TiO_2 NRAs/CdS/Au复合薄膜光催化降解UDMH废水

为降低偏二甲肼(UDMH)废水处理能耗、避免因使用添加剂等造成二次污染,制备了一种可见光响应的TiO_2纳米棒阵列(NRAs)/CdS/Au复合薄膜光催化剂。结果表明,TiO_2 NRAs/CdS/Au复合薄膜能够利用可见光降解UDMH,并且以模拟太阳光做光源时复合薄膜对UDMH的降解效果优于单纯可见光做光源时的效果。随UDMH初始浓度增加,其降解率降低,但总降解浓度上升;TiO_2 NRAs/CdS/Au复合薄膜光催化降解UDMH废水适宜的pH约为7.2;加入空穴捕获剂、羟基自由基捕获剂及鼓入氮气都降低UDMH降解率,而鼓入空气则会使UDMH的降解率提高。模拟太阳光和可见光分别照射时,TiO_2 NRAs/CdS/Au复合薄膜都能够对UDMH降解过程中产生的有毒物质亚硝基二甲胺(NDMA)和偏腙(FDMH)实施降解,但模拟太阳光下效果更好,鼓入臭氧有助于NDMA和FDMH的快速去除。

TiO_2-CdS-MCM-41复合纳米材料的合成和表征

利用γ-巯丙基三甲氧基硅烷及表面预吸附水解技术在MCM-41介孔分子筛孔道内部以化学键合的形式依次引入了CdS和TiO2纳米粒子.紫外-可见吸收光谱结果表明,借助于巯基的络合能力,MCM-41能有效地从反胶束中萃取CdS纳米粒子.利用小角XRD谱图成功地跟踪观察到了MCM-41介孔分子筛随纳米粒子的引入而产生的孔径变化.

水热法制备CdS/TiO_2及其光活性

研究了CdS/TiO2光催化的耦合效应.以TiO2、CdCl2和Na2S为原料在200℃、6h水热反应条件下一次合成CdS含量不同的CdS/TiO2,通过XRD、SEM、EDS和IR对样品进行表征,并通过谢乐公式(Scherrerequation)估算出样品晶粒的粒径.XRD图表明CdS/TiO2为锐钛矿型TiO2、立方相和六方相CdS的混合相.SEM表明CdS粒径为20～50nm,TiO2粒径为50～100nm.通过罗丹明B(rhodamineB)光降解脱色,表征了样品的光活性,结果表明当CdS∶TiO2为1.0时,CdS/TiO2开始出现耦合效应,当CdS∶TiO2为1.5时,CdS/TiO2的光活性最强,在30min内紫外光降解4mg·L-1罗丹明B溶液的降解率达74.3%.

微波法制备CdS-TiO_2NT复合催化剂及其在可见光下分解水制氢的性能

以CdCl2·2.5H2O,Na2S·9H2O和自制的TiO2纳米颗粒为原料,在微波反应器内合成了掺杂CdS的TiO2纳米管复合催化剂。通过高分辨透射电镜观察,发现采用此方法可合成形貌完好纳米管,管子内径为5-10nm,长度为150-200nm。X射线衍射表征结果显示合成的复合催化剂主要为锐钛矿型的多晶态TiO2纳米管,并且CdS的掺杂造成TiO2晶体变形,可能是CdS与TiO2之间存在相互作用和CdS部分进入TiO2晶格内部。X射线光电子能谱对该催化剂各元素电子环境进行了分析。紫外可见吸收光谱发现所制备的复合催化剂产生明显的红移现象,能吸收可见光。该催化剂在可见光下催化分解纯水制氢的催化性能结果表明,掺杂CdS（1.96%（wt））的TiO2纳米管催化剂能分解纯水产生氢气,产氢速率为12.9μmol·（h·g）^-1,而纯CdS纳米颗粒、纯TiO2纳米管以及这两者物理混合的催化剂则检测不到氢气的产生。通过考察不同CdS的掺杂量,发现CdS质量分数为1.96%的CdS-TiO2NT催化剂的可见光下催化活性最好。

