高效降解盐酸四环素的CdS/BiOCl复合光催化剂的制备及性能

采用水热法制备了BiOCl超薄纳米片,并将CdS纳米晶体沉积于BiOCl表面制备CdS/BiOCl复合光催化剂。XRD测试结果证明CdS的沉积不会改变BiOCl的晶体结构。XPS测试结果表明CdS/BiOCl复合材料已被成功合成。SEM及HRTEM测试结果证明,CdS纳米晶体均匀沉积在BiOCl的表面。荧光光谱分析数据表明CdS/BiOCl复合材料的电子-空穴分离效果得到有效提高,均优于纯BiOCl材料,且随着Cd(Ac)_(2)·2H_(2)O添加量的增加,复合材料的荧光光谱强度呈现先减弱后增强的现象。根据紫外可见漫反射光谱及XPS价带谱测试结果,计算出复合材料的价带与导带电位。以盐酸四环素作为模拟污染物评价光催化剂的活性,结果表明,CdS/BiOCl复合材料光催化活性更高,仅需经过5 min的可见光照射后,优选的CdS/BiOCl(CB-8)复合材料对盐酸四环素的去除率可达70.6%,为纯BiOCl的16.2倍。最终,根据XPS价带谱和活性物种捕获实验结果推测了CdS/BiOCl复合光催化剂的光催化反应机理。

CdS/石墨烯纳米复合光催化剂的可控合成及其性能研究

光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。为提高光催化效率,利用简单的“自下而上”法合成了尺寸可控,具有中空内核且核与壳之间有一定间隙层的中空蛋黄壳结构型CdS/石墨烯复合光催化剂Hollow CdS@void@GR。采用多晶粉末X-射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和比表面积测定(BET)表征样品的晶体结构、微观形貌、元素组成和孔结构。采用光催化降解罗丹明B(RhB),采用紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP)测定Cd^(2+)浓度,分析该材料的光催化性能及抗光腐蚀性能。结果表明:Hollow CdS@void@GR的结构大小可通过PS模板大小、S/Cd比例、超声反应时间及TEOS量进行调控。在强光照射下,由于多级中空结构,中空CdS内核与中空GR外壳之间的协同效应,Hollow CdS@void@GR纳米复合材料表现出较强的光催化活性、优异的光催化稳定性和良好的抗光腐蚀作用。

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.

分级结构CdS QDs/BiOCl复合光催化剂的制备及其对有机污染物的降解

采用简单液相沉积法制备了分级结构Cd S QDs/Bi OCl复合光催化剂,以XRD,SEM,TEM,HRTEM,XPS,EDS,UV-Vis DRS,PL等测试方法分别表征了样品的物相、形貌、组成、元素含量、光吸收性能以及光电特性,并以罗丹明B(Rh B)和苯酚为模型污染物,分别在可见光和紫外光下评价Cd S QDs/Bi OCl复合光催化剂的催化性能。测试结果表明,粒径为5.5μm的Bi OCl微球由大量纳米片有序堆积而成,所负载的粒径为10~20 nm的Cd S QDs均匀分布在Bi OCl纳米片表面。与纯Bi OCl和Cd S QDs/Bi OCl相比,Cd S QDs/Bi OCl-3%表现出最佳的光催化性能,其对Rh B和苯酚的降解速率常数分别是纯Bi OCl的2.6倍和5.3倍。Cd S QDs/Bi OCl复合光催化剂性能的提高可归结于,分级结构Bi OCl有效防止了片层堆积,有助于Cd S QDs的负载,另外,Cd S QDs的负载拓展了复合光催化剂的光吸收性能,均匀分布的Cd S QDs与Bi OCl形成的异质结促进了光生电子-空穴对的有效分离。

多孔状Ni-NiO/CdS催化剂的制备及其光催化性能研究

该文以Ni泡沫为Ni源,经不完全氧化得到Ni-NiO,然后通过一锅法水浴合成了一种多孔结构的Ni-NiO/CdS光催化剂.利用SEM、XRD、XPS和BET等表征手段对光催化剂的微观形貌和结构以及表面成分和组成进行了全方位表征,并以光诱导裂解水制氢气的实验对催化剂的光催化活性进行评价.研究了Ni-NiO与CdS的比例和不同硫源对Ni-NiO/CdS光催化剂催化性能的影响.实验结果表明:Ni-NiO/CdS的光催化析氢速率高达19 947.9μmol·h^(-1)·g^(-1),是纯CdS的近8倍,量子效率高达32.6%.这是由于CdS和NiO形成p-n异质结和Ni~0/Ni^(2+)电子对的存在,明显提高载流子分离效率,从而提高了其光催化活性.

