Er~(3+)·NaYF_4/TiO_2光催化剂的制备和性能研究

采用溶胶-凝胶-超声工艺合成了一种由上转换发光材料Er~(3+)·NaYF_4复合TiO_2的光催化剂。通过XRD、UVVis、SEM、TEM等手段,对复合光催化剂进行表征,研究了该催化剂在可见光下,对亚甲基蓝光的催化降解性能。实验结果表明,溶胶-凝胶-超声法使Er~(3+)·NaYF_4以六方相形式与锐钛矿型TiO_2复合,且复合均匀性能良好;由于Er~(3+)·NaYF_4的复合,使TiO_2锐钛矿型晶格参数改变,复合催化剂可见光区产生明显吸收;25%,~30%,Er~(3+)·NaYF_4复合TiO_2的催化剂降解亚甲基蓝效果最佳,总脱色率达94%,以上,可见光降解率是TiO_2可见光降解率的3.6倍。因此,利用Er~(3+)·Na YF4上转换发光材料对TiO_2复合,可以使其吸光范围拓宽至可见光区,而且显著提升TiO_2光催化性能。     

介孔结构Na4W10O32/TiO2复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能的研究

用溶胶-凝胶和程序升温水热法制备了介孔结构的Na4W10O32/TiO2多酸纳米晶复合光催化剂.用ICP-AES、XRD、拉曼散射光谱、TEM和N2吸附测定等技术对其组成和结构进行了表征.考察了催化剂的可见光光催化性能.结果表明:Na4W10O32均匀地分散在TiO2网络内部,而且其基本骨架结构未发生改变;该催化剂比锐钛矿TiO2,H6P2W18O62/TiO2和H4SiW12O40/TiO2具有更高的可见光光催化活性.     

g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的制备及光催化性能研究

采用碾磨-焙烧法制备得到了g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂.利用XRD、SEM、FT-IR、XPS、DRS及PL对所得样品进行了表征.以甲基橙溶液为模拟有机污染物,考察了g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的可见光催化性能.结果表明,复合结构的g-C3N4/Bi2O3催化剂光谱响应范围拓宽至可见光区域,且g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的催化性能均明显优于单组分.其中,50 wt% g-C3N4/Bi2O3复合物对甲基橙可见光降解性能最佳.催化活性提升的主要原因是复合结构的形成有效促进了光生电子与空穴对的分离.此外,活性物种捕获实验结果表明,光生空穴(h＋)及超氧自由基(·O)为该光催化反应过程中的主要活性物种.     

酞菁铁及其复合催化剂的制备与可见光催化性能研究

本文以4-硝基邻苯二甲腈、对溴苯酚为原料,通过亲核取代、DBU液相催化法,制备出β-对溴苯氧基酞菁铁(PBP-F Pc)可见光催化剂,并将β-对溴苯氧基酞菁铁与表面羟基化的碳化钛复合,制得酞菁铁/碳基(PBP-FePc/OH-Ti_3C_2)可见光响应型复合催化剂。通过对罗丹明B的光催化降解效率,研究这两种可见光催化剂的光催化性能,发现酞菁铁/碳基复合光催化剂的催化效率优于相应的酞菁铁光催化剂,在可见光催化领域具有广阔的应用前景。     

Ag3PO4/TiOxNy的制备及可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备Ag3 PO4/TiOxNy催化剂,运用低温N2吸附、X射线粉末衍射、紫外可见漫反射、程序升温脱附-质谱联用和电子自旋共振谱等测试手段对催化剂的理化性质和活性物种等进行详细表征,并以苯的可见光催化降解为反应模型考察样品的光催化活性.结果表明,Ag3PO4修饰改善了TiOxNy的结构和可见光催化活性,...     

醇热法合成花状空壳 ZnIn2S4可见光催化剂及光解水产氢性能研究

采用低温醇热法制备了具有空壳花状多级结构的ZnIn2S4可见光光催化剂.通过X射线粉末衍射（XRD）、紫外漫反射（DRS）、场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）等对催化剂结构和形貌进行了系统表征.考察了不同陈化温度、陈化时间对催化剂光解水产氢性能的影响.结果表明：在不同醇热条件下合成的Pt/ZnIn2S4均具有光解水产氢性能.其中1%Pt/ZnIn2S4-110-24样品具有最好产氢活性,可能与其独特的花状外壳和空腔结构有关.     

N、Ce共掺杂TiO2的制备及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备沸石负载N、Ce共掺杂的二氧化钛光催化剂,以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究该催化剂的光催化性能,并讨论催化剂浓度、pH值以及焙烧温度等对样品光催化性能的影响.结果表明:催化剂的焙烧温度为300℃时催化剂的催化活性最高,在反应体系中,催化剂浓度为60 g/L,pH=7时样品的光催化效率最佳,共掺杂的样品可见光活性高于单掺杂的样品.可见光辐射共掺杂的样品3 h,亚甲基蓝的去除率可以达65%.     

