Ag/ZnO复合材料的制备及其光催化研究

通过光还原沉积改性法制备了含不同含量Ag的Ag/ZnO复合材料(0.5%,1%,2%,5%,10%),对其进行了X射线衍射,扫描电子显微镜表征,并利用光催化降解甲基橙溶液研究复合材料的光催化性能。结果表明:Ag仅负载在ZnO粒子表面上而未进入其晶格内。Ag/ZnO复合材料可以有效地降解甲基橙;适量的Ag修饰ZnO可大大提高Ag/ZnO复合材料的光催化活性。过大的沉积量会导致Ag的浪费,且会使Ag/ZnO原子簇增大,不利于光催化反应的效率提高。

静电纺丝制备Ag/ZnO复合材料及其光催化性能研究

以PVP为载体,乙酸锌(Zn(CH_3COO)_2·2H_2O)和硝酸银(AgNO_3)为原料,采用静电纺丝与煅烧相结合的方法制备了一系列银掺杂量不同的ZnO复合纳米材料.用SEM、FTIR、XRD对煅烧前后的纤维形貌和结构进行表征.以刚果红为目标降解物,考察了煅烧温度和Ag掺杂量对Ag/ZnO复合纳米纤维的光催化活性的影响.结果显示,煅烧温度和Ag掺杂量对复合纳米材料的催化活性影响显著,600℃煅烧3 h制得的Ag掺杂摩尔分数为6%的Ag/ZnO复合纳米材料,经155 W紫外灯照射210 min后对40 mg·L^(-1)刚果红溶液降解率可达99%以上.催化剂重复利用4次后对刚果红的催化降解率仍可保持在94%以上.

可控ZnO阵列改性碳织物复合材料的制备及摩擦学性能研究

碳纤维表面光滑且具有惰性,削弱了其与树脂的界面黏结,进而限制了碳织物/树脂复合材料的应用前景。基于界面工程技术,采用预埋晶种层的方式诱导ZnO微纳米阵列在碳纤维表面均匀生长,并通过改变晶种层溶度优化ZnO阵列的形貌和分布,以强化纤维/基体的界面,从而提升复合材料的力学强度和摩擦学性能。结果表明:通过对纤维表面形貌分析,晶种层浓度对ZnO微纳米阵列形貌和分布有较大的影响;当浓度为15mmol/L时,均匀且细化的ZnO阵列生长在碳纤维表面,使纤维的表面能大幅度提高,促进了树脂充分浸润,提高了力学强度;与原始复合材料相比,改性复合材料的磨损率降低了约35%,表明ZnO阵列的引入能够明显提高复合材料的耐磨性。

Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料的微纳摩擦学特性

为探明Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料在解决空间载流摩擦部件高稳定载流和抗磨损问题的作用效果,采用纳米压痕、纳米划痕、表面轮廓仪、扫描电镜等研究微/纳力学尺度下、不同载荷和电流时Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料的力学行为和摩擦磨损特性。研究结果表明:Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料在精准微小力作用下具有良好的塑性,压痕模量和硬度与载荷呈非线性关系,其变化机制主要由压痕尺寸效应和塑性变形共同主导;随着载荷增加,Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料压痕最大深度和塑性深度呈线性增大,当载荷从10 mN增加到20 mN时,压痕最大深度增加约44%,塑性深度增加约51%,而当载荷从20 mN增加到50 mN时,压痕最大深度增加约78%,塑性深度增加约79%,材料的弹塑性转变载荷约为20 mN。在较低载荷(50~100 mN)下,Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料具有较好的耐磨性。

SDBS调控ZnO/CaCO_(3)复合材料的制备及光催化性能研究

以ZnCl_(2)、CaCl_(2)和Na2CO_(3)为反应物,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为分散剂和形貌的调控剂,采用共沉淀法制备了ZnO/CaCO_(3)复合材料。XRD和FT-IR结果显示,ZnO/CaCO_(3)复合材料中包含六方纤锌矿结构的ZnO以及方解石型CaCO_(3)。SEM表明,加入SDBS后,改善了ZnO微粒团聚性。复合材料中ZnO是由片层松散排列在一起所形成的类球形,而CaCO_(3)为边长4μm左右且表面光滑的六面体形。光催化性能测试表明,ZnO/CaCO_(3)复合材料比ZnO具有更好的光催化降解性能,这可能得益于SDBS在材料合成过程中的调控作用以及复合材料中ZnO和CaCO_(3)的协同作用。经过5次循环降解实验后,ZnO/CaCO_(3)复合材料对亚甲基蓝的降解率仍超过94%,说明该复合物具有良好的光催化稳定性。

