铜修饰钒酸铋/膨润土复合材料的制备及可见光催化脱硫性能研究

采用水热法制备了铜修饰钒酸铋/膨润土(Cu-BiVO_4/BTT)复合材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)对其进行表征。XRD分析显示,所制备的催化剂中BiVO_4均保持单斜结构,SEM结果证实了钒酸铋负载到了膨润土上,XPS结果显示Cu元素以CuO形式存在于催化剂表面,DRS结果显示复合材料在可见光区域的吸收增强。研究表明,当Cu与Bi的摩尔比为1.2时,复合材料光催化活性最高,经可见光照射3h,对模型汽油脱硫率达91%。

TiO_(2)光催化强化[HO_(2)MMim][HSO_(4)]-H_(2)O_(2)脱除煤中有机硫的研究

燃煤中的硫严重影响了煤炭的高效利用,将光催化氧化引入到萃取脱硫体系,可以显著地提高离子液体萃取脱硫效率.为了进一步研究脱硫机理,采用实验结合计算机仿真模拟对其进行了分析.实验结果表明将光催化反应过程与离子液体萃取过程耦合,可有效脱除煤中的有机硫,[HO_(2)MMim][HSO_(4)]−H_(2)O−H_(2)O_(2)−TiO_(2)(质量比5∶5∶10∶4)光催化处理后的煤的有机硫脱硫率最高可达12.40%.Materials Studio分析得出由光催化产生的羟基自由基(·OH)具有较强的氧化性,·OH的氧原子附近所在区域呈负电性,容易与噻吩中S原子的正电势点产生静电力并形成S=O双键;另外,离子液体的加入使得原本噻吩环上的最低空轨道消失,还降低了最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)的能级差,使反应更容易进行.使用COSMO软件分析发现离子液萃取作用体现在[HO_(2)MMim][HSO_(4)]中咪唑的五元杂环结构通过范德华力与噻吩、砜分子之间成键,使硫化物不断被萃取到离子液体相中;外加氧化剂使反应中化学势较高的砜比噻吩更容易进入到化学势低的离子液[HO_(2)MMim][HSO_(4)]中.

凹凸棒石/g-C3N4/LaCoO3复合材料的制备及其光催化脱硫性能

通过水热法在凹凸棒石(ATP)棒晶表面原位生长石墨相氮化碳(g-C3N4)膜层合成了ATP/g-C3N4复合材料,然后以ATP/g-C3N4为载体,在其表面均匀负载纳米钴酸镧(LaCoO3)粒子,制备了Z-型异质结构的ATP/g-C3N4/LaCoO3光催化材料。利用X射线粉末衍射、透射电镜、紫外‒可见吸收光谱、荧光发射光谱、N2吸附-脱附和光电化学等技术对样品进行表征。在可见光照射下,考察了LaCoO3不同负载量下ATP/g-C3N4/LaCoO3对模拟汽油中的苯并噻吩(DBT)的氧化脱除能力。结果表明:与ATP/g-C3N4和LaCoO3相比,ATP/g-C3N4/LaCoO3大幅提高了可见光响应、吸收能力和光生电子-空穴对的分离效率。当光照时间为150 min时,50%-ATP/g-C3N4/LaCoO3对模拟汽油中的DBT脱除率可达85.3%。

Ag@AgBr/C_3N_4–凹凸棒石复合材料的制备及光催化脱硫性能（英文）

以凹凸棒石为骨架,通过两步法制备了Ag@AgBr/氮化碳–凹凸棒石复合脱硫光催化剂(Ag@AgBr/FCN–ATP)。研究表明:ATP表面形成了均匀的FCN膜,Ag@AgBr粒子均匀地负载在ATP–FCN表面。与Ag@AgBr相比,Ag@AgBr/FCN–ATP具有大的比表面积和高的可见光响应及分离光生空穴–电子能力。以二苯并噻吩(DBT)为目标硫化物,考察了在可见光下催化剂对DBT的氧化脱除能力。结果表明:Ag与DBT中的S形成σ配位键吸附作用,Ag@AgBr和FCN–ATP之间的异质结构和协同效应有效地促进光生电子的传输且抑制空穴–电子复合。当光照时间为180 min时,Ag@AgBr/FCN–ATP的脱硫率可达85.2%。

