模拟太阳光照射下Fe掺杂与Ag复合ZnO纳米材料的光催化性能研究

利用高分子网络凝胶法制备了Fe掺杂与Ag复合的ZnO纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光电子能谱(XPS)研究分析了样品的微结构和形貌与成分变化,采用光致发光(PL)和紫外-可见吸收谱(UV-vis)对样品的光学性质进行表征.在模拟太阳光照射下,以亚甲基蓝为光催化反应模型化合物,考察了掺杂对光催化活性的影响.无论是单复合Ag还是Fe掺杂后再Ag复合,光催化性能都优于ZnO.特别是同时进行Fe掺杂与Ag复合的ZnO,其光催化性能显著提高.结合微结构表征和光学测试,对ZnO及掺杂ZnO的光催化机理进行了讨论.     

ZnTe/ZnO类球状复合材料的制备及其光催化性能

以亚碲酸钠,氧化锌为前驱体,采用溶剂热法合成了ZnTe/ZnO类球状复合材料,通过控制合成ZnTe颗粒的量来研究复合样的光催化性能.XRD确定合成样品为ZnTe/ZnO复合材料,SEM表征样品形貌为类球状复合物,UV-Vis测试样品光学特性,PL和EIS测试解释复合样光催化增强的原因,实验结果验证了在紫外光照射下光催化性能复合样优于纯相,而且以ZnO和Na_2TeO_3物质的量比为1∶0.4时合成的ZnTe/ZnO类球状复合样表现出最佳光催化活性,40min降解亚甲基蓝达到91%.     

ZnO/g-C_3N_4复合材料的制备及其光催化性能研究

采用一步法成功制备了氧化锌/石墨相氮化碳(ZnO/g-C_3N_4)复合光催化材料,通过XRD,SEM,TEM,FT-IR和UV-vis DRS对所得样品的微观形貌和吸光特性进行了表征.结果表明,ZnO颗粒均匀分布在片状g-C_3N_4表面上,ZnO/g-C_3N_4最大光吸收边的位置相对于纯相ZnO发生了明显的红移.利用光催化降解甲基橙溶液评估了所得样品的光催化活性,发现ZnO/g-C_3N_4复合材料的光催化效率远高于纯相ZnO和纯相g-C_3N_4,分别达到ZnO的14倍和g-C_3N_4的9倍.复合材料光催化性能得以提升的主要原因有两点:复合样品材料具有比纯相ZnO更大的光吸收范围,提高了太阳光的利用率;ZnO纳米颗粒与g-C_3N_4紧密耦合形成的异质结构有效促进了光生电子-空穴对的分离.     

石墨烯/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能的研究

利用超声法制备石墨烯/TiO_2光催化复合材料,通过XRD、SEM、紫外漫反射对合成的系列样品进行表征,结合光催化降解罗丹明B(RhB)实验得出最佳复合条件:复合比例为1∶40,超声时间为60 min,复合温度为200℃.通过5次重复利用实验得出石墨烯/纳米TiO_2复合材料具有可见光催化稳定性.通过对石墨烯/TiO_2光致发光光谱和不同捕获剂存在下石墨烯/TiO_2光催化降解染料实验的研究,表明在石墨烯/半导体氧化物可见光催化反应过程中·OH自由基起主要的光催化作用,空穴起辅助的催化作用.     

SrWO_4-ZnO复合物的制备及光致发光与光催化性质的研究

采用溶剂热法制备纯的和复合ZnO的SrWO4,利用XRD、TG、PL、ICP和UV-Vis等手段对样品进行表征,研究ZnO含量对SrWO4-ZnO复合物的光致发光及光催化降解次甲基蓝活性的影响.结果表明:适量ZnO的复合引起SrWO4-ZnO复合物PL光谱强度降低,当ZnO复合量为7%时,复合物的PL光谱强度最低,光催化次甲基蓝溶液效率最高.表明复合物的PL光谱与其光催化活性有着一定的联系.     

花状Ag/ZnO复合光催化剂制备及其光催化性能

以氯化锌(ZnCl2)、氢氧化钠(NaOH)和硝酸银(AgNO3)为原料,采用沉淀法和紫外光照射法制备花状Ag/ZnO复合光催化剂;利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品物相、结构和形貌进行测试与表征;通过紫外光照射降解罗丹明B(RhB)研究Ag/ZnO复合物的光催化性能.结果表明:Ag添加可以有效提高ZnO的光催化性能;Ag添加量及复合物的形貌对Ag/ZnO复合光催化剂降解RhB具有协同调控作用.     

