微/纳米ZnO的控制合成及其光催化性能

以锌盐和碱为主要原料,采用低温液相法,通过控制反应前驱液的组成,制得针状、花状、棒状和枣核状4种不同形貌的微/纳米ZnO.利用扫描电子显微镜(SEM)、X线能谱仪(EDS)、X线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和热重-差热分析(TG-DTA)等多种手段对产物进行表征,并探讨不同形貌ZnO微/纳米晶的形成机制.以甲基橙模拟有机污染物,考察紫外光照下所得ZnO样品的降解效果.研究结果表明:ZnO晶体的粒度和形貌由其生长习性及成核、生长速率共同控制.ZnO的光催化性能与其颗粒粒度及形貌密切相关,棒状和枣核状ZnO表现出很高的光催化活性,120 min内即可将甲基橙完全降解.     

ZnO-Sm纳米复合物制备及可见光催化降解RhB

采用简单的水热反应后于400℃煅烧3h,制备出正六边形柱状ZnO-Sm纳米颗粒.合成的ZnO材料用紫外-可见光谱仪(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDX)和傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)表征.SEM扫描图片显示合成的ZnO材料为柱状正六边形纳米颗粒,且随着Sm的掺杂ZnO纳米颗粒的晶体体积变小,但并未改变ZnO晶体形态.EDX图谱证明Sm成功掺杂进入ZnO晶体.光催化实验显示在可见光照射下原子分数2.0%ZnO-Sm纳米材料比纯ZnO纳米材料对玫瑰红B(RhB)的降解效果提高了近30%,并探索了最佳实验条件以获得更好的光催化效果.结果表明ZnO-Sm纳米材料在废水处理中具有潜在的应用价值.     

α-MnO2对ZnO和TiO2光催化降解萘酚蓝黑活性的影响

以萘酚蓝黑为模型污染物,采用光催化降解动力学实验研究了α-MnO2颗粒物对亚微米级商品TiO2(C),ZnO(C)和自制纳米级TiO2(N),ZnO(N)光催化活性的影响,并通过紫外-可见漫反射光谱和荧光光致发光光谱对光催化剂进行了表征.结果表明,α-MnO2能导致2种TiO2严重失活,而对2种ZnO的光催化活性影响很小.     

氧化锌基纳米材料光降解亚甲基蓝的活性研究

采用湿化学方法合成纳米ZnO粉体.利用光催化反应仪,以亚甲基蓝作为模型污染物,用紫外-可见分光光度计研究其光催化降解有机染料的过程.分别考察pH值、常见无机阴离子(NO3-,SO42-)、卤素离子(F~-,Cl~-,Br~-)及不同合成方法对ZnO光催化活性的影响,并用傅里叶红外光谱仪对ZnO的光催化反应机理进行了探讨.试验结果表明pH=10是ZnO光催化的最优酸度.在溶液中加入无机阴离子(NO3-,SO42-)和卤素离子(F~-,Cl~-,Br~-)均会不同程度地抑制光催化效果,抑制作用表现为NO3-SO42-,卤素离子抑制作用表现为Br~-F~-Cl~-.     

锐钛矿型TiO2纳米粒子的形态对其光催化性能的影响

以异丙醇钛为钛源、三乙醇胺为稳定剂,采用凝胶-溶胶法通过改变体系的pH值合成了从颗粒状到棒状形态径向比逐渐增大的锐钛矿型TiO₂纳米粒子。通过不同形态的TiO₂在紫外灯下光催化降解阳离子型染料亚甲基蓝(MB)、孔雀石绿(MG)、罗丹明B (RB)与阴离子型染料甲基橙(MO)、刚果红(CR),探究TiO₂的形态对其光催化性能的影响。研究结果表明：随着棒状二氧化钛纳米粒子的径向比的增加,其对碱性阳离子染料的光催化活性随之升高,而对酸性阴离子染料的光催化活性则随之降低。在阳离子染料中对MG的降解率最为显著,紫外光照2 h内降解率可达100.0%;而在阴离子染料中对CR的效果最好,紫外光下照射2 h后的降解率可达68.0%。通过对比二氧化钛的形态,可见二氧化钛纳米粒子的各个晶面中c面所占比例大小决定了TiO₂纳米粒子的选择性吸附,从而影响其光催化性能,而其中同种类型染料的降解速率的不同与染料自身结构有关。     

Al掺杂ZnO纳米颗粒的光催化性能

溶胶-凝胶法合成ZnO和Al掺杂ZnO(AZO),通过降解甲基橙(MO)评价纳米颗粒的光催化性能.与纯ZnO相比,Al掺杂使ZnO晶粒尺寸减小,比表面积增加.此外,Al掺杂诱发高浓度缺陷,从而调整ZnO晶体的能带结构.电子从导带跃迁到低能态的缺陷能级,能量差与可见光的能量吻合,从而大幅提高光催化过程中对可见光的利用率.AZO样品在可见光范围内都表现出优异的光催化性能,并且a(Al)=3%掺杂的ZnO表现出最佳的光催化性能,60 min降解效率为94%.     

