WO3/TiOF2复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用酞酸丁酯、氢氟酸、无水乙醇、钨酸钠和十六烷基三甲基溴化铵为原料,通过水热法制备了WO₃/TiOF₂复合光催化剂,用X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、固体紫外漫反射（UV-vis DRS）、荧光光谱（PL）等分析手段对WO₃/TiOF₂复合催化剂进行了表征;利用罗丹明B的脱色降解研究了WO₃/TiOF₂复合催化剂的光催化性能;通过罗丹明B溶液的紫外可见吸收光谱（UV-Vis）变化研究了催化剂作用下罗丹明B的脱色机理。在加入0.1 g复合催化剂和模拟太阳光源照射下,初始质量浓度为10 mg/L的罗丹明B溶液在2.5 h内降解了95.8%,光催化的性能优异,说明制备的WO₃/TiOF₂复合光催化剂有良好的太阳光催化应用前景。     

WO3/TiOF2-TiO2复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用水热法制备了具有太阳光光催化性能的WO₃/TiOF₂-TiO₂三元复合的系列光催化剂W∶Ti=X∶10（X=0.5、1、3、5）（其中X∶10为W与Ti元素的物质的量之比,下同）。为提升催化剂性能,在复合前用NaOH溶液对TiOF₂进行了改性处理,制备了W∶OH-Ti=X∶10（X=0.5、1、3、5）系列光催化剂。采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱（PL）等手段对样品进行了表征。在模拟太阳光照射下,以盐酸四环素（TTCH）溶液为模拟废水,对催化剂性能进行了研究。结果表明,WO₃的加入使部分TiOF₂在高温下转变为TiO₂,W∶OH-Ti=1∶10复合光催化剂与TiOF₂相比,禁带宽度降低,可见光响应增强,电子-空穴的复合受到了抑制,并且TiOF₂经NaOH处理后,复合光催化剂增加了更多的羟基。模拟太阳光照射2.5h后,投加量为0.3g/L的W∶OH-Ti=1∶10催化剂对TTCH的降解率可达85%,说明所制备的三元复合光催化剂具有良好的催化效果。     

功能化介孔材料MgAlO/SBA-15的制备、表征及其应用

本文在溶胶-凝胶体系中直接合成了Mg-Al化学修饰的介孔材料MgAlO/SBA-15。高分辨电镜(HRTEM)显示该功能化材料仍然保持了SBA-15的介孔结构。27Al和29Si MAS NMR表明Al插入了Si-O骨架,这些骨架取代的Al造成了强酸中心,NH3-TPD结果表明随着Al负载量的增加酸量上升。修饰后的介孔材料对环境毒物分子亚硝胺具有选择性吸附的作用,使其在更低的温度下被催化降解,是一种环境友好型净化新材料。     

Cu/Zr/SBA-15的制备及其对水中四环素的吸附性能

为高效去除废水中残留的四环素,通过水热合成法制备了Cu、Zr掺杂的SBA-15介孔分子筛Cu/SBA-15、Zr/SBA-15和Cu/Zr/SBA-15.通过XRD、FT-IR、SEM等对样品进行表征,并进行N₂吸附-脱附实验.结果表明,3种分子筛样品均具有孔道均一的介孔结构,活性组分Cu、Zr在Cu/Zr/SBA-15上分散均匀.3种样品中,Cu/Zr/SBA-15对四环素的吸附性能最佳,主要是因为Cu(Ⅱ)和四环素分子上供电子基团的配位作用以及Zr(Ⅳ)产生的路易斯酸与供电子基团的酸碱吸附作用.通过Langmuir模型对吸附平衡数据拟合,20, 30, 40℃时Cu/Zr/SBA-15对四环素的饱和吸附量分别为127.9, 160.4, 185.3 mg·g^-1.Cu/Zr/SBA-15吸附四环素的过程符合拟二级动力学模型,吸附速率快,稳定性较好.     

WO3/CdSx(CO3)1-X的制备及其光催化析氢性能的研究

首先采用水热法合成了WO₃样品,其次利用水浴法在WO₃表面附着了CdS_x(CO₃)_1-X材料并构建了直接Z型WO₃/CdS_x(CO₃)_1-X光催化剂.实验结果表明,WO₃光激发的导带电子和CdS_x(CO₃)_1-X光激发价带的空穴在界面处发生了复合,使得WO₃价带的空穴和CdS_x(CO₃)_1-X导带的电子实现分离,从而有效地提高了WO₃/CdS_x(CO₃)_1-X复合光催化剂的光催化H₂的析出效率.     

