Bi2WO6纳米片的熔盐法合成及其可见光光催化性能

该研究采用低温熔盐法快速合成Bi_2WO_6纳米片,并对不同加料顺序制备的Bi_2WO_6的形貌、结构以及光催化性能进行研究.利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积(BET)、荧光光谱(PL)等手段对Bi_2WO_6光催化剂的结构、形貌及荧光性质进行了表征,并测定了Bi_2WO_6光催化剂在可见光条件下对罗丹明B溶液的降解性能.结果表明:先将KNO_3和Bi(NO_3)_3·5H_2O混合研磨之后,再加Na_2WO_4·2H_2O的加料顺序制备的Bi_2WO_6纳米片光催化性能最好,光照60min后降解率高达98.09%.     

通过化学蚀刻提高Bi2WO6/Bi2MoO6光催化活性的机理探析

Bi_2WO_6/Bi_2MoO_6复合半导体已经能够利用无模板一步水热法得到,并通过简单的化学蚀刻方法处理实现其催化性能的提升,使用氢氧化钠作为蚀刻剂.光催化测试表明碱蚀刻催化剂的降解率提升了约60%,捕获剂实验为催化机理的分析提供了有力的证据,电子顺子共振(EPR)直接证明蚀刻使得样品中形成大量的氧空位;阻抗测试表明该样品具有更高的电子转移活性.结合上述结论对蚀刻催化剂性能提升的机理做出了以下分析:复合催化剂中Bi_2WO_6和Bi_2MoO_6相互匹配的能带结构使得光生电子的转移和传输极为顺利,碱蚀刻使催化剂微观结构改变,并在Bi_2WO_6和Bi_2MoO_6表面制造大量氧穴位,光催化过程中氧空位有效捕获水分子中的氧原子;后续电子参与的两步还原反应将溶液中的溶解氧转化成·OH.上述分析结果为光催化反应中催化剂催化性能的提高做出实质贡献.     

磁性核壳Fe_3O_4@TiO_2纳米材料的制备及光催化性能表征

为解决TiO_2光催化纳米材料在使用过程中不易回收的问题,采用直接水解法成功制备了磁性核壳结构Fe_3O_4@TiO_2纳米材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对其物理化学特性进行了表征,并且考察了制备工艺条件,如钛酸四丁酯(TBOT)用量、氨水用量、反应温度、反应时间等因素对Fe_3O_4@TiO_2纳米颗粒光催化效果的影响。结果表明,TiO_2在Fe_3O_4颗粒表面进行了有效的包覆,形成了良好的包覆层,优化后制备工艺条件为:TBOT用量1.0 m L、氨水用量0.3 m L、制备温度85℃、制备时间4h,所得Fe_3O_4@TiO_2纳米材料对罗丹明B的催化降解效率明显提高,罗丹明B降解率达到98%。对负载前后纳米颗粒的磁滞回线进行测试发现,TiO_2的包覆并未明显减弱Fe_3O_4的磁性,所制备的可回收磁性Fe_3O_4@TiO_2催化剂具有良好的稳定性和重复利用性能。     

Fe_2O_3对神府煤加氢热解气体产率的影响

以Fe(NO_3)_3·9H_2O、FeCl_3·6H_2O为前驱体盐,NH_3·H_2O、CO(NH_2)_2为沉淀剂,制取Fe_2O_3-CN、Fe_2O_3-N、Fe_2O_3-Cl催化剂。并以神府煤为加氢热解研究对象,在常压固定床反应器上,热解温度为550~750℃,系统考察了原煤及添加Fe_2O_3-CN、Fe_2O_3-N、Fe_2O_3-Cl催化剂对气体产率的影响。结果表明,原煤热解的气体产率随温度的增加而增加,750℃时达到18.4%;加入催化剂后气体产率在600~650℃出现最高,尤其是加入10%Fe_2O_3-CN催化剂,气体产率为23.1%;催化剂的添加量小于10%时,Fe_2O_3-CN催化剂添加量的变化对气体产率有显著影响,添加量大于10%后,Fe_2O_3-CN催化剂用量的变化对气体产率影响微小。     

NiTe/TiO_2复合材料的制备与多模式光催化降解染料

以硝酸镍、碲粉和异丙氧基钛(TTIP)为原料,采用程序升温水热法结合高温煅烧,通过控制Ni∶Ti摩尔比制备一系列NiTe/TiO_2复合材料.结果表明,所制备的NiTe/TiO_2复合材料为六方相NiTe和锐钛矿相TiO_2的混合晶相,且在可见光区具有较强的光吸收能力.通过紫外光、可见光和模拟日光等多模式光催化降解孔雀石绿(MG)考察NiTe/TiO_2复合材料的光催化性能.结果表明,当摩尔比为1∶7时,复合材料的光催化活性最佳.该复合材料对不同结构的有机污染物降解具有一定的广泛性.     

