氧化锌/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

印染废水具有色度深、毒性大和可生化性差等特点,在被排放到自然水体之前,对其进行有效的脱色和矿化处理是非常必要的.效率高、环境友好的半导体光催化技术被认为是一种治理环境污染的有效方式,而该技术的核心在于高效催化剂的设计.氧化锌(ZnO)是一种常用的半导体催化剂,但目前报道的ZnO存在比表面积小、催化效率欠佳等问题.通过水热法设计合成了ZnO/石墨烯(graphene)复合催化剂.石墨烯的引入有效促进了半导体光生电子的迁移和光生载流子的分离,使复合材料表现出增强的催化活性.此外,石墨烯作为吸附剂富集有机污染物分子,提高了光催化反应过程中的传质效率.在100 min的反应时间内,ZnO/Graphene复合物样品对于亚甲基蓝(methylene blue,MB)溶液的脱色率高达89.2%,优于纯相ZnO的59.0%.     

棒状氧化锌的制备及其光催化性能

以乙酸锌为锌源,水和乙二醇的混合溶液为溶剂,添加乙醇胺,采用溶剂热法制备了ZnO粉体,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶体结构、形貌进行了表征,并以有机染料甲基橙溶液为目标降解物,考察了ZnO粉体的光催化性能,优化了其催化降解甲基橙的工艺条件.结果表明:制备出的ZnO为棒状六方系纤锌矿结构;在其用量为1.5g·L~(-1),甲基橙浓度为10 mg·L~(-1),紫外光照射40 min时,甲基橙的降解率达到99.8%,所制产品具有良好的催化性能.     

纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究

文章采用直接沉淀法,以ZnSO4 和Na2CO3为原料在不同的焙烧温度下制备了纳米ZnO粉体;采用X-射线粉末衍射、透射电镜等手段对样品进行了表征;以纳米ZnO作为光催化剂,分别利用300 W高压汞灯和太阳光为光源对甲基橙溶液进行光催化实验.实验结果表明,以310 ℃焙烧温度制备的纳米ZnO具有较好的光催化性能,在太阳光下的最佳投加量为1.5 g/L.     

SiCp/Al复合材料超疏水功能表面的性能及制备

为提高SiCp/Al复合材料的服役性能,本研究采用紫外激光刻蚀与盐酸溶液腐蚀相结合的方法,在SiCp/Al复合材料试样表面构建二级微结构,经低表面能处理后制备出超疏水功能表面.采用超景深三维显微系统、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、能量色散X射线能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)、接触角仪等设备,以及电化学试验、温度循环试验、摩擦试验等方法,研究了所制备的SiCp/Al复合材料超疏水功能表面的微观形貌、组成成分、疏水性、耐腐蚀性、温度稳定性以及耐磨性.试验结果表明:所制备的试样具备良好的超疏水性能,10 μm粒径试样表面的接触角达到了163.8°,且滚动角小于1°.与未处理试样相比,所制备试样的表面具有良好的耐腐蚀性、防污性和温度稳定性,以及一定的耐磨性能.同时,SiC颗粒的粒径越大,激光刻蚀难度越大,所制备试样表面的耐腐蚀性能越好.SiC颗粒粒径对所制备试样表面的防污性、温度稳定性和耐磨性能的影响较小.     

超疏水涂膜的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法,以KH550(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)开环改性的双酚A型环氧树脂为原料合成环氧树脂溶胶颗粒,利用含氢硅油(PMHS)对其表面进行疏水改性,通过涂覆的方式在基底表面成功制备超疏水涂膜。研究了含氢硅油、氨水、反应时间对涂膜疏水性能的影响,确定了制备涂膜的最佳工艺条件,探讨了涂膜在热处理和酸碱条件下疏水性能变化规律。结果表明:当PMHS用量为1 mL、氨水用量为8 mL、反应时间为6 h时,所制备的涂膜疏水性能最佳,接触角为156°;热处理温度达到300℃后,涂膜仍具有良好的疏水性能,其接触角为147.6°;强酸、强碱和NaCl溶液中涂膜也能够保持长时间的超疏水性能;形貌分析观察到涂膜具有微纳米双层结构。     

超疏水/超亲油膜的制备及其油水分离性能

以金属铜丝网为基体,利用表面控制氧化法制备了新型超疏水/超亲油膜。首先用过硫酸钾和氢氧化钾溶液浸泡铜网制备氧化铜膜,然后用正十二硫醇和十四酸对其改性。结果表明,加入十四酸可改善膜表面微结构的尺寸和致密性,所制得膜的疏水性优于仅用正十二硫醇进行改性的膜;当十四酸的浓度为1mol/L时,所制备膜的疏水性最好,水在膜上面的接触角可达158.°。将所制备的膜用于油-水混合液的分离,起始含油量3g/L,当油相以半乳化状态存在于混合液中时,分离后水中含油量小于0.3g/L;当油相以完全乳化状态存在于混合液中时,分离后水样中含油量约为0.8g/L。     