Ag/ZIF-8复合材料的制备及其光降解性能

在无表面活性剂微乳液中制备了ZIF-8材料,并采用光致还原法将纳米Ag负载于ZIF-8表面,制备了负载量不同的系列Ag/ZIF-8复合材料。XRD、SEM、XPS、UV-DRS以及光电性能测试表明Ag成功负载到ZIF-8中,且光电性能大幅度提高。对比考察了ZIF-8和Ag/ZIF-8对有机染料的光降解效率,提出了光催化机理。由于Ag纳米粒子和ZIF-8的协同效应,其所形成的异质结构Ag/ZIF-8表现出了优异的光催化活性。

约克球状ZnWO4/Ag复合材料:光化学合成、表征及其可见光催化活性

本文采用一种简单、温和的光化学方法制备了约克球状ZnWO4/Ag复合材料。采用XRD、UV-vis DRS、SEM和TEM等对产物的纯度和微观结构进行了表征。在氙灯照射下,以甲基蓝(MB)为目标染料,探究了ZnWO4/Ag的光催化活性。与单一约克球状ZnWO4相比,约克球状ZnWO4/Ag复合材料在可见光辐照下对MB的光催化降解性能明显提高。其独特的中空结构和优异的性能赋予了约克球状ZnWO4/Ag在可见光催化领域广阔的应用前景。

Ce掺杂ZnO纳米复合材料的制备及光催化性能研究

以ZnO作为光催化剂,稀土元素Ce为添加相,通过水热法制备了不同摩尔比Ce掺杂的ZnO纳米复合材料,以甲基橙(MO)染料为降解对象,研究了Ce掺杂摩尔比对ZnO纳米复合材料的晶格结构、微观形貌和光催化性能的影响。结果表明,制备的Ce-ZnO纳米复合材料均为六方晶系纤锌矿结构,外观为不规则的颗粒状,Ce掺杂后使ZnO的表面粗糙度增加。Ce掺杂后在ZnO中无新产物产生,没有影响ZnO的结构。随着Ce掺杂摩尔比的增大,Ce-ZnO的比表面积逐渐增大,吸收边先增大后减小,禁带宽度先降低后升高,光致发光强度先降低后增大。0.6%Ce-ZnO的比表面积达到33.91 m^(2)/g,吸收边最大为394 nm,禁带宽度最小为2.97 eV,对应的光致发光强度最低。光催化降解测试表明,随着Ce掺杂摩尔比的增大,Ce-ZnO对MO的光催化降解率先增大后降低,0.6%Ce-ZnO在180 min时对MO的降解率达到最大值95.36%。强酸或强碱条件下均不利于光催化反应的进行,在pH值=5的弱酸条件下0.6%Ce-ZnO对MO的降解率最高达到99.16%。0.6%Ce-ZnO光催化剂重复使用5次时对MO的降解率依旧超过70%,具有良好的使用稳定性和经济效益。

磁性ZnO/Fe_(3)O_(4)/g-C_(3)N_(4)三元复合材料的制备及对甲基橙的降解

通过蒸发溶剂-高温热聚合法制备了磁性ZnO/Fe_(3)O_(4)/g-C_(3)N_(4)三元复合材料,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)、N2吸附-脱附(BET)、瞬态光电流谱(TPC)和交流阻抗(EIS)等手段对三元复合材料进行了表征,并将其用于甲基橙(MO)染料废水的光催化降解。结果表明:磁性ZnO/Fe_(3)O_(4)/g-C_(3)N_(4)三元复合材料中异质结的存在实现了高效的光电子-空穴分离,光谱吸收范围得到拓宽,表现出超顺磁性,具有优异的光催化性能。可见光照射150 min,MO染料溶液的光催化降解率为98.6%,TOC去除率为59.9%;循环使用5次后MO的降解率仍达到了97.8%,表现出良好的循环使用稳定性。