具有特殊晶面立方体Cu2O/C3N4中空管的制备及其光催化性能研究

通过湿化学法将具有特殊晶面的立方体Cu2O原位生长在C3N4管上,得到了Cu2O/C3N4异质结.利用立方体Cu2 O的高稳定面(100)晶面改善Cu2 O的稳定性,再利用C3 N4的光催化作用共同促进光催化活性.具有特殊晶面的Cu2 O纳米颗粒尺寸较小(约300 nm),并且具有较大的比表面积,同时也增大了Cu2O/C3N4复合材料的比表面积(275 m2·g-1),提供更多的反应活性位点.Cu2 O与C3 N4相比带隙较小,有助于调整Cu2 O/C3 N4复合结构的吸光范围以及价带位置.因此,具有特殊晶面的Cu2 O和C3 N4构建的异质结能有效地促进光生载流子的分离与迁移,从而提高光催化活性,Cu2 O/C3 N4复合材料在光催化降解四环素反应中降解率高达98％.     

光催化降解腐殖酸过程中膜污染性质的研究

考察了光催化降解过程中腐殖酸以及腐殖酸和TiO_2混合液的膜污染性质变化.试验采用超滤杯终端过滤的方法.结果表明:在光催化降解过程中,腐殖酸对膜的污染程度逐渐减轻.至光催化反应进行60 min时,虽然TOC去除率为70%,但腐殖酸已不再对膜产生污染,表明降解中间产物不会导致膜污染.同时,腐殖酸和TiO_2混合液的膜污染现象也消失,表明TiO_2表面性质已经恢复.可见,腐殖酸经过光催化降解后可以降低其膜污染程度.     

磁性氧化石墨烯对水中Pb~(2+)吸附性能的研究

以氧化石墨烯为载体,以Fe~(3+)和Fe~(2+)发生化学共沉淀形成的具有磁性的铁氧化物纳米粒子为磁性源,采用化学方法制备了Fe_3O_4/GO二元复合材料,并利用TEM、XRD、FTIR等手段对Fe_3O_4/GO二元复合材料进行了物理表征,结果表明成功合成了磁性氧化石墨烯。研究了此二元复合材料的吸附动力学、吸附等温线及初始pH值对吸附的影响,考察了Fe_3O_4/GO对水中Pb~(2+)的去除效果。结果表明,pH在7.0时复合材料的吸附效果最好,吸附时间在210 min左右时达到吸附平衡,最大吸附量为135.7 mg·g~(-1)。     

超声辅助Stber法制备单分散SiO_2/Fe_3O_4复合磁性微球

以超顺磁Fe_3O_4纳米团簇为磁核,在传统Stber法的基础上引入超声辅助制备具有核-壳结构的单分散SiO_2/Fe_3O_4复合磁性微球,并使用XRD、TEM、VSM等测试方法,着重研究了超声功率对SiO_2/Fe_3O_4复合磁性微球分散性、形貌、结构、磁性能的影响。研究结果表明:引入超声可极大改善磁性微球的分散性,随着超声功率的增加,复合微球团聚逐渐变少、SiO_2包覆层变薄、空白球减少,但功率过大时,无核-壳结构的SiO_2/Fe_3O_4微球出现;当超声功率为20%P时,SiO_2/Fe_3O_4复合磁性微球各项性能(分散性、磁性能)最优。     

复合型光催化剂H3PW12O40/TiO2/Na2Ti3O7的制备及光催化行为研究

以钛酸钠晶须为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/Na2Ti3O7,用浸渍法制得H3PW12O40修饰的复合光催化剂H3PW12O40/TiO2/Na2Ti3O7.SEM图表明产品的包覆情况良好,UV-Vis光谱显示产品的光响应增强.在自制的光化学反应器中,用一定浓度的孔雀石绿作为底物进行光催化脱色实验,通过光强度、pH值、曝气量、底物浓度、催化剂用量等对脱色率的影响,考察产品的光催化活性.实验结果表明,复合型光催化剂具有较高的光催化活性,浓度为12.5 mg·L-1孔雀石绿在250 W中压汞灯下光照60 min脱色率可达到94.23%.     

