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.     

不同方法合成的NaInS2光催化分解水产氢性能研究

采用前驱体固相硫化法、共沉淀法、溶剂热法合成了NaInS2光催化剂,通过X射线衍射图谱、紫外-可见漫反射光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱等技术对催化剂进行对比研究.研究结果表明,固相硫化所合成的NaInS2光催化剂表面微量的In2S3可能与NaInS2形成了复合半导体,促进了光生载流子的有效分离,因而提高了光解水产氢的性能,达到了61.68μmol/（h.g）,同时光稳定性提高的原因可能是因为催化剂具有较小的比表面积.     

铬掺杂钙铌酸的制备及其光催化性能

通过高温固相反应制备铬掺杂的钙铌酸钾系列样品,并用离子交换反应制备出对应的铬掺杂钙铌酸样品.采用X-射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、扫描电镜等方法,对所制得的样品进行表征.在甲醇为电子给体,Pt为助催化剂的情况下,研究铬掺杂的钙铌酸系列催化剂,在波长大于290 nm紫外光辐射下分解水产氢的光催化活性.结果表明,适量的掺杂铬可有效地提高钙铌酸的光催化分解水的活性.最后,讨论引起催化剂活性差异的可能原因.     

钨掺杂对MnCeTiOx催化剂脱硝性能的影响及其机理

采用共沉淀法制备了一系列W掺杂的MnCeTiOx催化剂,考察了W掺杂对催化剂脱硝性能和抗硫中毒性能的影响。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、原位漫反射傅里叶变换红外光谱等表征手段对MnCeTiOx和W0.15MnCeTiOx催化剂的晶体结构、表面元素价态和表面反应活性物种进行了表征分析。探讨了W掺杂提高MnCeTiOx催化剂脱硝性能和抗硫性能的反应机理。结果表明,W掺杂一方面有利于提高催化剂表面Ce3+和Mn3+物种的相对含量,另一方面使催化剂表面参与SCR反应的活性物种更加丰富,从而提高了催化剂脱硝性能和N2选择性。W掺杂也有利于抑制硫酸盐物种在催化剂表面的生成和沉积,从而提高了催化剂的抗硫中毒性能。     

醇热法合成花状空壳 ZnIn2S4可见光催化剂及光解水产氢性能研究

采用低温醇热法制备了具有空壳花状多级结构的ZnIn2S4可见光光催化剂.通过X射线粉末衍射（XRD）、紫外漫反射（DRS）、场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）等对催化剂结构和形貌进行了系统表征.考察了不同陈化温度、陈化时间对催化剂光解水产氢性能的影响.结果表明：在不同醇热条件下合成的Pt/ZnIn2S4均具有光解水产氢性能.其中1%Pt/ZnIn2S4-110-24样品具有最好产氢活性,可能与其独特的花状外壳和空腔结构有关.     

钒含量和焙烧温度对V2O5/TiO2催化剂物理和化学性质的影响

 V₂O₅/TiO₂催化剂中活性组分状态对催化性能影响很大,影响活性组分状态主要是活性组分含量以及在不同温度下的焙烧.本文通过溶胶-凝胶法制备V₂O₅/TiO₂催化剂,运用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、氮吸附/脱附(BET)、X射线光电子谱(XPS)、拉曼光谱(Raman Spectroscopy)和透射电镜(TEM)对所制备的催化剂进行了结构表征.XRD和TEM表明定量掺杂活性组分可以提高催化剂的热稳定性,且活性组分很均匀的分布在催化剂之中.BET、XPS和Raman光谱表征表明,催化剂结构、活性组分状态受活性组分含量和焙烧温度影响.活性组分含量和焙烧温度对催化剂的物理和化学性质有强烈影响,主要表现在催化剂的热稳定性、相组成、活性组分分散性和状态,并最终表现在用氨选择性催化还原氮氧化物反应的催化活性上.     