试分析纳米氧化锌的制备及其光催化性能

纳米氧化锌是一种面向21世纪的半导体材料,在陶瓷、化工医药、生物等领域得到了广泛的使用。近年来,纳米氧化锌不断得到重视,对于纳米氧化锌的研究也逐渐增多,并且在试验中制备了不同结构的氧化锌材料,并研究了纳米氧化锌的性能。纳米氧化锌的重要作用使得对于纳米氧化锌的研究具有了非常重要的现实意义。本文将主要分析纳米氧化锌的特性、性质、应用和制备办法,以及它的光催化性能。     

一种氧化铁/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

采用水热法制备Fe₂O₃+RGO-2复合材料,借助X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)等分析手段,对样品的微观样貌组成进行表征,并利用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学测试评价其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明：Fe₂O₃+RGO-2复合材料颗粒分散,尺寸均一,在KOH电解液中存在赝电容效应,电化学阻抗小,成型密度高。当扫描速率在5 mV/s时,其比容量可以达256.11 F/g,经500 th次的恒流充放电之后,材料的比电容保持率高。研究结果有助于推动金属氧化物材料在电极材料上的应用,并对氧化铁/石墨烯复合材料的研究具有借鉴意义。     

Ag_2O/FACs复合材料的制备及其光催化性能

以经过酸化刻蚀改性的粉煤灰漂珠(FACs)为催化剂载体制备Ag_2O/FACs复合材料。借助SEM、XRD、FTIR、BET等对相关样品的物相结构及微观形貌进行表征,并通过亚甲基蓝(MB)溶液的光降解实验评价了所制复合材料的光催化性能。结果表明,尽管FACs改性前后的结构及化学组成差别不大,但酸化刻蚀处理能有效提高FACs的吸附性能;Ag_2O/FACs复合材料在近红外光条件下对亚甲基蓝溶液的降解率可达97.5%,并具有较高的催化稳定性;Ag_2O光生空穴在降解反应中起到重要作用。     

ZnTe/ZnO类球状复合材料的制备及其光催化性能

以亚碲酸钠,氧化锌为前驱体,采用溶剂热法合成了ZnTe/ZnO类球状复合材料,通过控制合成ZnTe颗粒的量来研究复合样的光催化性能.XRD确定合成样品为ZnTe/ZnO复合材料,SEM表征样品形貌为类球状复合物,UV-Vis测试样品光学特性,PL和EIS测试解释复合样光催化增强的原因,实验结果验证了在紫外光照射下光催化性能复合样优于纯相,而且以ZnO和Na_2TeO_3物质的量比为1∶0.4时合成的ZnTe/ZnO类球状复合样表现出最佳光催化活性,40min降解亚甲基蓝达到91%.     

具有自清洁性质铜网的制备与表征

采用简单的化学镀方法在铜网表面镀上了一层谷穗状的微-纳米银涂层,然后通过硬脂酸改性得到了具有自清洁性能的超疏水铜网.采用X射线粉末衍射(XRD)和能量色散X射线光谱仪(EDX)分析镀层的化学成分,扫描电子显微镜(SEM)观测铜网的表面形貌,接触角测量仪(OCA)测量铜网的水接触角.研究了镀膜时间对铜网表面形貌和水接触角的影响,通过参数优化成功制得了水接触角为154.5°,滚动角为3°的超疏水铜网,并对该铜网的自清洁性能进行了测试.     

Bi2Fe4O9的制备及光催化性能研究

用Bi(NO3)3.5H2O和Fe(NO3)3.9H2O为基本原料,采用共沉淀法合成了Bi2Fe4O9粉体,用XRD和SEM测试了不同制备条件下得到的Bi2Fe4O9粉体的晶体结构和形貌,XRD结果表明在650℃～750℃直接煅烧2h可得到纯相Bi2Fe4O9粉体,SEM结果表明随着灼烧温度的提高,晶粒的尺寸增加,750℃时晶粒呈片状,UV-Vis分析表明,Bi2Fe4O9在可见光区域有较强的吸收,光催化性能表明,Bi2Fe4O9粉体对甲基橙降解效果较好。     

蒸汽相水解法制备磁性光催化剂Fe_3O_4/SiO_2/TiO_2及其光催化性能

采用蒸汽相水解法,以Fe3O4纳米磁性颗粒为磁核,在其表面包覆一层SiO2来阻止光腐蚀,然后将锐钛矿相纳米氧化钛沉积在Fe3O4/SiO2颗粒表面,从而制得核壳结构的Fe3O4/SiO2/TiO2磁性复合光催化材料。用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)、探针式震动磁强计等手段对所制备的产物的结构、形貌、磁强度性能进行表征。以300W汞灯为光源,用亚甲基蓝和酸性红模拟污水中的有机染料来评价复合光催化剂的性能。结果表明,磁性纳米微球中TiO2的含量越大,其光催化性能越好,含TiO2质量分数50%的F3O4/SiO2/TiO2磁性纳米微球可在180min内降解亚甲基蓝模拟染料废水,降解率达99%,在80min内降解酸性模拟染料废水,降解率达98%。     

