水热法制备Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料及其光催化性能研究

以Zn （CH3 COO）2·2H2O、AgNO3、Fe（NO3）3·9H2O为原料,NaOH为沉淀剂,H2O为溶剂,C2H5 OH为还原剂,柠檬酸为表面活性剂,采用水热法制备出Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料.采用XRD、SEM、TEM、SAED等测试手段对制备产物的物相结构、微观形貌等进行表征,以甲基橙为目标降解物研究了制备产物的光催化性能.结果表明,Ag以单质的形式存在于ZnO表面,Fe掺杂到ZnO晶格中.Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料在模拟日光下具有较高的光催化性能,在800 W氙灯照射下降解甲基橙150 min,甲基橙的降解率可达到99.4％％,较Ag/ZnO提高了7.8％,较ZnO提高了38.2％.     

ZnO基光催化材料的制备及其光催化性能研究

ZnO作为一种使用普遍的光催化剂,它的化学性质稳定、廉价易得、无毒。首先以Zn(Ac)_2和(CH_3)_4NOH为原料,通过溶胶-凝胶法制备ZnO干胶,以苯酚溶液模拟有机废水,详细研究了原料不同摩尔比、不同煅烧温度、不同煅烧时间下所合成的ZnO材料及ZnO不同投入量催化降解苯酚的性能。之后以AgNO_3为掺杂剂,在上述最佳合成条件下,采用超声-旋蒸法合成了一系列Ag掺杂量不同的Ag-ZnO光催化剂,并详细研究了不同Ag掺杂量、不同热处理温度和时间及Ag-ZnO的不同投入量对苯酚溶液的光催化降解率。XRD测试结果表明,上述条件下所得ZnO和Ag-ZnO材料结晶度高、无杂质,与标准图谱一致; UV-vis数据表明掺杂Ag后提高了ZnO的吸收范围。催化降解苯酚结果表明,当Zn(Ac)_2和(CH_3)_4NOH原料配比为1∶2、煅烧温度为500℃、煅烧时间为2h所得ZnO材料投入量为0.10g/100mL苯酚、紫外灯光灯照射3h时,苯酚的降解率为62.8%;当Ag的掺杂量为3%时,在上述条件下所得的Ag-ZnO材料对苯酚的降解率为79.5%,银掺杂后所得的光催化材料明显提高了苯酚的降解率。     

Ce~(4+)掺杂ZnO纳米材料的制备及其光催化性能研究

采用水热法通过构建具有MOFs结构的Ce~(4+)掺杂沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8前驱体,再高温热解制备了Ce/ZnO光催化纳米材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)、比表面积测定(BET)对样品结构进行表征.以罗丹明B(RhB)染料为目标降解物,考察了不同的Ce掺杂量及煅烧温度对Ce/ZnO的结构形貌和光催化性能的影响.实验结果表明,适量Ce掺杂后,Ce/ZnO粒径均一性与分散性更好,且颗粒更小,比表面积增大,可显著提高其光催化活性和光催化稳定性,煅烧温度过高会出现烧结现象促使光催化性能降低. Ce掺杂量为2%(质量分数),煅烧温度为600℃条件下制得的Ce/ZnO光催化性能最佳,对RhB光照降解1 h后降解率超过99%,4次循环催化后降解率仍达97.89%.     

可见光响应的Ag3VO4/TiO2制备及其催化活性的研究

采用微波辅助溶胶-凝胶方法制备了对可见光响应的Ag₃VO₄/TiO₂纳米光催化剂,并对制备的样品进行XRD、UV-Vis DRS、N₂吸附-脱附、SEM等表征。结果表明,Ag₃VO₄掺杂量的不同,对光催化降解效果有不同的影响。Ag₃VO₄掺杂量为1 %时,Ag₃VO₄/TiO₂复合光催化剂具有较强的催化性能,而随着Ag₃VO₄掺杂量的增加,催化剂的活性逐渐降低。用500 ℃煅烧的掺杂量为1 %的Ag₃VO₄/TiO₂复合光催化剂降解罗丹明B,4 h后降解率可以达到80 %。     

钛掺杂BiFeO3光催化剂的制备及其催化性能

用溶胶-凝胶法制备钛(Ti)掺杂BiFeO₃纳米颗粒(Ti-BiFeO₃), 研究不同煅烧温度对Ti掺杂BiFeO₃结构调控及光催化性能的影响, 用X射线衍射（XRD）、 扫描电子显微镜（SEM）、 能谱分析（EDS）、 紫外-可见（UV-Vis)光谱技术对颗粒的相结构、 形貌、 原子比例、 光催化性能等进行测试及分析, 并以罗丹明-B为目标降解物, 对Ti掺杂BiFeO3光催化性能进行研究. 结果表明: Ti掺杂BiFeO₃样品在不同煅烧温度均出现Bi₂Fe₄O₉相; 煅烧温度可对Bi₂Fe₄O₉的含量进行调控, 在650 ℃煅烧样品中含有适量的Bi₂Fe₄O₉相, 能有效提高Ti掺杂BiFeO₃的光催化活性, 且具有较高的降解活性, 60 min内降解效率达85%.     