原位还原制备Au-P/SiO_2催化剂及其催化性能

甲酸分解制氢是解决能源问题的有效途径,与Pd催化剂相比,Au催化剂不易失活,具有较好的稳定性.使用次亚磷酸钠原位还原制备了Au-P/SiO_2催化剂,并利用X射线衍射、透射电子显微镜和X射线光电子能谱等表征手段探讨其结构,并以甲酸分解为目标反应研究其催化性能.结果表明,该方法制备的催化剂中Au粒子(粒径3nm左右)均匀分散在SiO_2表面,且P掺杂进入Au的晶格形成Au-P复合物,改变了Au的电子结构.同时反应过程中产生的PⅢ被Au3+氧化生成磷酸金,提供酸性中心,使Au-P/SiO_2催化剂表现出较Au/SiO_2催化剂更加优越的催化性能.在363K,4mol/L的甲酸溶液中,Au-P/SiO_2催化剂催化甲酸分解的转化率可达51%,是未掺杂的Au/SiO_2催化剂的4倍.     

纳米复合氧化物NaMoNiO催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

采用溶胶-凝胶法制备了纳米NiO以及Na或/和Mo掺杂的纳米NiO催化剂,考察了催化剂的丙烷氧化脱氢(oxidative dehydrogenation of propane,ODHP)反应性能,并利用BET、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱、程序升温还原(H2-TPR)以及程序升温脱附(NH3-TPD)等技术对催化剂的结构和性质进行了表征.在考察的不同催化剂中,Na和Mo共掺杂的催化剂(Na0.03Mo0.10NiO)表现出最佳的ODHP反应性能.425℃反应时,其最高丙烯收率为15.4%.催化剂表征结果表明,该催化剂较低的可还原性能以及合适的表面酸性可能是其丙烯选择性较高的重要原因.另外,较小的晶粒尺寸以及钼酸镍物种的存在可能也有助于其ODHP反应性能的提高.     

Zn掺杂TiO2对罗丹明B的降解研究

采用溶胶—凝胶法制备了不同浓度Zn掺杂以及纯TiO_2纳米材料,对其进行了450℃保温1 h的热处理.采用X射线衍射与荧光光谱对样品进行晶体结构以及光生电子空穴复合分析.结果表明:随着Zn掺杂浓度的增加,TiO2晶粒尺寸变小,平均晶粒尺寸在10~15 nm之间;少量浓度Zn掺杂会促进锐钛矿相向金红石相的转变.以罗丹明B的降解为目标反应物来分析Zn掺杂TiO2的光催化性能.结果表明:Zn掺杂后光催化性能低于纯TiO2,反应120 min后,纯TiO2对罗丹明B的降解率达到了98.0%,其反应速率常数k为0.030 min^-1.     

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.     

UV/H2O2降解壳聚糖的研究

探讨了在紫外光照射下H2O2氧化降解壳聚糖的情况,研究了H2O2质量分数、紫外光照射时间、壳聚糖质量分数、乙酸质量分数等因素对降解的影响.结合降解产物FT-IR光谱推测了紫外光与H2O2协同降解壳聚糖的机理.实验结果表明:紫外光照射下,用H2O2氧化降解壳聚糖是可行的,也是有效的;反应的最优条件:H2O2质量分数2.5%,乙酸质量分数1.5%,壳聚糖质量分数1%,光照时间1h.在该反应条件下,制得了粘均相对分子质量为2.8万左右的水溶性壳聚糖.     

Fe、Cr共掺杂TiO2纳米球增强光催化制氢

以钛酸四丁酯、硝酸铁、硝酸铬为原料,采用改进的溶胶凝胶法制备铁-铬共掺杂的二氧化钛纳米球。对该纳米球进行了结晶结构、形貌和光吸收性质方面的表征,测试了该纳米球在紫外可见光照射下光催化产氢活性。结果表明,在掺杂量不变的情况下,铁-铬共掺杂二氧化钛纳米球获得最好的光催化活性(133.6 μmol/g/h),并且具有优秀的光催化稳定性。     

八角中茴香油与莽草酸的提取和分离纯化

研究了用柱层析提取法从八角中提取、分离、纯化和制备高品质茴香油和高纯度莽草酸的方法.干燥的八角粉末过筛（250m～850m）,用85%乙醇柱层析提取法提取,收集材料干质量2.4倍体积的提取液,两者的提取率均超过93%.提取液减压蒸馏回收乙醇,分离油相和水相.油相经活性炭吸附等方法精制成高品质茴香油,总回收率93.2%,得率6.6%;水相经减压蒸干,用乙醇和石油醚处理除去杂质后,用乙醇结晶,得到纯度大于99%的莽草酸,总回收率为73.3%,得率为5.8%.     