四羧基苯基卟啉铜敏化BiOCl纳米片的制备及其增强光催化性能研究

以硝酸铋和氯化钾为反应物，采用一步水热法合成了氯化氧铋(BiOCl)纳米片.通过考察不同反应时间和反应温度下所得BiOCl样品的光催化降解罗丹明B(RhB)活性差异，确定最佳合成条件，并在此基础上，采用相同方法原位合成四羧基苯基卟啉铜(CuTCPP)敏化BiOCl复合光催化材料(BP).利用XRD,SEM,UV-Vis DRS,XPS,PL等手段表征了材料的结构、形貌及光学特性，通过RhB光降解实验考察了BP复合材料的光催化性能并讨论了光催化作用机理.结果表明，与纯BiOCl相比，BP的光催化活性明显增强，其中BP-0.2%样品的光催化活性最强，紫外光照射10 min即可将RhB完全降解，即使将光源改为模拟太阳光，在20 min内也可使染料分子完全降解.这种光催化性能的增强得益于CuTCPP作为光敏剂修饰BiOCl增强了该半导体的光吸收能力，并有效地提高了光生电子和空穴的产生和分离效率.     

ZnO光催化剂的制备及改性方法的研究进展

作为一种半导体功能材料,ZnO具有低毒、原料廉价、易制备及改性等突出特点.由于ZnO禁带较宽、载流子复合率高,在太阳光照射下的催化活性并不高,需要采用相关技术对其进行科学改性.目前,如何采用科学方法进行ZnO光催化剂的制备与改性一直备受科研人员的关注.通过制备方法的改进、元素掺杂、半导体复合及模板剂的引入等技术手段均可以提高ZnO的光催化活性.分析了ZnO光催化的机理、ZnO的制备方法以及掺杂、复合等提高其光催化活性的方法,旨在为今后进一步拓展ZnO光催化材料的研发及应用提供新的思路.     

氧化锌纳米晶\卟啉复合材料能量及电子转移过程

利用溶胶-凝胶方法制备了半导体ZnO纳米材料,用混合方法将ZnO与卟啉有机物(对-二羟基苯基卟啉)形成复合体系 .通过对复合体系光学性质变化的研究,建立了半导体晶体-有机化合物的能级结构图,提出了纳米材料--有机物复合体系中的能量及电子转移过程[1].     

半导体复合型ZnO／SnO2光催化剂的制备

以Zn2SO4·7H2O和SnCl4·5H2O为原料,采用共沉淀法制备ZnO/SnO2纳米复合光催化荆.通过ZnO/SnO2复合粉体对甲基橙溶液进行光催化降解实验,研究了ZnO/SnO2复合粉体的光催化性能,并用XKD对ZnO/SnO2复舍粉体进行表征,初步探讨了ZnO/SnO2半导体复合的光催化机理.     

Sm~(3+)掺杂氧化锌粉体的制备及光催化性能研究

采用水热法制备扇形的钐掺杂的氧化锌粉体,通过XRD衍射仪、TG-DSC同步热分析仪、扫描电镜对所得粉体进行表征。研究了Sm3+的掺杂量,煅烧温度对其光催化降解甲基橙性能的影响。实验表明:当Sm3+掺杂的物质的量比为5.0%,煅烧温度为500℃时对甲基橙的降解率最高,300W紫外灯照射2h,降解率从未掺杂ZnO的77.83%提高到掺杂后的98.75%。     

不同制备pH值对纳米Co_3O_4光催化脱色性能的影响

采用并流沉淀法在不同pH值下制备了纳米Co3O4,用X-射线衍射(XRD)、比表面(BET)、扫描电镜(SEM)和热重-差热(TG-DTA)对所制备的材料进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,考察了纳米Co3O4光催化脱色性能。实验结果表明:不同制备pH值对Co3O4表面参数,形貌,晶粒大小、热分解行为及光催化脱色性能影响显著。pH控制在8.5左右时所制备纳米Co3O4具有最高的比表面、最低的孔径、最小的粒径和最好的光催化活性,光照1小时对甲基橙溶液的脱色率达到40%。     

水热法制备Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料及其光催化性能研究

以Zn （CH3 COO）2·2H2O、AgNO3、Fe（NO3）3·9H2O为原料,NaOH为沉淀剂,H2O为溶剂,C2H5 OH为还原剂,柠檬酸为表面活性剂,采用水热法制备出Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料.采用XRD、SEM、TEM、SAED等测试手段对制备产物的物相结构、微观形貌等进行表征,以甲基橙为目标降解物研究了制备产物的光催化性能.结果表明,Ag以单质的形式存在于ZnO表面,Fe掺杂到ZnO晶格中.Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料在模拟日光下具有较高的光催化性能,在800 W氙灯照射下降解甲基橙150 min,甲基橙的降解率可达到99.4％％,较Ag/ZnO提高了7.8％,较ZnO提高了38.2％.     