CdS/TiO_2复合纳米粒子的光学性质

在Brij35/正己醇/环己烷/水构成的反相微乳体系中,分别合成了CdS、TiO2纳米粒子和TiO2包覆CdS(CdS/TiO2)的复合纳米粒子.测定了它们的紫外-可见吸收和荧光光谱.结果表明,CdS/TiO2复合纳米粒子在可见光区的吸收比相应的两组分的吸收之和更强.纳米CdS和纳米TiO2均有较强的荧光.而且在相同浓度时纳米TiO2的荧光比纳米CdS的荧光更强.但在CdS/TiO2复合纳米粒子中,TiO2的荧光被淬灭,而CdS的荧光稍有降低.

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。

太阳光照射下CdS/TiO_2复合纳米粉体的光催化性能

分别采用溶胶-凝胶法和化学沉积法两种方法将CdS修饰在Degussa P25TiO2上,制备得到CdS/TiO2复合纳米粉体,借助XRD、UV-vis漫反射、EDS等手段对其进行表征分析,选择亚甲基蓝(MB)为模型反应物,考察了太阳光照射条件下CdS/TiO2的光催化性能。结果表明,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为20mg/L,光催化剂投加量为2g/L时,持续光照60min后,CdS/TiO2对MB的降解率较P25TiO2提高11%～15%;光照120min后,MB降解率最高,达90%以上。阳光照射下CdS/TiO2对MB的光降解反应遵从Langmuir-Hinshelwood模型,动力学结果符合假一级动力学方程,对应的表观反应速率常数是P25TiO2的1.1～1.4倍。用化学沉积法制备的CdS/TiO复合体的光催化活性优于溶胶-凝胶法,与XRD、UV-vis漫反射、EDS等表征结果一致。

CdS修饰TiO_2纳米管阵列的制备及光催化性能研究

首先通过恒压阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列,其次运用电化学沉积法在TiO2纳米管阵列表面修饰CdS颗粒,最后表征其对甲基橙的光催化降解性能。研究表明,通过电化学沉积可以在管阵列表面获得均匀分布的CdS纳米颗粒。TiO2纳米管阵列在经过CdS修饰后,对可见光的吸收范围明显增大;光照2h后,对甲基橙的降解效率由修饰前的57.1%提高到修饰后的76.4%,COD的去除率也从49%提高到70.6%。

CdS/TiO_2复合半导体的表面态及光催化性能

采用浸渍法制备了CdS/TiO2复合半导体光催化剂.使用XPS和UV Vis扩散—反射谱对样品的表面组成及光吸收特性进行了分析.结果表明,样品中的硫主要以CdS形式存在,其外层包裹了一层CdSO4;由于在TiO2表面修饰了CdS,使样品的吸收带边由400nm(3.1eV)红移至530nm(2.3eV).采用粉末电导装置对CdS/TiO2薄膜的表面态能级进行了测试,并以活性艳红X 3B水溶液的光催化脱色为指标反应,对CdS/TiO2的活性进行了评价.与单一TiO2相比,CdS/TiO2的表面态更靠近TiO2的导带,有利于电子在表面的捕获,从而提高了样品中自由电荷的浓度,加速了活性艳红X 3B水溶液的光催化脱色反应.

CdS修饰TiO_2纳米带制备及光催化降解有毒有机污染物

以硫酸钛为原料,在210℃低温下,水热制备Ti O2纳米带.通过沉淀法用CdS修饰Ti O2纳米带表面,制得Ti O2@CdS复合光催化剂,采用XRD、TEM和反射紫外对其结构及光化学特性进行初步表征.以可见光(λ≥450 nm)光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,RhB)、水杨酸(Salicylic Acid,SA)及2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)为探针反应,研究反应温度、介质和负载CdS对Ti O2@CdS结构性能的影响.结果表明,所制备的Ti O2纳米带分散性好.复合粉末由锐钛矿相Ti O2和立方相CdS组成.常温25℃中性介质中用CdS修饰的Ti O2的活性,在可见光照射下,为单纯Ti O2纳米带的29倍.同时,Ti O2也促进了CdS可见光光催化活性的提高.通过跟踪降解体系紫外-可见光谱(UV-vis)、红外光谱(FTIR)和总有机碳(TOC)测定,结果发现Ti O2@CdS/vis体系在pH7.0时,对SA的降解率较Ti O2纳米带有显著地提高,反应15 h和21 h后,RhB和2,4-DCP的矿化率分别可达到47.8%和30.8%.