ZnO/α-Fe_(2)O_(3)复合材料对偶氮染料的降解

采用水热法制备了ZnO/α-Fe_(2)O_(3)复合光催化剂,并用XRD、SEM、UV-Vis和FTIR等多种手段进行了表征,考察了该催化剂对溶液中橙Ⅱ和甲基橙的光催化降解性能。表征结果显示,负载ZnO后,ZnO/α-Fe_(2)O_(3)催化剂的吸光范围变宽,禁带宽度变窄,催化活性增强。实验结果表明:在ZnO/α-Fe_(2)O_(3)中ZnO的质量分数为30%、ZnO/α-Fe_(2)O_(3)催化剂加入量为1.0 g/L、甲基橙或橙Ⅱ质量浓度为5 mg/L、暗反应时间为30 min、光反应时间为120 min的条件下,该催化剂对甲基橙和橙Ⅱ的催化降解效果最好,甲基橙和橙Ⅱ的去除率分别为62.2%和64.7%;该催化剂连续使用5次后,对甲基橙的去除率从62.2%缓慢下降到54.9%,表现出较好的稳定性和重复使用性能。

Ag/WO_(3)纳米复合材料可见光催化还原废水中六价铬的研究

以钨酸钠和硝酸银为原料,采用水热法合成得到Ag/WO_(3)纳米复合材料。XRD和SEM结构分析表明,Ag纳米颗粒掺入到WO_(3)结构中,增加了孔隙率和粗糙度,增强了纳米复合材料表面的活性位点,提高了有效比表面积。光催化实验表明,分别以WO_(3)和Ag/WO_(3)为光催化剂处理模拟废水中的Cr(Ⅵ)离子,对应在155 min和130 min的可见光照射后,Cr(VI)离子被完全去除。通过考察Ag/WO_(3)对实际工业废水中Cr(Ⅵ)的光催化还原能力,结果表明,该光催化剂在还原工业废水中的Cr(Ⅵ)方面具有良好性能。

新型氧化锌复合材料的合成及光催化性质研究概述

光催化技术在改善环境和生产能源等方面展示出优异的性能,已成为人们关注的热点之一。ZnO是一种性能优良的半导体材料,在半导体催化材料领域备受青睐。较宽的带系导致光生载流子的分离效率低,光吸收范围在紫外光区是对可见光的利用率低。因此,在新型氧化锌复合材料光催化性质研究中,主要概述了制备ZnO复合材料的方法及光催化机理,为半导体复合光催化剂的设计提供理论基础。

CTAB辅助合成纳米复合材料Ag/ZnO-TiO_2及其紫外光催化性能

在模板剂溴化十六烷基三甲基胺(CTAB)的辅助作用下,按nAg∶nZn∶nTi=0.1∶2∶1的物质的量的比,采用溶胶-凝胶再结合程序升温溶剂热法制备了一系列纳米复合材料Ag/ZnO-TiO2(CTAB),并经X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)和N2吸附-脱附测定等测试手段对不同温度(500、600、700℃)和不同时间(5、7 h)下煅烧得到各产物的组成、结构及形貌等进行了表征。结果表明,该系列复合材料不仅含有ZnO纤锌矿和TiO2锐钛矿结构,同时有部分Zn2TiO4生成,其Ag还以单质形式存在。在CTAB作用下改变煅烧温度和时间可使各产物分别呈现纳米线、纳米球等多种形态,且颗粒分布较均匀。上述各复合材料在紫外光作用下对罗丹明B(RB)的光催化降解结果显示,样品煅烧温度和煅烧时间不同,其活性会发生明显的变化。

CTAB作用下纳米复合材料Ag/ZnO-SnO_2的制备与光催化降解罗丹明B

在模板剂溴化十六烷基三甲基胺(CTAB)作用下,采用溶胶-凝胶法再结合程序升温溶剂热法制备了纳米复合材料Ag/ZnO-SnO2(CTAB),其中Ag,Zn,Sn摩尔比为0.1∶2∶1.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱(SEM-EDS)和N2吸附-脱附测定等方法对复合材料的组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,该复合材料具有纤锌矿和金红石结构,Ag以单质形式存在.与未经CTAB作用的样品相比,Ag/ZnO-SnO2(CTAB)颗粒分布更均匀,且呈现规则的纳米棒状结构.复合材料在紫外光和可见光作用下对罗丹明B(RhB)的光催化降解结果显示,样品Ag/ZnO-SnO2(CTAB)的光催化活性明显高于Ag/ZnO-SnO2、ZnO-SnO2、ZnO和商用P-25.