钒掺杂磷酸铋/蒙脱石复合材料的制备及可见光催化脱硫性能

采用水热法制备了钒掺杂磷酸铋/蒙脱石（BiP_（1–x）V_xO_4/MMT）复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、Fourier变换红外光谱和紫外可见吸收光谱表征复合材料的结构和组成、形态特征,并以其为催化剂进行光催化脱硫,考察了不同掺杂摩尔比x对复合材料的光催化脱硫性能的影响。结果表明：MMT的加入避免了活性组分的团聚,同时表面负载的BiP_（1–x）V_xO_4固溶相与BiVO_4析出相可形成紧密结合的异质结,提高了可见光的利用率,促进了光生电子-空穴对的分离。当x=0.6时,可见光照射3 h,BiP_（1–x）V_xO_4/MMT复合材料对模拟汽油的脱硫率可达97%。

AgI/h-MoO_3异质结的构筑及其模拟燃油光催化氧化脱硫活性

利用沉积法获得了异质结AgI/h-MoO_3光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis-DRS)、光致发光(PL)、电化学阻抗(EIS)等方法对其物相组成、形貌、光吸收特性、光电化学性能等进行了表征。以噻吩的正辛烷溶液模拟催化裂化(FCC)汽油为探针考察了AgI/h-MoO_3光催化氧化脱硫活性,结果表明,AgI/h-MoO_3-18异质结在催化剂浓度为1.5 g·L^(-1),可见光照射2 h后,光催化氧化脱硫活性达98%。利用XRD、XPS、UV-Vis-DRS揭示了AgI/h-MoO_3光照后生成少量的金属Ag,使其结构转变为Z型AgI/Ag/h-MoO_3,有利于光生电子(e^-)转移。利用活性物种捕获实验、循环实验研究了AgI/h-MoO_3光催化氧化脱硫机理及其稳定性,实验结果表明:AgI/h-MoO_3不仅具有较高的光催化氧化脱硫活性,而且还有良好的稳定性。

g-C3N4/泡沫陶瓷的光催化烟气脱硫性能

采用XRD和FT-IR对制备的g-C_3N_4光催化剂进行表征,使用气固光催化反应器考察60℃条件下g-C_3N_4/泡沫陶瓷的SO_2光催化氧化性能,包括吸附性能和光催化脱硫活性。结果表明,负载g-C_3N_4光催化剂的泡沫陶瓷,对SO_2的吸附容量性能大大提高; g-C_3N_4/泡沫陶瓷在H_2O和O_2同时存在时的光催化脱硫活性最好,脱硫率86. 9%。

棒状BiPO_4微晶的合成及其对模拟燃油催化氧化脱硫活性

以五水合硝酸铋和系列磷酸盐为起始原料,采用简单水热法制备棒状BiPO4粉体。采用XRD、SEM、EDS和UV-Vis吸收光谱等手段对其组成、纯度、形貌和光吸收特性进行表征;以金卤灯为实验光源,次甲基蓝为模型污染物,考察系列BiPO4光催化剂的的光催化活性;在此基础上,以二苯并噻吩为模拟含硫污染物探讨了所得BiPO4对模拟FCC汽油的光催化氧化脱硫(Photo-Cat-ODS)活性。SEM测试表明,所得BiPO4粉体均为棒状结构,且起始磷酸盐对产物的尺寸有一定的影响。光催化活性研究结果表明,在模拟太阳光照射下,所合成的系列BiPO4粉体对阳离子染料次甲基蓝有非常高的光催化降解活性,而且催化剂的形貌和尺寸对催化剂光催化活性的影响显著,当以磷酸二氢铵为原料时,所得样品NH2-BiPO4的活性最高。模拟FCC汽油光催化脱硫实验结果表明,空气为氧化剂条件下,NH2-BiPO4微晶对模拟FCC汽油具有较高的脱硫活性,模拟太阳光连续照射2 h,模拟汽油脱硫率高达90.5%。

Ag/AgCl/MoO3复合材料的制备及其光催化性能

利用水热合成法合成六方相晶体结构的MoO3微晶,采用沉淀-沉积法和光致还原法将Ag/AgCl纳米颗粒沉积于MoO3微晶上,从而制得新型的Ag/AgCl/MoO3异质结光催化剂。通过包括紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis-DRS)等方法在内的各种测试技术对催化剂结构、形貌等进行表征。并以苯并噻吩(BT)为目标硫化物,研究在可见光下催化剂用量、氧化剂用量、前驱体浓度及反应时间对BT的氧化脱除的影响。研究结果表明:Ag/AgCl/MoO3异质结在催化剂用量为1.5g/L,氧化剂用量O∶S=4,前驱体Mo(VI)浓度为0.07mol/L,可见光照射2.5h后,光催化氧化脱硫活性达92%。

