g-C_3N_4-ZnO复合物的简易制备及其紫外光催化活性

通过简易的高温煅烧法制备出g-C_3N_4-ZnO复合物。通过HRTEM,FESEM等技术对复合物的形貌结构进行表征;通过XRD,FTIR,XPS等手段对复合物的化学价态、组分以及相互关系进行分析。催化实验表明,gC_3N_4-ZnO复合物在紫外光照射下,对罗丹明B(RhB)具有很强的催化活性。经过与g-C_3N_4复合,ZnO的光催化活性提高了2.73倍。而且,g-C_3N_4-ZnO复合物的光催化活性还具有良好的稳定性。实验证明,经过5次循环使用,g-C_3N_4-ZnO复合物的催化活性没有明显降低。     

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%.     

La-Ce共掺杂制备La3+-Ce3+/ZnO及其对亚甲基蓝的光催化降解

采用溶胶凝胶法制备了La-Ce共掺杂的La3+-Ce3+/ZnO光催化剂,同时用同种方法制备了ZnO、La3+/ZnO和Ce3+/ZnO以作对比.通过X射线衍射仪、透射电镜、紫外可见分光光度计,比表面及孔隙度分析仪等对制备的光催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为模型污染物对所制备的光催化剂的光催化特性进行了评价.结果表明,所制备的La3+-Ce3+/ZnO光催化剂基本呈长方柱状,尺寸平均为57.3 nm,La-Ce共掺杂提高了ZnO的结晶度,促进了晶粒的长大.根据光催化实验结果,La-Ce共掺杂能够显著提高ZnO的光催化活性.在光催化降解500 mL的10 mg.L 1亚甲基蓝实验中,La3+-Ce3+/ZnO光催化剂对亚甲基蓝的降解率达93.7%,比纯ZnO、La3+-ZnO和Ce3+-ZnO分别提高了21.4%、19.2%和9.3%.     

模拟太阳光照射下Fe掺杂与Ag复合ZnO纳米材料的光催化性能研究

利用高分子网络凝胶法制备了Fe掺杂与Ag复合的ZnO纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光电子能谱(XPS)研究分析了样品的微结构和形貌与成分变化,采用光致发光(PL)和紫外-可见吸收谱(UV-vis)对样品的光学性质进行表征.在模拟太阳光照射下,以亚甲基蓝为光催化反应模型化合物,考察了掺杂对光催化活性的影响.无论是单复合Ag还是Fe掺杂后再Ag复合,光催化性能都优于ZnO.特别是同时进行Fe掺杂与Ag复合的ZnO,其光催化性能显著提高.结合微结构表征和光学测试,对ZnO及掺杂ZnO的光催化机理进行了讨论.     

MoS2@ZnO异质结纳米材料的制备及光催化性能

本论文通过超声法制备了形貌均一的MoS2@ZnO异质结光催化材料. 采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光致发光光谱（PL）、光电流密度测试等方法对样品的形貌和结构进行表征. 扫描电镜结果表明,MoS2@ZnO异质结复合材料是由直径约50～100 nm的ZnO纳米球包裹MoS2纳米片组成的. 光致发光光谱（PL）、光电流密度测试结果表明,MoS2(1.0%)@ZnO异质结能更有效地分离光生电子和空穴对,使得它们的复合机率降低,提高其光催化效率. 以初始质量浓度为15 mg/L的亚甲基蓝(MB)为模拟废水,研究纯ZnO纳米球和MoS2纳米片质量分数为0.5%、1.0%和2.0%的MoS2@ZnO异质结复合材料在250 W Xe灯下的光催化活性,研究结果表明 MoS2(1.0%)@ZnO 异质结材料对亚甲基蓝的光催化降解效率相比纯ZnO纳米球提高了15.2%. 并且经3次循环实验后,MoS2(1.0%)@ZnO异质结材料的光催化性基本不受影响,说明了MoS2(1.0%)@ZnO 异质结光催化材料的稳定性.     

核壳结构氧化锌/石墨烯的光催化性能及机理研究

采用一步法制备了还原氧化石墨烯(RGO)包覆ZnO纳米颗粒(NPs)的准核壳结构ZnO@RGO光催化复合材料.光催化实验表明,石墨烯的包覆使得ZnO@RGO对有机染料亚甲基蓝(MB)的光催化效率较ZnO NPs提高了10倍左右.透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表明,ZnO@RGO是由纤锌矿ZnO和石墨烯组成,且石墨烯包覆了颗粒尺寸约为6nm的ZnO.X射线光电子能谱(XPS)和拉曼谱(Raman)表明,石墨烯在ZnO中引入了应力及氧空位(VO).光致发光谱(PL)进一步表明,与ZnO纳米晶相比,ZnO@RGO的带间发射强度降低了约80%,并且出现了对应于VO的绿光发射峰.最后,根据上述实验结果提出了ZnO@RGO光催化活性增强的机理:石墨烯纳米片和界面应力作用所产生的氧空位对光生电子的高效协同俘获作用是导致ZnO@RGO具有高效光催化活性的内在原因.     

