La掺杂对SrTiO_3纳米颗粒光催化性能的影响

采用高温固相反应法,向SrTiO_3中掺杂不同含量La制备光催化剂,通过XRD、SEM、UV-Vis等手段对其结构和形貌进行表征,并以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,研究掺杂不同含量La所制催化剂对RhB的光催化降解能力的影响,从而评价所制催化剂的光催化性能。结果表明,随着掺La含量的增加,所制催化剂的晶体结构从SrTiO_3的立方晶系逐步向La_2Ti_2O_3的单斜晶系转变;La掺杂使得所制催化剂的禁带宽度减小、对紫外光的吸收阈值增大,使其光催化性能得到显著提升;掺La含量越高,所制催化剂的光催化性能越好。     

硫化镉纳米粒子的水相制备及光催化降解罗丹明B

以氯化镉为镉源,硫代氨基脲为硫源,在水相中通过沉淀法制备出硫化镉纳米颗粒,并对其进行表征.以光催化降解罗丹明B作为探针反应,评价其光催化降解活性.结果表明：该制备方法简单易行,所得纳米粒子具有良好的光催化活性.     

Nb_2O_5/CdS纳米粒子的制备及其光催化性能研究

通过简单的沉淀法合成了Nb2O5/Cd S纳米粒子,利用XRD、TEM、XPS对其进行了表征,采用制备的Nb2O5/Cd S纳米粒子在可见光照射下对罗丹明B进行了降解实验.结果表明:负载在Nb2O5表面上的Cd S粒径大小较均一,约为35 nm,在可见光照射下,Cd S质量比为20%的Nb2O5/Cd S纳米粒子光催化活性最佳,可见光照射下3 h对罗丹明B降解率为98%,经过3次循环利用,发现其具有良好的光催化稳定性.     

多孔化改性对g-C3N4/CdS复合光催化剂制备及光催化活性的影响

以三聚氰胺盐酸盐为前驱体, 用高温缩聚方法制备多孔化改性的类石墨相氮化碳（pg-C₃N₄）材料; 用水热法制备CdS纳米中空微球, 用沉积法将pg-C₃N₄与CdS有效复合, 制备pg-C₃N₄/CdS复合光催化剂; 用X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜(TEM)、 Fourier变换红外光谱(FTIR)、 紫外可见光谱(UV Vis)、 荧光光谱及电化学阻抗谱对样品进行表征; 用可见光催化降解染料罗丹明B（RhB）对其光催化活性进行评价, 并给出pg-C₃N₄/CdS光催化降解RhB的机理. 结果表明： 石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的多孔化改 性有利于其与CdS间形成紧密界面, 进而促进pg-C₃N₄/CdS光生电子 空穴的分离和传递, 有效提高了其光催化活性和稳定性.     

二氧化钛-硫化镉/氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

本论文采用溶剂热法制备出TiO₂-CdS/rGO三元复合光催化材料,并对其降解亚甲基蓝、罗丹明B的光催化活性进行研究,发现TiO₂-CdS/rGO对于亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解活性优于TiO₂-CdS,催化效率明显提高,降解时间大大缩短;在可见光照射下,以TiO₂-CdS/rGO为光催化剂,光反应时间40 min,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%。本文还研究了催化材料的稳定性、催化剂用量对光催化降解效果的影响。     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。     

苝二酰亚胺敏化TiO_2可见光光催化降解罗丹明B

采用水热法制备了苝二酰亚胺(PTCDI)敏化的光催化剂TiO2/PTCDI以及PTCDI和酞菁铜(CuPc)共敏化的可见光光催化剂(TiO2/PTCDI)-CuPc。利用XRD,TEM和UV-Vis光谱对催化剂进行表面形貌和结构表征。以罗丹明B的光催化降解为模型反应,考察敏化样品的可见光光催化性能。研究表明染料共敏化样品(TiO2/PTCDI)-CuPc的活性比TiO2和TiO2/PTCDI分别提高了223%和113%。应用能带结构理论,阐明了TiO2/PTCDI和(TiO2/PTCDI)-CuPc的光生电子转移路径和光催化降解机理。     

CdS纳米材料的合成及其光催化性质的研究

通过将单一来源前驱物——二乙基二硫代氨基甲酸镉(Cd-DDTC)分别在乙二醇和乙二胺溶剂中分解,得到CdS纳米颗粒与纳米棒.利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等分析测试手段对所得的产物进行表征.所制备的CdS纳米颗粒与纳米棒对罗丹明B(RhB)均有不错的光催化降解效果,但表现出两种不同的催化降解路径.在CdS纳米颗粒催化下RhB表现出在很短时间内发生了快速的蓝移现象(波长从553nm蓝移到498nm).文中分析了两种CdS导致不同催化路径的可能原因.     