分子印迹壳聚糖/TiO2光助催化剂选择性降解孔雀石绿

以钛酸丁酯、壳聚糖为原料,孔雀石绿为模板分子,用溶胶-凝胶法制备了孔雀石绿分子印迹的壳聚糖/纳米TiO2催化剂( MA-CHS/TiO2),在紫外灯照射下催化降解孔雀石绿等底物,考察了印迹型催化剂对孔雀石绿等底物的光催化降解性能,并与相关非印迹型体系作比较,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)方法对其结构进行了表征.结果表明,印迹型催化剂具有明显的选择催化效应,在降解目标分子底物时,表现出比非印迹型更高的催化活性,其光催化降解速率常数可比非印迹型增加约69％;而在降解非目标分子底物时,印迹型催化剂不具选择催化效应,其催化活性与非印迹型相似.     

纳米复合材料Ag/ZnO的制备及紫外光催化降解染料

采用溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法制备了纳米复合材料Ag/ZnO,通过X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)等测试手段对其结构、形貌等进行了表征.结果表明,复合材料中Ag成功地掺杂在ZnO上,且合成产物Ag/ZnO具有六方晶系纤锌矿结构.为考察上述复合材料的光催化活性,在紫外光照射下,对酸性品红、罗丹明B、孔雀石绿、亚甲基蓝等染料进行了光催化实验研究,结果表明,该复合材料具有较好的可见光催化活性.     

ZnO纳米片的水热合成及其光催化性能

目的以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O和NaOH为原料,制备ZnO纳米粒子,并研究ZnO纳米材料的形貌对其光催化性能的影响。方法采用一步水热法合成ZnO片状纳米粒子,通过X-射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电镜(FE-SEM)和拉曼光谱(Raman)等分析手段对合成产物的结构和形貌进行表征,探讨反应物摩尔比、水热温度和水热时间等合成条件对形成的ZnO纳米粒子形貌的影响,以及形貌演变机理。通过光催化分解水实验对所制备的ZnO纳米粒子的光催化性能进行测试。结果 Zn~(2+)/OH~-摩尔比为1∶4时,在100℃反应6h,可制得片状的纳米ZnO,其产氢量为313μmol·h~(-1)·g~(-1)。结论在本文制备的ZnO纳米材料中,ZnO纳米片的光催化性能优于短棒状和纤维状的ZnO粒子。     

铽掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究

以Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2为研究内容,采用溶胶-凝胶法合成不同Tb~(3+)掺杂量、不同煅烧温度的Tb~(3+)-TiO_2光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、红外(FT=IR)等现代分析技术对Tb~(3+)掺杂TiO_2纳米晶样品的结构进行测试、表征.以孔雀石绿溶液为目标降解物,研究了稀土Tb~(3+)掺杂量和煅烧温度对其光催化活性的影响.实验结果表明:Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2能够细化晶粒,提高热稳定性;Tb~(3+)掺杂提高了TiO_2光催化活性.当煅烧温度为400℃时,Tb~(3+)-TiO_2=2.50%的催化剂,在自然光照射下,降解孔雀石绿溶液3h,降解率可达81.1%.     

超声协同纳米ZnO光催化降解亚甲基蓝研究

制备了光催化剂纳米ZnO,并对催化剂进行表征,探讨了超声协同纳米ZnO光催化氧化降解亚甲基蓝的影响因素.结果表明:与单一超声法(US)、单一光催化氧化法(UV+ZnO+O2)相比,超声协同光催化氧化法(US+UV+ZnO+O2)对亚甲基蓝的降解效果显著;在超声功率为200 W、催化剂用量为2.0g/L、亚甲基蓝溶液的初始浓度为10mg/L、光照时间100min时,亚甲基蓝溶液的降解率可达92%以上.     

