四羧基苯基卟啉铜敏化BiOCl纳米片的制备及其增强光催化性能研究

以硝酸铋和氯化钾为反应物，采用一步水热法合成了氯化氧铋(BiOCl)纳米片.通过考察不同反应时间和反应温度下所得BiOCl样品的光催化降解罗丹明B(RhB)活性差异，确定最佳合成条件，并在此基础上，采用相同方法原位合成四羧基苯基卟啉铜(CuTCPP)敏化BiOCl复合光催化材料(BP).利用XRD,SEM,UV-Vis DRS,XPS,PL等手段表征了材料的结构、形貌及光学特性，通过RhB光降解实验考察了BP复合材料的光催化性能并讨论了光催化作用机理.结果表明，与纯BiOCl相比，BP的光催化活性明显增强，其中BP-0.2%样品的光催化活性最强，紫外光照射10 min即可将RhB完全降解，即使将光源改为模拟太阳光，在20 min内也可使染料分子完全降解.这种光催化性能的增强得益于CuTCPP作为光敏剂修饰BiOCl增强了该半导体的光吸收能力，并有效地提高了光生电子和空穴的产生和分离效率.     

石墨相氮化碳基核壳异质结光催化材料的构筑及性能

光催化技术是解决能源危机和环境污染的有效途径,石墨相氮化碳(g-C₃N₄)被认为是一种有前途的光催化材料,但高载流子复合率严重限制了其光催化活性,通过构建核壳结构形成紧密且大面积接触的异质结,可有效促进光生载流子的分离效率。基于此,研究核壳结构的g-C₃N₄基异质结成为热点,通过介绍核壳结构的主要功能及核壳结构材料的应用,阐述g-C₃N₄基核壳异质结光催化剂的性能和优势,重点讨论g-C₃N₄基核壳异质结的构筑策略,包括水/溶剂热法、超声辅助自组装法、热处理法,并归纳总结合成过程中g-C₃N₄的生长机制,分析g-C₃N₄基核壳异质结光催化材料面临的挑战及未来发展方向,旨在为新型高效g-C₃N₄基核壳异质结光催化材料的设计与开发提供有益参考。     

BiOCl光催化剂的醇热控制合成

通过只改变醇的种类合成了3种具有不同形态的BiOCl,发现醇的种类是影响最终产物形态的关键因素.考察这3种不同形貌的BiOCl在可见光下降解水溶液中污染物罗丹明B的光催化活性,实验结果表明,不同形貌的产物的光催化活性有很大差异.文章进一步探讨了产生这种差异的可能原因.     

水解温度对BiOCl光催化性能的影响规律研究

采用水解法,以氯化钠、五水合硝酸铋为原料,成功制备了不同水解温度下的BiOCl.采用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)、固体漫反射光谱(DRS)等测试方法表征了材料的物相结构和光学性能.系统研究了水解温度对样品相组成、光学性能和光催化性能的影响.以罗丹明B(RhB)为目标降解物,进一步研究了样品的光催化性能.实验结果表明溶液温度为50℃时,得到的BiOCl样品,其发光强度最低、吸附和降解能力最好,这是因为该温度下合成的BiOCl禁带宽度最小,载流子分离效率最高,有效降低了电子和空穴的复合,从而显著提高材料的光催化性能.     

核壳结构Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2-Ag复合材料的制备及其光催化性能研究

采用模板法和逐层沉积法制备了Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2-Ag核壳微米结构,并采用XRD、SEM、TEM、VSM等表征手段对其形貌、组成以及磁学性能进行了表征和分析.光催化测试表明,由于Ag纳米粒子的负载,该核壳结构的光催化性能优异.     

BiO2-x/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用简单的一步水热法制备得到片状结构的BiO_2-x,然后通过溶剂热法将BiO_2-x与BiOCl进行复合,制备一系列BiO_2-x/BiOCl异质结复合材料。采取一系列测试的手段对所制备的BiO_2-x/BiOCl复合材料进行表征实验,对复合物的晶相构成、晶体形貌、稳定性进行研究。以罗丹明B(RhB)模拟作为难降解污染物,对所制备的BiO_2-x/BiOCl复合材料的光催化性能进行测试,结果表明一定比例的BiO_2-x/BiOCl复合物比纯的BiO_2-x, BiOCl能够更快、更好、更彻底地降解有机污染物,具有更显著的光催化活性。同时经过5次循环实验及反应前后的XRD图谱表明所制备的材料具有优异的光化学稳定性,并且可以多次重复利用。基于自由基捕获实验,我们提出了可能的光催化机理。     