Fe^(3+)掺杂Bi_2MoO_6光催化剂的合成及其活性研究

以钼酸铵、硝酸铋和硝酸铁为原料,采用水热/溶剂热法合成了铁掺杂的钼酸铋光催化剂,用X-射线粉末衍射、扫描电镜及紫外-可见吸收光谱等进行表征,并以罗丹明B为模型污染物,考察了纳米钼酸铋对罗丹明B溶液的光催化降解活性;以噻吩作为典型的含硫污染物,评价样品的光催化氧化脱硫活性。结果表明,Fe元素掺杂导致Bi2 MoO6的尺寸下降,比表面积增大;Fe掺杂,Bi2 MoO6吸收边发生红移;光催化活性与Fe元素的掺杂浓度有关,当掺杂量为0.5%时,活性最高;Fe掺杂Bi2MoO6对模拟汽油具有较好的脱硫活性,模拟可见光照射3 h,可使用模拟汽油的硫含量降低至70μg/g以下,脱硫率达到89%。

TiO_(2)–g-C_(3)N_(4)/BMMS光催化氧化脱硫催化剂

为了提高TiO_(2)的光催化氧化脱硫(PODS)活性,利用负载和复合的协同作用,将TiO_(2)与g-C_(3)N_(4)复合,并负载于双介孔二氧化硅(BMMS)上,制备了TiO_(2)–g-C_(3)N_(4)/BMMS。以含二苯并噻吩(DBT)的十二烷溶液为模拟油,评价了催化剂的催化性能;优化了反应条件并提出了催化反应机理。结果表明:TiO_(2)–g-C_(3)N_(4)/BMMS具有明显的双介孔结构,TiO_(2)与g-C_(3)N_(4)已实现复合并负载于BMMS上,TiO_(2)–g-C_(3)N_(4)活性组分在载体上分散良好,与单一TiO_(2)相比对光的吸收能力增强,催化活性有明显提高,优化后的反应条件为,催化剂用量3%(质量分数),O/S摩尔比为10:1,萃取剂与模拟油体积比为1:1,此时脱硫率可达96.6%,且重复使用8次后脱硫率仍保持85%以上,PODS过程中的主要活性中间物种是·O_(2)^(–)和h^(+)。

水热法合成Cu-BiPO_(4)催化剂及其光催化氧化脱硫性能

利用水热法合成了掺杂型的新型Cu-BiPO_(4)光催化材料,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis-DRS)等方法对催化剂进行表征分析。以苯并噻吩的正辛烷溶液为模型油,研究了Cu-BiPO_(4)光催化氧化脱除模型油中硫化物的性能。考察了Cu-BiPO_(4)催化剂前驱体的pH值、催化剂用量和氧化剂用量等工艺条件对脱硫率的影响,并通过循环实验考察了催化剂的稳定性。结果表明:Cu的掺杂使BiPO_(4)的可见光吸收带发生红移,提高了光催化氧化性能。最佳反应条件为pH=7,催化剂用量为0.5 g·L^(-1),可见光照射150 min,脱硫率达90.7%。

多壁碳纳米管负载掺杂Cu/Mn二氧化钛的表征及脱硫性能

本文利用溶胶凝胶法制备多壁碳纳米管负载TiO_2及掺杂Cu/Mn的TiO_2(MWCNTs/TiO_2,MWCNTs/CuTiO_2及MWCNTs/Mn-TiO_2)。利用透射电镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),X射线能谱仪(EDX)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对制备的光催化剂进行表征。结果表明Cu/Mn掺杂的光催化剂TiO_2晶相以锐钛矿为主,晶粒尺寸较纯TiO_2降低。DRS图谱表明MWCNTs/TiO_2光吸收边拓展至可见光区域,而10%MWCNTs/Cu-TiO_2及0.5%MWCNTs/Mn-TiO_2在紫外可见光区域都有较强的光吸收强度。用固定床反应器,对光催化剂的脱硫性能进行研究,MWCNTs/TiO_2具有较强的光催化脱硫能力,10%MWCNTs/Cu-TiO_2及0.5%MWCNTs/Mn-TiO_2的光催化脱硫效率分别提高至71%和69%。