SBA-15-SO3 H的直接合成及吸附二苯并噻吩的初步研究

采用直接合成法制备了含磺酸基的介孔材料SBA-15-SO3 H,用XRD、元素分析法、酸碱滴定法、FT-IR、TGA、N2吸附-脱附对样品进行了表征.结果表明,制备的样品具备了较好的孔道结构和较高的热稳定性,并且成功地键合了一定量的质子酸中心-SO3H,介孔表面磺酸基的键合量达到了1.09 mmol/g;SBA-15-SO3H具有较高的Ag＋交换率,在正辛烷和二苯并噻吩（DBT）组成的汽油模拟体系中,吸附载体用量不变的情况下,DBT的初始浓度为4000 mg/L时,测得SBA-15-SO3Ag对硫吸附量达到了12.15 mg/g.     

CTAB辅助下WO3/ZrO2复合纳米材料的制备及表征

在十二烷基三甲基溴化铵(CTAB)的辅助下,利用水热法制备了WO3/ZrO2复合氧化物纳米样品,利用XRD、TEM、SAED、N2吸附-脱附等方法对样品的形貌、结构、孔径进行了表征.结果表明:氧化钨被氧化锆包覆煅烧后,团聚成网状结构的纳米粒子,其BET表面积为368m2/g,平均孔径为5.29nm,孔分布不均匀,无序程度极高.     

铜锰基SBA-15催化剂的制备及其甲苯燃烧消除的催化性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法分别制备了Cu、Mn和CuMn（物质的量比为1∶1）的质量分数为5%～17%的Cu/SBA-15、Mn/SBA-15和CuMn/SBA-15催化剂,以及Ce质量分数为2.5%～7%、CuMn（物质的量比为1∶1）质量分数为12%的Ce/CuMn/SBA-15催化剂,在常压固定床反应器上评价了这些催化剂对甲苯催化燃烧的反应性能,用X-射线衍射、透射电镜、程度升温还原等分析手段对催化剂的结构进行了研究。活性评价结果表明,Cu质量分数大于12%时,Cu/SBA-15催化剂具有好的活性;Mn质量分数大于8%时,Mn/SBA-15催化剂具有好的活性;CuMn质量分数大于8%时,CuMn/SBA-15催化剂具有好的活性。并且相同Cu、Mn质量分数的双组分催化剂比单组分催化剂的活性要好,在Ce/CuMn/SBA-15催化剂中,Ce质量分数为2.5%～3.5%时,能提高催化剂的活性。结构研究表明,所有催化剂的SBA-15介孔结构仍然保持,并且Cu、Mn等活性组分都已分散在SBA-15分子筛的孔道中。在Ce/CuMn/SBA-15催化剂中,Ce质量分数小于5%时能促进CuMn的分散,并且提高了催化剂的氧化还原能力。     

WO3/碳点/TiO2复合纳米材料的制备及其光致阴极保护作用研究

采用两步阳极氧化法制备了TiO₂纳米阵列(TNAs),然后分别采用浸泡法和电沉积法在TNAs表面负载碳点层和WO₃层,得到WO₃/碳点/TNAs复合纳米光阳极(TCW),并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对其进行了表征。采用紫外可见漫反射光谱法(UV-Vis DRS)和电化学方法测定了TCW光阳极的光吸收和电化学性能,并评价了在模拟海水溶液中TCW对Q235碳钢的光致阴极保护作用。结果显示：与TNAs相比,TCW的吸收边从紫外光区(384 nm)扩展至可见光区(426 nm),带隙宽度(E_g)从3.23 eV降低到2.91 eV,对光的吸收能力显著提升;可见光响应电流密度提高了6.85倍,达到157μA/cm²。将TCW光阳极与Q235碳钢阴极耦合后,阴极表面的稳态光响应电流密度达到101μA/cm²;与耦合前相比,其自腐蚀电位降低了0.41 V(vs. Ag/AgCl),电化学电流噪声(ECN)振幅增大,...     

