超声振荡制备纳米α-Fe_2O_3及其光催化脱色性能研究

采用并流沉淀法并在超声辅助下制备了纳米α-Fe2O3,以甲基橙为模拟污染物对α-Fe2O3的光催化脱色性能进行考察,并用比表面(BET)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备的纳米α-Fe2O3进行了表征。结果表明,超声震荡对纳米α-Fe2O3的比表面参数、形貌、晶粒大小和光生电子-空穴的分离效应能产生显著的影响,从而使其光催化性能得到了显著提高。在α-Fe2O3中起催化作用的主要是空穴,超声制备α-Fe2O3的光催化活性是无超声制备α-Fe2O3的1.5倍。     

沉淀剂对纳米ZnO的制备及光催化脱色甲基橙性能的影响

利用3种不同沉淀剂制备了纳米ZnO,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(DR UV-Vis)、红外(IR)等对粉体进行了表征;并以ZnO作为光催化剂研究其光催化脱色甲基橙的性能。实验结果表明:在其它条件相同的情况下,采用3种沉淀剂所制备的ZnO均为六方晶型,且在采用混合碱为沉淀剂、煅烧温度为500℃的条件下,制备纳米ZnO粉末的平均粒径80.4nm;不同沉淀剂对ZnO制备及其光催化脱色甲基橙的性能有重要的影响,混合碱为沉淀剂制备的纳米ZnO具有良好的光催化脱色性能。     

CeO_2纳米球的制备及其降解甲基橙反应性能

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,采用水热合成法制备了Ce O2纳米球催化剂,利用N2吸附-脱附、X射线粉末衍射、扫描电镜等技术对其进行了表征,并以甲基橙(MO)为模拟污染物评价了Ce O2纳米球的光催化性能,探讨了催化剂加入量、甲基橙初始浓度、p H值、H2O2的添加对Ce O2纳米球光催化性能的影响。结果表明,采用水热合成法制备了Ce O2纳米球光催化活性高于尿素共沉淀法制备的Ce O2纳米粒子;当甲基橙的初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为1 g/L,p H值6.2,光照3 h后,甲基橙降解率为75%。     

沉淀pH值对制备(BiO)_2CO_3光催化活性的影响

采用沉淀法制备(BiO)2CO3光催化剂,利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、孔隙及比表面(BET)和表面光电压(SPV)等对光催化剂进行表征。以甲基橙作为模拟污染物,在氙灯光照下,考察催化剂的光催化性能。结果表明:pH=8.5制备的催化剂具有最高的光生电荷分离速率和比表面积,其光催化活性最高,光照20 min对甲基橙的脱色率达到73.81%。     

离子液体辅助制备ZnO及其光催化活性

采用并流沉淀法在1-十六烷基-3-甲基咪唑溴盐辅助下制备了纳米ZnO光催化剂(ILZnO),以甲基橙为模拟有毒难降解有机污染物对催化剂的光催化脱色性能进行了考察。用BET比表面(BET)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和表面光电压谱(SPS)对所制备的催化剂进行了表征,结果表明:在合成系统中添加离子液体后,制备的ZnO的比表面、光诱导电荷分离速率和光催化活性分别提高了2倍、25倍和17.6%。     

活性炭负载壳聚糖／纳米CdS复合粒子对甲基橙的脱色作用

用模拟生物矿化法制备了活性炭负载壳聚糖/纳米CdS复合粒子,并用于可见光光催化降解甲基橙染料模拟废水,研究了初始pH值、催化剂投加量、光照情况和催化剂重复使用等因素对甲基橙光解脱色率的影响.结果表明,当pH=2.0,催化剂投加量为1.0 g/L的条件下,对初始浓度为10 mg/L的甲基橙模拟废水进行可见光辐射处理60 min后,脱色率达到97.2%.溶液的pH值对脱色率有显著影响,酸性媒介比碱性媒介更有利于甲基橙染料光解脱色.处理前后的UV-Vis谱图分析表明,活性炭负载壳聚糖/纳米CdS复合粒子可见光辐射处理甲基橙过程中溶液出现脱色,是因为染料发生氧化光降作用.催化剂重复利用5次后,处理60 min对甲基橙的脱色率仍可达84.7%.     