纳米复合材料Ag/ZnO的制备与微波增强光催化二甲酚橙

采用溶胶-凝胶再结合程序升温溶剂热法制备了纳米复合材料Ag/ZnO,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)以及扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)等测试手段对其结构、形貌等进行了表征。结果表明,复合材料中Ag以单质形式存在且掺杂于ZnO表面,产物具有六方晶系纤锌矿结构,其颗粒尺寸小于10 nm,孔径分布均匀,平均孔径约为3.9 nm。为考察上述复合材料的光催化活性,以二甲酚橙为模型分子,在微波场作用下,进行了微波增强光催化降解实验。结果显示,采用微波技术能较大幅度提高复合材料Ag/ZnO对二甲酚橙的降解率,其80 min内对二甲酚橙的降解率可达99%以上。

Ag/ZnO纳米复合材料的制备及应用研究

采用配位均匀共沉淀法制备了平均粒径约为20 nm的Ag/ZnO纳米复合材料。利用XRD、TEM及UV-Vis等技术对样品进行了表征,并将其与用浸渍光分解法和光还原沉积法制备的样品在形貌结构及催化降解甲基橙溶液和工业废水性能方面进行了比较。结果表明,采用配位均匀共沉淀法制备的样品,表现出更加优异的催化降解性能。

ZnO/Ag球形异质结复合材料的制备及其吸光性能研究

采用水热法制备出球形ZnO颗粒,用微波辅助多元醇法对其表面进行修饰后得到ZnO/Ag异质结复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品的结构和形貌进行表征,用紫外-可见光谱分析了样品的吸光性能。结果显示:所制备的ZnO/Ag异质结是由面心立方的Ag纳米颗粒附着在纤锌矿结构的ZnO球表面形成的;与ZnO相比,ZnO/Ag异质结的紫外可见光吸收光谱发生明显红移,在紫外和可见光范围均有较强的吸收。

Ag/Ni复合材料界面稳定性的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算并分析四种不同晶体学位向关系的Ag/Ni复合材料的界面能量和电子结构。结果表明:Ag(100)/Ni(100)和Ag(110)/Ni(110)界面的结合强度和稳定性高于Ag(110)/Ni(100)和Ag(111)/Ni(100)界面;界面区的原子成键作用以第一层原子为主,界面处Ag原子和Ni原子之间形成共价键,Ag(100)/Ni(100)和Ag(110)/Ni(110)界面的原子成键能力较强,易于形成稳定的界面结合。

ZnO/Ag纳米复合材料光催化性能研究

通过XRD、TEM测试研究了自制ZnO/Ag纳米复合材料的结构和形貌,通过UV检测确定了以该纳米复合材料为光催化剂,在不同条件下对甲基橙的光催化降解率。结果表明:与空气煅烧相比,真空煅烧所得纳米复合材料的光催化降解效果更好,且光催化降解率随纳米复合材料用量增加而增大;甲基橙溶液的pH在5左右时,光催化降解率最高;H_2O_2浓度为0.9 g/L时,光催化降解率可达100%。

ZnO/Ag纳米复合材料的制备及电学性能研究

在室温下,利用超声活化法将机械研磨13h的Zn粉在V(水)∶V(环己烷)=19∶1的分散体系中合成ZnO纳米颗粒悬浮液,然后通过光还原AgNO3制备出ZnO/Ag纳米复合材料。并用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对ZnO/Ag复合颗粒表征,用扫描电子显微镜(SEM)和探针台I-V测试仪对ZnO/Ag复合薄膜表征和电学性能测试,通过XRD和TEM得出,超声合成的ZnO具有六方纤锌矿结构,长约20nm的短棒状;经光还原沉积在其表面的纳米Ag呈现面心立方结构,直径约为5nm。通过SEM和I-V伏安特性曲线得出,干燥温度对复合结构有较大影响,60℃干燥的复合薄膜比较致密均匀,导通电压大约2V左右,在100℃时开始转变为有氧化锌附着的枝状银网状复合物,导通电压在0.02V左右,通过控制干燥温度可改变复合薄膜中ZnO和Ag的结合方式以及相应的电学性能。