度）有较好的一致性，而光学特性来自表面态．由此，提出了二氧化钛光学表面态的概念，认为与光催化活性密切相关的二氧化钛光学表面态的性质，是由这些钛羟基和低价钛的数量及比例决定的．

钙钛矿型(ABO_3)化合物的光催化活性及其影响因素

:ABO3钙钛矿型复合氧化物具有光催化活性 .其光催化活性与 A- O、B- O的电负性差值、B离子的

Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子的制备、表征及光催化活性

用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了ZnO纳米粒子 ,采用光还原沉积贵金属的方法制备了Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子 ,并利用ICP ,XRD ,TEM和XPS等测试技术对样品进行了表征 ,初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因 .以光催化氧化气相正庚烷为模型反应 ,考察了样品的光催化活性以及贵金属沉积量对催化剂活性的影响 .结果表明 :沉积适量的贵金属 ,ZnO纳米粒子光催化剂的活性大幅度提高 .同时 ,深入探讨了表面沉积贵金属的ZnO纳米粒子光催化剂活性有所提高的内在原因 .

N掺杂TiO_2纳米粒子表面光生电荷特性与光催化活性

以尿素为氮源,采用水热法制备了不同N掺杂量的TiO2(N-TiO2)光催化剂.利用X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),X射线光电子能谱(XPS)及荧光(PL)光谱等技术对其进行了系统的表征.以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)溶液的脱色降解为模型反应,分别考察了N-TiO2光催化剂在紫外和可见光区的光催化活性.利用表面光伏(SPV)和瞬态光伏(TPV)技术研究了N-TiO2纳米粒子表面光生电荷的产生和传输机制,并探讨了光生电荷与光催化活性之间的关系.结果显示,随着N含量的增大,TiO2表面光伏响应阈值红移,可见光部分光电压响应强度逐渐增强,瞬态光伏响应达到最大值的时间亦有着不同程度的延迟.这表明适量的N掺杂能够提高TiO2纳米粒子中光生载流子的分离效率,相应地延长载流子的传输时间,增加光生电荷的寿命,从而促进其光催化活性;而过量的N掺杂则增加了TiO2纳米粒子中光生载流子的复合中心,抑制其光催化活性.

纳米ZnO-TiO_2复合半导体的La^(3+)改性及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法对纳米ZnO-TiO2复合半导体进行了La3+改性,用热重-差示扫描量热、扫描电镜、X射线衍射和拉曼光谱分析了La3+/ZnO-TiO2的晶化温度和微晶结构,并以活性艳红K-2BP为模型降解物,在固定催化剂投加量和通气量条件下考察了La3+掺杂量和煅烧温度对La3+/ZnO-TiO2光催化活性的影响.结果表明,La3+掺杂使ZnO-TiO2晶型转变温度提高,衍射峰蓝移且峰强度减弱,晶粒进一步减小.La3+掺杂量为0.5%,煅烧温度为500℃,40min时对活性艳红K-2BP的降解率为100%,表观反应速率常数k值达到了0.182min-1,为不掺La3+的ZnO-TiO2复合半导体的1.4倍.

锐钛矿晶型TiO_2溶胶的精细结构及其光催化活性

以钛酸丁酯为前驱体,在过量水体系中制备出含有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶。利用X射线吸收精细结构、zeta电位测量、X射线衍射对溶胶特性进行研究,并考察其对若丹明B的光催化活性。结果表明:陈化时间超过20d的溶胶较为稳定,在X射线近边结构谱中具有与锐钛矿型TiO2相似的边前结构;随陈化时间的增加,Ti的配位数增加直至趋近于锐钛矿型TiO2配位数。陈化时间超过20d的TiO2溶胶含有锐钛矿晶粒,在紫外光照下可不经处理直接催化降解若丹明B。

负载贵金属光催化剂的光催化活性研究

在注入V离子的二氧化钛光催化剂上负载贵金属,制备了在可见光照射下具有高光催化活性的功能型光催化剂,研究在可见光和太阳光照射下丙炔的光催化水解反应,利用这些改性的二氧化钛构筑太阳能到化学能的转换系统.研究结果发现了V/Pt光催化剂在丙炔和水的光催化水解反应中,由于贵金属的存在,有利于促进发生加氢反应;导致丙烯的生成量增加.在可见光下的光催化活性也和负裁贵金属所处的氧化状态有着密切的关系,贵金属完全被还原到0价是提高光催化活性的必要条件。

电气石/TiO_2复合薄膜的显微结构及光催化活性研究

在钛溶胶制备过程中加入天然电气石微粉,制得含电气石的钛溶胶,然后在紫铜表面镀膜形成含电气石的TiO2复合薄膜。用SEM研究电气石/TiO2复合薄膜的显微结构特征;用光催化降解甲基橙实验研究电气石微粉对TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明:电气石微粉能均匀的分布在紫铜表面的TiO2薄膜中,且形成了以电气石为核心的TiO2微粒簇,其中TiO2微粒具有阶梯层状结构和表面纳米凸起。用紫外线照射3h后,与不含电气石的TiO2薄膜相比,含质量分数为0 54%电气石的TiO2单层和双层复合薄膜对甲基橙的光催化降解率可分别提高12 1%和28 6%。

TiO_2形态结构与光催化活性关系的研究

本文介绍了 Ti O2 多相光催化剂的作用机理及其结构特性对光催化活性的影响 ,并对 Ti O2 的晶相组成、晶粒尺寸、比表面积、表面形态与光催化活性的关系作了综述。