MoS2/Ag3PO4复合材料的制备及其光催化降解亚甲基蓝

采用一步水热法制备MoS_2,将合成的花状MoS_2纳米片通过化学沉淀法对Ag_3PO_4进行修饰,改变MoS_2的量,制备出5组不同质量百分比的MoS_2/Ag_3PO_4(5.0%,7.5%,10.0%,12.5%,15.0%)复合物.通过XRD、SEM、EDS对样品的物相结构、形貌及元素组成分析表征.再由紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)进一步研究MoS_2的修饰对Ag_3PO_4光催化性质的影响.通过光催化降解亚甲基蓝实验,测试不同比例的MoS_2/Ag_3PO_4复合物作为光催化剂的活性.结果表明:10.0%质量百分比的MoS_2/Ag_3PO_4光催化活性最好,对亚甲基蓝的降解率在5 min内就已达到100%.具有层状结构的MoS_2可以作为很好的电子接受体,Ag_3PO_4导带上的电子会不断地转移到层状的MoS_2上,有效阻止Ag_3PO_4上的电子与空穴复合,从而使Ag_3PO_4的光催化性质提高和稳定性改善.循环实验显示,MoS_2/Ag_3PO_4复合光催化剂使用3次后依然可以达到85%的降解率.     

ZnO/4A沸石复合物的制备及其光催化性能研究

制备了ZnO/4A沸石复合物光催化剂,并且采用了X-射线衍射仪、扫描电镜等手段进行了表征。研究表明在4A沸石表面生成了纳米ZnO颗粒,形成稳定的ZnO/4A沸石复合物。在紫外光照下选用甲基橙作为研究对象,研究了ZnO/4A沸石复合物的光催化性能,结果表明:随着ZnO纳米颗粒负载量的增大,光催化活性先提高,然后有所下降。当ZnO与4A沸石的质量比为0.5时,所制备的ZnO/沸石复合物具有较好的光催化性能。     

ZnO/g-C_3N_4复合材料的制备及其光催化性能研究

采用一步法成功制备了氧化锌/石墨相氮化碳(ZnO/g-C_3N_4)复合光催化材料,通过XRD,SEM,TEM,FT-IR和UV-vis DRS对所得样品的微观形貌和吸光特性进行了表征.结果表明,ZnO颗粒均匀分布在片状g-C_3N_4表面上,ZnO/g-C_3N_4最大光吸收边的位置相对于纯相ZnO发生了明显的红移.利用光催化降解甲基橙溶液评估了所得样品的光催化活性,发现ZnO/g-C_3N_4复合材料的光催化效率远高于纯相ZnO和纯相g-C_3N_4,分别达到ZnO的14倍和g-C_3N_4的9倍.复合材料光催化性能得以提升的主要原因有两点:复合样品材料具有比纯相ZnO更大的光吸收范围,提高了太阳光的利用率;ZnO纳米颗粒与g-C_3N_4紧密耦合形成的异质结构有效促进了光生电子-空穴对的分离.     

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.     

可见光催化剂Ag_3VO_4的制备、表征及其光催化性能的研究

通过化学沉淀的方法来制备光催化剂Ag3VO4,用紫外-可见光谱、X射线衍射和荧光光谱对其进行表征.通过光催化还原Cr6+和光催化氧化甲基橙的效率来评价该催化剂的活性.实验研究了不同的制备条件对Ag3VO4催化活性的影响.实验结果表明,在可见光下,在过量银条件下制备的Ag3VO4有较好的光催化氧化活性和光催化还原活性,且其紫外-可见吸收光谱有较大程度的红移,提高了对光的利用率.实验同时还研究了在过量银条件下制备出的Ag3VO4的稳定性和循环次数.同时对影响Ag3VO4的光催化活性的机理还进行了探讨.     

