纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究

文章采用直接沉淀法,以ZnSO4 和Na2CO3为原料在不同的焙烧温度下制备了纳米ZnO粉体;采用X-射线粉末衍射、透射电镜等手段对样品进行了表征;以纳米ZnO作为光催化剂,分别利用300 W高压汞灯和太阳光为光源对甲基橙溶液进行光催化实验.实验结果表明,以310 ℃焙烧温度制备的纳米ZnO具有较好的光催化性能,在太阳光下的最佳投加量为1.5 g/L.     

RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料的制备及其对甲基橙废水的脱色效果

通过水热法制备Fe_3O_4磁性纳米微球,以此为核包覆TiO_2,并将核壳结构的TiO_2/Fe_3O_4附着在还原氧化石墨烯(RGO)片层结构上;利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射仪(XRD)、震动样品磁强计(VSM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的形态结构、包覆情况、磁性和元素种类,同时考察了该催化剂在紫外光照射下催化脱色甲基橙的效果。实验结果表明,TiO_2均匀地包覆在Fe_3O_4表面,RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的比饱和磁化强度为19.0emu/g。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,紫外光照射90min后RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料对甲基橙的脱色率达到91%。     

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.     

磁性纳米复合光催化剂Bi2O3/Fe3O4的制备及其光催化活性研究

以纳米Fe3O4磁粉为载体,采用溶胶－沉淀法成功地制备了Bi2O3/Fe3O4磁性纳米复合光催化剂.用SEM和XRD对其形貌和结构进行表征,并以偶氮染料甲基橙溶液的光催化降解,来评价Bi2O3/Fe3O4磁性纳米复合光催化剂的光催化活性.结果表明,Bi2O3比较均匀地包覆在Fe3O4粒子的表面,在合成过程中Fe3O4的结构和大小几乎没有发生变化.该复合光催化剂具有较高的光催化活性,在500 W Xe灯照射60 min后,使甲基橙的降解率达到91.5%,并具有可利用其磁性回收重用的特点,应用前景广泛.     

ZnO/WO_3纳米片薄膜的光电催化性能研究

采用水热法在不锈钢基底上制备WO3纳米片阵列,然后将其浸渍于不同浓度Zn(NO_3)_2溶液中以负载ZnO纳米颗粒,从而制备出ZnO/WO_3纳米片薄膜。采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和电化学阻抗图谱(EIS)等方法对ZnO/WO_3复合薄膜的形貌、结构、物相组成和光电性能等进行分析,重点考察了薄膜电极对亚甲基蓝(MB)的光电催化降解性能。结果表明,WO_3纳米片均匀垂直于基底生长,Zn元素以ZnO颗粒的形式分布在WO_3表面;ZnO的引入促进了WO_3中产生的光生电子-空穴对的分离,从而使ZnO/WO_3复合薄膜表现出比纯WO_3薄膜更优异的光电性能和光电催化活性;在Zn(NO_3)_2浸渍液浓度为20mmol/L时,所制ZnO/WO_3复合薄膜具有最佳的光电催化性能,在MB溶液初始浓度为10mg/L、外加偏压为0.8V、光照1h的条件下,采用该样品对MB的降解率达96.5%,并且复合薄膜具有良好的循环稳定性,在重复使用5次后,对MB的光电催化降解效率没有明显降低,有望在实际污水处理中得到应用。     

WO_3/TiO_2-rGO复合材料的制备及其光催化性能

以自制三氧化钨(WO_3)、氧化石墨烯(GO)为原料,钛酸四丁酯(TBT)为钛源,柠檬酸为水解抑制剂和表面活性剂,采用溶胶-凝胶法制备WO_3/TiO_2-GO,再通过硼氢化钠(NaBH4)还原得到WO_3/TiO_2-还原氧化石墨烯(WO_3/TiO_2-rGO)三元复合材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对样品进行分析表征;研究GO质量分数、热处理温度对复合材料结构和甲基橙降解效率的影响.结果表明:纳米WO_3/TiO_2粒子均匀分散于rGO表面;rGO的引入能够有效抑制TiO_2晶粒的长大;400、450℃热处理样品中TiO_2为锐钛矿相,随着热处理温度的升高,晶体结构由锐钛矿晶相向金红石晶相转变,同时微晶的颗粒尺寸增加,晶型转变温度约为500℃;当GO质量分数为10%时,450℃热处理的WO_3/TiO_2-rGO样品光催化降解甲基橙效率最高,可达95%以上.     

La2O3/Al2O3/TiO2纳米复合粉体的制备及其耐温性能的研究

以TiCl4、La2O3、Al片为原料,采用液相共沉淀法制备了La2O3/Al2O3/TiO2纳米复合粉体,采用DSC-TG、XRD、TEM技术对该纳米复合粉体进行了表征.结果表明纳米TiO2粉体经La2O3掺杂和Al2O3复合后,其耐温性能得到显著提高,该复合粉体经900℃煅烧后,粒径在32nm左右,锐钛矿含量约为77.2%(mol%)     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.     