La^(3+)掺杂CdS/TiO_2复合膜的制备及性能表征

采用溶胶—凝胶和旋涂工艺在普通玻璃表面制备La3+掺杂CdS/TiO2薄膜,采用XRD和UV-VIS等测试手段研究了CdS复合量、La3+掺杂量、焙烧温度和镀膜层数对La3+掺杂CdS/TiO2薄膜的结构、光学性能及光催化性能的影响。结果表明,经过合理掺杂和复合技术制备的TiO2纳米复合膜具有比单独掺杂或复合薄膜更好的光催化能力。当CdS的复合量40%(CdS/TiO2摩尔比0·4)、La3+掺杂量0·5%(La3+/Ti4+摩尔比0·005)、焙烧温度600℃、膜层数为6时,薄膜在可见光区域具有良好的透过率,在太阳光下4h对0·4mg·L-1甲基蓝溶液的降解率可达到60%以上。

多壁碳纳米管修饰的CdS/TiO_2复合光催化材料的制备及其光解水制氢特性

以P25 TiO2(德国Degussa化学公司)粉末为原料采用溶胶-凝胶法制备了含有不同CdS质量分数的复合光催化剂,利用多壁碳纳米管(MWCNTs)对CdS/TiO2进行修饰,制备了一系列不同CdS含量的MWCNTs/CdS/TiO2光催化材料。对所得的光催化剂进行了扫描电镜、低温氮吸附-脱附及光解水制氢活性的表征。研究了MWCNTs对CdS/TiO2催化剂体系光解水制氢活性的影响。结果表明,MWCNTs的引入均使得光解水产氢量(14.0μmol)增加,与未加入MWCNTs的复合光化剂产氢量(11.6μmol)相比,平均产氢率增加了18%,最高可达21%。

CdS/TiO_2复合半导体薄膜的制备及其光催化性能

以微弧氧化法制备出锐钛矿型TiO2,进而以化学水浴法沉积CdS,通过调控时间,制备CdS/TiO2复合半导体薄膜.X射线检测表明,微弧氧化所制备的TiO2为锐钛矿结构,化学水浴法制备的CdS主要以离子离子的方式沉积在TiO2薄膜上.SEM及可见光催化降解亚甲基蓝的试验表明,沉积时间为15min的复合半导体薄膜上的CdS粒子呈圆球形、单层孤立、均匀地分散在TiO2表面,绝大多数粒子的粒径在nm级别,分布比较均匀,对亚甲基蓝有着较好的光催化性能,与TiO2薄膜相比,复合半导体薄膜的光催化性能有很大的提高.结合光催化评价结果,对复合半导体薄膜的光催化剂机制进行了讨论.

光催化纳米CdS复合TiO_2薄膜的表面形貌及太阳光光催化性能

采用禁带宽度较窄的CdS与TiO2 进行复合 ,形成复合光催化纳米薄膜 ,可使自洁净玻璃的太阳光光催化效率大大提高。以溶胶 -凝胶法 ,通过旋转涂膜工艺在玻璃表面制备CdS复合TiO2 薄膜。利用SEM研究玻璃表面复合薄膜的形貌 ,电子能谱研究玻璃表面薄膜成分 ,并且利用高效液相色谱和可见光分光光度计测定薄膜对油酸。

TiO_2、ZnO和CdS的光催化甲基橙脱色比较

以甲基橙作为脱色对象 ,对二氧化钛、氧化锌和硫化镉的光催化现象进行了对比研究 ,发现他们都具有明显的光催化脱色效果 ,其中硫化镉的脱色效果最好。掺杂银后 ,各种光催化剂的脱色效果又都有明显的提高。

