I掺杂TiO_2纳米管阵列平面光催化燃料电池的性能研究

采用阳极氧化法制备了I掺杂TiO_2纳米管阵列(I-doped TiO_2 Nanotubes Arrays, ITNA)光阳极,该电极表现出比TNA更加优异的降解性能.将ITNA与Pt电极组合得到的平面光催化燃料电池(planar Photocatalytic Fuel Cell, p-PFC)在亚甲基蓝(Methylene Blue, MB)浓度为6 mg·L–1、极板间距为1.0 cm时脱色率达到最大,为93.1%. MB的降解发生在ITNA表面,为限速步骤.对比了p-PFC和传统PFC结构对MB和其他有机物的降解, p-PFC中h+和·OH的产生和传质优于其他结构,具有更高的光催化性能.     

非化学计量比CexZryO2纳米复合材料的可控合成及其光催化性能研究

以硝酸铈和硝酸锆为前驱物,采用水热合成法成功合成了纳米复合材料Ce_xZr_yO_2,在汞灯光照射下评价了其对亚甲蓝(MB)的非均相光催化降解活性;与单纯的CeO_2及ZrO_2纳米材料比较发现,Ce_xZr_yO_2对MB的光催化降解效果有显著改善.当铈与锆的摩尔比为9∶1时,Ce_(0.9)Zr_(0.1)O_2纳米复合材料对MB的光降解效率最高,比未复合的纳米催化剂高约2倍.     

含Se纳米TiO_2复合物的制备及其光催化性质

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了含Se纳米TiO2复合物.分别用TEM、XRD、XPS、UV-Vis、IR、PL等对所得产物进行了一系列表征,结果表明,该复合物具有锐钛矿相结构,其粒径约为20 nm.日光下降解亚甲基蓝(MB)的实验结果表明,Se的掺入大大提高了TiO2的光催化活性.     

分层铜锌锡硫纳米结构的合成及其光催化性能研究

采用溶剂热法合成了分层结构的铜锌锡硫（CZTS）纳米结构,用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见分光光度计（UV-Vis）、拉曼光谱等现代表征手段对样品进行表征,并以亚甲基蓝（MB）染色剂的模拟废水为目标污染物,探讨了CZTS纳米结构在可见光照射下的光催化性能.在10h可见光催化反应后,CZTS分层纳米结构对MB的降解率高达93.6％.对比实验研究表明,采用类似方法制备的CZTS无规则纳米粒子对MB的降解率仅为51.6％,表明分层CZTS纳米结构具有优异的光催化性能.我们对分层CZTS纳米结构的光催化性能进行了合理的解释.     

木质素基石墨烯量子点的制备及其复合光催化剂的降解性能

以木质素为原料,采用磷酸辅助的一步水热法制备了木质素基石墨烯量子点(lignin-based graphene quantum dots,LGQDs),对其进行分析与表征,研究磷酸掺杂量对LGQDs性能的影响。将LGQDs与g-C_3N_4进行复合,构建了g-C_3N_4/LGQDs复合光催化剂,进一步评价了该复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能。研究结果表明:LGQDs具有明亮的蓝色荧光和良好的水溶性,这主要与表面丰富的官能团和磷元素的掺杂有关;在不同的p H环境下,LGQDs具有不同的荧光强度,且不同磷酸掺杂量影响了LGQDs荧光强度的稳定性;g-C_3N_4/LGQDs复合光催化剂对MB具有良好的光催化降解能力,降解率可达96.5%,相较于纯g-C_3N_4增幅为154.6%.     

BaTiO_3/石墨烯复合材料的合成及其光催化性能

采用一步水热法制备BaTiO_3/石墨烯复合光催化材料.使用X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼光谱仪、冷场发射式扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对样品进行表征.以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,分别以BaTiO_3,BaTiO_3/石墨烯复合材料为光催化剂,研究可见光辐射下其光催化性能.结果表明,BaTiO_3/石墨烯复合材料对MB的降解率明显优于BaTiO_3,经过180 min光照后,降解效率可达93.2%.     