罗丹明敏化BiOCl宽光谱响应光催化剂的制备及对苯酚的降解性能研究（英文）

采用水解法,通过加入不同量的NaOH控制水解反应速率,获得了具有不同形貌的BiOCl光催化剂.用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计和发光光谱表征了材料的结构、形貌和光学性能.实验结果表明,NaOH的加入可以减小BiOCl的晶粒尺寸,更多量NaOH加入时BiOCl会严重团聚.在23mmol NaOH加入时所得BiOCl对罗丹明(RhB)的吸附能力和可见光催化能力最好.RhB敏化显著扩展了BiOCl的光谱响应范围.在可见光激发下,与纯的BiOCl相比,敏化后的BiOCl对苯酚表现出优异的降解性能,这表明敏化在光催化反应中起到了重要作用.另外,本文也给出了主要的活性物种和光催化机制.     

丙烯酸核壳乳液的制备与性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯和丙烯酸为核壳阶段的单体,通过半连续滴加的种子乳液聚合的合成工艺,得到了一种粘度适中,稳定性良好,具有核壳结构的乳液.讨论了聚合工艺,乳化剂及引发剂用量种类,核壳两阶段单体用量比例对乳液聚合工艺和乳液性能的影响.     

氢氧根调制氯氧化铋的表面结构及光催化活性

使用NaOH溶液处理BiOCl合成了BiOCl/Bi_2O_3复合材料,并对其光催化性能进行了研究。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见(UV-vis)吸收光谱、阻抗谱(IS)和光致发光(PL)光谱表征样品。以BiOCl/Bi_2O_3复合材料为催化剂,以氙灯为光源,对罗丹明B(RhB)溶液进行了光催化降解试验。研究结果表明:BiOCl/Bi_2O_3复合材料在350～500 nm有较强的吸收能力,其微观形貌由片状结构和棒状结构组成,有较快的电子转移速度和较低的PL强度。当NaOH溶液的浓度为10.00 mol/L时,35/65 Bi OCl/Bi_2O_3复合材料对RhB的降解率在光照50 min后为67.3%。     

（γ-Fe_2O_3@SiO_2）_n@TiO_2核壳复合纳米粒子的性能研究

本文通过简单的方法合成（γ-Fe2O3@SiO2）n@TiO2核壳结构的复合纳米粒子,这种复合纳米粒子是由被硅氧化物包裹的γ-Fe2O3作为磁芯,外层是TiO2壳,形成直径为100nm的球状粒子。把这种复合纳米粒子放入亚甲蓝溶液中,用紫外光进行光分解试验其光催化能力已接近于纯TiO2。当γ-Fe2O3磁芯粒径约10nm时此种核壳复合纳米粒子显示出超顺磁性,超顺磁性的核壳复合纳米粒子可完全解除磁团聚。这就使得在实际应用中以往难以解决的TiO2的分离与回收问题迎刃而解,也使得TiO2功能材料在光催化领域与生物技术领域得到更加广泛的应用。     

Facile and environment friendly synthesis of hierarchical BiOCl flowery microspheres with remarkable photocatalytic properties

A facile and environment friendly approach to synthesis of unique hierarchical BiOC1 flowery micro- spheres （FMs） using a biodegradable surfactant polyvinyl alcohol （PVA） was reported herein for the first time. Com- pared to the BiOC1 nanosheets synthesized in the absence of PVA, hierarchical BLOC1 FMs consist of large amounts of interwoven polycrystalline nanosheets that assemble into a porous flowery structure. The formation mechanism of the hierarchical BiOC1 FMs was also proposed, whereby PVA was believed to play a key role in the crystal growth and the formation of the final microstructures. Compared with TiO2- P25 and BiOC1 nanosheets, hierarchical BiOC1 FMs dis- played remarkably enhanced photocatalytic activity, and 20 mg of BiOC1 FMs could completely degrade 50 mL of methyl orange solution （20 rag/L） within 30 min under UV- light irradiation. According to the comprehensive analysis, it can be concluded that the larger specific surface area, porosity, suitable band gap, and the enhanced light absorp- tion capacity may contribute to the remarkably enhanced photocatalytic activity. This facile and green approach to fabricating hierarchical BiOC1 FMs would give vital clues to develop new route for synthesizing other hierarchical structured materials.     

