ZIF-8修饰同质异相结TiO_(2)的光催化固氮性能研究

光照条件下合成了微量ZIF-8定向修饰同质异相结TiO_(2)的ZIF-8/TiO_(2)复合材料以提高TiO_(2)的光催化固氮能力.利用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、UV-Vis漫反射谱、电化学阻抗谱等对合成材料的结构组成、形貌及光电性能等进行表征.结果表明,适量的ZIF-8修饰除了能显著增加TiO_(2)复合材料的比表面积和改善孔径分布范围之外,还能增强对可见光的吸收能力以及光生电荷的分离能力.光催化测试结果表明,ZIF-8/TiO_(2)-3复合材料的平均固氮速率达到了742μmol·L^(-1)·g^(-1)·h^(-1),约为同质异相结TiO_(2)的3.78倍,ZIF-8的3.71倍.经5次光催化循环后其光催化性能几乎没有衰减,表现出较好的光催化固氮活性和高的稳定性.为光催化固氮材料的设计提供了参考.

The Enhanced Electrons and Holes Separation for Bi_(2)MoO_(6)/Ag/TiO_(2)Z-scheme Heterojunction by Ag Loading

The Bi_(2)MoO_(6)/TiO_(2)and Bi_(2)MoO_(6)/Ag/TiO_(2)composites were solvothermally synthesized and characterized by X-ray diffraction(XRD),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),and(high resolution)transmission electron microscopy((HR)TEM).The Bi_(2)MoO_(6)/TiO_(2)and Bi_(2)MoO_(6)/Ag/TiO_(2)composites exhibited higher photocatalytic activity than pure Bi_(2)MoO_(6).100%of the Rh B dye molecules could be decomposed over Bi_(2)MoO_(6)/Ag/TiO_(2)composite in 120 min.The enhanced photocatalytic activity of Bi_(2)MoO_(6)/TiO_(2)and Bi_(2)MoO_(6)/Ag/TiO_(2)composite was attributed to the efficient separation of photoinduced electrons and holes.The mechanism for the enhanced photocatalytic activity is discussed.

废弃口罩基ZIF-8/Ag/TiO_(2)复合材料的制备及其光催化降解染料性能

针对废弃口罩和印染废水处理难题,利用金属有机骨架ZIF-8高度可调的孔径、大的比表面积、优异的吸附和光催化活性,基于化学共沉淀法和煅烧技术制备出ZIF-8/Ag/TiO_(2)异质结,并将其负载到废弃的口罩上。对颗粒物和口罩复合材料的形貌、结构、比表面积、键合状态、能带结构和热稳定性进行了分析,测定了吸附、光催化降解亚甲基蓝和刚果红染料性能。研究结果表明:较原始口罩,废弃口罩基ZIF-8/Ag/TiO_(2)复合材料的吸附、可见光光催化降解亚甲基蓝染料能力分别提高了12.9倍和4.8倍,且可多次重复使用;较ZIF-8和ZIF-8/TiO_(2),ZIF-8/Ag/TiO_(2)异质结吸附能力和可见光光催化活性增强。Ag掺杂ZIF-8/ZnO与C、N掺杂TiO_(2)使得ZIF-8/Ag/TiO_(2)异质结带隙变窄,且有孔的中空结构能够更加充分地吸收可见光。