掺Zn纳米TiO2的光致发光及其与光催化活性的关系

采用sol-gel法制备了纯的和掺杂不同量Zn的TiO2纳米粒子,并利用XRD,XPS和PL光谱等对样品进行了表征,主要考察了焙烧温度和掺Zn量对TiO2纳米粒子PL性质以及光催化活性的影响,并探讨了PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Zn的掺杂没有引起新的光致发光现象,但适量Zn的掺杂能够增加TiO2纳米粒子PL光谱的强度.在光催化氧化苯酚过程中,经500℃处理的样品表现出较高的活性.不同掺Zn量的TiO2样品的活性顺序是3mol%＞1mol%＞0.5mol%＞Omol%＞5mol%,这与它们的PL光谱强度的顺序是一致的.即PL强度越高,光催化活性越高.     

磁性纳米粒子负载没食子酸去除制革废水中的Cr~(3+)

针对制革废水中的三价铬污染问题,以没食子酸(GA)作为负载物,采用一步法合成了Fe_3O_4@GA纳米粒子,并考察了该纳米粒子对三价铬的吸附特性。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积分析仪(BET)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、振动样品磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对纳米材料的微观特性进行了表征。结果表明,GA能够有效负载到Fe_3O_4纳米粒子上,负载量为4.9%(质量分数),修饰过程不会改变Fe_3O_4纳米粒子的晶相结构。负载后的Fe_3O_4@GA的比表面积为83.52 m~2·g~(-1),粒径为10~15 nm,饱和磁强度为51.12 emu·g-1,有很好的分离特性。吸附实验表明,Cr~(3+)的去除率随pH值和吸附剂投加量的增大而增高。吸附动力学符合拟二级模型,最大吸附容量为12.19 mg·g~(-1),吸附等温模型符合Freundlich模型。Fe_3O_4@GA可以有效去除制革废水中的Cr~(3+)。     

Cu2O/TiO2异质结构纳米材料的合成及其光催化降解甲基橙的研究

环境污染以及能源短缺问题日益加剧,迫使人们寻找相应的解决办法.就当前科技发展来看光催化技术是一种理想的应用技术,而且催化剂TiO_2一直受到人们广泛的关注.实验采用水热法合成二氧化钛纳米线并以其为基底成功制得Cu_2O/TiO_2复合纳米材料.通过一系列表征技术手段对成功制得的Cu_2O/TiO_2复合光催化剂的内部结构、形貌以及光谱吸收范围进行深入的研究,并测试了自合成的Cu_2O/TiO_2光催化剂在可见光照射下对甲基橙的降解能力.结果表明:制得的Cu_2O/TiO_2复合纳米材料在光照50 min后降解率高达91.31%,是纯相Cu_2O的1.43倍,是纯相TiO_2的4.85倍.     

自组装FeOOH纳米膜的制备及光催化活性研究

以二氧化硅(SiO_2)为基底,在其上组装磺酸根(SO3H)为外侧功能团的自组装单层。以此为模板,先后采用Fe(NO_3)_3—HNO_3和TiCl_4—HCl、Fe(NO_3)_3—HNO_3液相反应体系诱导制备了FeOOH薄膜及FeOOH/TiO_2复合薄膜,并通过SEM,XRD和TEM分析它们分别属于锐钛矿和针铁矿结构。紫外—可见漫反射光谱显示,FeOOH/TiO_2复合薄膜比单一的FeOOH薄膜更好的响应可见光。以五氯酚(PCP)为目标物,研究两种纳米薄膜的光催化性能。实验结果表明,可见光下,FeOOH/TiO_2复合薄膜光催化性能优于FeOOH薄膜,证明FeOOH与TiO_2存在耦合作用。通过红外光谱的测试探究反应机理,证明五氯酚被降解为芳酮类化合物等中间产物进而生成H_2O、CO_2、HCl等小分子物质。     