二氧化钛／活性炭复合材料的制备及光催化降解性能

研究对比三种锐钛矿二氧化钛溶胶的常温制备方法,选用溶胶凝胶法以四氯化钛和氨水为原料制得二氧化钛溶胶。浸渍处理表面经过氧化处理的活性炭。利用X射线衍射表征合成二氧化钛的晶相,扫描电镜观测了活性炭负载二氧化钛前后表面形貌变化,利用红外光谱（FT—IR）进行了结构表征,进行了对甲基橙的光催化降解实验。研究结果表明,氧化处理后活性炭表面形貌和光学活性发生了显著变化,氧化处理后活性炭表面负载二氧化钛膜变得较完整。复合材料与无负载、简单氧化处理的活性炭相比,显示了更高的对甲基橙的光降解能力。     

Bi2O3/Bi2WO6复合物的制备及其光催化活性

以Na2WO4·2H2O和Bi（NO3）3·5H2O为原料,采用机械球磨和煅烧两步法制备Bi2O3/Bi2WO6复合物。通过XRD和DRS对产物进行表征,研究制备条件（如球磨时间、煅烧时间）对复合物组成结构的影响。在可见光的照射下,以Bi2O3/Bi2WO6催化剂光催化降解罗丹明B溶液,结果表明,光照2 h后Bi2O3/Bi2WO6对罗丹明B的降解率达到98%。     

LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料对盐酸四环素的光催化性能研究

采用液相还原法在制备Cu2O的前驱体中加入LDH/Fe3O4制备出LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料,将其对盐酸四环素废水进行光催化降解,研究了催化剂的投加量、光照强度、pH值和共存离子对LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料光催化性能的影响,分析了光催化过程中起主要作用的活性基团.结果表明,制备出的LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料具有较好的光催化性能,与单纯Cu2O相比,复合材料能够提高光催化降解的速率和效果.光催化降解盐酸四环素的最佳条件：催化剂的投加量为0.1 g·L－1、光照强度为500 W、pH值为10,对50 mg·L－1盐酸四环素的降解效率达到95.2%.溶液中存在阴离子Cl－和HCO时会降低光催化效率,自由基抑制实验证实光催化过程中·O起主要作用.     

Cu_2O/多壁碳纳米管的制备及光催化性质

以五水硫酸铜、葡萄糖为原料,多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,在70℃水浴条件下制备出了Cu2O/MWCNTs微纳米粉体.通过对亚甲基蓝染料(MB,C16H18N3S·Cl·3H2O)的降解,研究了Cu2O/MWCNTs光催化降解染料的能力;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了Cu2O/MWCNTs的表面形貌结构;采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了纯化前后MWCNTs的组成;采用XRD,EDX和XPS对Cu2O/MWCNTs的晶型及成分进行了分析.结果表明:制备出的Cu2O/MWCNTs复合物形貌稳定,对染料具有很好的光催化效果.     

Fe3O4/Bi2O3复合粒子的制备及其可见光催化性能

首先通过共沉淀法制备Fe3O4磁粒子,然后采用水热法制备Fe3O4/Bi2O3复合粒子,并利用X-射线衍射、X-光电子能谱、扫描电子显微镜等进行表征。结果表明,复合粒子由Fe3O4和Bi2O3组成,形貌呈球形,具有三维多级结构。在可见光照射下,所制备的复合粒子对罗丹明B的降解率达95.2%。降解完成后,在外界磁场的作用下,Fe3O4/Bi2O3很快从体系中分离,可进行重复利用,实现循环催化。实验发现,Fe3O4/Bi2O3经5次循环催化后,对罗丹明B的降解率仍达93%以上。     

C3N4/ZnO/Fe2O3复合光催化剂的制备及性能

以二氰二胺、巴比妥酸、Fe(NO3)3·9H2O和Zn(NO3)2·6H2O为原料,用水作溶剂,采用焙烧的方法合成了C3N4/ZnO/Fe2O3复合光催化剂;通过光致发光光谱对其进行了表征.用对苯二甲酸作为探针分子,结合荧光技术研究了C3N4/ZnO/Fe2O3复合光催化剂表面的羟基自由基形成.以甲基橙为光催化反应的模型化合物,评价了C3N4/ZnO/Fe2O3复合光催化剂的紫外光催化活性.结果表明:C3N4与ZnO/Fe2O3质量比率对C3N4/ZnO/Fe2O3复合光催化剂的光催化活性有重要的影响;当C3N4,ZnO和Fe2O3质量比率为10∶1.2∶12.9时所制得的C3N4/ZnO/Fe2O3复合催化剂的紫外光催化活性最好.羟基自由基生成速率的变化趋势与C3N4/ZnO/Fe2O3复合催化剂的光催化活性的变化趋势相吻合.C3N4/ZnO/Fe2O3复合光催化剂的光致发光光谱强度与它的光催化活性之间也有良好的对应关系.