Ag掺杂BiVO4的制备及其光催化性能

采用水热法制备Ag掺杂BiVO_4纳米光催化剂,通过SEM,XRD,UV-Vis DRS等方法对其进行表征,并用MB溶液模拟废液考查其光催化降解活性。结果表明,所得样品多为纳米级的棒状,少部分为不规则的片状;在Ag和Bi的摩尔比为1:10的条件下制备的Ag/BiVO_4光催化性能最佳,在700W氙灯下光照180 min后,对MB的降解率达到了85%。     

氧化铁/氮化碳光催化剂降解水中有机物

光催化降解有机污染物被认为是解决水污染问题的有效途径,其中,以半导体作为光催化剂的降解过程具有多种优势。石墨相氮化碳作为一种半导体材料,具有适宜的禁带宽度和能带位置,以及较丰富的元素储备和较低的制备成本,得到了学术界的广泛关注。通过水热法将氮化碳和氧化铁2种纳米材料进行结合,制备了氧化铁/氮化碳复合催化剂。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、固体紫外可见光谱、红外光谱和荧光光谱等表征方法对催化剂进行了表征,并应用该催化剂对有机染料亚甲基蓝（MB）进行了光催化降解。实验结果表明,氧化铁与氮化碳结合后产生了协同效应,具有优异的光催化降解有机染料亚甲基蓝性能。     

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.     

硫改性富镉生物质炭光催化降解双酚A

以镉污染土壤修复后的生物质高粱为原材料,利用高温煅烧和水热反应制备了硫改性生物炭光催化材料,通过扫描电镜、X射线衍射等手段对材料的形貌和晶体结构等进行表征,结果表明生物炭上成功负载了硫化镉晶体.光催化降解特性研究发现,该材料能快速降解水中双酚A(BPA),其光催化降解速率分别是生物质高粱生物炭和硫化镉的15.5倍和2.4倍.单因素实验发现,酸性环境、提高材料投加量均能显著提高材料对BPA的光催化降解速率.循环实验表明,该材料具有较好的光催化稳定性.猝灭实验发现,光催化降解过程中起主要作用的活性物种为空穴(h⁺),其次是·OH和·O^-2.     

微波辅助法合成Ag/CuxCo1-xFe2O4/RGO及其在光催化降解亚甲基蓝的吸附性能研究

通过一步微波辅助法合成Ag/Cu_xCo_(1-x)Fe_2O_4/RGO复合光催化剂.通过X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、元素面分布(Mapping)及热重分析(TGA)等手段对复合光催化剂进行表征,并对其光催化降解亚甲基蓝的吸附性能进行研究.研究结果表明,在紫外光照射下,Ag/Cu_xCo_(1-x)Fe_2O_4/RGO具有光催化降解MB的吸附性,Co~(2+)代替Cu~(2+)时,光催化活性会有所提升.     

rGO-BiV-O4-BiOCl三元复合物的制备及光催化性能

采用溶剂热法合成了rGO-BiVO_4-BiOCl异质结,讨论了样品在可见光下对亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性.结果表明,rGO-BiVO_4-BiOCl复合物的吸收波长可达到580 nm,提高了催化剂对可见光的吸收能力.采用300 W氙灯(λ 420 nm)模拟可见光,rGO-BiVO_4-BiOCl质量比为1∶400∶1 000的样品照射120 min对MB降解率达到96.3%,分别是BiVO_4和BiOCl的2.5倍和2.2倍.三元复合物提高了电子和空穴的分离效率,增强了光催化活性.     

H2O2增效Ag+掺杂ZnO纳米晶光催化体系降解亚甲基蓝

以水合碳酸锌为前驱体,利用激光复合加热蒸发技术,制得粒径分布均匀,平均粒径在30 nm左右的Ag 掺杂ZnO纳米晶半导体光催化剂.利用UV-Vis,TEM,AFM和XRD等进行了表征.对光催化体系降解亚甲基蓝(MB)的研究表明:悬浮Ag 掺杂ZnO纳米晶的悬浮水相体系中,Ag 的掺杂能有效地改善ZnO对亚甲基蓝的光催化降解性能.此外,H2O2能有效增强Ag 掺杂ZnO纳米晶对MB的降解效率,H2O2浓度为0.05 mol/L时可以使Ag 掺杂ZnO纳米晶的光催化效率提高近1倍.降解产物光谱分析表明:H2O2的存在优先使MB的苯环开环降解,并使其降解更彻底.     