Preparation and photocatalytic properties of ilmenite NiTiO<Subscript>3</Subscript> powders for degradation of humic acid in water

The powders of ilmenite structure NiTiO₃ were prepared by a modified Pechini process using tetrabutyl titanate and nickel acetate as raw materials, and using citric acid and ethanol as a chelating agent and a solvent respectively. The powder samples were characterized by thermogravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA) and X-ray diffraction (XRD). The photocatalytic activity of NiTiO₃ under the irradiation of ultraviolet rays (UV) light was evaluated by degrading humic acid (HA) in water as a probe reaction. The possible photodegradation mechanism was studied by the examination of active species ·OH, ·O₂⁻, and holes (h⁺) through adding scavengers. The TG-DTA and XRD results indicated that the good crystal structure of ilmenite phase NiTiO₃ could be obtained when the Ni-Ti citrate complex was calcined at 600°C. The photocatalytic activity experiments indicated that NiTiO₃ had favourable photocatalytic activity under the irradiation of UV light, and the photocatalytic degradation rate of HA reached 95.3% after a 2.5 h reaction with the photocatalyst calcined at 600°C and a photocatalyst dosage of 0.4 g/L. The possible photocatalytic mechanism was deduced that holes (h⁺) and ·OH radicals are the major reactive active species in the photocatalytic reaction, and dissolved oxygen plays a weak role in the degradation of HA.     

高比表面积TiO_2纳米颗粒的制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,采用流变相法制备出了具有高比表面积的二氧化钛（TiO2）纳米颗粒.采用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）和比表面积及孔径分析仪（BET）对TiO2的晶型、形貌及比表面积进行了表征,结果显示产物为锐钛矿型,平均粒径约为8.4 nm,比表面积为423.7 m2/g.光催化实验表明,样品在可见光（λ〉420 nm）下反应180 min后,能将罗丹明B（RhB）降解95%左右.     

Zn掺杂TiO2对罗丹明B的降解研究

采用溶胶—凝胶法制备了不同浓度Zn掺杂以及纯TiO_2纳米材料,对其进行了450℃保温1 h的热处理.采用X射线衍射与荧光光谱对样品进行晶体结构以及光生电子空穴复合分析.结果表明:随着Zn掺杂浓度的增加,TiO2晶粒尺寸变小,平均晶粒尺寸在10~15 nm之间;少量浓度Zn掺杂会促进锐钛矿相向金红石相的转变.以罗丹明B的降解为目标反应物来分析Zn掺杂TiO2的光催化性能.结果表明:Zn掺杂后光催化性能低于纯TiO2,反应120 min后,纯TiO2对罗丹明B的降解率达到了98.0%,其反应速率常数k为0.030 min^-1.     

Highly active brookite TiO2-assisted photocatalytic degradation of dyes under the simulated solar−UVA radiation

Brookite TiO_2 nanoparticles were synthesized by hydrothermal method and characterized by X-ray powder diffraction(XRD), diffuse reflectance UV–Visible spectroscopy(DRUV), and scanning electron microscopy(SEM). The obtained particles were spherical in shape with the diameter of about ～10 nm under the hydrothermal temperature of 175 °C. The photocatalytic performance of brookite was investigated in the photodegradation of dyes(rhodamine B and rose bengal) under UV-A radiation by low-power lamp. The activity of brookite and the photodegradation efficiency of dyes were estimated using a UV–Visible spectrophotometer and a total organic carbon(TOC) analyzer. Compared to anatase and rutile prepared by the similar synthesis procedure, brookite is highly active in terms of decolourization, aromatic ring opening, and mineralization.     

Al掺杂TiO_2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Al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%。     

球形纳米BiVO_4光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以葡萄糖作为模板,采用水热合成法制备出球形纳米BiVO4光催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外可见分光光谱(UV-Vis)手段对其表面形貌、晶型、粒径、光化学性质等进行了表征,并以偶氮染料亚甲基蓝(MB)的降解率作为评价指标,研究了该光催化剂在可见光照射下的光催化活性.结果显示,该纳米BiVO4光催化剂:形貌为表面较粗糙的球形,平均粒径为500~800nm;晶相为单斜白钨矿;在450nm附近的可见光区有较高的吸收,对MB(20mg·L-1)的降解率在反应60min后达到86%,呈现出良好的可见光催化活性.     

CdS修饰低密度TiO2纳米棒阵列复合膜的制备及光电性能

为了提高CdS光敏层在TiO₂一维纳米棒阵列中的填充率,在TiO₂种子层的基础上,采用水热法于FTO导电玻璃表面生长了棒长较短、棒间距较大的低密度TiO₂一维纳米棒阵列膜,通过化学浴沉积在TiO₂纳米棒表面包覆CdS种子层,以此为基底采用水热法于TiO₂一维纳米阵列中生长CdS光敏层。采用SEM,XRD及紫外-可见吸收光谱对不同CdS水热生长时间的TiO₂/CdS复合膜结构进行了表征,并对其光电性能进行了研究。结果表明,低密度TiO₂纳米棒阵列有利于CdS生长液在阵列中渗入形成完全包覆的CdS种子层,CdS光敏层通过水热过程在整个TiO₂纳米棒表面均匀生长,逐渐形成CdS对TiO₂纳米棒阵列的完全填充和包覆,并在阵列顶端形成由CdS纳米短棒组成的花状修饰层;CdS的修饰将TiO₂一维纳米阵列膜的光吸收拓展至可见光区,水热生长7 h所得到的TiO₂/CdS复合膜具有最高光电流。所制备的CdS修饰低密度TiO₂纳米棒复合膜在太阳电池器件中具有很好的应用前景。     