CdS/TiO_2/漂珠复合光催化剂制备及其降解高效氯氰菊酯研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了CdS/TiO2/漂珠复合光催化剂,通过SEM,XRD对其结构进行了表征。以高效氯氰菊酯(BEC)杀虫剂的光催化降解为模型反应,研究了CdS/TiO2/漂珠的光催化性能,探讨了影响催化剂活性的因素及采用太阳光作光源处理BEC的可行性。结果表明,CdS/TiO2/漂珠投加量为3000mg·L-1,初始浓度为45mg·L-1、初始pH为6.5,通气量为200mL.min-1,时间为60min,BEC降解率分别为92.1%(125W高压汞灯)和79.3%(5W紫外灯),采用太阳光照射300min,BEC降解率可达93.4%。BEC的降解反应遵从L-H动力学模型,测得反应速率常数9.80mg.(L.min)-1,吸附常数4.36×10-3L·mg-1。

Cd(OH)_(2)/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能

BiOCl是一种良好的光催化剂,但光生电子-空穴对易复合限制了其在光催化领域的应用。采用一步水热法制备了Cd(OH)_(2)/BiOCl复合材料,以罗丹明B(RhB)为降解目标,考察了复合材料的光催化性能。利用XRD、FT-IR、SEM、XPS(X射线光电子能谱)、光致发光光谱(PL)、电子自旋共振光谱(ESR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对复合材料进行了表征,从表征结果发现,Cd(OH)_(2)与BiOCl复合后,复合材料呈片状球形花状结构,且Cd(OH)_(2)的引入使复合材料产生了新的能级,电荷分离和传输能力增强,光生电子-空穴对的复合得到明显抑制,从而提高了复合材料的光催化性能。在300 W氙灯照射下,Cd(OH)_(2)/BiOCl复合材料对RhB的去除率较纯BiOCl提高了15.36%,经5次循环利用后复合材料对RhB的去除率仍可保持在70%。自由基清除实验表明自由基的活性顺序为O_(2)·->h+>·OH,且O_(2)·-是主要活性物质。

用复相光催化剂WO_3/CdS/W深度处理印染废水的研究

用复相光催化剂 WO3 /Cd S/W对印染废水的深度处理进行了研究。探讨了光催化反应机理 ,讨论了复相光催化剂的组成、用量、试液 p H值、光照时间与 COD、色度去除率的关系。实验结果表明 :以 WO3 /Cd S/W为复相光催化剂 ,其组成为 WO3 /Cd S/W=60∶ 39∶ 1、用量 =0 .30 0 g、试液 p H=6.5、光照 1 0 h,印染废水的 COD、色度去除率分别达到 69.8%和 71 .0 %。

n-p异质结型CdS/BiOBr复合光催化剂的制备及性能

采用两步水热法制备了CdS/BiOBr复合光催化剂,并通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对其物相、表面结构、光响应性等性质进行了表征.结果表明,合成的CdS/BiOBr复合材料是n-p型异质结,由CdS颗粒裹附在BiOBr纳米球的表面构成,这种结构不仅具有良好的可见光响应范围,且有利于光生电子的迁移,并有效地抑制光生电子/空穴对的复合.通过光催化降解模拟染料废水和光催化脱除模拟含硫燃料评价了CdS/BiOBr复合材料的可见光催化性能.结果表明,6%(质量分数)CdS/BiOBr降解次甲基蓝的拟一级动力学常数分别为BiOBr和CdS的5.3和9.6倍,脱除噻吩的拟一级动力学常数分别为BiOBr和CdS的1.9和3.2倍.CdS/BiOBr具有良好的光催化稳定性,循环使用5次后,降解率仍能达到90%以上.