CdS/TiO_2复合纳米粒子的制备及其产氢性能

采用化学沉淀法制备了CdS包覆TiO2(CdS/TiO2)复合纳米粒子,利用XRD、TEM、SEM、UV-Vis吸收光谱等对其进行了表征分析,并以可见光分解水制氢为探针反应考察了复合纳米粒子的活性。结果表明,CdS/TiO2复合纳米粒子的颗粒大小约为40 nm,TiO2以锐钛矿型存在,CdS以六方相存在;复合纳米粒子的吸收光谱较TiO2发生"红移",大幅拓宽了对可见光区的吸收范围。光解水制氢实验表明,CdS/TiO2复合纳米粒子具有良好的可见光释氢活性和光学稳定性。

异质结型CdS/TiO_2介孔催化剂光催化降解VOC研究

用水热法制备了CdS/TiO2异质结型介孔光催化剂,并用氮气吸脱附、扫描电镜、透射电镜、红外光谱、荧光光谱、差热-热重等手段对其进行了表征。结果表明,CdS掺杂TiO2具有典型的介孔结构和较高的比表面积。其比表面积为101.9m2/g,孔体积为0.376 cm3/g,孔径的最可几分布为2.7 nm,颗粒粒径在10nm左右。以丙酮和甲醇模拟VOC底物,评价了催化剂的紫外光催化活性。设计正交试验,考察了催化剂制备过程中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量、硫化镉掺杂量、活化温度、水热温度、水热时间等因素对其光催化性能的影响。试验结果表明,各因素对光催化活性的影响大小顺序为:CTAB用量、硫化镉掺杂量、焙烧温度、水热温度、水热时间。最佳的催化剂制备方案为:CTAB用量0.6 g,硫化镉掺杂量0.1%,水热温度180℃,水热时间3 h,活化温度350℃。在反应气体积流速为10mL/min条件下,0.1g的最佳催化剂可将初始质量浓度为15.62 g/m3的丙酮、3.11 g/m3的甲醇完全消除。

机械化学合成CdS/TiO_2复合纳米材料及其光催化性能研究

以纳米CdS和TiO2为原料,采用简便的机械化学法合成了CdS/TiO2复合光催化剂。用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、激光拉曼光谱、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)等手段对样品进行表征和分析。以亚甲基蓝为目标降解物,评价了其光催化活性。结果表明,机械化学有效促进了CdS在TiO2纳米颗粒表面的分散和相互作用,形成了CdS/TiO2复合纳米结构的光催化剂,25wt%-CdS/TiO2的可见光催化活性较纯CdS提高了5倍,在可见光照射下,其光电流响应提高了5倍。CdS/TiO2光催化活性的提高归结于CdS的表面杂化作用,提高了光生电子-空穴的有效分离与迁移。

新型CdS/TiO_2纳米复合材料的制备及其可见光催化性能研究

采用浸渍法和水热法相结合制备了新型的CdS/TiO_2纳米复合材料,并采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis吸收光谱(UV- VIS)、电子自旋共振谱(ESR)等对样品进行了表征,XRD、TEM表明所制备的新型CdS/TiO_2粒径小、分散均匀,TiO_2以锐钛矿型存在,CdS以高分散的立方相和六方相存在,对比直接法制备的CdS/TiO_2,新型的CdS/TiO_2对活性艳红X-3B具有明显提高的可见光催化活性;大量的束缚单电子氧空位及电子之间强相互作用是新型CdS/TiO_2可见光催化活性提高的主要原因.

CdS复合TiO_2薄膜的制备及其太阳光光催化性能

采用溶胶 凝胶法 ,通过旋转涂膜工艺在玻璃表面制备CdS复合TiO2 薄膜。利用紫外 可见光分光光度计、激光椭圆偏振光测厚仪等仪器研究了CdS复合量、涂膜层数以及热处理温度对甲基橙光催化降解的影响。CdS最适宜的复合量为 45 %、太阳光光催化降解的最佳涂膜层数为 2 ,涂膜热处理的最适宜温度为 5 0