Co3O4/Fe2O3核-壳粒子的制备及光学性能研究

在单分散准球形-αFe2O3纳米颗粒的悬浮液中,在氨碱催化下,CoCl2水解产生的Co(OH)2沉积在-αFe2O3纳米颗粒表面,形成核-壳粒子.经500℃热处理后,壳层物质晶化为立方晶系Co3O4,壳层厚度约为6 nm.不同的氨碱液对核-壳结构产生影响,在1 mol.L-1尿素溶液的催化下,得到均匀的核-壳结构.应用TEM和XRD分析了产物结构,并利用UV-Vis光谱对复合材料的光吸收特性进行了研究.与-αFe2O3纳米颗粒的吸收光谱比较,在光激发下,Co3O4/Fe2O3核-壳粒子光吸收特性发生改变,在可见光区产生新的强吸收峰.     

Cu2O/Bi2MoO6耦合系统增强光催化活性研究

采用乙二醇为溶剂,成功合成了耦合系统Cu2O/Bi2MoO6,分别采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱分析(XPS)和透射电子显微镜(TEM)进行表征.样品的光催化活性通过在可见光下降解结晶紫来获得.结果表明,当Cu与Mo摩尔比为0.08,Cu2 O/Bi2MoO6展示出最高的光催化性能,仅在100 min结晶紫的降解率达到95.6％.同时,研究了耦合系统中Cu2O的量对其光催化活性的影响,并提出了合理的反应机制.     

具有不同配位环境的Cu(Ⅱ)配合物的合成、结构及光伏性能

采用水热方法合成了3个Cu(Ⅱ)配合物:[Cu2(tol)4(C2H5OH)2](1),[Cu(pzc)2]·4H2O(2),[Cu(bpdc)(Imh)2(H2O)]·2H2O(3)(Htol=对甲基苯甲酸,H2pzc=吡嗪-2-甲酸,H2bpdc=2,2′-联吡啶-4,4′-二甲酸,Imh=咪唑).采用X射线单晶衍射、电子吸收光谱、FT-IR光谱和表面光电压光谱(SPS),进行了表征和物性测定.结构分析表明,3个配合物的中心Cu(Ⅱ)离子呈现不同的配位微环境(依次为五、四和五配位);晶体中分子间氢键将结构单元分别连接成了具有1D、3D和2D结构的配位超分子.SPS测定结果表明:3个配合物在可见光诱导下均呈现出明显的表面光电子行为.并且,中心金属离子周围配位微环境的变化对这种光电子行为有明显影响.     

碱式铜盐包覆Cu2O催化剂的形成机理及催化性能

采用铜盐与四种碱NaOH、Na2CO3、Na2SO3、Na2S2O3在室温(25℃)下反应于Cu2O表面包覆碱式铜盐,均得到组成为Cu2O@Cu4(SO4)(OH)6的核壳型催化剂,其中,由Na2S2O3得到的样品其催化活性远高于其他碱制备样品。通过性质表征可知,由Na2S2O3制得样品具有核内部孔洞多、缺陷分布广、活性表面大、表面粗糙、晶体紧实度低等特点,这些特征均有利于催化活性的提高。进一步研究确认,Na2S2O3在反应中具有多重身份,一是水解提供OH-;二是自身发生歧化反应或者与Cu2+发生氧化还原反应,生成SO42-和S2-,提供形成Cu4(SO4)(OH)6所需的SO42-;三是能与Cu2O核反应,使其溶解形成孔洞。因此,采用铜盐与Na2S2O3在室温下反应形成的Cu2O@Cu4(SO4)(OH)6核壳型催化剂具有非常高的催化活性,能实现黑暗条件下高效降解高浓度(400 mg/L)染料(橙黄II),2h基本实现完全降解(99.5%)。     

Fe3O4/Cu2O-Ag可回收型SERS基底的制备及性能研究

首先通过水热法合成了Fe3 O4纳米花球,并在其表面均匀地修饰了酰胺基功能化的RF(resorcinol-formaldehyde resin)层,再利用原位还原法将Cu2 O负载在Fe3 O4纳米球表面,最后将Ag纳米颗粒沉积在Fe3 O4/Cu2 O材料表面,从而制备了Fe3 O4/Cu2 O-Ag纳米复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)等手段对Fe3 O4/Cu2 O-Ag纳米复合材料的形貌、物相组成和磁学性能进行了表征.此外,以多环芳烃类污染物芘(Pyr)为目标物,对Fe3 O4/Cu2 O-Ag材料的实际SERS检测性能进行了讨论和分析.结果表明,该纳米复合材料具有优异的SERS活性和磁响应能力,为环境中多种污染物的检测提供了高效低成本的新选择.     

Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片的制备及光吸收性能

以普通无机盐为原料采用沉淀法制备了Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的组成和表面形貌进行了表征.紫外-可见光吸收测试显示Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片具有较宽的紫外-可见光吸收范围,带隙宽度为2.22 eV.     

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。     

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.     

一个Cu(Ⅱ)配位超分子的研制及光物理性质

采用水热方法合成了1个新的Cu(Ⅱ)配合物[Cu(pdc)2]·[(CH3)2NH2]2(H2pdc=吡啶-2,5-二羧酸).通过X射线单晶衍射确定了该配合物的结构.对配合物进行了IR、固体UV-Vis吸收光谱、表面光电压光谱(SPS)和场诱导表面光电压光谱(FISPS)、热重等物性表征.结构分析表明,该配合物为Cu(Ⅱ)的单核配合物,其中Cu(Ⅱ)离子为四配位(CuN2O2配位模式),形成扭曲的平面四边形构型.晶体中,分子间通过Cu…O弱键及氢键网联成3D超分子.SPS结果表明,该配合物在300~800nm范围内呈现出一定的光电响应,表明它具有一定的光电转换能力.将SPS与UV-Vis光谱进行了关联,发现它们具有密切关系.     

SnO2/TiO2纳米纤维的制备及其光催化降解苯酚的研究

采用同轴静电纺丝法制得PVA-SnCl4·5H2O/PVP-Ti(OC4H9)4聚合物纺丝.经700℃烧结后得到的纳米纤维分别采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、紫外反射光谱(UV-vis)、热重-差热分析(TG-DSC)和透射电镜(TEM)等分析测试手段进行表征.研究表明SnO2/TiO2纳米纤维具有较小的直径(147 nm)、大比表面积、疏松多孔核壳结构.研究了该复合纳米纤维对苯酚溶液的光催化降解.结果表明:以10 mg·L-1的苯酚水溶液为母液,以该复合纳米纤维为催化剂,在500 W的紫外灯照射下,1 h内约80%的苯酚被光催化降解,高于单一纳米纤维的光催化效率.