Zn_2SnO_4改性g-Bi_2WO_6纳米催化剂及其降解RhB

以ZnCl_2、SnCl_4·5H2O和Bi_2WO_6为前驱体,利用水热法制备了Zn_2SnO_4改性g-Bi_2WO_6复合型纳米催化剂,并在可见光照射下研究了复合型纳米催化剂模拟废水中的RhB的降解性能。表征结果显示:Zn_2SnO_4/g-Bi_2WO_6复合型纳米催化剂为片状团簇体。Zn_2SnO_4的负载有利于Bi_2WO_6电子转移,提高光催化效率。且按1%比例制备的Zn_2SnO_4/g-Bi_2WO_6对RhB的降解效果最好,去除率在45 min内便可达到99.95%。

g-C_(3)N_(4)/BiVO_(4)异质结的制备及其在环境治理中的应用

通过负载法成功制备了g-C_(3)N_(4)/BiVO_(4)异质结,采用XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS、Mott Schottky、SPV等技术对样品的结构与性质进行分析,以光催化降解RhB和光催化还原CO_(2)评价其光催化活性。结果表明,g-C_(3)N_(4)和BiVO_(4)能带结构匹配,能够组成“Z”型异质结,并有效提高光生载流子的分离效率,同时保留g-C_(3)N_(4)导带电子较强的还原性和BiVO_(4)价带空穴较强的氧化性,最终提高光催化活性,其中当g-C_(3)N_(4)的负载量为3%时,样品展现了最佳的光催化活性,在光催化降解RhB实验中,经过180min光照后,降解率达到95.3%,反应速率常数达到0.0166min^(-1);而在光催化还原CO_(2)的实验中,经过4h光照后,CO和O_(2)的产量达到70.2μmol·g^(-1)和45.6μmol·g^(-1),较纯g-C_(3)N_(4)和BiVO_(4)均明显提高。

K^(+)诱导氰基修饰g-C_(3)N_(4)光催化剂的一步合成及性能

为了提高石墨相氟化碳(g-C_(3)N_(4))的可见光利用率,采用同时加热尿素和氢氧化钾的一步热缩合法制备K^(+)掺杂g-C_(3)N_(4)(CN-K_(x))。XRD、SEM、TEM和EDX图谱分析表明,K^(+)成功地掺杂在g-C_(3)N_(4)上;FTIR和XPS结果证实K^(+)掺杂后g-C_(3)N_(4)表面有氰基生成;PL、EIS和瞬态光电流响应数据表明,掺杂后形成的氰基与K^(+)之间具有协同作用,这有利于光生电子-空穴的分离和转移,提高光催化活性。光降解实验结果表明,优化后的CN-K_(0.009)样品在80 min内能去除100%的罗丹明B (RhB),且RhB的降解速率达0.054 min^(-1),是纯氮化碳的4.2倍(降解速率为0.013 min^(-1));进一步的带隙分析表明,CN-K_(0.009)的带隙从纯氮化碳的2.67 eV缩短到2.59 eV,这是由于K^(+)辅助聚合的作用增强了可见光吸收和载流子传输。动力学研究结果表明,超氧自由基和空穴(h^(+))主导了RhB氧化过程。另外,CN-K_(0.009)同样能高效降解其他有机污染物,比如碱性品红(91.7%)、刚果红(85.7%)和四环素(74%)。

Fe掺杂g-C_3N_4的制备及其可见光催化性能

以硝酸铁和三聚氰胺为原料制备不同含铁量的Fe掺杂石墨氮化碳(g-C3N4).采用X射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、荧光(PL)光谱、X光电子能谱(XPS)等分析手段对制备的催化剂进行了表征.结果表明,铁以离子形式镶嵌在gC3N4的结构单元中,影响了g-C3N4的能带结构,增加了g-C3N4对可见光的吸收,降低了光生电子-空穴对的复合几率.以染料罗丹明B的降解为探针反应系统研究了不同含铁量对g-C3N4在可见光下催化性能的影响.结果表明,m(Fe)/m(g-C3N4)=0.14%时,制备的Fe掺杂g-C3N4表现出最佳的光催化性能,120 min内罗丹明B的降解率高达99.7%,速率常数达到0.026 min-1,是纯g-C3N4的3.2倍.以叔丁醇、对苯醌、乙二胺四乙酸二钠为自由基(·OH)、自由基(O2-·)和空穴(h+VB)的捕获剂,研究了光催化反应机理.