新型萘酰亚胺功能化卟啉/纳米氧化锌复合材料光催化降解甲基橙研究

利用新合成的新型萘酰亚胺功能化的卟啉及其金属配合物敏化低温水热法制备的氧化锌（ZnO）纳米棒,制备了卟啉敏化ZnO的复合样品,利用SEM、XRD、FT-IR、UV-vis吸收光谱对复合材料的结构和形貌进行了表征.在汞灯照射下,利用该卟啉/ZnO复合样品进行了光催化降解甲基橙研究.实验结果表明,与未复合的ZnO相比,用自由基卟啉1、锌卟啉1a和铜卟啉1b敏化的复合样品的光催化活性得到显著提高,其中自由基卟啉1的复合材料表现出了最佳的催化效果.而锰卟啉1c、铁卟啉1d钴卟啉1e敏化样品的催化活性相比纯ZnO有了不同程度的下降.     

络合剂对ZnO薄膜的结构及其光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶技术,以醋酸锌为前驱体,分别以乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺为络合剂,在玻璃载玻片上制备了ZnO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和X射线光电子能谱(XPS)等技术研究了以不同络合剂制备的ZnO薄膜的结构、表面形貌和光吸收性能以及表面化学态。以浸渍在ZnO薄膜表面的亚甲基兰为目标降解物评价薄膜的光催化活性。结果表明,乙醇胺为络合剂制备的ZnO薄膜具有良好的c轴择优取向,主要是由较小的晶粒扩散距离所致;以二乙醇胺为络合剂制备的ZnO薄膜显示较高的光催化活性,可能是由相对较好的光吸收性能以及较多的氧缺陷所致。     

Influence of deposition time on the morphology and optical properties of SiO<Subscript>2</Subscript>-ZnO composite photonic crystals

SiO2 photonic crystal were successfully prepared by vertical deposition and then used as a template to fabricate SiO2-ZnO composite photonic crystals on ITO substrates by electrodeposition and subsequent calcination. A number of different deposition times were used. The morphologies of the silica opals and SiO2-ZnO composite photonic crystals were investigated by scanning electron microscopy. It was found that ZnO particles grew randomly on the surfaces of the silica spheres when the deposition time was short. As the deposition time was increased, the ZnO particles grew evenly on the surfaces of the silica spheres so that the interstitial space of the silica template was filled with ZnO particles. Reflectance spectra of the SiO2-ZnO composite crystals revealed that all of the fabricated photonic crystals exhibit a photonic band gap in the normal direction.     

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.     

Photoluminescence Properties and Photoactivities of N-doped TiO_2 Nano-powders with Oxygen Vacancies

In order to study the effect mechanism of N-doping on the visible-light photoactivity of TiO2,N-doped and un-doped TiO2 nano-powders were prepared by an acid-catalyzed sol-gel method and characterized by X-ray diffraction(XRD),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),electron spin resonance(ESR),UV-Vis diffuse reflection spectra(DRS),and photoluminescence spectra(PL)techniques.Their photoactivities are evaluated by the photocatalytic degradation of methylene blue(MB)in aqueous solution under UV light and visib...     

H2O2直接用于溶胶凝胶法制备氧化锌薄膜

通过将过氧化氢（H2O2）溶液直接加入传统Zn溶胶的方法制备了新溶胶,并在玻璃衬底上旋转涂敷制备ZnO薄膜.H2O2的加入提高了溶胶的稳定性,增加了溶胶的成膜性.采用紫外-可见分光光度计（UV-Vis）,差热分析法（DTA）来分析溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的成膜原理;使用扫描电镜（SEM）,X射线衍射（XRD）,光致发光（PL）重点研究了ZnO薄膜形貌、结构与发光特性随H2O2加入量的变化规律.研究发现：H2O2的加入使得溶胶体系中生成了新的锌-过氧络合物,溶胶内部成分的改变对溶胶性质产生重要影响并将改变ZnO薄膜的成膜过程.     

掺钕纳米氧化锌光催化降解偏二甲肼污水研究

以乙酸锌和氢氧化锂为原料,采用溶胶凝胶法制备了纯纳米ZnO和掺钕ZnO,并用X射线衍射、紫外可见吸收光谱、X射线能谱仪、透射电镜对其进行了表征. 用15 W紫外灯作为光源,一定浓度的偏二甲肼污水为光催化反应模型污染物,研究了ZnO的光催化性能,考察了钕掺杂量对降解率的影响. 结果表明,掺杂钕离子提高了ZnO的光催化活性,钕锌摩尔比为0.025时光催化性能最好;在30 ℃下,当加入催化剂质量浓度为0.1 g/L,降解时间为100 min时,对偏二甲肼污水(UDMH)的降解率达到92%.