Synthesis of BiOCl photocatalyst by a low-cost,simple hydrolytic technique and its excellent photocatalytic activity

A novel photocatalyst, bismuth oxychloride (BiOCl) micro-nano particles with a fine ferrite plate structure, was prepared by a low-cost, simple hydrolytic method. The as-prepared BiOCl was characterized by scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis-differential thermal analysis (TGA-DTA), X-ray diffraction (XRD), and UV-vis diffuse reflectance spectra (DRS). The effects of preparation conditions such as sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) dispersant, HCl concentration, and heat treatment temperature on BiOCl performances were investigated. Moreover, its photocatalytic activity was evaluated on the degradation of methylene orange (MO) and was compared with that of TiO₂ (P25). The experimental results confirmed that BiOCl micro-nano particles prepared with SDBS, the HCl concentration of 1.5 mol/L, and the heat treatment temperature of 80℃ exhibited the best performance for the photodegradation of MO solution, and they showed good stability and better photocatalytic activity than P25 photocatalyst.     

Does noble metal modification improve the photocatalytic activity of BiOCl?

Noble metal-surface-deposited BiOCl photocatalysts were prepared through photo-deposition and used for photodecomposition of Rhodamine B(RhB).The received materials were characterised using X-ray photoemission spectroscopy(XPS),UV-vis diffuse reflectance spectroscopy(UV-vis DRS),and X-ray diffraction(XRD) to understand the influence of surface deposited noble metals.The results showed that the noble metal species on the surface of BiOCl are in metallic state,which also brought about enhanced light absorption in broad UV-vis region due to plasmonic effects induced by the surfacedeposited noble metal species.All the samples showed good activity in photodecomposition of RhB under UV-light irradiation,but only Ag/BiOCl was more active than bulk BiOCl.The mechanism of the different reactivity of these noble-metal modified BiOCl was tentatively proposed based on the band structure and the interactions between noble metals and the BiOCl.     

醇热法BiOCl微米球的制备及其性能研究

采用醇热法以Bi(NO3)3·5H2O、TiCl3和无水乙醇为原料合成了BiOCl微米球光催化剂.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-vis)对样品进行表征,并估算出能隙大小约为2.58 eV.结果表明,该样品为球状物并且在降解染料上具有良好的效率,65mln以内对罗丹明B(RhB)的脱色率高达94％以上,优于P25在紫外光下的催化效果.     

新型纳米ZnO@SiO2光催化剂降解苯酚溶液的研究

通过化学沉淀、水热反应、煅烧过程制备了新型ZnO@SiO2光催化剂，采用X射线衍射（XRD）、电子透射电镜(TEM)、能谱分析（EDS）、比表面测定实验等手段对产物结构和形貌进行了表征。结果表明，产物为核壳结构的ZnO@SiO2复合颗粒，粒径约为20nm，表面包覆有3nm左右的SiO2壳层。以苯酚为目标降解物，研究新型ZnO@SiO2复合材料在不同pH值溶液中的光催化性能。光催化降解实验结果表明，在酸性（pH 5.8，2.8）或碱性（pH 8.3，12.4）溶液中，ZnO对苯酚的光催化降解率小于10%，而新型核壳结构ZnO@SiO2对苯酚的降解率显著高于ZnO，核壳结构明显改善了光催化剂的稳定性。     

复合铌酸盐的合成和光催化活性的研究

利用光催化剂降解有机染料具有很好的应用前景,光催化材料在光催化反应中起着重要的作用,但是如何制备化学性质稳定、在可见光下具有高的催化活性的催化剂一直是人们探索的一个主题。以Ag2O、Nb2O5、Na2CO3为前驱物,经高温固相反应法合成了具有不同Na/Ag摩尔比的(AgNbO3)1-x(NaNbO3)x复合铌酸盐。采用X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射谱(UV-vis DRS)等方法对样品的结构和光谱响应特征进行了表征,以亚甲基蓝的降解反应为探针考察不同Na/Ag摩尔比的(AgNbO3)1-x(NaNbO3)x复合铌酸盐在可见光下的光催化活性。结果表明,由高温固相法合成出的复合铌酸盐的结构随着Na/Ag摩尔比的变化而变化,光谱响应特征随Na/Ag摩尔比的减小逐渐红移,而对亚甲基蓝的降解性能随Na/Ag呈规律性变化,其中(AgNbO3)0.6(NaNbO3)0.4复合铌酸盐呈现最好的光催化活性。     