核-壳结构Fe_3O_4@C@TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

本文以FeCl3为铁源,葡萄糖为碳源,钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,通过水热法与溶胶-凝胶法制备了具有较好核-壳形貌的磁性复合材料Fe3O4@C@TiO2。通过透射电镜(TEM)、扫面电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、超导量子干涉磁强计(SQUID)等对该材料的形貌、结构、磁学性能等进行表征,分析了该复合材料对亚甲基蓝(MB)的降解性能,探讨了其重复使用性。实验结果表明,0.5g/L的Fe3O4@C@TiO2在紫外光下可以在8min内将MB降解95.6%,5次循环使用后降解率仍然保持在93.6%。对比Fe3O4@TiO2可知,碳层的加入有效避免了磁性粒子光溶解现象,提高了光催化剂对亚甲基蓝(MB)的降解性能。表明Fe3O4@C@TiO2复合材料具有良好的磁分离性、光催化活性、稳定性和应用前景。     

无表面活性剂条件下微波液相Cu2O合成及其光催化性能

在不添加任何表面活性剂的条件下,采用微波辅助液相还原法,以五水硫酸铜为铜源,葡萄糖为还原剂,通过调节葡萄糖的用量,制备了3种形貌的亚微米Cu_2O材料,实现了球体、八面体和正方体形Cu_2O超细晶颗粒的可控合成,利用XRD、TEM、SEM和光催化性能对Cu_2O的微观结构、表面形貌进行了表征.由XRD分析可知,3种形貌的Cu_2O纯度均很高.BET分析表明,球体Cu_2O具有较高的BET比表面积,可以提供更多的活性位点,具有更高的降解能力.光催化降解亚甲基蓝(MB)的结果表明,3种形貌的Cu_2O均表现出较高的光催化活性,在40 min时降解率均达94%以上.其中球体亚微米Cu_2O颗粒对MB模拟废水的降解更为彻底,降解率达97%以上,其一级反应速率常数分别为八面体和正方体Cu_2O的2.10倍和1.58倍.     

PW/MCM-41光催化降解亚甲基蓝溶液研究

制备并表征了介孔分子筛MCM-41负载杂多酸H3PW12O40(PW)光催化剂.可见光照射下对模拟染料废水亚甲基蓝(MB)溶液进行了光催化降解实验,考察了影响催化降解的主要因素.结果表明:催化剂加入量为3.0g·L-1,MB初始浓度为10mg·L-1,pH=5时,在可见光照射下,亚甲基蓝溶液降解率最高可达92.57%.     

铝片TiO2薄膜在降解4BS染料中的应用

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺在铝片表面制得了均匀透明的TiO2薄膜,考查了其光催化降解4BS染料的活性,研究了热处理温度、涂覆层数、以及溶液改性等因素对TiO2薄膜的光催化性能的影响.结果表明:该薄膜能有效降解4BS染料,热处理温度、涂覆层数影响薄膜的性能,层数为5,热处理温度为600 ℃的薄膜具有较高的光催化活性.TiO2薄膜对加入Fe3+的4BS溶液的降解率明显提高.     

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.     

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.     

g-C_3N_4/TiO_2@Ag复合材料的制备及可见光催化性能研究

以g-C_3N_4和表面沉积Ag的TiO_2微球为原料,超声混合制备了g-C_3N_4/TiO_2@Ag复合材料.采用FT-IR,XRD,XPS,SEM,DRS,UV-Vis和PL等表征手段对材料的结构、形貌及光学性能进行了表征,在可见光照射下测试了其对亚甲基蓝溶液(MB)的光催化活性.结果表明,该复合材料分离光生电子与空穴效率高,对MB的光降解率为97.4%,高于TiO_2@Ag(65.5%)和g-C_3N_4/TiO_2(89.7%)的降解率.