Al掺杂TiO2的制备及酸化处理对其光催化活性的影响

锐钛矿相TiO2的光催化活性高于金红石相。采用化学溶液分解法制备了舢掺杂锐钛矿TiO2,并用硝酸对其进行酸化处理。利用TG—DTA、XRD、FTIR、BET和UV-vis等手段对样品进行了表征,通过对甲基橙的降解分析了酸化处理对Al掺杂TiO2光催化活性的影响。结果表明：掺杂Al能有效抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变。酸化处理因能增大Al掺杂TiO2的比表面积而使其光催化活性提高。Al／Ti掺杂比为1：4的样品在酸化处理后具有的光催化活性最高,60min后对甲基橙的降解达到100％。     

基于撞击流微反应器连续制备纳米ZnO及其光催化性能研究

以Zn（NO3）2、Na2CO3为原材料,采用自制撞击流微反应器连续制备出纳米ZnO,系统研究了反应温度、反应物浓度、进料速率等工艺条件对所制备纳米ZnO光催化性能的影响,采用SEM、XRD等测试手段对制备产物的物相及微观形貌进行了表征.结果表明,采用撞击流微器可实现纳米ZnO的连续高效制备,其光催化性能随着反应温度和进料速率的增大而升高,随着反应物浓度的增大先提高后降低.当反应温度为80℃,反应物浓度为0.3 mol·L-1,Na2 CO3溶液的进料速率为350 mL·min-1、Zn（NO3）2溶液的进料速率为291 mL· min-1时,可制得平均粒径为20.1 nm,粒径分布较均匀的纳米ZnO.以其为光催化剂,在100 W高压汞灯照射下降解甲基橙（MO） 40 min,其降解率可达到93.9％,表现出良好的光催化性能.     

镍铋复合氧化物的制备及其光催化活性

用室温固相反应法分别合成了镍氧化物、铋氧化物和镍铋多种配比复合氧化物．通过红外光谱对其结构进 行了初步分析,并以甲基橙为光催化降解反应模型化合物考查了光催化剂的活性,研究了不同摩尔比、光照时间、 催化剂用量和老化时间对其光催化降解甲基橙的影响．结果表明:对于甲基橙的降解,制得的最佳摩尔比[n(Ni): n(Bi)=1:3]复合氧化物1 h降解率达到68．5％．老化可以提高催化剂的光催化效果．     

一种纳米氧化锌的光催化性能研究

采用水热法制备出具有高比表面积的多层笼状结构的纳米氧化锌.通过XRD,SEM,EDS,TG-DTA,N2吸附等方法对产物的结构、组成、以及形貌进行了表征.以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了所得不同形貌的ZnO的光催化活性.结果表明,所得的多层笼状ZnO纳米材料在高压汞灯照射下表现出良好的光催化性能,且多层笼状ZnO的光催化活性优于微米棒.该方法不仅具有工艺简单、绿色环保,且无需引入表面活性剂,便于大规模生产等优点.     

掺杂锆钇氮硫硼p-n结型光催化剂的制备及其催化降解甲基橙的研究

本文以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备掺杂N-Zr-Y-S的n型、B-Zr-Y的p型以及p-n型干凝胶,将各种干凝胶在不同温度下焙烧制得纳米光催化剂,以甲基橙为目标降解物,考察它们的光催化活性.实验结果表明a:、相同温度、相同时间焙烧的p型TiO2光催化剂的光催化活性大于n型;b、以未焙烧的p型干凝胶制备出来的p-n型催化剂的催化效率比p型干凝胶在不同温度下焙烧后制备的p-n结型光催化剂高c;、在可见光条件下,未焙烧的p型制备出来干凝胶在250℃下焙烧所得p-n型催化剂的催化效率是最高的.     

N掺杂TiO2的制备、表征及其光催化性能

采用水热法制备了N掺杂TiO2光催化剂,并用X衍射、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱进行了表征,测定了其光催化氧化甲基橙的催化性能.结果表明,与未掺杂TiO2相比,N掺杂TiO2在可见光区有更大的吸收,N的掺杂还明显提高了TiO2光催化氧化甲基橙的性能.