AgI/GdFeO_3/g-C_3N_4纳米光催化剂的制备及对诺氟沙星的降解研究

为了研究半导体光催化剂的光生载流子效率,增强光催化活性,采用超声辅助水热法制备AgI/GdFeO_3/g-C_3N_4纳米复合光催化剂,结合仪器分析手段对材料的晶体特征和化学性质进行表征,并进行诺氟沙星降解及机制研究.表征结果显示:复合光催化剂呈球片结构,其比表面积为57.93 m~2/g;在氙灯照射180 min时,其对诺氟沙星的降解达到了72.1%.双Z型体系在光催化过程中提高了光生载流子的分离效率,改善了光催化活性.     

TiO_2纳米光催化材料的研究进展

在环境污染物的光催化分解中,高活性光催化剂的使用是关键环节.本文综述了近年来TiO_2光催化材料改性的重要方法以及新型TiO_2光催化剂的研究进展. TiO_2光催化剂的改性方法主要有复合半导体、染料光敏化、贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂、多元共掺杂等.新型光催化剂种类主要有钙钛型光催化剂、层状金属氧化物光催化剂、隧道结构化合物光催化剂等.未来可以考虑利用普鲁士蓝类纳米配合物和金属-有机框架材料(MOFs)对TiO_2光催化材料进行改性,得到新型的具有高催化活性的的TiO_2光催化剂.     

金属表面等离子体增强半导体纳米材料光催化机理研究进展

表面等离子体增强光催化纳米技术近年来引起了人们的极大关注,许多研究者开展了相关研究,在物理、化学、材料等多个领域均取得了重要进展。文章综述了近年来以贵金属为代表的等离子体共振纳米颗粒对半导体材料的光催化增强机理等的研究,包括肖特基势垒、热电子注入、能量共振传递等方面的一些最新进展。针对Ag、Au以及Bi等金属的增强光催化机制进行了分析与归纳,总结了在金属/半导体界面由于等离子体共振引起的材料性能增强的一般规律。此外,还对含贵金属的多元半导体系统的一些最新进展进行了介绍。总的来说,金属增强光催化领域研究已成为当前材料研究与设计领域的一个热点,在有机物氧化/还原、重金属还原、光催化分解水制氢以及CO2光催化等多个关系人类社会发展的重要领域均有重要的作用。     

退火对Ag包裹Fe3O4@TiO2复合微球结构光催化剂性能影响

文章采用气热法制备Fe3O4@TiO2复合微纳米球结构光催化剂,对其在氩气气氛保护中进行450℃退火3 h;在退火后的Fe3O4@TiO2复合微纳米球结构表面包裹一层Ag纳米颗粒.利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、振动样品磁强计（VSM）和全自动微孔物理吸附和化学吸附分析仪（ASAP 2020 M+C）对Ag包裹退火后的Fe3O4@TiO2复合微球结构光催化剂进行微结构表征.以有机染料亚甲基蓝（MB）作为废水模型,研究Ag包裹退火后的Fe3O4@TiO2复合微纳米球的光催化性能.结果表明：Ag包裹退火后的Fe3O4@TiO2复合微纳米球结构光催化剂仍具有良好的磁性能,易回收重复利用,相对于退火后的Fe3O4@TiO2催化剂,其光催化活性显著提高.循环使用4次后,在1 h内,其对MB的降解率仍能达到91.8%.     

Ag/AgBr/Bi_4Ti_3O_(12)催化剂的制备及可见光催化降解卡马西平

首先利用水热法制备了Bi_4Ti_3O_(12)纳米片,再通过原位沉积和光还原的方法制备了Ag/Ag Br/Bi_4Ti_3O_(12)纳米片复合光催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射谱(DRS)及X射线光电子能谱仪(XPS)对其结构进行表征,以卡马西平(CBZ)作为目标污染物对其光催化活性进行评价.结果表明:Bi_4Ti_3O_(12)纳米片的厚度小于50 nm,长度小于500 nm.Ag/Ag Br的颗粒度小于20 nm.Ag/Ag Br的复合极大地提高了催化剂对卡马西平的光催化降解效率,光催化活性的提高主要是由于Ag/Ag Br可以显著抑制光生电子和空穴的复合.催化机理研究发现光生h~+在CBZ的光催化降解过程中起主要作用.     

Ag纳米晶对La2O3/g-C3N4催化剂光催化性能影响

使用简单光还原方法将Ag纳米晶与La_2O_3/g-C_3N_4光催化剂复合.使用XRD、FESEM、TEM、FTIR、XPS、PL和DRS等技术表征光催化剂的表面特性和光电化学性质.通过Ag-La_2O_3/g-C_3N_4在氙灯照射下降解盐酸四环素的实验,考察了Ag纳米晶的引入对催化剂光催化性能的影响.研究表明,Ag-La_2O_3/g-C_3N_4复合光催化剂对盐酸四环素的光催化降解率达到92.32%.这一反应过程可分为高浓度和低浓度阶段,分别遵循零级和一级动力学模型.通过进一步推测,指出空穴、电子衍生的超氧自由基和羟基自由基是降解盐酸四环素的重要活性物质.Ag纳米晶的表面等离子共振(SPR)效应和电子聚集能力促进活性物质生成.     