BiVO_4/MOF复合材料的合成及其光催化性能

通过简单溶剂热法制备了一种新型复合光催化剂BiVO_4/M IL-53(Fe);运用XRD、SEM/EDS、FT-IR、N_2吸附-脱附和UV-vis DRS等手段对其进行表征,并对其光催化降解RhB活性进行了研究,提出了相应的光催化降解RhB的可能机理。结果表明,相较于单一BiVO_4材料,复合催化剂的比表面积增大,且其光催化效率相较于纯BiVO_4和MIL-53(Fe)也有了较大的提高;其中,BF-2复合材料的光催化活性最高,分别约为纯MIL-53 (Fe)和BiVO_4的5. 2倍和8. 1倍。同时,BiVO_4/MIL-53(Fe)复合光催化剂经过四次循环实验后,仍能保持较稳定的光催化活性和结构。

氧化石墨烯/类水滑石基复合催化剂的可控制备及其催化性能

针对纳米催化剂在有机染料氧化降解反应中存在的问题,开发高效纳米Fe基催化剂成为当前研究的重点。基于"创新纳米结构调变催化功能"的新策略,利用类水滑石层板金属离子和层间阴离子与氧化石墨烯(GO)表面官能团之间的静电作用,采用水热法制备氧化石墨烯复合类水滑石Fe-LDH@GO纳米催化剂。利用XRD、N_2吸附-脱附和TEM对催化剂的形貌、尺寸、孔道及FeO_x粒子尺寸等物化性质进行表征,发现氧化石墨烯的引入不改变水滑石纳米片结构和形貌,但能够增加催化剂的比表面积,有效锚定FeO_x纳米粒子,使其粒径减小并均匀分散在载体表面,提供更多的有效活性位点。XPS结果表明,催化剂表面存在的Fe^(2+)是芬顿反应的活性中心,氧化石墨烯的引入提高含氧官能团数量,使其在RhB降解反应中表现出优异的催化活性,反应14 min时,RhB转化率100%。

大孔/介孔Ag/AgBr/TiO2复合光催化剂的制备及其可见光光催化活性

以钛酸四丁酯、硝酸银、溴化钠为前驱体,先采用无模板法制备大孔/介孔TiO2,再通过浸渍沉淀法和光还原法制备大孔/介孔Ag/AgBr/TiO2复合光催化剂,通过SEM、XRD、FTIR、BET、XPS、DRS对其进行了表征,并评价了可见光下Ag/AgBr/TiO2降解罗丹明B水溶液的光催化活性。结果表明,Ag/AgBr改性对大孔/介孔TiO2的形貌、比表面积、晶型结构、带隙结构和光催化活性影响显著。在Ag/AgBr与TiO2物质的量比为1时,Ag/AgBr/TiO2复合光催化剂的光催化活性最高,降解速率常数为50.21×10-3 min-1,分别是纯TiO2和纯AgBr的14.5倍和2.15倍。

Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料的光催化性能研究

通过一个简单的煅烧方法制备出磁性光催化剂Fe_3O_4/g-C_3N_4,并通过热重分析仪(TG)、粉末X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)进行表征。通过在可见光条件照射下降解罗丹明B(RhB)溶液评价其光催化性能。实验结果显示含Fe_3O_4质量分数为17.7%的Fe_3O_4/g-C_3N_4表现出的光催化性能最高,其在2h内降解了98.2%的RhB溶液。表征结果显示纳米Fe_3O_4均匀地沉积在片状g-C_3N_4表面。Fe_3O_4的掺杂增强了g-C_3N_4的光催化活性,这种增强作用可归因于Fe_3O_4和g-C_3N_4之间具有协同作用。

ZnMgO/MoS_2复合材料的制备及其光催化性能

通过简单的水热法制备了ZnMgO及ZnMgO/MoS_2复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量散射X射线能谱(EDS)对制备样品的微观形貌和元素组成进行了表征。光催化降解罗丹明B(RhB)的测试表明,相较于ZnMgO样品,ZnMgO/MoS_2复合材料对RhB的降解速率明显提高。电流时间曲线(i-t)及电化学阻抗(EIS)的测试表明,ZnMgO/MoS_2复合材料的光催化性能提高的主要原因是ZnMgO/MoS_2复合材料的光生电子与空穴的分离能力和迁移转化能力得到改善。