Fe~(3+)/La~(3+)共掺杂纳米TiO_2制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备系列Fe3+/La3+共掺杂的纳米TiO2,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),X-射线能谱仪(EDS),紫外-可见吸收光谱等技术对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其在紫外光下光催化活性.结果表明:Fe3+,La3+的掺杂能有效减小TiO2纳米粒子的平均晶粒尺寸,提高了TiO2纳米粉体的分散性;Fe3+/La3+共掺杂的纳米复合光催化剂的吸收强度明显增加,在紫外光下2h后,Fe3+/La3+共掺杂TiO2对甲基橙溶液的降解率达98%以上.     

TiO2/Y2O3/海泡石复合体的制备及光催化降解甲基橙的研究

以TiCl4和Y2O3为原料,海泡石为载体,采用过氧化氢络合物热分解法制备了复合TiO2/Y2O3/海泡石光催化剂.以甲基橙为目标降解物.进行正交试验,得出制备的最佳条件.研究了对甲基橙溶液的降解率的影响因素。     

混合表面活性剂中制备聚苯乙烯/Co3O4复合纳米粒子

在阳离子表面活性剂(CTAB)胶束体系中制备立方相Co_3O_4磁性纳米粒子,将其与制备原液的混合体系分散到阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液中,再加入苯乙烯引发聚合,制得聚苯乙烯/Co_3O_4复合纳米粒子.TEM观察Co_3O_4纳米粒子的平均粒径为30 nm左右,复合纳米粒子的粒径为40 nm左右.XRD、IR谱图及热、磁性能测定表明聚苯乙烯对Co_3O_4纳米粒子的包裹是成功的.     

水热法制备ZnTiO3/TiO2复合光催化剂及其光催化性能研究

本文以层状钛酸盐K_2Ti_4O_9为前驱体,将其通过质子交换和插层反应剥离成[Ti4O9]2-纳米片,然后用3mol/L的HCl溶液和3mol/L的NaOH溶液将其调节成设定的pH,再往上述溶液中加入一定质量的六次甲基四胺和锌盐,在水热条件下制备出高催化活性的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂.通过X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了其结构和形貌,并在光照条件下,对不同条件下所制备的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂进行了光催化降解亚甲基蓝性能研究.研究结果表明,在pH=7.0条件下制备的ZnTiO_3/TiO_2复合光催化剂展示出了较高的光催化性能.     

Zn2+/纳米二硫化钼插层复合物制备及其光催化性能研究

为了提高二硫化钼光催化性能,通过剥离-插层-重堆积法制备了Zn2+/纳米二硫化钼插层复合催化剂.采用XRD、SEM及UV对样品进行表征,并研究了复合催化剂在太阳光下催化降解甲基橙的性能.结果表明,制备的复合催化剂晶型良好,层间距增大为4.3934nm,粒径增大为13.1nm,并出现新的插层特征峰(001);Zn2+颗粒非均匀的负载在二硫化钼纳米片的表面,且主要分布于片层较小区域;对紫外-可见光有明显的吸收,且吸收强度于二硫化钼粉体;同时复合催化剂在太阳光下对甲基橙的催化降解性能从一开始就远高于纳米MoS2粉体,且降解效率成线性关系,并在6h时的降解效率达到70.435%.     

Fe_3O_4/凹凸棒/PVA复合材料对甲基橙处理条件的实验研究

采用共沉淀法成功制备了Fe_3O_4/凹凸棒/聚乙烯醇复合物,通过SEM及EDX能谱可以证明制备的产物是Fe_3O_4/凹凸棒/聚乙烯醇复合物,该物质具有处理甲基橙溶液的作用,在处理甲基橙溶液的过程中,随着过氧化氢用量增多,加热时间延长,加热温度及酸度升高,甲基橙的吸光度降低,处理效果提高。     

BaSnO3纳米粒子的合成、表征及其对甲基橙的光催化降解性能

以乙酸钡(Ba(CH3COO)2)和结晶四氯化锡(SnCl4.5H2O)为原料、有机碱四甲基氢氧化铵(N(CH3)4OH)为矿化剂,采用共沉淀法制备BaSnO3纳米粒子,采用XRD、TG-DSC和IR等分析手段对样品的晶相和结构进行表征,并研究了其对甲基橙废水溶液的光催化降解性能.结果表明:在500℃条件下煅烧1 h制备出纯的立方相BaSnO3纳米晶光催化剂,对甲基橙有良好的光催化性能,当催化剂质量浓度为40 mg/L,反应时间为100 min时,降解率可达90%以上.     