Ag沉积Bi12O17Cl2半导体制备及光催化活性研究

采用光原位还原法制备了一系列Ag沉积的氯氧化铋(Ag/Bi₁₂O₁₇Cl₂)二元复合半导体材料,并对其进行表征。X射线光电子能谱分析证实了样品中存在Ag单质,由于Ag颗粒的局部表面等离子体共振效应使紫外可见漫反射光谱图中可见光吸收能力明显增强,扫描电子显微镜图表明制备的材料具有纳米片堆积形成的三维立体形貌。与纯Bi₁₂O₁₇Cl₂样品相比,复合材料可见光照射下对甲苯醇的光催化选择性氧化性能明显增强,这主要与复合材料中形成了金属−半导体异质结以及Ag的等离子体共振效应相关。     

影响二氧化钛光催化活性的主要因素

纳米TiO2是一种高效节能的光催化功能材料．文章探讨了纳米TiO2晶型、粒子尺寸、表面贵金属沉积、金属离子掺杂、半导体的复合、表面羟基、表面结构等因素对TiO2光催化活性的影响．     

ZnO基双组分复合光催化剂的研究进展

ZnO的禁带宽度与TiO2相近,光催化降解机理与TiO2相同,所以ZnO本质上也是一种优良的光催化材料.近年来,有关微/纳米ZnO光催化剂的报道不断增多,但其光催化效率和光化学稳定性仍有待进一步提高.半导体复合法是改善半导体光催化剂性能的一种常用方法.本文中,笔者综述了目前ZnO基双组分复合光催化剂的研究进展,总结概括了ZnO基双组分复合物的光催化机理,并展望了ZnO基复合光催化剂的发展趋势.     

ZnO光催化剂的制备及改性方法的研究进展

作为一种半导体功能材料,ZnO具有低毒、原料廉价、易制备及改性等突出特点.由于ZnO禁带较宽、载流子复合率高,在太阳光照射下的催化活性并不高,需要采用相关技术对其进行科学改性.目前,如何采用科学方法进行ZnO光催化剂的制备与改性一直备受科研人员的关注.通过制备方法的改进、元素掺杂、半导体复合及模板剂的引入等技术手段均可以提高ZnO的光催化活性.分析了ZnO光催化的机理、ZnO的制备方法以及掺杂、复合等提高其光催化活性的方法,旨在为今后进一步拓展ZnO光催化材料的研发及应用提供新的思路.     

Ag_2CO_3/Ag_2O异质p-n结光催化剂的制备及其可见光光催化性能

采用光分解法成功在Ag2CO3颗粒上制备了Ag2CO3/Ag2O异质p-n结.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)和紫外-可见光分光光度计对样品的结构、形貌和光学性能进行表征.以甲基橙(MO)为模型污染物,考察Ag2CO3/Ag2O复合光催化剂在可见光下作用下的光催化性质.结果表明,Ag2CO3/Ag2O异质p-n结能够促进光生电荷的分离,有效提高了Ag2CO3的可见光光催化活性.光催化反应进行80 min后,Ag2CO3/Ag2O复合光催化剂对甲基橙降解率达到86%,而纯Ag2CO3只能降解51%的甲基橙.结果表明表面修饰Ag2O的Ag2CO3复合材料是一种高活性的光催化剂.     

光催化TiO2薄膜研究进展及其影响因素

提高光催化剂的光催化活性是多相光催化剂能否工业化应用的关键，文章介绍了半导体多相光催化材料的理论及应用的发展现状，探讨了玻璃表面TiO2薄膜光催化性能的影响因素及提高其光催化降解效率的途径。     

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.     

半导体光催化的特点及提高催化效率的途径

简述了纳米半导体光催化的特点及目前存在的问题,着重介绍了提高光催化效率的途径,包括掺杂,半导体表面光敏化,表面强酸处理贵重金属沉积、半导体复合等。认为如何进一步简化处理手段,有效地利用太阳光和生活中的各种照明光源,将对大规模应用半导体光催化降解污染物具有深远的意义.     