不同结构导向剂制备WO3及其光催化降解土霉素

光催化降解难降解有机污染物是一种高效且经济的方法。文章采用一步水热法并添加不同的结构导向剂制备氧化钨(WO₃)光催化剂,以土霉素为目标污染物来评价其光催化活性,利用X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电能谱(XPS)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积分析(BET)、光致发光光谱(PL)等表征手段研究结构导向剂对其晶体生长、形貌和光催化效率的影响,并测试了其可见光降解土霉素的效率。结果表明,WO₃-NaCl样品的三维花状微球结构增加了其比表面积,使其具有最大的吸附性能。WO₃-NaCl具有最佳的光催化活性,可见光照射120 min对土霉素的降解效率达到60%,这可以归因为吸附与降解的协同作用提高了其对土霉素的去除率。     

Al2O3/WO3/ZrO2催化剂的制备及在酯交换反应中的研究

以松木为模板,采用模板法将不同含量的Al₂O₃添加到WO₃/ZrO₂复合氧化物中,采用X射线衍射、BET比表面积分析、拉曼光谱和NH₃等温吸附测试等手段对其进行表征,以评估其改进结果。将Al₂O₃/WO₃/ZrO₂催化剂应用到甲醇与乌桕油（非食用油）的酯交换反应中,在其他反应条件相同,Al₂O₃质量分数为3%时,生物柴油最高产率达到83.1%。结果表明：添加Al₂O₃稳定了ZrO₂的四方相结构,使得催化剂比表面积更大、孔数量增加;模板法制备的催化剂孔径分布均匀,WO₃呈高度分散无定型状态;引入Al₂O₃增加了WO₃/ZrO₂催化剂的中强酸性,对弱酸性和强酸性无明显改变。     

球磨法制备Bi12GeO20/WO3复合材料及可见光催化去除NO性能研究

采用简易球磨法制备了一系列Bi₁₂GeO₂₀/WO₃二元半导体复合材料,并对其物相、光学和电化学性质进行了分析。可见光光催化去除NO试验表明：随着WO₃负载量的逐渐增大,材料去除活性先增大后减小,这主要归结于合适的相组成以及异质结提高了界面载流子的分离效率。另外,WO₃的加入可有效抑制有毒中间产物NO₂的生成,从而促进硝酸根与亚硝酸根的生成。通过活性物种捕捉试验发现,超氧自由基和空穴在光催化反应中均起到了主要作用,羟基自由基起到了辅助作用。能带结构分析表明,复合材料的光催化机制遵从Ⅰ型过程。循环试验证明,材料具有较好的重复利用性和结构稳定性。     

WO3/g-C3N4复合催化剂的制备及其可见光 光催化性能分析

在盐酸质子化条件下,采用超声微波协助法成功制备了可见光型复合催化剂WO3／g-C3 N4。利用X射线多晶粉末衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见漫反射（UV-Vis）和BET比表面测试仪对样品进行了表征,并以罗丹明B（RhB）为目标降解物对其光催化性能进行研究。结果表明：复合催化剂样品是由片状的 WO3纳米片负载在g-C3 N4表面组成的。当 WO3负载的质量分数为40％时,前驱物在500℃条件下煅烧2 h后所得样品的光催化性能明显好于同条件下制得的单一相 WO3和g-C3 N4,在可见光（波长大于420 nm）照射下,5 h 内对100 mL浓度为10－5 mol／L罗丹明B橙溶液的降解高达98％。     

不同形貌LaBO_3型钙钛矿的制备及其催化H_2O_2分解反应性能

采用柠檬酸络合法制备了La BO3(B=Fe,Co,Ni)钙钛矿催化剂,通过X-射线粉末衍射(XRD)、傅立叶-红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行了表征,在室温下测定了其对H2O2的催化分解能力.结果表明:催化分解能力依次为La Ni O3>La Co O3>La Fe O3,说明Ni较Co和Fe能更好地分解H2O2.通过改变La Fe O3催化剂的形貌也能提高催化剂性能,如多孔状La Fe O3较负载在SBA-15上的La Fe O3具有更好的催化分解活性.     

ZnO/WO_3纳米片薄膜的光电催化性能研究

采用水热法在不锈钢基底上制备WO3纳米片阵列,然后将其浸渍于不同浓度Zn(NO_3)_2溶液中以负载ZnO纳米颗粒,从而制备出ZnO/WO_3纳米片薄膜。采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和电化学阻抗图谱(EIS)等方法对ZnO/WO_3复合薄膜的形貌、结构、物相组成和光电性能等进行分析,重点考察了薄膜电极对亚甲基蓝(MB)的光电催化降解性能。结果表明,WO_3纳米片均匀垂直于基底生长,Zn元素以ZnO颗粒的形式分布在WO_3表面;ZnO的引入促进了WO_3中产生的光生电子-空穴对的分离,从而使ZnO/WO_3复合薄膜表现出比纯WO_3薄膜更优异的光电性能和光电催化活性;在Zn(NO_3)_2浸渍液浓度为20mmol/L时,所制ZnO/WO_3复合薄膜具有最佳的光电催化性能,在MB溶液初始浓度为10mg/L、外加偏压为0.8V、光照1h的条件下,采用该样品对MB的降解率达96.5%,并且复合薄膜具有良好的循环稳定性,在重复使用5次后,对MB的光电催化降解效率没有明显降低,有望在实际污水处理中得到应用。     