溶剂热法制备石墨烯/Sb_2S_3纳米复合材料及其光催化性能

以天然鳞片石墨为原料,通过改进的Hummers法制备了氧化石墨(GO),然后以GO、三氯化锑(SbCl3)和硫代乙酰胺(CH3CSNH2,TAA)为反应物,1,2-丙二醇为溶剂,通过溶剂热法制备了石墨烯/Sb_2S_3(RGO/Sb_2S_3)纳米复合材料.用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis DRS、PL光谱等手段对复合材料的物相、官能团、形貌和光学性能进行了表征;并通过降解罗丹明B(RhB)对其光催化活性进行了考察.结果表明:所制备的复合材料中Sb_2S_3为正交晶相;Sb_2S_3与复合材料对可见光均有较强吸收,其能带间隙分别为1.55eV和1.43eV;PVP和GO的浓度对材料的形貌、复合效果和光催化活性有重要的影响,当GO浓度为0.5mg/mL时,所制备复合材料(RGO/Sb_2S_3-0.5)的复合效果最好,有很多粒径为85~100nm的硫化锑纳米颗粒附着在石墨烯片层表面及片层之间,其在PL谱中的发射峰最低,光生电子-空穴对的分离效果最好,光催化效率最高,在300 W氙灯照射下,9h后其降解率达90%以上,是纯Sb_2S_3的1.3倍.另外,以对苯二甲酸(TA)为荧光探针,证明了光催化过程中羟基自由基(·OH)的存在;通过加入·OH消耗剂维生素C(Vc),进一步证明了在光催化过程中·OH起了非常重要的作用.     

BaO·Nd_2O_3·Al_2O_3·6B_2O_3新晶体及其结晶学研究

在研究熔剂法生长NAB[NdAl_3(BO_3)_4]晶体时,发现存在一种组份为BaO·Nd_2O_3·Al_2O_3·6B_2O_3的新晶体.晶体呈片状,浅紫色,具六方对称性.晶胞参数α=4.566(2)?,c=24.93(1)?.本文描述了它的生长条件及其结晶学研究.在聚敛偏光下观察到它的一轴晶干涉图,测出它为正光性晶体,并在室温下测绘了它的荧光光谱.     

La掺杂对Bi_6Fe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)薄膜样品铁电性能影响研究

利用溶胶凝胶法制备了Bi_(6-x)La_xFe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)(0≤x≤1)多晶薄膜样品,系统研究了不同La掺杂量对Bi_6Fe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)样品的结构、形貌及铁电性能的影响.通过X射线衍射仪分析表明此掺杂化合物形成了具有正交晶系的单相,在掺杂范围内没有观察到第二相出现. SEM表面形貌图可以看出,随着La掺杂量的变化使薄膜颗粒大小地改变,进而将影响材料的性能.铁电测试显示所有的样品都具有良好地电滞回线,显示出良好的铁电性能.因此一定量的稀土元素的掺杂可以较好地改进材料的铁电性能.     

多孔纳米球NiFe2O4的制备、表征和性质研究

用简单的水热法合成多孔纳米球NiFe_2O_4,采用SEM、EDS和XRD等方法对该材料的表面形貌和结构进行表征.利用多孔纳米球NiFe_2O_4作为光催化剂,在紫外光照射下对亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)三种有机染料进行降解,并对其光催化反应机理进行了研究.此外,对多孔纳米球NiFe_2O_4的电化学性能进行了研究,当工作电极的电流密度为0.6A·g~(-1)时,比电容为309F·g~(-1).且多孔纳米球NiFe_2O_4在1500次充放电循环之后,其比电容为初始比电容的85%,表明其具有优异的电化学性能.     

SO_4~(2-)/TiO_2光催化降解甲基橙溶液的研究

采用不同浓度的硫酸溶液浸渍处理TiO2,制得不同SO42-负载量的SO42-/TiO2光催化刺.考察了光催化剂对甲基橙溶液的光催化行为.发现SO42-/TiO2的光催化活性高于TiO2的光催化活性,浸渍液中H2SO4的浓度对SO42-/TiO2的催化活性有一定的影响,H2SO4溶液的最佳浓度为0.4 mol/dm3,催化剂的焙烧温度与光催化活性间也存在一定的关系,最佳焙烧温度为500℃,光强度与光催化反应速率相对应.     

Bi_2Sr_2CaCu_2O_x晶格振动模式的群论分析

利用群论分析方法对Bi_2Sr_2CaCu_2O_(?)正交晶系简正模进行了详细分析,预测了该超导体系的红外吸收峰和拉曼吸收峰的数目,为在实验上晶格振动光谱分析提供了理论依据.