BiOBr/g-C_3N_4纳米薄片复合光催化剂的制备及性能

用化学剥离法处理石墨相氮化碳制得纳米薄片,在超声条件下与BiOBr复合制备得到BiOBr/g-C_3N_4(CNBi)复合光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)等测试手段对该光催化剂进行了表征和分析;以甲基橙为模拟污染物,评价样品的可见光(λ420nm)催化性能.XRD和TEM结果显示,经浓硫酸处理后g-C_3N_4被剥离为纳米薄片,并且与BiOBr成功复合形成纳米异质结.UV-vis结果显示,CNBi样品的吸收边为425nm(禁带宽度约为2.93eV),介于BiOBr和g-C_3N_4纳米薄片之间.光催化试验结果表明,与单纯的BiOBr和g-C_3N_4纳米薄片相比,CNBi复合光催化剂具有更高的催化活性,BiOBr含量为30%的催化剂在2h内对甲基橙的降解效率接近100%.     

Ho_2O_3/BiOBr复合光催化剂的制备及光催化性能

以氧化钬、溴化钠、五水硝酸铋等试剂作为原材料,选用水热法,制备Ho_2O_3/BiOBr复合光催化剂.通过紫外可见漫反射及红外光谱分析对催化剂进行表征,考察Ho_2O_3与BiOBr的质量投配比、水热反应时间、制备温度及溶液pH等工艺条件对亚甲基蓝溶液降解率的影响.结果表明:Ho_2O_3/BiOBr复合催化剂的能带隙为2.59 eV;当Ho_2O_3与BiOBr的质量投配比为10%、水热反应时间为12 h、制备温度为160℃、亚甲基蓝溶液pH=11、投加量为0.05 g,在500 W氙灯照射下时,80 min后亚甲基蓝溶液降解率达95.6%.经4次的重复使用后,Ho_2O_3/BiOBr复合催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率达到81.3%.     

g-C_3N_4负载磷钨酸的表征及光催化性能

采用超声——浸渍法制备了磷钨酸/g-C_3N_4(PWCN)复合光催化剂,并利用XRD,IR及UV-Vis吸收光谱对其进行了表征.考察了其在紫外光和太阳光照射下催化降解甲基橙的性能,并对其重复使用性、降解动力学及光催化机理进行研究.结果表明:复合材料的光响应与PW相比发生红移,且吸光值增大.在接受紫外光和可见光照射2h条件下,该复合物光催化剂对甲基橙的光降解率分别达到96.81%和80.24%,同时具有良好的循环稳定性.PW对g-C_3N_4光生电子的捕获是提高复合物催化活性的主要原因.     

溶胶-凝胶+机械球磨法制备纳米α-Al_2O_3/Ni复合粉体

采用溶胶-凝胶+机械球磨法制备了纳米α-Al_2O_3/Ni复合粉体,研究了α-Al_2O_3/Ni复合粉体的微观结构及其在球磨过程中的结构演变和形貌演变,探讨了复合粉体的球磨细化机理.结果表明:通过溶胶-凝胶法制备的复合胶体经1 200℃煅烧2h后可获得晶体结构完整的α-Al_2O_3/Ni复合粉体,粉体微观结构为脆性α-Al_2O_3纳米颗粒包覆于Ni颗粒表面的壳核型球形结构.在机械球磨过程中,α-Al_2O_3/Ni复合粉体的颗粒形貌经历了由球状到层片状再到类球状的变化,球磨20h时复合粉体的细化效果最佳.2种物相的晶粒尺寸在球磨初期细化速率很快,纳米晶α-Al_2O_3在球磨5h时平均晶粒尺寸迅速减小为27nm,球磨20h后出现部分非晶化;Ni晶粒尺寸则在5、10h时减小至22、17nm,球磨10h以后晶粒尺寸趋于稳定.复合粉体经球磨20h后可获得α-Al_2O_3弥散分布于Ni颗粒中的超级分散体系.     

高活性rGO/Sm~(3+)-TiO_2光催化材料的制备及性能

采用溶胶凝胶法,以氧化石墨烯(GO)、硝酸钐(Sm(NO_3)_3)为原料,钛酸四丁酯(TBT)为钛源,柠檬酸为水解抑制剂和表面活性剂制备了GO/Sm~(3+)-TiO_2复合材料,再通过硼氢化钠还原得到rGO/Sm~(3+)-TiO_2复合材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)对样品进行分析表征;研究了GO的引入量及催化剂投入量对甲基橙降解效果的影响.结果表明:柠檬酸可有效抑制钛酸四丁酯的水解;rGO的引入可显著提高材料的分散性、延长光生载流子寿命和提升光催化效果;当GO质量分数为10%,GO/Sm~(3+)-TiO_2的加入量为0.10g时,甲基橙的降解率最高,可达到94.15%.