Fe2O3/TiO2复合光催化剂的制备及其表征

以硝酸铁为铁源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备Fe2O3/TiO2复合光催化剂,并用SEM、FTIR、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征。结果表明,铁与钛的摩尔比为1∶3、煅烧温度为500℃以及煅烧时间为1.5h时,所制Fe2O3/TiO2复合光催化剂疏松多孔、颗粒细小且热稳定性高,经紫外光照15min后,其对甲基橙的降解率为99.7%,与相同条件下制备的TiO2相比,Fe2O3/TiO2复合光催化剂具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

甲苯共溶剂引入对SBA-15结构、织构性能的影响

通过引入甲苯调变SBA-15的合成条件,制备了在孔道内部分二氧化硅积累的介孔材料.该合成方法与文献报道合成方法比较,硅前驱体使用量减少了29.8%,提高了硅源使用率,节约了成本.制备的材料经XRD、TEM、BET等技术手段测试表明,该材料具有典型SBA-15六方介孔晶相结构的特征,显示出独特的二阶脱附曲线.该材料与文献报道的合成方法比较(以PS-100-100样品为例),孔径增加了13.4%、比面积增加了27.8%、孔体积增加了55.1%.     

超临界CO2中SBA-15对无机盐吸附的动力学

研究超临界环境中物质在吸附剂颗粒中的动力学行为十分关键．用Langmuir吸附模型、修正的Langmuir等温吸附模型及Freundlich吸附模型对实验数据进行了拟合,结果表明这3个模型都能较好地拟合超临界CO2中介孔基材SBA-15对前驱物AgNO,和Cu（NO3）2的吸附,其中Freundlich模型拟合误差最小．在此基础上,建立了基材颗粒内部吸附动力学模型,基于质量平衡微分方程,使用Polymath软件对吸附的平衡浓度及平衡时间进行模拟,与实验测定结果吻合良好．采用修正的Langmuir模型拟合吸附量与浓度的关系,结合动力学模型进行模拟计算可以较好地描述介孔氧化硅在超临界氛围中对无机盐的吸附行为．     

Bi7O9I3的制备及光催化氮氧化物去除

利用简易溶剂热—球磨法制备了n型半导体Bi₇O₉I₃,并对其组分、光学性质、电化学性质进行了分析表征。结果表明：球磨使粉末材料的颗粒尺寸减小、带隙略微变宽,产生的光生电子和空穴更容易迁移和分离,这都有助于增强体系的光催化氮氧化物（NO_x）的去除能力。在可见光照射下,溶剂热—球磨法制备的Bi₇O₉I₃可去除体积分数40%的NO,明显高于溶剂热法制备的Bi₇O₉I₃的活性。物种捕捉试验表明,光催化过程中起主要作用的是超氧自由基和空穴,据此初步推测了Bi₇O₉I₃的光催化机制。重复试验表明,溶剂热—球磨法制备的催化剂具有良好的重复利用性和结构稳定性。     

高密度TeO2-Gd2O3-WO3闪烁玻璃颜色调控的研究

采用传统高温熔融法制备了不同玻璃组成的碲钆钨酸盐玻璃（TeO₂-Gd2O₃-WO₃）,通过紫外—可见分光光度计研究了碲钆钨酸盐玻璃在分别固定Gd₂O₃浓度为10 mol%（xTeO₂-10Gd₂O₃-(90-x)WO₃）和20 mol%（yTeO₂-20Gd₂O₃-(80-x)WO₃）时,玻璃光学透过性随WO₃浓度和熔制温度的依赖关系,并借助光碱度理论进行了解释。结果表明,xTeO₂-10Gd₂O₃-(90-x)WO₃玻璃随着玻璃中WO₃浓度由0 mol%增加到60 mol%,碲钆钨酸盐玻璃的颜色由浅黄（低于20 mol%）逐渐变为深棕色（40 ~ 60 mol%）。另一方面,yTeO₂-20Gd₂O₃-(80-y)WO₃（y=40）玻璃随着玻璃熔制温度从1000 ℃升高到1200 ℃,碲钆钨酸盐玻璃的颜色从浅黄（低于1050 ℃）,变为深棕色（1100 ℃）甚至黑色（1200 ℃）。这种颜色变化是由于随WO₃浓度升高,玻璃的光碱度单调增加,导致玻璃截止吸收边红移及玻璃光学透过率降低的共同作用效果。