掺杂Ce的TiO_2纳米粒子的光致发光及其光催化活性

采用sol gel法制备了纯的和掺杂不同量Ce的TiO2 纳米粒子 ,并利用XRD ,TEM ,BET ,XPS和PL光谱对样品进行表征 ,主要考察焙烧温度和含量对掺杂Ce的TiO2 纳米粒子性质以及光催化降解苯酚活性的影响 ,并探讨了Ce的掺杂对TiO2相变的作用机制以及PL光谱与光催化活性的关系 .结果表明 ,掺杂的Ce4+ 没有进入到TiO2 晶格中 ,而是以小团簇的CeO2化学态均匀地弥散在TiO2 纳米粒子中 ,这可能导致了Ce的掺杂对TiO2 的相变有很大的抑制作用 ;Ce的掺杂没有引起新的光致发光现象 ,而适量Ce的掺杂能够降低TiO2 纳米粒子PL光谱的强度 ,这是因为掺杂的Ce4+ 易于捕获光生电子而生成Ce3 + ;60 0℃处理的掺杂Ce的TiO2 纳米粒子表现出较高的光催化活性 ,这说明 60 0℃是比较合适的焙烧温度 .而掺杂不同量Ce的TiO2 样品的光催化活性顺序是 :3mol % >4mol% >2mol% >5mol% >1mol% >0mol% ,这与它们的PL光谱强度的顺序是相反的 ,即PL光谱强度越低 ,其光催化活性越高 .这说明PL光谱与其光催化活性间有着必然的联系 ,这是因为掺杂剂Ce4+ 能够捕获光生电子 ,在光致发光过程中使PL光谱强度下降 。

环境净化功能M/TiO_2纳米材料光催化活性的研究

用电子自旋共振（ＥＳＲ） 方法，研究（ 稀土元素，银）／ＴｉＯ２ 纳米光催化材料（Ｍ／ＴｉＯ２） 在紫外光照射前后羟基自由基（·ＯＨ） 信号强度的变化规律． 结果表明：在Ａｇ／ＴｉＯ２ 系材料中加入稀土元素后，不论紫外光照射与否，羟基自由基信号均增强，光催化活性增加；材料（Ｍ／ＴｉＯ２） 经８００ ℃热处理后，羟基自由基信号减弱，光催化活性降低．

TiO_2/SiO_2的制备及其对染料X3B溶液降解的光催化活性

以粗孔球形硅胶为载体 ,以聚乙二醇和二乙醇单乙醚的钛酸四丁酯无水乙醇溶液为浸涂液 ,用涂覆法制备了TiO2 /SiO2 光催化剂 .用XRD ,SEM和UV Vis等对催化剂的物相、形貌及TiO2 负载量进行了表征 ,并通过可溶性染料活性艳红X 3B的降解反应 ,考察了其光催化活性 .实验结果表明 ,当选用 16 .79%TiO2 /SiO2 光催化剂时 ,活性艳红X 3B溶液的脱色率可达

TiO_2纤维的制备及其光催化活性研究

K2 Ti4 O9纤维为前驱体经过离子交换合成纤维 Ti O2 .通过甲基橙废水模型体系考察了纤维 Ti O2 的光催化活性 ,同时研究了在不同 p H值条件下 Ti O2 纤维分散体系的稳定性能 .结果表明 ,Ti O2 纤维光催化活性与微米级 Ti O2 相当 ,且控制溶液的 p H值可实现 Ti O2

复合纳米Fe_2O_3/TiO_2的制备、表征及光催化活性

采用将TiO2 加入Fe(OH ) 3 胶体中的方法制得复合的Fe2 O3 /TiO2 纳米粒子 .以光催化降解甲胺磷研究其光催化活性 ,并通过XRD、TEM、DRS等分析方法 ,探讨了影响其光催化活性的原因 .结果表明 ,Fe2 O3 的复合量对Fe2 O3 /TiO2 的活性影响很大 ,当n(Fe)∶n(Ti) <0 .3%时 ,复合物Fe2 O3 /TiO2 的光催化活性大于TiO2 ,最佳的复合量为0 .2 % .当复合量大于 0 .5 %时 ,复合物Fe2 O3 /TiO2 的光催化活性低于TiO2 .锻烧温度及锻烧时间对复合物Fe2 O3 /TiO2 光催化活性均有影响 .用XRD确定掺杂前后TiO2 的晶型均为锐钛矿型 ,当复合量大于 0 .7%时才能看到Fe2 O3 的衍射峰 .TEM照片表明 ,由于复合量小 ,复合前后颗粒直径和晶粒直径基本一致 .反射率光谱图表明 ,在 36 0～ 6 5 0nm范围内复合物Fe2 O3 /TiO2 吸收光的性能比TiO2 好 。

微乳液法制备纳米二氧化钛及其光催化活性

以TiCl4为原料,在CTAB/正丁醇/环己烷/水组成的微乳液体系中合成了纳米TiO2。采用TG DTA、XRD和TEM等分析手段对粉体的粒径、物相、形貌和热稳定性进行了表征,通过粉体对罗丹明B的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明材料具有良好的光催化氧化性能。

掺铁TiO_2-活性炭复合材料的制备及其光催化活性

通过浸渍法将掺铁TiO2溶胶负载到活性炭上制备掺铁TiO2-活性炭复合光催化剂材料,并对其结构特征、吸附特性、可见光光催化活性和再生性能进行研究.结果表明,掺铁TiO2-活性炭复合材料具有很大的比表面积,对有机污染物具有优越的吸附性能,而其比表面积则随着掺铁TiO2-活性炭的质量比的增大而逐渐减小.在可见光下,复合光催化剂材料由于Fe3+的引入TiO2中,对亚甲基蓝溶液具有高的光催化活性,其中经过500℃热处理的载钛量为5%(质量分数)的复合光催化剂材料的光催化活性最佳.复合光催化剂具有优越的再生性能,经再生处理可多次重复使用.