氮掺杂碳点/富氮类石墨型氮化碳复合光催化剂的制备及产氢性能研究

通过自下而上的方法,以g-C_3N_5为基质、柠檬酸为前驱体,制备了氮掺杂碳点(N-CDs)掺杂g-C_3N_5复合光催化剂.通过X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、N_2吸附-脱附等温线、紫外-可见光漫反射光谱及荧光光谱等对材料的组成、表面形貌和化学性能进行表征,以光分解水产氢实验研究了材料的光催化产氢性能.研究结果表明:0.125%N-CDs/g-C_3N_5复合光催化剂具有较多的活性位点,促进了光催化反应的电子传递过程,从而提高了材料的光催化产氢性能;N-CDs的掺杂提高了太阳光利用效率的同时进一步将电子-空穴对的高复合率降低,从而使光催化活性提高;在模拟可见光的光照射下,0.125%N-CDs/g-C_3N_5复合光催化剂的产氢量是g-C_3N_5的3.5倍.     

N掺杂TiO2的制备、表征及其光催化性能

采用水热法制备了N掺杂TiO2光催化剂,并用X衍射、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱进行了表征,测定了其光催化氧化甲基橙的催化性能.结果表明,与未掺杂TiO2相比,N掺杂TiO2在可见光区有更大的吸收,N的掺杂还明显提高了TiO2光催化氧化甲基橙的性能.     

ZnS量子点的制备及光催化性能研究

采用水热法制备了ZnS量子点纳米材料,利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对所制备的样品进行了结构和形貌表征.同时以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星(CIP)为降解对象,研究了ZnS量子点的光催化性能.经研究表明,成功制备了ZnS量子点材料,且ZnS量子点材料在紫外光照射下能够明显的降解环境中存在的抗生素环丙沙星(CIP)污染物,降解效率达到80%,表现出良好的光催化性能,但其在可见光下照射下的光催化性能明显降低,降解效率仅有45.75%.     

硫氮共掺杂TiO2薄膜的可见光催化性能

以钛酸丁酯(C16H36O4Ti)和硫脲(SC(NH2)2)为前驱体制备溶胶,通过旋涂方法制备Ti O2光催化剂薄膜;利用XRD、SEM、XPS、UV-vis等手段进行结构表征和光吸收性能测试,并通过降解亚甲基蓝溶液评定其可见光下的光催化活性。结果表明,以硫脲为前驱体时可实现硫氮元素在Ti O2中的共掺杂;掺杂后的Ti O2薄膜对可见光有明显的吸收,并在可见光下对亚甲基蓝溶液显示出较高的降解率,其中掺杂量质量分数为3.0%的薄膜样品光催化活性最好。在本实验条件下,经可见光照射7 h后,亚甲基蓝溶液降解率接近100%。分析表明,硫元素以S6+状态取代Ti4+存在于Ti O2晶格,氮元素则以间隙和取代的方式存在。硫氮元素的协同作用在Ti O2的禁带中引入杂质新能级,使Ti O2带隙变窄,因此对可见光吸收并显示出强的可见光催化活性。     

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%.     

水热法合成荧光碳量子点及其对Fe(Ⅲ)的专一识别

以天然物质银杏果为反应起始物,一步水热法快速合成荧光碳量子点,通过透射电镜、红外光谱、X-射线光电子能谱、紫外可见光吸收光谱以及荧光光谱对其进行表征,得出合成的碳量子点具有准球形且尺寸小于10nm,表面上含有羟基及羧基等亲水基团,紫外最大吸收在280nm处,荧光的发射波长具有激发波长依赖性且最强发射波长在425nm。合成的碳量子点具有很好的光学稳定性。在与金属离子作用实验中得出碳量子点对Fe~(3+)具有很好的专一识别,且在1.0~20μmol/L有良好的线性相关性,检出限为0.18μmol/L,可开发作为一种新型的优良Fe~(3+)传感器。     

水热法合成Ni掺杂纳米Cd0.1 Zn0.9 S固溶体及其产氢性能

以水热法合成了Ni掺杂的纳米Cd0.1Zn0.9S固溶体光催化剂,采用分光光度计、X射线衍射仪和比表面及孔径分析仪对光催化剂结构进行表征,考察了Ni掺杂量(质量分数)对固溶体晶型结构及光催化性能的影响,发现Ni掺杂可以使催化剂吸收边红移、晶体粒径减小、比表面积增大.可见光产氢实验研究表明,最佳的Ni掺杂量为0.1%,此时光催化剂产氢活性达到最大.对该光催化剂负载Pt可以进一步提高其活性,当w(Pt)为0.6%时,产氢速率能够达到117 ìmol/h.     