前驱液pH值对TiO_2多级结构纳米纤维材料光催化性能的影响

采用模板辅助溶剂热法制备TiO2多级结构纳米纤维材料,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术对其结构、形貌进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的降解脱色为模型反应,考察了前驱液Ti 4+/EtOH的pH值(1.98~11.67)对材料光催化性能的影响.结果表明,前驱液pH值不仅影响材料的结构、形貌,而且影响材料表面的荷电性质和光吸收性能,最终影响材料的光催化性能.在较高pH值下所得材料具有的良好光催化性能主要与材料的多级结构、表面负电性质有关.     

软模板法合成纳米Cu_2O及其光催化研究

采用不同分子量的聚乙二醇(PEG)形成不同大小的胶束为模板,在室温下碱性沉淀制备出多孔性的氧化亚铜纳米粒子。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成产物的晶体结构和微观形貌进行表征,以甲基橙和刚果红的光催化降解为模型,评价了不同分子量聚乙二醇所制备氧化亚铜的光催化性能。结果表明,添加分子量35000的Cu2O对30 mg/L甲基橙催化降解效果最好,40 min达91.49%;添加分子量为200的Cu2O降解30 mg/L的刚果红30 min暗反应后,吸附降解率达95.11%;添加分子量3 5000的Cu2O循环使用4次降解率保持在94%以上。     

BaSnO3纳米粒子的合成、表征及其对甲基橙的光催化降解性能

以乙酸钡(Ba(CH3COO)2)和结晶四氯化锡(SnCl4.5H2O)为原料、有机碱四甲基氢氧化铵(N(CH3)4OH)为矿化剂,采用共沉淀法制备BaSnO3纳米粒子,采用XRD、TG-DSC和IR等分析手段对样品的晶相和结构进行表征,并研究了其对甲基橙废水溶液的光催化降解性能.结果表明:在500℃条件下煅烧1 h制备出纯的立方相BaSnO3纳米晶光催化剂,对甲基橙有良好的光催化性能,当催化剂质量浓度为40 mg/L,反应时间为100 min时,降解率可达90%以上.     

Y_2O_3-Bi_2O_3复合材料的制备及光催化性能

以硝酸钇和硝酸铋为原料制备稀土掺杂的Y2O3-Bi2O3复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)光谱对样品的形貌及光吸收性能进行了表征。并以亚甲基蓝和甲基橙为模拟化合物,进行了材料的光催化活性研究。实验结果表明,煅烧温度和材料组成比例对光催化性能有一定影响,煅烧温度为400℃,组成为n(Y):n(Bi)=1:10条件下制备的材料光催化效果最佳,当催化剂浓度为250 mg/L,光催化反应90 min时,10 mg/L亚甲基蓝和甲基橙溶液的脱色率都可以达到90%以上。     

氮修饰ZnO/ZnAl2O4复合光催化剂及其活性

以硝酸锌和硝酸铝为原料,采用共沉淀法制备了纳米异质结ZnO/ZnAl2O4复合光催化剂.用不同氮源经固相混合焙烧对样品进一步修饰,通过 XRD、SEM、HRTEM、TG-DTA和BET等手段对样品进行了表征.结果表明样品是由ZnO与ZnAl2O4两相组成,平均粒径约为15～20 nm,最佳焙烧温度下的比表面为54.81 m2/g.在模拟太阳光照射下,以甲基橙溶液的光催化降解考察样品的光催化活性.研究了Zn/Al物质的量比,氮源和掺氮量,样品焙烧温度等对光催化降解活性的影响.实验表明,当Zn/Al物质的量之比为1：1.5,六次亚甲基四胺（HMT）作为氮源且与ZnO/ZnAl2O4质量比为1：3混合时,所得样品经600℃焙烧后具有最佳光催化活性.当光催化剂用量为0.5 g/L,用模拟太阳光照射60 min后,对浓度为25 mg/L甲基橙溶液的脱色率为91%.     

铝阳极氧化膜表面TiO2的制备和表征

在钛盐溶液中,采用交流电沉积方法,在铝阳极氧化膜表面制备了TiO2薄膜.利用XRD、OM、SEM、EDS和XPS分析了该复合薄膜的结构、表面形貌及表面元素的组成和分布,并通过紫外光照下甲基橙溶液的光催化降解反应分析了薄膜的光催化活性.结果表明：该复合薄膜主要为非晶态,同时含有极少量的锐钛矿和金红石结构;薄膜表面主要由Al、O和Ti三种元素构成;电沉积过程中,氧化铝部分溶解,得到的TiO2分散地分布于氧化铝表面;该复合薄膜具有一定的光催化活性.     