TiO_(2)协同增强ZIF-8光催化降解特性研究

工业有机废水污染危害人类健康,阻碍经济的发展,是当前急需解决的问题。金属有机骨架(MOFs)材料因其独特的孔道结构、较大的比表面积、优异的吸附性能,有望成为工业有机废水处理的潜在新材料。ZIF-8(沸石咪唑酯骨架-8)具有复杂的SOD拓扑结构和高稳定性,其工业废水吸附应用价值逐渐受到关注。本文首先通过溶胶-凝胶法和温度调控制备最佳相比例的锐钛矿/金红石混合相TiO_(2)纳米颗粒,采用溶剂法在TiO_(2)颗粒表面原位生长制备了包覆型ZIF-8复合材料。结果表明,引入10%(质量分数)TiO_(2)与ZIF-8构筑的复合材料对亚甲基蓝(MB)污染物的降解率和反应速率遵循一级动力学模型,分别是纯ZIF-8的1.27和2.3倍。可控制备且均匀分布在ZIF-8有机框架材料孔道中的Zn/ZnO_(x)纳米异质结作为活化位点,增加与MB分子的接触面积,提升对载流子的俘获数量,同时TiO_(2)与裸露的高活性异质结界面形成协同增强效应,构成立体催化降解复合体系,提高催化降解能力。

ZIF-8@TiO_(2)复合材料制备及其光催化应用研究进展

金属有机框架材料(MOFs)是一类新型的多孔材料,其中类沸石咪唑材料(ZIFs)是最具代表性的MOFs材料之一。ZIF-8具有拓扑结构优异、微孔形状和尺寸可调等优势,广泛应用于吸附,催化,储氢等领域。二氧化钛(TiO_(2))是一种传统的半导体光催化材料,具有无毒性,稳定性强等特点。TiO_(2)与ZIF-8可以通过多种方式复合制备出兼具吸附和催化性能的复合材料,从而提高污染物去除、产氢、CO_(2)还原及有机合成的效率。综述近年来ZIF-8@TiO_(2)复合材料的制备方法以及在光催化领域的研究现状,并对这类复合材料的应用前景作了展望。

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。

ZIF-8/TiO_(2)复合介观晶体的制备及光催化活性

TiO_(2)的微观形貌、颗粒尺寸及比表面积是影响其光催化活性的重要因素,介观晶体是一类由无机纳米粒子沿着相同的结晶轴方向有序排列的超结构材料,在光催化领域具有重要的研究价值。本工作分别以六氟钛酸铵和硼酸为钛源和氟离子捕获剂,以无水乙醇和去离子水的混合溶液为溶剂,采用简单绿色的方法制备了NH4TiOF3介观晶体前驱体,然后用硼酸溶液酸洗,使NH4TiOF3介观晶体通过拓扑转变形成TiO_(2)介观晶体。最后采用沸石咪唑骨架材料ZIF-8纳米粒子对TiO_(2)介观晶体进行修饰,制备了ZIF-8/TiO_(2)复合介观晶体材料,并研究了其光催化降解亚甲基蓝的活性。实验结果表明,ZIF-8纳米粒子能够均匀生长在TiO_(2)介观晶体表面,形成比较致密的包覆层。ZIF-8/TiO_(2)复合介观晶体光催化剂具有较高的比表面积和较窄的禁带宽度,其光生电子和空穴的分离效率得到一定程度的提高。其中,样品M-TiZIF-2(加入4 mmol硝酸锌的复合介观晶体)展现出最高的光催化活性,其一级反应速率是TiO_(2)介观晶体的42倍,是ZIF-8单元材料的16倍。总之,在ZIF-8纳米粒子和TiO_(2)介观晶体的协同作用下,ZIF-8/TiO_(2)复合介观晶体材料显示出更优异的光催化性能。

ZIF-8/TiO_(2)纳米复合材料的制备及光生阴极保护性能

采用逐步生长法在TiO_(2)纳米管阵列上负载ZIF-8纳米颗粒制得ZIF-8/TiO_(2)纳米复合材料。通过XRD、SEM、UV-vis DRS等手段对材料的结构、形貌和光响应进行表征,并在开/闭可见光下对材料进行光电化学测试。结果表明,ZIF-8/TiO_(2)纳米复合材料光吸收扩展到可见光区;将其作为光阳极与304不锈钢耦合后,光照条件下阴极保护电位可降至-0.92 V,比Ti O_(2)纳米管阵列降低约180 mV,且在较长时间内可对304不锈钢表现出优异的光生阴极保护性能。