多元掺杂负载型TiO2光催化剂的制备与性能

为了提高TiO2光催化剂日光催化性能及解决催化剂回收问题,采用微乳液法制备了La3+、Fe3+、Co2+、Ce4+共掺杂TiO2/粉煤灰微珠光催化剂,用紫外-可见分光光度计测定了光催化剂的可见光吸收性能,用能谱仪(EDS)分析了催化剂的元素含量,以甲基橙为模型污染物考察了催化剂的光催化性能。实验结果表明:掺杂复合粒子在可见光区吸光性能均高于TiO2/漂珠;且多元素掺杂有协同作用,催化剂的吸收边带红移更多,对可见光的吸收也更强。日光照射下(,Co2+,Fe3+,Ce4+)三元共掺杂催化剂的活性≈(La3+,Ce4+)二元共掺杂催化剂的活性>Fe3+、La3+单掺杂催化剂的活性。     

基于二(1,2,3-三氮唑)吡啶共轭微孔聚合物的制备及其催化性能研究

以合成的2,6-双(1-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶(CPTP)为单体,采用氯仿为溶剂、无水三氯化铁为催化剂,通过氧化偶联方式合成一种共轭微孔聚合物(PCPTP).利用红外光谱、固体核磁碳谱、紫外可见漫反射谱等表征聚合物的结构和性质.实验结果表明,PCPTP具有很强的可见光吸收能力,可以有效催化可见光诱导N-取代四氢异喹啉的α-氧化反应,且可重复回收使用多次.密度泛函理论(DFT)计算结果表明,聚合物的电子供体-受体(DA)结构是PCPTP具有高效光催化性能的重要因素.     

可见光催化剂降解酸性橙7

采用溶胶凝胶-水热合成结合法制备铋氮共掺杂二氧化钛纳米催化剂.以酸性橙7(AO7)为目标污染物,研究Bi-N-Ti O2催化剂的可见光光催化活性,考察催化剂投加量、污染物初始浓度及p H值等条件对AO7脱色效率影响.结果表明:Bi-N-Ti O2光催化剂在可见光(400~750 nm)照射6 h后对AO7的去除率达到86.48%,比在同样条件下制备的单元素掺杂催化剂Bi-Ti O2(22.09%)、N-Ti O2(15.9%)以及Ti O2(11.89%)、P25(14.12%)等表现出更好的可见光响应特征;当催化剂投加量为1 g·L-1、AO7初始浓度为10 mg·L-1、反应液p H值为3时催化剂光催化降解AO7的脱色效果最好;且可见光下Bi-N-Ti O2催化剂具有一定的重复使用性和再生性能.     

NaInS2光催化剂的合成和光解水产氢性能研究

针对NaInS2与NaInO2在化学性能上的共价性,采用前驱体固相硫化法合成NaInS2光催化剂,利用X射线衍射图谱、紫外-可见漫反射光谱、扫描电镜等技术对催化剂进行表征.通过考察硫化温度、硫化时间、载铂量对光催化剂产氢性能的影响发现,NaInS2光催化剂在可见光范围内具有产氢活性,硫化温度为350℃、硫化时间为1h、载铂的质量分数为0.5%的催化剂具有最好的产氢性能,产氢速率为107.6μmol/(h·g),在420nm处的表观量子效率为6.72%,在可见光区的能量转化效率为1.73%.     

铂原子簇光化学制备及催化活性研究

在加热条件下,分别以避光和可见光照射方式制备了两种石墨粉(GP)负载铂金属催化剂(Pt@GP).以扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDS)表征了Pt@GP形貌和组成,以紫外-可见分光光度法(UV-Vis)表征两种Pt@GP催化剂降解对硝基苯酚(4-NP)的催化性能.结果表明,可见光照射有利于铂原子簇粒径更小且分布更均匀.4-NP在两种催化剂条件的降解反应表观速率常数k分别为0.090 3 min~(-1)和0.059 7 min~(-1).可见光导致的更小粒径和均匀分布显著地提高了铂金属的催化性能.     

几种离子液体辅助合成BiOBr的表征及可见光催化性能

分别在3种离子液体辅助下,采用水热法制备出了一系列BiOBr光催化剂。利用X-射线衍射仪(XRD)、表面光电压(SPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)等对BiOBr催化剂的结构、形貌、光学特性及光生电荷分离速率进行了表征。以罗丹明B(RhB)作为模拟污染物,考察了所得样品的可见光催化性能。实验结果表明,离子液体辅助制备的BiOBr明显优于对照样品BiOBr的光催化活性,其中1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([EMI_m]PF_6)对BiOBr可见光催化活性提升最大。离子液体辅助制备的BiOBr光催化性能提升归因于BiOBr光生电子-空穴对的分离效率的显著提高。     

双掺杂二氧化钛的制备及其在降解染料废水中的应用

作者研究了溶胶-凝胶法制备的Sm、Ag共掺杂的TiO2,并用XRD、TEM等技术表征了催化剂的形貌、结构及吸光性能,样品的表征与光催化活性测试结果表明,Sm离子的引入使催化剂增加了储氧能力及热稳定性和选择性,Ag离子的掺杂显示了电荷分离抑制了光催化的促进作用和对氧气还原反应的催化作用.两种离子的引入使TiO2样品的拓宽了光响应范围,使可见光吸收强度增大.     

