碱水热法制备Ti_(3)C_(2)-Ag_(3)PO_(4)光催化剂及其光催化性能研究

通过碱水热反应合成了Ti_(3)C_(2),并以其为载体制备了不同负载量的Ti_(3)C_(2)-Ag_(3)PO_(4)光催化剂。利用FT-IR、XRD、SEM、XPS等对光催化剂进行表征。结果表明,在240℃水热条件下,碱刻蚀法制备的Ti_(3)C_(2)为刻蚀程度较低的片层结构,同时材料中有微量的TiO_(2)存在,同时Ag_(3)PO_(4)以立方相的形式负载到Ti_(3)C_(2)载体表面。随着Ag_(3)PO_(4)负载量的增加,Ti_(3)C_(2)-Ag_(3)PO_(4)的光催化活性逐渐增大,在催化剂质量为0.01 g、反应时间为60 min时,Ti_(3)C_(2)-Ag_(3)PO_(4)-85%对亚甲基蓝的降解率达到95%。Ti_(3)C_(2)与Ag_(3)PO_(4)异质结的存在使其具有较强的电荷分离能力和优异的光催化性能。

双Z型异质结Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)的光催化研究

采用一锅水热法制备了片层花簇状Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)复合物,并以其为载体,将Ag_(3)PO_(4)通过原位生长的方式沉积在其表面,设计出一种新型的Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合双Z-scheme型结构的光催化剂,考察了复合催化剂在可见光下降解罗丹明B(RhB)的催化活性。研究表明,当Ag_(3)PO_(4)在复合物中的质量分数为5%时,复合催化剂在可见光下具有最佳的光催化活性,在120 min内对RhB的降解率高达99.15%。Bi_(2)MoO_(6)、Bi_(2)WO_(6)和Ag_(3)PO_(4)三者的协同作用有效提高了对可见光的吸收能力,所构建的双Z型异质结可改变光生电子的传输路径,进而促使光生电子空穴的分离,从而获得显著的光催化活性。根据捕获实验和能带理论分析,提出了一种双Z-scheme型光催化剂的作用机理。

Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料的制备及用于尾矿废水中黄药的高效降解

用两步水热法合成了Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)三元复合材料。通过控制GO与Ag_(3)PO_(4)前驱体的添加量,制备出一系列不同负载比的Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料,以乙基黄药为目标降解物评价其光催化性能。同时采用FT-IR、SEM和UV-vis等手段表征复合材料的微观形貌及光学性能。结果表明:与Bi_(2)MoO_(6)和GO/Bi_(2)MoO_(6)相比,Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料的光催化活性显著提高,当GO添加量为5 mg、Ag_(3)PO_(4)前驱体添加量为8 mmol时,其光催化速率约为GO/Bi_(2)MoO_(6)的7.6倍,是Bi_(2)MoO_(6)的34.0倍。此外,同实验条件下,循环利用5次后Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料降解率仍保持良好的稳定性。

WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)Z型异质结的构建及其光催化性能

利用水热法和超声辅助沉淀法制备了Z型异质结WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合光催化剂。采用多种表征手段对其晶体结构、形貌和性能进行了表征,并以盐酸四环素(TCH)为降解对象考察了WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂的光催化活性。结果表明:简单斜方的WO_(2)负载在单斜相的Ag_(3)VO_(4)表面,形成Z型异质结结构,这种结构以及Ag_(3)VO_(4)光腐蚀产生的Ag0,能加速无效电子-空穴对的复合,促进有效光生载流子的分离,提升WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂的可见光催化活性;WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂对TCH的降解效果明显优于纯WO_(2)和Ag_(3)VO_(4),其中5 wt%WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)的效果最好,可见光下3 h对TCH的降解率可达85.8%,且降解过程符合一级动力学反应模型。

Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料的制备及其性能研究

对磷酸银复合材料制备及光催化性能进行了研究。讨论了水热温度、反应溶液的酸碱度等对Cu_(2)O制备的影响。同时,比较了不同摩尔百分比Ag_(3)PO_(4)含量的Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料的光催化降解活性。结果显示,球状Cu_(2)O颗粒制备条件为:温度100℃,pH值为10。采用直接沉淀法Ag_(3)PO_(4)纳米颗粒能够均匀附着Cu_(2)O表面,达到最佳复合效果。Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O复合材料光催化活性高于纯Cu_(2)O,随着Ag_(3)PO_(4)的摩尔百分量的增加,复合光催化剂的催化性能先是增强后逐渐减弱。60%Ag_(3)PO_(4)/Cu_(2)O时,催化活性最强,90 min内罗丹明B几乎完全降解。

g-C_(3)N_(4)/Ag_(3)PO_(4)复合Z型光催化剂的制备及对磺胺噻唑的光催化降解

该研究采用简单的原位沉积法制备了g-C_(3)N_(4)/Ag_(3)PO_(4)复合Z-异质结光催化剂,并将其用于磺胺噻唑(STZ)的降解。当g-C_(3)N_(4)与Ag_(3)PO_(4)的理论质量比为1∶5(记为AG-5)时,STZ的降解效果最好,10 min内降解率可达95.6%。此外,活性物种的捕获表明,光生空穴(h+)在反应中起主要作用。最后,用紫外-可见漫反射光谱对催化剂的光学性质和能带结构进行了分析,提出了Z型异质结电荷转移机理。

g-C_(3)N_(4)/Ag/Ag_(2)O复合材料低功率紫外照射下降解罗丹明B

光催化降解技术高效、环保、节能的优点使其在环保领域具有广泛应用前景,为解决环境污染问题提供了新的思路。其中高效催化剂是实现污染物高效光催化降解的关键。g-C_(3)N_(4)半导体材料因优良的热稳定性和化学稳定性、易于合成以及能带结构易调控等优点在催化领域具有广阔的应用前景,但由于纯g-C_(3)N_(4)可见光利用率低、表面积小、导带位置较低,限制了其实际应用中的催化活性。本文通过光诱导还原方法实现了g-C_(3)N_(4)材料表面Ag/Ag_(2)O的原位负载,系统研究了Ag/Ag_(2)O负载量对材料催化性能的影响,实现低功率紫外光催化下水中罗丹明B的快速高效去除,研究发现50 mg的g-C_(3)N_(4)中在0.24 g/L的AgNO3溶液还原得到的g-C_(3)N_(4)/Ag/Ag_(2)O复合材料具有最佳的催化性能。同时将复合材料应用于实际水体中罗丹明B染料的催化降解,取得了良好催化效果。本研究为去除水环境有机物污染提供了一种高效、绿色的解决方法。

Ag_(3)PO_(4)/AgBr复合纳米材料光催化降解亚甲基蓝研究

以磷酸钠、硝酸银、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵等为原料,采用溶剂热法来制备Ag_(3) PO_(4)/AgBr复合纳米材料和磷酸银单体。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等一些表征手段来确定所制备的材料的成分以及其结构形貌,进而确定较优的实验条件。以亚甲基蓝染料作为模拟污染物,探究Ag_(3) PO_(4)/AgBr复合纳米材料作为催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率。实验结果显示,在可见光照射150 min后,亚甲基蓝的降解率为96.5%。

Ag_(3)PO_(4)/BiOI复合材料的制备及其光催化性能研究

采用简易研磨法将Ag_(3)PO_(4)颗粒负载在纳米片组装的BiOI微球表面,制备出p-n型Ag_(3)PO_(4)/BiOI异质结光催化剂。利用不同表征手段对Ag_(3)PO_(4)/BiOI复合材料的物相、形貌、化学组成和光学吸收特性进行了分析,并探索了其在可见光下光降解盐酸金霉素(CTC)的性能。结果表明:AB-2(Ag_(3)PO_(4)与BiOI质量比为1∶2)表现出最高的光降解CTC活性,可见光照射75min后AB-2对CTC(20mg/L)的去除率为79.2%,高于单一Ag_(3)PO_(4)与BiOI光催化剂。此外,AB-2光催化剂在循环使用5次后对CTC的去除率为70.3%,具有较好的重复使用性。p型BiOI和n型Ag_(3)PO_(4)构成p-n型异质结结构,促进了光生电子和空穴的有效分离,进而降低了电子-空穴对的复合效率,提升了Ag_(3)PO_(4)/BiOI复合材料的光催化活性。