ZnO纳米复合材料的高分子网络凝胶法合成与光催化性能研究

采用简易的高分子网络凝胶法首先制备了微量Ag掺杂的ZnO,进而分别复合CuO、Mn₂O₃和Ag,得到了Zn(Ag)O-CuO、Zn(Ag)O-Mn₂O₃和Zn(Ag)O-Ag纳米复合材料.X射线衍射(XRD)测试表明氧化物或Ag的复合使ZnO的结晶性变差;扫描电镜(SEM)观察到氧化物(CuO、Mn₂O₃)的复合使ZnO颗粒尺寸变大,而Ag的复合则使颗粒变小且更均匀;X射线光电子能谱(XPS)揭示氧化物(CuO、Mn₂O₃)的复合引入更多的氧空位缺陷,而Ag的复合则晶格氧更多;表面光电压(SPV)光谱证实Zn(Ag)O-Ag比Zn(Ag)O-CuO、Zn(Ag)O-Mn₂O₃的光生载流子分离能力更强.在模拟太阳光照射下,Zn(Ag)O-Ag对亚甲基蓝降光催化解速率最高,归因于较小的颗粒尺寸与良好ZnO-Ag异质结的形成.虽然CuO和Mn₂O     

纳米ZnO的温和液相法制备及其光催化性能

以ZnCl₂作为锌源,采用液相法制备了由粒径约17 nm的氧化锌粒子组合而成的花状六方纤锌矿晶体结构的氧空位缺陷型ZnO纳米材料,对制备的ZnO纳米材料的结构、形貌和成分进行了表征,计算了其禁带宽度,并通过光催化降解亚甲基蓝研究了其光催化性能.结果表明：氧空位缺陷型ZnO纳米材料具有很好的结晶度和形貌,且禁带宽度为3.17 eV,低于普通ZnO的禁带宽度.当光催化降解亚甲基蓝溶液0.5、2.5 h时,降解率分别为20%和80%,降解速度是普通Ag纳米颗粒掺杂氧化锌的4倍,表明制备的氧空位缺陷型ZnO纳米材料具有优异的光催化性能.     

TiO2纳米纤维的制备及其对刚果红的光催化降解性能

以TiO₂粉体为前驱体,用水热法制备了TiO₂纳米纤维,用扫描电镜、x-衍射和红外光谱对产物进行了表征,考查了合成产物对刚果红溶液的光催化降解性能.结果表明：合成产物属锐钛矿相TiO₂,产物结晶完好;TiO₂粉体和纤维对刚果红水溶液的降解率分别为89.1%和97.4%.     

太阳光活性的Ce/ZnO复合材料的制备及其表征

以竹纤维为模板,Zn(OAc)_2·2H_2O和Ce(NO_3)_3·6H_2O为原料,采用模板法制备了一系列不同Ce掺杂量的Ce/ZnO复合材料.通过SEM、TG、FT-IR、XRD等方法对该复合材料的形貌和结构进行了表征.采取太阳光光照,以罗丹明B(Rhodamine B)的脱色降解率为指示模型,考察了浸泡时间和Ce掺杂量对该催化剂催化活性的影响.实验结果表明:浸泡3 h获得的前驱体在600℃下煅烧2 h制备的含Ce质量分数为1.0%的Ce/ZnO复合材料催化性能最佳,太阳光照射390 min时Rhodamine B降解率为92.61%.     

溶胶-凝胶法制备铁酸钇/氧化锌及声催化性能

溶胶-凝胶法制备YFeO_3/ZnO纳米粒子,并对样品进行了X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,研究了其对次甲基蓝溶液的声催化降解性能.此外,还研究了煅烧时间、煅烧温度,超声照射时间,染料初始浓度和催化剂的用量对次甲基蓝的降解率的影响.结果表明,当煅烧温度为500℃,煅烧时间为60 min,超声照射时间为180min,催化剂质量浓度为1.0g·L^(-1),次甲基蓝溶液的浓度为10mg·L-1时,YFeO_3/ZnO对次甲基蓝的降解率达到73.67%,加入YFeO_3能够大大提高ZnO的声催化效率.     

掺杂铕氧化铋光催化剂的制备及其可见光的光催化性能

通过在Bi2O3中掺杂稀土元素Eu, 以甲基橙为目标污染物, 考察稀土掺杂比、 离子液体浓度、 灼烧温度、 灼烧时间和催化剂投加量对光催化效
果的影响, 并利用X射线衍射(XRD)和紫外 可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)研究样品结构. 结果表明: 最佳制备条件为n(Eu)∶n(Bi)=0.25, 离子液体浓度为0.002 5 mol/L, 灼烧温度为400 ℃, 灼烧时间为5 h, 最佳投加量为5.0 g/L; 在最佳制备条件下制得的光催化剂在可见光光源下对甲基橙的降解率为92.57%, 远高于未掺杂Eu光催化剂的降解率(29.26%); 制备的催化剂为四方晶系, 吸收边带红移约120 nm, 禁带宽度由2.86 eV变为2.37 eV. 即掺杂Eu可扩展光的响应范围, 提高Bi₂O₃的光催化活性.     