十六烷基三甲基溴化铵改性CdS的制备及可见光催化性能

以硫化钠和乙酸镉为原料,通过水热合成法制备十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性CdS催化剂。利用XRD、FTIR、FESEM(EDS)和UV-Vis DRS等手段对催化剂进行表征,并在可见光下对甲基橙(MO)进行降解实验。结果表明,经CTMAB改性处理后,CdS的晶体结构未发生破坏但结晶度有所提高,其形貌由原来片层状结构转变为颗粒状,表面也被有机化改性。改性CdS的禁带宽度稍有增大,但吸附和光催化性能有较大提升,0.3CdS表现出最好的光催化活性,对MO的降解速率约为CdS的14倍,光照100 min,降解率接近100%。自由基捕获和循环实验表明,h^(+)、·OH和·O^(-)_(2)均大量存在反应体系中,在经过4个循环的光催化反应后,0.3CdS的催化活性下降约43%。

CdS/ZnO复合光催化剂降解亚甲基蓝的研究

利用水热法合成具有层级片状结构的ZnO纳米片,再利用原位生长法得到不同CdS复合比的CdS/ZnO复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等手段对所制备的光催化剂进行了表征,并考察了CdS/ZnO在可见光下光催化降解亚甲基蓝溶液的催化性能。研究表明,经CdS修饰后,其光催化性能明显提高。当亚甲基蓝初始浓度为5mg·L^(-1),催化剂用量为2g·L^(-1)时,光反应240min后,亚甲基蓝的降解率高达96%。同时,对CdS/ZnO复合光催化剂可见光降解亚甲基蓝的催化机理进行了分析。

CuS/CdS光催化剂的制备及其光催化性能研究

通过共沉淀法制备CuS掺杂的CdS催化材料(CuS/CdS),用XRD,SEM,UV-Vis和DTG等手段对催化剂的结构和性能进行系统的表征,并采用降解甲基橙染料考察CuS/CdS的可见光催化性能.实验结果表明,CuS的掺杂能够增强CdS在可见光范围的吸收强度,改善CdS的抗氧化能力,进而提高催化剂在可见光作用的氧化降解甲基橙的催化效率.

CdS/沸石分子筛复合光催化剂的制备及光催化性能

以煤矸石为原料,经Na_2CO_3碱熔活化和水热合成获得了沸石分子筛;利用Cd2+对沸石分子筛进行离子交换并通过沉淀过程制得了CdS/沸石分子筛复合粉体。采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所得样品进行表征,并以模拟太阳光为光源,罗丹明B(Rh B)为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果显示:沸石分子筛上负载的CdS的晶相为立方相,制得的CdS/沸石分子筛复合粉体具有较好的光催化活性,且三次循环利用后仍具有较好的催化活性,在模拟太阳光辐照下,CdS/zeolite(0.5 M)复合粉体重复利用3次后,处理260 min对Rh B的降解率仍可达91.3%。所得粉体对Rh B的光催化过程符合一级动力学方程式,光催化过程中,Rh B紫外可见光谱的蓝移现象揭示所得CdS/沸石分子筛可通过脱乙基-共轭显色基团断裂途径降解Rh B。

ZnO/CdS/CoFe_2O_4复合磁性光催化剂降解四环素抗生素

利用单晶Si辅助水热法低温合成了Zn O/Cd S/Co Fe2O4复合磁性光催化剂。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、振动样品磁强计及紫外-可见分光光度计等对产物进行表征。以四环素(TC)、强力霉素(DC)和盐酸土霉素(OTC)3种四环素类抗生素为降解目标,模拟测试样品在日光和紫外光下的光催化性能,并对Zn O/Cd S/Co Fe2O4复合磁性光催化剂的重复利用性进行测试。结果表明,圆柱形Zn O尺寸在500 nm,其表面粘附了大量尺寸在100 nm的块状颗粒即为Cd S/Co Fe2O4纳米粒子,样品对TC、DC和OTC的降解率分别达到了88.50%,75.36%和60.37%,重复使用三个循环,Zn O/Cd S/Co Fe2O4对TC的降解率仍保持75%以上。

CdS/ZnS-PVDF/PSF光催化膜的制备及其刚果红降解性能研究

光催化膜分离耦合技术处理废水是水处理研究方向之一,它是将膜分离技术与光催化技术结合,有效地解决了催化剂回收难的问题,同时也缓解了膜污染问题。利用水热法制备了CdS和CdS/ZnS光催化剂,用相转化法分别制备出聚偏氟乙烯/聚砜(PVDF/PSF)膜,以及CdS和CdS/ZnS光催化剂嵌入其中的CdS-PVDF/PSF光催化膜和CdS/ZnS-PVDF/PSF光催化膜。将刚果红溶液作为污染物,氙灯作为光源,分别对这3种膜的膜通量、截留率和刚果红降解率进行测试比较和分析。结果表明:反应进行360 min后,CdS/ZnS-PVDF/PSF光催化膜的膜通量能够达到63.0 L·h^(-1)·m^(2),相比PVDF/PSF膜(36.0L·h^(-1)·m^(2))和CdS-PVDF/PSF光催化膜(52.1L·h^(-1)·m^(2))的膜通量有显著增加,说明CdS/ZnS的负载有效缓解了PVDF/PSF膜的膜通量由于刚果红分子堵塞孔道引起的衰减。在膜通量增加的同时,CdS/ZnS-PVDF/PSF光催化膜的截留率在360min后依然保持在100%。CdS/ZnS-PVDF/PSF光催化膜对刚果红的降解率可以达到86.9%,分别比使用PVDF/PSF膜和CdS-PVDF/PSF光催化膜提高了18.1%和6.2%。CdS/ZnS-PVDF/PSF光催化膜能够获得最高的膜通量和降解率,因此用于降解废水中的有机污染物具有很好的应用前景。