Ag/Ag_(3)PO_(4)/TiO_(2)双异质结催化剂的制备及光催化性能研究

通过紫外光诱导将Ag纳米颗粒沉积在Ag_(3)PO_(4)/TiO_(2)上,构建了Ag/Ag_(3)PO_(4)/TiO_(2)双异质结催化剂,通过废水中残留非那西丁(PNT)降解实验探究其光催化性能。结果表明,在紫外光照射下,以Ag/Ag_(3)PO_(4)/TiO_(2)为催化剂,当Ag3PO4质量分数为10%、催化剂用量为0.5 g·L^(-1)、初始pH值为9.0、PNT初始浓度为20 mg·L^(-1)时,PNT的降解效果最好,降解率最高可达97%。光致发光光谱显示,Ag的沉积导致Ag_(3)PO_(4)/TiO_(2)的光催化性能明显增强,对光生电子的转移产生积极作用,对电子-空穴对的复合产生抑制作用。

新型复合光催化剂Cu_(2)O/Ag/Ag_(3)PO_(4)光催化降解甲基橙

采用简单液相法制备Cu_(2)O/Ag/Ag_(3)PO_(4)三元复合光催化材料,并通过XRD、SEM、UV方法进行表征。结果表明,与纯Cu_(2)O相比,三元复合材料Cu_(2)O/Ag/Ag_(3)PO_(4)催化效果明显提高,30 min可以催化70%的污染物。浸泡次数直接影响催化效果,浸泡20次降解90%的甲基橙需要约50 min,远高于浸泡5次和10次的时间。该催化剂为同类光催化复合材料的制备提供了新思路。

纳米球形Ag_(2)CO3/Ag_(3)PO_(4)核壳材料的制备及其光催化性能

在离子液体辅助下,采用两步水热法制备纳米球形Ag_(2)CO3/Ag_(3)PO_(4)核壳材料.用XRD,SEM,TEM,EDS和UV-Vis spectrum对产物进行了表征,通过可见光催化降解甲基橙试验,对产物的光催化活性进行了考察.结果表明合成产物为纳米级球形Ag_(2)CO3/Ag_(3)PO_(4)核壳结构,颗粒大小为50~200 nm.Ag_(2)CO3/Ag_(3)PO_(4)在可见光作用下对甲基橙溶液表现出很高的可见光催化活性,Ag2CO3负载量(占Ag3PO4的摩尔分数)为30%时,Ag_(2)CO3/Ag_(3)PO_(4)的光催化活性最高,对甲基橙的降解率高达95.7%,且循环使用5次后仍然保持较高的催化活性,对甲基橙的降解率还有88.2%.

b-N-TiO_(2)/Ag_(3) PO_(4)复合光催化材料的制备及光催化降解有害藻的研究

为了获得高效、低能耗的藻污染控制方法,通过煅烧-沉淀法制备出b-N-TiO_(2)/ Ag_(3)PO_(4)复合光催化材料,通过SEM、TEM、XRD、XPS、UV-Vis等表征手段对材料的整体形貌、表面结构和光响应性能进行测试分析.结果表明:①b-N-TiO_(2)均匀分布在Ag_(3)PO_(4)表面,增强了对可见光的响应,并促进了光生电子-空穴对的分离.②b-N-TiO_(2) /Ag_(3)PO_(4)(0.2T A)复合光催化材料降解铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞中叶绿素a(Chla)的效果最好,其拟一级动力学方程速率常数分别比纯Ag_(3)PO_(4)和b-N-TiO_(2)高2.73和7.72倍,经过8 h可见光催化后,对Chla的降解率为98.1%,且重复利用3次后降解率仍可达85.4%,具有较高的光催化稳定性.③固定化b-N-TiO_(2)/ Ag_(3)PO_(4)复合光催化材料对实际地表水中的藻细胞和藻毒素具有良好的光催化降解性能.因此,b-N-TiO_(2) /Ag_(3)PO_(4)复合光催化材料在未来有害藻类污染的水处理中具有潜在的应用前景.