SO_4~(2-)/CeO_2-TiO_2/HTLC的制备及光催化性能

为利用TiO2作为光催化降解水中有机污染物,以铁铝水滑石为载体,以CeO2掺杂的TiO2为活性组分,制得光催化剂前体,再以SO2-4对其进行修饰,制得了SO2-4/CeO2-TiO2/HTLC光催化剂。采用XRD、SEM、EDS和UV-Vis DRS等手段对催化剂进行了表征;以甲基橙为模拟污染物,考察了催化剂样品的光催化性能。实验结果表明:CeO2掺杂TiO2粒子在可见光区吸光性能高于TiO2;SO2-4与CeO2-TiO2/HTLC有协同催化作用,SO2-4/CeO2-TiO2/HTLC光催化剂对可见光的吸收大大增强。经模拟日光照射2h,SO2-4改性的15%(CeO2-TiO2)/HTLC催化剂对甲基橙的脱色率达到93%。     

SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC 的制备及光催化性能

为利用TiO2作为光催化降解水中有机污染物,以铁铝水滑石为载体,以CeO2掺杂的TiO2为活性组分,制得光催化剂前体,再以SO2-4对其进行修饰,制得了SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC 光催化剂。采用XRD、SEM、EDS 和UV-Vis DRS等手段对催化剂进行了表征;以甲基橙为模拟污染物,考察了催化剂样品的光催化性能。实验结果表明：CeO2掺杂TiO2粒子在可见光区吸光性能高于TiO2;SO2-4与CeO2-TiO2／HTLC有协同催化作用,SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC光催化剂对可见光的吸收大大增强。经模拟日光照射2 h,SO2-4改性的15％（ CeO2-TiO2）／HTLC催化剂对甲基橙的脱色率达到93％。     

水热法制备不同形貌和结构的BiVO_4/GO复合光催化剂

采用水热的方法,通过调控水热温度及配比,制备了具有不同晶型和晶体形貌的Bi-VO4/GO(氧化石墨)复合可见光光催化剂,利用XRD、SEM、FTIR和UV-Vis对样品进行表征.XRD分析显示水热温度180℃、配比为mGO:mBiVO4=1:1的条件下光催化剂呈现纯度较高的单斜白钨矿结构.以甲基橙(MO)的可见光催化降解反应为模型反应,研究了催化剂的可见光催化性能.结果表明GO改性的催化剂的催化能力比纯BiVO4有极大程度的提高.     

N，S，N-S共掺杂P25可见光催化降解酸性红B活性比较研究

为了提高P25的光催化性能,以尿素、硫脲和甲硫氨酸为改性剂,采用研磨共煅烧的方法分别制备了具有可见光催化活性的改性催化剂N-P25,S-P25和N,S-P25,利用扫描电镜和紫外-可见吸收光谱对改性光催化剂的性质进行了表征,同时考察了改性光催化剂在可见光下对酸性红B的降解性能。结果表明,N-P25,S-P25和N,S-P25改性光催化剂的光响应波长范围扩大,在紫外光区及可见光区均产生较强吸收;煅烧温度700℃,煅烧时间2.0h制得的N,S-P25催化活性最高,且在可见光条件下对酸性红B的降解符合表观一级反应动力学。研究证明,改性P25催化剂提高了P25在可见光条件下降解酸性红B的光催化性能,丰富了可见光催化降解染料废水的研究思路。     

铁掺杂纳米TiO2的可见光催化性能

为了提高纳米TiO2催化剂的光催化氧化性能,采用溶胶-凝胶法,以酞酸丁酯为原料制备铁掺杂纳米TiO2光催化剂(Fe-TiO2).分别采用X射线衍射和紫外-可见光漫反射对其晶相和光催化活性进行表征.以偶氮结构的弱酸性染料溶液为目标降解物,研究在可见光照射下Fe-TiO2的光催化性能.结果表明,Fe-TiO2光催化剂的晶相为单一锐钛矿相,粒径为17.7nm;吸收边带红移至500nm,禁带宽度减小到2.48eV.在可见光下光催化反应180min,Fe-TiO2光催化剂对弱酸性染料的降解率达99.86%.     

Sb_2O_3/α-Fe_2O_3纳米异质结的制备及其光催化性能

以Fe(NO3)3·9H2O和Sb Cl3为原料,采用水热法和浸渍法制备了Sb2O3/α-Fe2O3纳米异质结复合可见光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(UVVis DRS)等测试手段表征了试样的结构和性能。结果表明:Sb2O3与α-Fe2O3的复合使α-Fe2O3吸收带边红移,在可见光区的吸收增强;Sb2O3只存在于α-Fe2O3的表面,未改变α-Fe2O3的晶体结构;二者形成的异质结,能高效转移光生载流子,并实现电子-空穴的高效分离;以甲基橙为目标降解物考察了催化剂的可见光催化降解性能,结果显示,Sb2O3/α-Fe2O3的可见光催化活性优于纯α-Fe2O3;当Sb2O3的复合含量为1.5%时,光催化活性最佳。