硫掺杂锡酸锶的制备及可见光催化性能

采用机械诱导固相反应法制备了硫掺杂锡酸锶;通过热重分析、X射线粉末衍射(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、X射线光电子谱(XPS)等对所合成的样品进行表征并以罗丹明B为目标降解物,考察了硫掺杂锡酸锶在模拟可见光照射下的催化活性.结果表明:合成产物的吸收边由紫外区域红移到了可见光区,有效地提高了其在可见光下降解罗丹明B的光催化活性.     

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。     

基于碳量子点的TiO2改性及降解污染物性能

采用溶胶-凝胶法合成掺入碳量子点(CQDs)的TiO₂纳米复合光催化剂,通过荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、扫描电镜等进行表征,并在可见光下降解亚甲基蓝(MB)染料溶液以评价其光催化性能.研究表明,CQDs具备上转换荧光特性,掺入CQDs的TiO₂样品可见光响应明显提升.水热法180℃下反应6h制备的CQDs,其溶液加入量为10mL时TiO₂/CQDs样品光催化活性最高,115min后MB的降解率达80%.TiO₂/CQDs样品主要以锐钛矿相存在,颗粒呈球形,比表面积高达200m³·g^-1.     

C/Cr掺杂氧化钛粉体的制备与氧空位调控

采用球磨法合成碳、铬掺杂的氧化钛材料,碳、铬掺杂用于调节材料的氧空位缺陷度.应用X射线衍射仪、紫外—可见分光光度计、荧光分光光度计等表征手段测试了样品的结构和光学性能.结果表明:碳、铬掺杂使材料的氧空位缺陷发生不同程度的改变.此外,对碳、铬掺杂的氧化钛的可见光吸收增强的来源作了相应解释.     

Ag@ZnFe2-xCexO4复合材料的制备及其光催化活性

随着纳米技术的迅速发展,铁氧体掺杂的纳米复合材料成为人们关注和研究的热点之一.采用水热合成法制备了 ZnFe2O4光催化剂,通过负载贵金属Ag和稀土元素Ce3+掺杂的方式,尝试增加其光催化性能.通过X射线衍射、紫外—可见漫反射光谱等手段对合成材料的结构、光吸收等物理化学性质进行表征,在模拟光源照射条件下考察光催化剂对盐...     

纳米Bi_2O_3光催化降解有机物研究进展

Bi2O3具有较强的可见光催化活性被广泛用于有机物的光催化降解研究。综述了Bi2O3的光催化性能、存在的主要问题以及解决方法。Bi2O3基复合光催化剂、金属掺杂以及量子点修饰可以进一步增强Bi2O3的光催化活性和抗光腐蚀性,适当的金属掺杂能增强Bi2O3催化剂的结构稳定性。     

Tb3+掺杂Bi2 WO6光催化剂的制备及其光催化性能研究

为进一步提高Bi2 WO6光催化剂的可见光催化性能,采用水热法制备稀土离子Tb3+掺杂Bi2 WO6光催化剂,采用X射线衍射( XRD)、X射线荧光光谱( XRF)、傅里叶红外光谱( FT-IR)、场发射扫描电镜( FESEM)、紫外-可见漫反射光谱( UV-Vis DRS)等手段对样品进行了表征。考察掺杂Tb3+后样品在可见光下降解罗丹明B( RhB)的光催化性能,研究Tb3+掺杂量对样品光催化性能的影响。结果表明,适当的Tb3+离子对Bi2 WO6的掺杂能提高其光催化活性。当Tb3+的掺杂量为0.5mol%时,光催化效果最好,在90 min内,对初始浓度为10 mg/L的RhB溶液的降解率达98.8%。     

基于生物质甘蔗渣的荧光碳量子点制备

本实验以富含纤维素的废弃生物质甘蔗渣为原料,采用水热法合成了具有荧光性能的碳量子点.对碳量子点进行了表征,其粒径大小约为5~10 nm;在紫外灯照射下发蓝色荧光,对其荧光性能进行了研究,发现其具有多元激发、多元发射的性质.对其细胞毒性进行了研究,结果表明是一种生物相容性良好的标记材料.     