Ag_(3)PO_(4)/MoS_(2)复合材料的制备及其光催化性能研究

通过原位沉淀法将Ag_(3)PO_(4)沉积在MoS_(2)表面,制备Ag_(3)PO_(4)/MoS_(2)复合光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对其进行表征。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,考察Ag_(3)PO_(4)/MoS_(2)对RhB降解率的影响。结果表明:Ag_(3)PO_(4)呈类球状结构,颗粒直径约为100~200nm,且附着在绒球状MoS_(2)表面,两者有机结合。质量分数为1%的Ag_(3)PO_(4)/MoS_(2)光催化活性较好,可见光照60min,对RhB降解率达到97.95%。降解机理研究表明,h^(+)与·O_(2)-是降解RhB的主要活性物质。Ag_(3)PO_(4)/MoS_(2)光催化剂稳定性较好,重复使用4次,对RhB降解率仍可达81.03%。

Ⅱ/Z型Bi_(2)MoO_(6)/Ag_(2)O/Bi_(2)O_(3)异质结可见光催化降解四环素

构建异质结能够有效抑制光催化剂中光生电子和空穴的快速复合。本研究采用水热法、煅烧法以及溶剂热法合成了Ⅱ/Z型Bi_(2)MoO_(6)/Ag_(2)O/Bi_(2)O_(3)异质结光催化剂,利用不同研究手段分析材料的组成、形貌以及光电化学性能。结果发现,复合材料的最佳组成为25%ABOBM(Ag_(2)O/Bi_(2)O_(3)和Bi_(2)MoO_(6)的质量比为1:4)。在可见光照射下25%ABOBM对四环素(TC)的降解效率可达85.6%,明显高于Ag_(2)O/Bi_(2)O_(3)和Bi_(2)MoO_(6),而且三次循环实验后仍具有良好的稳定性。25%ABOBM光催化性能的提高可归因于Ag_(2)O、Bi_(2)O_(3)以及Bi_(2)MoO_(6)之间异质结的构建和特殊形貌的形成。自由基捕获实验和电子顺磁共振谱(EPR)结果表明,h+和·O2-在TC的降解过程中发挥着主要作用,而·OH和1O2发挥着次要作用。实验还探索了相关光催化机理,并利用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对TC可能的降解路径进行了分析。本研究为双异质结光催化剂的制备及其在有机污染物降解应用方面提供了新的思路。

Ag_(3)PO 4@WO_(3)/AC复合物的制备及其光催化降解罗丹明B的研究

以二水钨酸钠、市售椰壳活性炭(AC)和硝酸银为原料,采用先高温煅烧获得WO_(3)/AC、后共沉淀法制备Ag_(3)PO_(4)@WO_(3)/AC复合材料,并以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,考察WO_(3)/AC掺杂量对复合材料光催化性能的影响。结果表明:Ag_(3)PO_(4)@WO_(3)/AC光催化降解RhB是活性炭吸附作用和光催化降解协同作用的结果,掺杂WO_(3)能有效阻止电子-空穴对复合从而增加其光催化活性。随着WO_(3)/AC掺杂比例的增加,其光催化性能先增加后降低,当掺杂比例为20%时最优。当Ag_(3)PO_(4)@WO_(3)/AC投加量为0.5g/L、RhB溶液浓度为5mg/L时,在15W、254nm紫外光下降解60min其降解率达到94.3%,较WO_(3)和Ag_(3)PO_(4)分别提高85.1%和83.5%。经过3次循环实验,降解率仍能达到81.73%,表明Ag_(3)PO_(4)@WO_(3)/AC光催化剂具有较好的稳定性。