复合光催化剂AgCl/AgBr降解水中四溴双酚A的研究

通过简单易行的沉淀工艺制造了具有优异光催化性能的AgCl/AgBr复合光催化剂. X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,能量色散X射线光谱（EDX）和紫外可见漫反射光谱对该材料的结晶结构、形貌特征和光吸收特性进行了表征,并且在可见光驱动下降解水中四溴双酚A (TBBPA). 结果表明,AgCl/AgBr具有优异的光催化活性,反应30 min后的降解率达98.49%,最后探讨了AgCl/AgBr复合材料可能的光催化机理,发现 ?OH和 ?O2 ? 是主要活性物质,并且在反应过程中有效地阻止了电子空穴对的复合,使材料表现出优异的光催化性能.     

三维g-C3N4/NixP复合光催化剂的制备及其可见光下产氢性能的研究

以三聚氰胺和三聚氰酸为原料,以水为溶剂采用超分子自组装法制备三维互联框架形貌的3D g-C₃N₄（DCN）。以次磷酸钠和硫酸镍作为磷源和镍源,采用原位光沉积法在3D g-C₃N₄上沉积Ni_xP,制备了3D g-C₃N₄/Ni_xP复合光催化剂。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等手段对样品进行了表征,结果表明,3D g-C₃N₄/Ni_xP复合光催化剂上均匀负载着直径几十纳米的Ni_xP颗粒并且Ni_xP表现为无定形结构;与体相g-C₃N₄（BCN）和3D g-C₃N₄相比,复合光催化剂有着更好的可见光吸收能力。以三乙醇胺为牺牲剂,在波长λ≥420 nm的可见光下进行产氢试验,研究了3D g-C₃N₄/Ni_xP复合光催化剂的光催化性能。结果表明,光沉积20 min得到的3D g-C₃N₄/Ni_xP复合光催化剂的光催化产氢速率可达1 720 μmol/（g·h）,远远大于纯DCN（7 μmol/（g·h））和光沉积20 min得到的BCN/Ni_xP复合光催化剂（15 μmol/（g·h））,并且在经历5个光催化循环产氢测试后其循环性能没有明显降低。     

复合光催化膜MoS2/Ag/TiO2同步降解有机物及产氢的研究

以玻璃纤维膜为基底制备了具有三元结构的新型MoS2/Ag/TiO2光催化膜. 该复合催化剂膜具有多层结构,能够在模拟太阳光和紫外光下进行产氢反应. 该光催化膜可以用于新型的双室光催化反应器中进行同步产氢与有机物降解. 在光催化过程中,氢气在反应器的阴极室产生,而有机物在阳极室进行降解. 当Ag负载量为1wt%, TiO2负载量为160wt%时,MoS2/Ag/TiO2复合催化膜的比产氢速率达到了最大值,在模拟太阳光下为产氢速率为85 mmol·h-1·m-2（产二氧化碳速率为88 mmol·h-1·m-2）,能量转化较率最高可达0.85%,是纯TiO2 的2.3倍;在紫外光下产氢速率为68 mmol·h-1·m-2,是纯TiO2的1.2倍. 在光照下TiO2 和 MoS2同时受光的激发产生光生电子与空穴,由于Ag功函数比TiO2 的功函数低,电子从TiO2导带上转移至Ag再转移到MoS2价带上形成TiO2→Ag→MoS2 的电子传递模式.因此,能更有效的实现电子与空穴的分离,提高产氢的效率.     

Photocatalytic Degradation of Acid Blue 62 over La/I/TiO2 Nanocomposite Photocatalyst under Simulated Sunlight

In order to explore the photocatalytic activity of the Ianthanum and iodine co-doped TiO<,2>,the degradation of acid blue 52 as a probe reaction under simulated sunlight in adiattion was investigated. A novel visible.light.activated La/I/TiO<,2> nanocomposition photocatalyst was prepared using precipitation-diping method,and characterized by X- ray diffraction (XRD),transmission electron microscopy (TEM) and UV.Vis diffuse reflectance,spectroscopy (UV- Vis-DRS). The photocatalytic,efficiency of La/I/TIO<,2> was evaluated by the photodegradation of reactive acid blue 62 as a probe reaction under simulated sunlight irradiationt. Photocatalytic experiment results shows that the La/I co. doped TiO<,2> catalyst has higher photocatalytic activity than the standard Degussa P25,La-doped TiO<,2>,and I-doped TiO<,2> photocatalysts under simulated sunlight irradiation,and the way of La/I co-doping extends the absorption spectra of TiO<,2> and shifts the absorption edge remarkably toward longer wavelength.     