无机盐对过氧化氢光催化脱色甲基橙的影响

以H2O2为催化剂,考察了无机盐的加入对H2O2催化脱色甲基橙溶液的影响。结果表明:KBr对脱色反应有促进作用,而且KBr的加入量存在最佳值;Na2CO3的加入在实验范围内对脱色反应有一定抑制作用,随着加入量的增加抑制作用逐渐减弱;Na2SO4的存在对甲基橙的脱色反应没有影响。K2S2O8和H2O2之间存在加和作用。KBrO3和KIO3的存在对反应有抑制作用。KIO4与H2O2共存在暗态对甲基橙就有很好的脱色效果,而且H2O2的量有最佳值。     

叶片状CuO/BiVO4的合成及可见光催化性能研究

以Bi(NO3)3.5H2O和NH4VO3为原料,P123为表面活性剂,辅助水热法在反应液pH值为6,7,9和10时合成了4种CuO/BiVO4复合光催化剂。并采用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶相和形貌进行了表征。以亚甲基蓝作为降解物,研究了所制备样品的可见光催化活性。结果表明,pH=6时所制备的样品为单斜相BiVO4复合材料,具有叶片状形貌,其光催化活性最强;样品的降解率随着亚甲基蓝溶液的pH值增大而增大,当pH=10时,可见光照射120 min后,样品对初始溶度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液的降解率可达95%。     

TiO2/SiO2复合光催化剂制备工艺参数优化及其表征

先以无机钛盐、硅酸盐为原料制取聚合硅酸硫酸钛,再通过液相水解法制得TiO2/SiO2复合光催化剂,并用SEM、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征。结果表明,TiO2/SiO2复合光催化剂制备优化工艺参数为:Ti(SO4)2作钛源、Ti/Si摩尔比为12∶1、水解反应pH值为6、煅烧温度为650℃,以此条件制备的复合光催化剂对甲基橙脱色率可达98.6%以上;TiO2/SiO2复合光催化剂为一种分散均匀的纳米级球形颗粒,其成分为以锐钛矿为主的TiO2,SiO2的复合有效抑制了TiO2晶粒的生长,同时提高了TiO2的热稳定性。     

纳米氧化锌晶体的制备与光催化性质

以硝酸锌和改性明胶为原料采用溶胶一凝胶法制备纳米晶体氧化锌，透射电镜和X-射线衍射测试表明其平均粒径约20nm。用稀甲基橙水溶液分别在紫外灯和太阳光照射下测试研究其光催化活性能。试验结果表明，此反应为一级反应，表观速率常数与甲基橙初浓度、催化剂浓度及吸收光强度有关。     

银掺杂多孔氧化钛光催化甲基橙降解反应条件的探究

利用溶胶-凝胶法结合光还原法制备Ag掺杂多孔TiO_2光催化剂,以甲基橙的降解效果为评价标准,考查了光照降解时间、光催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、溶液pH值对光催化剂催化降解甲基橙的影响。结果表明,本方法制备的光催化剂无论是在紫外光还是可见光下均具有优良的光催化性能:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液中,4 g/L光催化剂,紫外光照射80 min,甲基橙可实现100%完全降解;相同催化条件下,可见光照100 min,甲基橙完全降解;当反应溶液pH=2时,紫外光和可见光都可在20 min内实现甲基橙的完全降解。     

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%。     

Al掺杂TiO2的制备及酸化处理对其光催化活性的影响

锐钛矿相TiO2的光催化活性高于金红石相。采用化学溶液分解法制备了舢掺杂锐钛矿TiO2,并用硝酸对其进行酸化处理。利用TG—DTA、XRD、FTIR、BET和UV-vis等手段对样品进行了表征,通过对甲基橙的降解分析了酸化处理对Al掺杂TiO2光催化活性的影响。结果表明：掺杂Al能有效抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变。酸化处理因能增大Al掺杂TiO2的比表面积而使其光催化活性提高。Al／Ti掺杂比为1：4的样品在酸化处理后具有的光催化活性最高,60min后对甲基橙的降解达到100％。