乙腈-水系混合电解液对Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池电化学稳定性的影响

Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池体系的水系电解液中加入适量的乙腈(AN),研究电解液中AN与水的比例对离子溶剂化结构和电化学行为的影响规律,并通过非原位XRD探究Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)晶体结构的演变。结果表明:过少的AN会加快正极材料晶格框架的破坏,而过多的AN会减缓电极反应动力学;在含有适量AN的电解液中,Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池不但在50 mA/g的电流密度下具有91.4 mA·h/g的较高比容量,同时在500 mA/g的电流密度下可以稳定循环1000次且无明显容量衰退。

固态电解质Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)中Li+的迁移特性

Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)(LATP)是一种颇具前景的NASICON型锂离子固态电解质.本文通过第一性原理计算研究了不同Al掺杂浓度(x=0.00,0.16,0.33,0.50)对LATP的结构特性、电学特性以及Li^(+)迁移特性的影响.结果表明,Al能够稳定掺杂进入LiTi2(PO4)3(LTP)的晶体结构当中.当Al掺杂浓度x=0.16时,Li—O键的平均键长最长,成键强度最弱,而Ti—O键强度随Al掺杂浓度变化不大.Al掺杂浓度对LATP带隙的影响不大,但Al附近的O原子聚集了更多的负电荷,形成AlO6极化中心.Li^(+)不同的迁移方式(空位迁移、间隙位迁移和协同迁移)在Al掺杂浓度不同时展现出复杂的能垒变化,Li^(+)在空位迁移中迁移势垒随Al掺杂浓度的增大而升高,而在间隙位迁移中Li^(+)的迁移势垒变化相反,由于协同迁移中涉及空位和间隙位两种位点,Li^(+)的迁移势垒表现为随Al掺杂浓度的升高先降低后升高的复杂变化.当x=0.50时,LATP具有最低的Li^(+)迁移势垒0.342 eV,这个势垒值是间隙位迁移的结果.因此,通过改变Al掺杂浓度,可改变间隙Li^(+)浓度及迁移通道结构,进而调节Li^(+)的迁移性能,提高LATP中的Li^(+)导电性能.

直接沉淀法制备Ag_(3)PO_(4)/α-Fe_(2)O_(3)光催化剂及降解亚甲基蓝

采用直接沉淀法制备出了不同物质的量比例的Ag_(3)PO_(4)/α-Fe_(2)O_(3)复合粉体.以亚甲基蓝模拟有机污染物考察了催化剂的光催化活性,结果表明,Ag_(3)PO_(4)/α-Fe_(2)O_(3)复合物的光催化活性与纯的α-Fe_(2)O_(3)和Ag 3PO 4相比大幅提高,并且当Ag_(3)PO_(4)摩尔分数为50%时,光催化效果最佳,光催化降解40 min时,降解率达97%,具有较好的降解性能.经过3次重复使用后,降解率降为51%.

g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)MoO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合材料制备及其可见光催化性能

以三聚氰胺、二水合钼酸钠和五水合硝酸铋为原料,采用溶剂热法制备了g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)MoO_(6)前驱体,然后通过共沉淀法将Ag_(3)PO_(4)纳米粒子负载在前驱体上,得到g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)MoO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合材料。以盐酸四环素(TC)为目标降解物,分析复合材料光催化活性。通过XRD、FTIR、XPS、SEM、UV-Vis DRS对复合材料进行了表征。结果表明,g-C_(3)N_(4)、Bi_(2)MoO_(6)和Ag_(3)PO_(4)之间形成了异质结结构,促进光生电子-空穴对的有效分离。在可见光照射下,30 mg g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)MoO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合材料在50 min内对40 mL质量浓度10 mg/L的TC溶液的降解率达到93%。降解速率常数为0.046 min^(-1),分别为g-C_(3)N_(4)、Bi_(2)MoO_(6)和Ag_(3)PO_(4)的25.6、3.9和1.5倍。复合材料对TC进行降解循环利用4次后,对TC的降解率为71%,说明复合材料具有较好的稳定性。自由基捕获实验结果表明,g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)MoO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合材料光催化降解TC的主要活性物种为·OH和·O_(2)^(-)。