铁掺杂钛基反蛋白石材料的性能表征及其可见光催化活性

采用溶胶凝胶法制备了不同掺杂比的铁掺杂二氧化钛反向蛋白石结构材料,通过扫描电镜,X射线能谱及紫外可见分光光度仪等对掺杂前后的样品进行比较,并采用罗丹明-B作为降解底物,对掺杂后样品在可见光下的光催化降解活性进行了研究。结果表明,铁掺杂后,样品的吸收带边发生红移,光响应区域扩展至550nm,且样品中表面羟基氧的含量最高可提高到40%。铁掺杂样品的催化活性明显优于未掺杂的样品,其中掺杂比为10%的样品光催化降解活性最高,经可见光照射4h后,其降解率可达85%以上。     

大连化物所太阳能光催化制氢取得新进展

[大连化学物理研究所]中科院大连化物所李灿院士研究组利用双共催化剂发展了Pt—PdS／CdS三元光催化剂，在可见光照射下，利用Na2S作为牺牲试剂，产氢量子效率达到93％，这是迄今为止报道的光催化产氢最高的量子效率。该工作作为prioritycommunication发表在近期的JournalofCatalysis上（J．Catal．．DOI：10．1016／j．jcat．2009．06．024）。美国C＆ENews立即进行了aful卜pagestory的报道。其中，日本东京大学光催化研究专家K．Domen教授也给予了高度评价，认为该工作提供了一种人工设计高效光催化剂的方法。这是李灿研究组继在光催化剂表面异相结（Angew．Chem．Int．Ed．，120：1766-17692008）和异质结及其光催化制氢性能（J．Am．Chem．Soc．，130：7176～71772008）的研究工作之后在太阳能光催化制氢方面取得的又一进展。     

新型红色荧光发射碳点的一步合成与性质

使用邻苯二胺与酪氨酸,通过水热法合成了一种新型红色碳点。碳点的发射峰曲线遵循碳点的特性逐渐红移。相比于单独合成的碳点,共合成碳点在荧光发射强度与多元发射等方面有明显提升。该碳点具有较好的荧光转换效率,其荧光量子产率测定值为12.1%,而荧光稳定性测试表明该碳点有良好的荧光稳定性。溶解在不同溶剂中,碳点的荧光发射曲线略有变化。此碳点在紫外区域有强烈的吸收,在可见光区域吸收较弱。     

CZTS/La_2Ti_2O_7纳米粉体的制备及光催化性能

利用水热法合成路线,通过原位生长的方法,制备出Cu2ZnSnS4(CZTS)/La2Ti2O7纳米复合材料。并以其为光催化剂,在紫外光和可见光照射下对罗丹明B(RhB)进行降解。采用XRD、SEM对其成分及形貌进行表征,通过UV-vis漫反射吸收曲线表征半导体材料光吸收性能及禁带宽度,并研究CZTS/La2Ti2O7复合物的光催化性能。结果表明:CZTS均匀地分布在La2Ti2O7表面,通过复合有效地减小了La2Ti2O7催化剂的带隙,拓展了光响应范围。在可见光和紫外光下,该复合材料均具有良好的光催化活性。     

铈、钕双掺杂二氧化钛/炭复合材料的制备及性能研究

以钛酸丁酯为前驱体，无水乙醇为溶剂，采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了不同Ce、Nd掺杂量的TiO2/C复合材料光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、固体粉末紫外漫反射等对样品进行了表征，并在紫外光照射下，以亚甲基蓝(MB)为降解物，研究了不同Ce、Nd含量样品的光催化性能。