Preparation and photocatalytic properties of ilmenite NiTiO<Subscript>3</Subscript> powders for degradation of humic acid in water

The powders of ilmenite structure NiTiO₃ were prepared by a modified Pechini process using tetrabutyl titanate and nickel acetate as raw materials, and using citric acid and ethanol as a chelating agent and a solvent respectively. The powder samples were characterized by thermogravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA) and X-ray diffraction (XRD). The photocatalytic activity of NiTiO₃ under the irradiation of ultraviolet rays (UV) light was evaluated by degrading humic acid (HA) in water as a probe reaction. The possible photodegradation mechanism was studied by the examination of active species ·OH, ·O₂⁻, and holes (h⁺) through adding scavengers. The TG-DTA and XRD results indicated that the good crystal structure of ilmenite phase NiTiO₃ could be obtained when the Ni-Ti citrate complex was calcined at 600°C. The photocatalytic activity experiments indicated that NiTiO₃ had favourable photocatalytic activity under the irradiation of UV light, and the photocatalytic degradation rate of HA reached 95.3% after a 2.5 h reaction with the photocatalyst calcined at 600°C and a photocatalyst dosage of 0.4 g/L. The possible photocatalytic mechanism was deduced that holes (h⁺) and ·OH radicals are the major reactive active species in the photocatalytic reaction, and dissolved oxygen plays a weak role in the degradation of HA.     

Ti掺杂Bi2O3的光催化性能

采用溶胶—活性炭浸渍法制备了掺杂不同比例Ti的Bi2O3粉体光催化剂,并利用X射线衍射分析(XRD)、BET比表面积测试法(BET)、扫描电镜分析(SEM)、紫外—可见光漫反射谱(UV-Vis DRS)等技术对其进行了表征。表征结果显示,掺Ti的Bi2O3样品在紫外区有比纯Bi2O3更强的吸光性能。通过对甲基橙在紫外光(λmax=365 nm)下的降解实验评价光催化剂的光催化活性,考察不同钛掺杂量及不同焙烧温度对光催化性能的影响。结果表明,当光催化剂中钛掺杂摩尔百分含量为3%,焙烧温度为300℃,其光催化活性最好。当催化剂用量为2 g/L时,在120 min内,对浓度为20 mg/L的甲基橙溶液进行光催化降解,其降解率达96.4%。     

异质结构钒酸铋/氧化铋可见光催化材料的制备及性能研究

针对可见光催化材料大部分半导体光量子效率较低、光催化活性较差的问题,制备了一种新的异质结构钒酸铋/氧化铋可见光催化材料,并对其性能进行测试。通过制备钒酸铋-氧化铋复合光催化材料,分析制备材料表征分析方法,对可见光催化材料进行XDR分析、SEM分析、紫外-可见漫反射吸收光谱分析和荧光光谱分析,对制备材料降解性能和稳定性进行检测。结果表明XDR分析中,随着钒酸铋成分的逐渐升高,氧化铋衍射峰慢慢降低,钒酸铋衍射峰慢慢增强,图谱中没有出现其余衍射峰,钒酸铋和氧化铋间未出现显著的化学反应; SEM分析中,制备样本颗粒形貌与微观结构存在显著差异,晶粒形貌更加规则;紫外-可见漫反射吸收光谱分析中,异质结构钒酸铋/氧化铋可见光催化材料样本对可见光的吸收效果最优;荧光光谱分析中,随着添加钒酸铋质量分数的逐渐增加,荧光信号逐渐变弱;随着添加钒酸铋质量分数的逐渐增加,降解率逐渐升高,但添加质量分数是12%与20%钒酸铋的制备样本光催化活性相差不大;重复使用制备样本后其光催化性能基本没有发生改变,对光照反应后制备样本及纯钒酸铋样本进行XRD分析,发现无新衍射峰值出现。可见此时制备样本降解性能较强,稳定性较高。