科学新闻

光催化剂表面晶相结构与其催化活性的关系光催化剂的表面晶相结构与其光催化性能的关系是一个重要的研究课题。但是长期以来,关于光催化剂尤其是实用纳米光催化剂的表面物相结构与光催化活性的关系一直不清楚。中科院大连化学物理研究所催化基础     

TiO2光催化反应活性研究进展

纳米TiO2是一种高效节能的光催化功能材料,本文对TiO2光催化技术研究现状及反应机理进行了综述。重点介绍了纳米TiO2晶型、粒子尺寸、表面贵金属沉积、金属离子掺杂、半导体的复合、表面羟基等因素对TiO2光催化活性的影响,并分析了纳米TiO2光催化技术所面临的问题。     

载银TiO2及AgCl光催化降解有机污染物的研究现状

TiO2是一种优良的光催化材料，在TiO2表面负载金属银能显著提高其光催化活性，目前在TiO2表面沉积银的方法主要有溶胶-凝胶法、光化学沉积法、Ag2CO3法、银镜反应法、光催化还原金属离子法等。在对掺银改善纳米二氧化钛光催化性能的研究基础上，人们发现了卤化银作为光催化剂的光催性能。通过比较发现，AgCl在光催化降解水中有机污染物的过程中应该有与TiO2相似的反应机理。     

ZnS复合纳米线制备表征及其光催化性质研究

对ZnS材料进行形貌和结构的表征,运用超声水热法进行分析研究.ZnS纳米材料的合成需要控制低温条件,再加入Ag、Ce金属元素的负载制备成ZnS复合纳米线.因其自身的光催化活性的不足,采用加入一定量的Ag和Ce等金属元素,加强自身的光催化活性,从而降低光生电子-空穴复合的几率,使其电子向金属Ag和Ce迁移,提高ZnS光催化剂的活性.本文采用X射线衍射、电子扫描电镜、电子能谱和透射电镜分析的表征方法,对纳米银铈硫化锌复合材料进行分析和讨论,并扩展掺杂ZnS纳米材料制备方法及其应用领域的发展.在已知样品浓度相同的情况下,利用光催化法检测分散后的样本,从中可知光催化效果最强的是双掺杂样品.光催化抗菌能力最强的是用最小抑菌浓度检测出双掺杂且用聚丙烯酸钠(PAAS)分散的样品.     

MOF衍化TiO_2修饰石墨相氮化碳的光催化性能研究

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)材料是一种极具潜力的有机光催化材料,尤其是在可见光驱动的光催化分解水制氢方面的应用.然而,较差的光生载流子分离效率严重制约了其光催化活性.选择TiO_2作为修饰材料,在g-C_3N_4表面构建合理的异质结构可以有效解决该问题,但需要进行合理的设计.本文通过较为简单的工艺过程,以金属有机框架材料(MOFs)为牺牲模板,制备MOF衍化TiO_2修饰的g-C_3N_4复合光催化剂.制得的MOF衍化TiO_2的比表面积大,约为124.5 m2/g,并由锐钛矿相/金红石相两相混合组成,这会有效增加光催化剂的光生电子分离效率,并提供更多的催化反应活性位点.通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、PL等表征手段,对材料的物相及相关的光谱学、电化学性质进行了详细的表征,并通过成分调控确定了优化工艺参数.通过相关表征结果可以看出,MOF衍化TiO_2修饰的g-C_3N_4复合光催化剂随着TiO_2的负载量提高而表现更好的载流子分离效率,但其可见光响应会随之降低.因此,存在一个最优的负载量可以均衡二者的影响,从而表现出最高的光催化活性.实验发现,TiO_2的质量分数为6%的光催化剂,其光催化制氢活性在可见光(l≥420 nm)驱动下体现了最高的制氢速率,达836μmol/(g·h).实验结果表明:由MOF衍化TiO_2与g-C_3N_4构建的异质结构可以有效地抑制光生载流子的复合,从而显著提高光催化分解水制氢的性能.     

h-BNNS的掺杂改性及其光催化性能

为了发挥纳米贵金属与聚合物基体的协同光催化作用,采用RGO对六方氮化硼纳米片(h-BNNS)进行C元素、O元素掺杂,得到多孔掺杂氮化硼材料(BCNO),通过水热法将银纳米粒子(Ag NPs)负载在BCNO基体上制备BCNO/Ag复合材料,并对复合材料的组成、微观结构和光催化性能进行表征,以CO₂光催化还原为反应模型测试BCNO/Ag复合材料的光催化性能。结果表明：经过非金属掺杂改性后的氮化硼仍然具有稳定的多晶结构;负载Ag NPs后,Ag NPs的等离子共振效应不仅显著增强了BCNO基体对紫外-可见光的吸收能力,而且提高了光生载流子的分离效率;复合材料制备过程中,当银的加入量为3.0%、复合样品焙烧温度为130 ℃时,得到的复合材料具有最佳的光催化性能,CO₂还原成CO的转化率为4.68 μmol/(g·h)。因此,通过掺杂改性后的h-BNNS能够更好地稳定负载纳米贵金属,充分发挥纳米银与BCNO两者的协同光催化性能,为有机-无机纳米光催化剂的有效复合及性能研究提供理论基础。