竹炭负载纳米CdS掺杂TiO_2光催化剂制备及光催化性能

采用水热法在不同温度下制备了竹炭(BC)负载纳米CdS掺杂TiO2光催化剂;采用X—射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气低温吸附和紫外—可见漫反射图谱等对竹炭(BC)负载纳米CdS掺杂TiO2光催化剂进行了表征,XRD和SEM结果表明,TiO2为锐钛矿相,粒径为20nm～40nm。紫外—可见漫反射图谱显示,竹炭负载纳米CdS掺杂的TiO2的样品吸收边发生了明显的红移,大大提高了TiO2对可见光吸收。以氙灯为光源(λ>420nm)、罗丹明B(Rh B)为模型污染物进行降解实验,探索了不同条件下合成竹炭负载纳米CdS掺杂TiO2的可见光催化性能。结果表明,纳米CdS掺杂量为4%(摩尔分数)240℃时,制备的竹炭负载纳米CdS掺杂TiO2对Rh B的降解效果最好,反应200分钟,脱色率达98.2%。

溶剂热法制备La/BiOCl催化剂及其光催化性能

用水热法制备La^(3+)掺杂的BiOCl光催化剂,通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱、氮气吸附-脱附和荧光光谱等手段对样品物相结构、光学吸收、表面化学状态、比表面积和光生电子-空穴复合率进行表征分析.结果表明,La/BiOCl_(0.05)的光催化活性最好,在光照60min后对20 mg/L甲基橙的降解率为100%,光催化动力学常数是纯BiOCl的3倍.自由基捕获实验表明,空穴是光催化过程中的主要活性物种,提出了La^(3+)掺杂BiOCl可能的光催化机理.

CdS-TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2和CdS-TiO_2光催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)对TiO_2、CdS-TiO_2光催化剂进行表征。结果表明,500℃真空处理TiO_2为锐钛矿相,CdS为六方相;当CdS的掺杂量为5%(摩尔分数,全文同)时,CdS-TiO_2颗粒最细小;Cd、S原子比接近1∶1;CdS的掺入使TiO_2吸收边红移。随着CdS掺杂量的增加,CdS-TiO_2光电流先增强后减弱,5%CdS-TiO_2的光电流达到最大,为1.2mA/cm2。在可见光下降解亚甲基蓝的实验结果表明,随着CdS掺杂量的增加,CdS-TiO_2对亚甲基蓝的降解率逐渐增大;当CdS的掺杂量为5%时,降解率最高,达到57%。

CdS复合光催化剂的研究

CdS是一种重要的光电半导体材料,CdS的禁带宽度为2.4 V,在可见光下具有催化活性。本文主要介绍了CdS的结构特点,制备方法及其在光分解制氢和降解有机物方面的应用。此外还介绍了CdS/TiO2复合半导体光催化剂,CdS/ZnS复合物和CdS插层复合光催化剂的特点和制备方法。

Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的水热合成及其高活性(英文)

采用一种简便的水热法在433 K的温度下成功合成了具有不同Bi2S3质量分数的Bi2S3/BiOCl复合光催化剂,利用各种技术对其进行了表征。在紫外光照射下,以甲基橙水溶液的光催化降解为模型反应,评价了Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的活性。研究结果表明:与纯Bi2S3和纯BiO Cl相比,Bi2S3/BiOCl样品明显具有更高的光催化性能,尤其当Bi2S3在Bi2S3/BiOCl中的质量分数为26.5%时,Bi2S3/BiOCl复合催化剂的光催化活性与商业P25(TiO 2)的活性非常接近,而这种商业P25在紫外光照射下是公认的高效光催化剂。这种明显提高的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2S3和BiO Cl形成异质结界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合。