Ag~+/ZnO纳米晶光催化降解苯酚溶液的研究

利用AFM ,XRD ,UV Vis等手段对Ag+ /ZnO掺杂体系的形貌、平均粒径、吸收光谱进行表征 .研究了苯酚的初始浓度对光催化的影响 .探讨了在紫外光和太阳光下对 4 0mg/L苯酚溶液的光催化降解性能 ,结果表明掺杂后能有效利用太阳能进行光催化降解 ,当Ag+ 掺杂摩尔含量为 2 .0 0 %时 ,反应常数Ksunlight/KUV=1 .78,与掺杂前相比Ksunlight和KUV分别提高 1 5倍和 1 1 .4倍     

蒲公英状氧化锌的合成及光催化性能研究

以六水合硝酸锌和脲为原料,经水浴加热,高温煅烧,获得具有蒲公英状的氧化锌.通过X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和BET对氧化锌的结构和形貌进行了表征,以及采用紫外漫反射仪对氧化锌的紫外吸收进行了测定,并研究了所制备的氧化锌对溶液中罗丹明B的光催化降解性能.实验结果表明:制备的氧化锌具有分级结构,对罗丹明B具有较好的光催化性能,光照反应1h,对罗丹明B(1.0×10-5 mol/L)的降解率达98.97%.     

膨润土负载N/Ag共掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化降解性能

采用溶胶-凝胶的方法,以硝酸银、钛酸四丁酯和尿素为主要实验原料,制备了膨润土负载N/Ag共掺杂半导体TiO2光催化剂.通过X射线衍射仪XRD、X射线光电子能谱XPS、扫描电镜SEM、透射电子显微镜TEM及能量弥散X射线谱图EDS对样品的晶相、掺杂成分进行测试和表征,并在可见光下进行亚甲基蓝溶液的降解实验.结果表明,氮元素以化学键形式存在TiO_2晶格中,Ag元素则以纳米粒子单分散状态存在,催化剂的比表面积达到49.3m~2/g,在用量为2.0g/L、光照时间为50min、400℃焙烧所得催化剂对15mg/L亚甲基蓝的降解效果最好,降解率可达到99.2%.     

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%。     

羟基磷灰石负载磷酸银光催化降解染料的研究

采用溶液离子交换法成功制备了羟基磷灰石负载的Ag3PO4复合光催化剂 (Ag3PO4/HA). 对XRD、TEM 对制备出的催化剂进行表征,研究了有光和无光条件下对亚甲基蓝的降解性能,结果表明,Ag3PO4/HA降解性能良好,对银离子的利用效率较纯Ag3PO4高, Ag3PO4/HA的投加剂量,银负载量以及亚甲基蓝溶液的质量浓度对光催化降解效果有很大的影响.     

Nd掺杂对ZnO带隙及染料敏化太阳能电池光电性能的影响

利用溶液法制备Nd掺杂ZnO,并通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光电流密度-光电压曲线研究Nd掺杂对ZnO带隙及染料敏化太阳能电池光电性能的影响.结果表明:Nd原子取代Zn原子掺杂到ZnO晶格中;Nd掺杂使ZnO带隙窄化,导致其UV-Vis谱吸收带边红移,且随着掺杂摩尔分数的增加,红移和窄化程度增大;掺杂Nd可提高电池的光电流及光电转换效率,当掺杂Nd的摩尔分数分别为0.5%,1.0%,1.5%时,其光电流密度分别为9.51,13.01,10.79mA/cm2,光电转换效率分别为2.28%,2.84%,2.48%.     

Ag3PO4/ZnO复合物的制备及其降解甲基橙的研究

采用银氨辅助法合成了Ag_3PO_4,超声波分散法制备Ag_3PO_4/ZnO复合物,利用X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征.在超声照射下,讨论了煅烧温度、煅烧时间、照射时间和染料浓度等对甲基橙降解率的影响.结果表明:Ag_3PO_4/ZnO在煅烧温度为450°C,煅烧时间为60min,超声照射180min时,甲基橙降解率可达85.36%,高于纯ZnO时的降解率.     

ZnO纳米线与硫掺杂TiO2微/纳复合材料的制备及其光催化活性

采用水热法制备了ZnO纳米线与硫掺杂TiO2（ZnO/S-TiO2）微/纳复合光催化剂,通过SEM、XRD、XPS对复合光催化剂进行表征,探讨了硫掺杂量和煅烧温度对该复合催化剂光催化性能的影响。结果表明,ZnO微米线表面形成了粒径较为均一的纳米S-TiO2颗粒,硫掺杂TiO2中形成了Ti-O-S键;当硫掺杂量为0.8mol%并经500℃高温煅烧的复合光催化剂对菲的降解呈现出最好的光催化活性。