金红石与针铁矿光催化材料结构与性能的关联

以TiCl4为钛源,针铁矿（α-FeOOH）为载体,采用水解沉淀法制备了金红石（TiO2）与α—FeOOH光催化材料．应用x射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的晶相组成、形貌、微结构进行了表征．结果表明,制备温度对样品的晶相组成、形貌、颗粒大小和结构有明显的影响．随着制备温度升高．样品中α-FeOOH相的含量逐渐减少并最终消失,而金红石相TiO2的含量逐渐增加并最终全部金红石相TiO2;样品的形貌由棒状变为管状;复合材料的结构实现负载型→复合型→溶蚀复合型转变．应用紫外和模拟可见光谱对样品光性能进行了测试．样品对可见光的吸收得到了增强．在室温下以甲基橙为降解对象,分别在紫外光和模拟可见光照射下对样品光催化活性进行了评估．复合型和溶蚀复合型结构样品的活性均得到了不同程度的提高,而负载型结构样品的活性没有明显变化：在紫外及可见光照射下,样品对甲基橙的光催化降解效果较好,溶蚀复合型结构样品的活性最高．这说明样品的性能与结构有良好的关联性．     

改性ZnO空心球光催化性能的研究进展

近年来,有机染料大量使用引起的水污染问题日益严重,因此迫切需要一种绿色、高效的技术来去除废水中的持久性有机污染物。ZnO作为一种廉价、无毒、储量丰富的半导体光催化剂,被认为是TiO₂的最佳替代品。ZnO空心球由于其独特的结构,拥有良好的光吸收能力和光催化稳定性,具有很好的应用前景,但是纯的ZnO空心球的禁带宽度较大,只能对紫外光或近紫外光作出响应。综述了ZnO空心球的制备方法以及其改性材料的光催化性能。并在提升ZnO空心球光催化性能方面做出了详细的阐述,包括掺杂、金属沉积、构建异质结等。讨论了增强ZnO空心球光催化活性的机制。     

碘掺杂Bi4O5Br2可见光催化降解2,4-二羟基苯甲酸甲酯

2,4-二羟基苯甲酸甲酯（MDB）,是对羟基苯甲酸甲酯在高级氧化过程中形成的的较稳定中间产物,具有比甲酯更强的毒性,其在环境中的存在对水资源及生态系统具有较高的潜在风险. 本文首次在可见光照射下催化降解2,4-二羟基苯甲酸甲酯,并取得了较好的进展. 与纯Bi4O5Br2相比,I-doped Bi4O5Br2催化剂表现出优异的可见光降解2,4-二羟基苯甲酸甲酯活性,其降解速率接近是纯Bi4O5Br2的5倍（0.038 min-1）. I-doped Bi4O5Br2光催化活性增强的主要原因是其更佳的光生电子空穴对的分离效率和更宽的光吸收范围. 机理研究表明,光生空穴和超氧自由基为MDB可见光催化降解过程中的主要活性氧化物种.     

有机物/TiO2电荷转移复合物的形成及其在可见光下的催化活性

以TiO2（Degussa P25）为光催化剂,可见光为激发光源,分别对甲醇/TiO2、甲醛/TiO2、甲酸/TiO2体系中光催化还原Cr6+的情况进行了研究. 结果表明,有机醇和羧酸能与TiO2形成电荷转移复合物. 这种复合物能够吸收400 nm以上的可见光,并通过LMCT（ligand-to-metal charge transfer）机制引发光催化还原反应. 不同的有机物/TiO2体系中,Cr6+的光催化还原反应表现出极大的差异,这种差别与有机物的结构密切相关. 当体系中不存在有机物时,可见光下TiO2几乎不能将Cr6+还原;当加入甲酸,经光照80 min后,Cr6+的还原率即可达100%;而在甲醛/TiO2和甲醇/TiO2体系中,光照6 h后,Cr6+的还原率分别可达93.63%和22.69%. 体系的pH对Cr6+的光催化还原反应有显著影响. 有机物/TiO2体系中,光催化还原Cr6+的反应符合一级动力学规律.