溶液共存阳离子对CdS光催化降解罗丹明B性能的影响

采用水热方法制备了纳米硫化镉光催化剂.借助粉末X-射线衍射(XRD),固体紫外可见漫反射光谱(DRS)对合成产物进行了表征.以纳米CdS和本体CdS作为可见光的光催化剂,用难降解的离子型染料罗丹明B为探针分子,讨论了溶液常见的共存金属离子种类、质量分数对CdS光催化降解罗丹明B的影响.结果表明:共存离子Cu2+对CdS光催化降解罗丹明B起抑制作用,Ag+对CdS光催化降解罗丹明B没有显著影响,而共存离子Fe3+ 和Pr3+ 能显著地提高纳米、本体CdS光催化剂降解罗丹明B的降解速率,最佳的离子质量分数分别为催化剂用量的0.5% 和10%.     

Catalysis of organic pollutant photodegradation by metal phthalocyanines immobilized on TiO<Subscript>2</Subscript>@SiO<Subscript>2</Subscript>

A TiO2@SiO2 hybrid support was prepared by the sol-precipitation method using n-octylamine as a template.The photocatalyst manganese phthalocyanine tetrasulfonic acid (MnPcS) was immobilized on the support to form MnPcS-TiO2@SiO2.X-ray diffraction (XRD) and UV-Visible diffuse reflectance spectra (UV-Vis DRS) were employed to characterize the catalyst.The photocatalytic degradation of rhodamine B (RhB) and the catalytic oxidation of o-phenylenediamine (OPDA) under visible light irradiation were used as probe reactions.The mineralization efficiency and the degradation mechanism were evaluated using chemical oxygen demand (COD Cr) assays and electron spin resonance (ESR),respectively.RhB was efficiently degraded by immobilized MnPcS-TiO2@SiO2 under visible light irradiation.Complete decolorization of RhB occurred after 240 min of irradiation and 64.02% COD Cr removal occurred after 24 h of irradiation.ESR results indicated that the oxidation process was dominated by the hydroxyl radical (·OH) and superoxide radical (O-·2) generated in the system.     

纳米TiO2晶体的制备及光催化性能

采用Sol-Gel法成功地合成了TiO     

介孔氧化硅负载纳米硫化镉光催化剂制备及其可见光氧化性能

在巯基预修饰的介孔氧化硅球孔道中原位生长纳米硫化镉(CdS)晶体,得到了介孔氧化硅负载的纳米硫化镉,并对其进行了表征.X射线粉末衍射图谱表明,得到的纳米硫化镉为六方晶相,其粒径被控制在2.6nm,在量子区域,与介孔氧化硅球最可几孔径大小一致.通过可见光下光催化降解有机染料和酚的实验,对介孔氧化硅负载的纳米硫化镉的光催化性能进行了研究.与体相硫化镉材料进行比较的结果表明,纳米硫化镉体现出了更高的光催化活性,紫外-可见漫反射吸收光谱表明,其高活性与其量子尺寸有关.     

水热法制备TiO2-ZnO纳米棒分级结构及其光电性能研究

为了增加光电极光生电子传输通道并提高其光敏剂的负载能力,采用两步水热法制备了一种新颖的TiO_2-ZnO纳米棒分级结构。采用水热法在FTO导电玻璃基底上生长TiO_2纳米棒有序阵列膜,通过浸泡提拉在TiO_2纳米棒上包覆一层ZnO溶胶,经烧结形成ZnO种子层;再次采用水热法于TiO_2纳米棒上生长ZnO纳米棒,形成TiO_2-ZnO纳米棒分级结构,通过旋涂辅助连续离子反应分别在TiO_2纳米棒阵列和TiO_2-ZnO纳米棒分级结构中沉积光敏剂CdS纳米晶,形成CdS/TiO_2纳米棒复合膜和CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜。利用SEM,TEM,XRD、紫外-可见吸收光谱、瞬态光电流图谱等表征和测试手段,对样品的形貌、结构、光吸收和光电性能进行了表征和测试。结果表明,与单纯的TiO_2纳米棒阵列相比,TiO_2-ZnO分级结构可以沉积更多的CdS光敏剂,CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜的光吸收性能和瞬态光电流均明显优于CdS/TiO_2纳米复合薄膜。凭借优异的光电性能,TiO_2-ZnO分级结构在太阳电池光阳极材料中具有很好的应用前景。