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。     

静电纺丝制备Ag/ZnO复合材料及其光催化性能研究

以PVP为载体,乙酸锌(Zn(CH₃COO)₂·2H₂O)和硝酸银(AgNO₃)为原料,采用静电纺丝与煅烧相结合的方法制备了一系列银掺杂量不同的ZnO复合纳米材料.用SEM、FTIR、XRD对煅烧前后的纤维形貌和结构进行表征.以刚果红为目标降解物,考察了煅烧温度和Ag掺杂量对Ag/ZnO复合纳米纤维的光催化活性的影响.结果显示,煅烧温度和Ag掺杂量对复合纳米材料的催化活性影响显著,600 ℃煅烧3 h制得的Ag掺杂摩尔分数为6%的Ag/ZnO复合纳米材料,经155 W紫外灯照射210 min后对40 mg·L^-1刚果红溶液降解率可达99%以上.催化剂重复利用4次后对刚果红的催化降解率仍可保持在94%以上.     

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.     

过硫酸盐增强ZnO@N,C-Co3O4光电催化降解四溴双酚A的性能研究

过硫酸盐活化技术作为一种新型高级氧化技术,与光电催化技术耦合后能够显著提高材料对污染物的降解性能. 通过水热法研制ZIF-67/8的衍生材料ZnO@N, C-Co₃O₄,显著拓宽ZnO的光吸收范围至可见光区域,并且有效抑制光生载流子的复合. 对复合薄膜电极的化学组成、形貌特征、光吸收性能进行表征,研究了光电化学性能. 研究表明:薄膜电极在过硫酸盐增强光电催化体系中对四溴双酚A(TBBPA)的降解率最高达97.2%. 过硫酸盐活化技术和光电催化耦合显著增强ZnO@N, C-Co₃O₄对TBBPA的催化降解效率. 提出了过硫酸盐增强光电催化降解TBBPA的机理,硫酸根自由基和羟基自由基是该体系的主要活性物种.     

八角中茴香油与莽草酸的提取和分离纯化

研究了用柱层析提取法从八角中提取、分离、纯化和制备高品质茴香油和高纯度莽草酸的方法.干燥的八角粉末过筛（250m～850m）,用85%乙醇柱层析提取法提取,收集材料干质量2.4倍体积的提取液,两者的提取率均超过93%.提取液减压蒸馏回收乙醇,分离油相和水相.油相经活性炭吸附等方法精制成高品质茴香油,总回收率93.2%,得率6.6%;水相经减压蒸干,用乙醇和石油醚处理除去杂质后,用乙醇结晶,得到纯度大于99%的莽草酸,总回收率为73.3%,得率为5.8%.     

Efficient inactivation of Staphylococcus aureus by silver and copper loaded photocatalytic titanate nanotubes

One dimensional titanate nanotubes(TNTs) were synthesized by microwave assisted alkaline hydrothermal process. The process was followed by UV-photodeposition of Ag and Cu on the surface of TNTs to enhance the photocatalytic activity in visible light spectrum. The loading of Ag and Cu(single and combination mode)offered a new insight to inactivate multi-drug resistant micro-organisms. The antibacterial properties of these samples were studied on Gram positive bacteria, Staphylococcus aureus(S. aureus) using well diffusion method.The TNTs with Ag and Cu loading showed a clear zone of inhibition after overnight incubation of S. aureus. The bacterial inactivation efficiency of nanoparticles in the visible light was further analyzed by kill kinetics. TNTs with Ag and/or Cu loading showed a significant reduction in bacterial growth. Cu co-loaded with Ag sample showed the highest inactivation efficiency within 90 min of visible light irradiation. To elucidate the mechanism of bactericidal properties of samples under visible light irradiation, the formation of reactive oxygen species(ROS), particularly, superoxide radical anion was determined by nitro blue tetrazolium(NBT) assay and the protein degradation by each samples were measured. Based on overall results, it was observed that the Cu coloaded with Ag on TNTs samples were found to be more effective as compared to either Ag or Cu loaded TNTs. It provides new avenues for utilizing the combination of Cu and Ag for enhancing the antimicrobial efficacies for different nanoparticles.     

静电纺丝制备太阳光活性空心Ce/ZnO复合纳米纤维

以Ce(NO₃)₃·6H₂O为铈源、Zn(CH₃COO)₂·2H₂O为锌源、聚丙烯腈为载体,运用静电纺丝技术结合高温焙烧制备了Ce掺杂的ZnO(Ce/ZnO)纳米催化剂.采用扫描电镜、热重分析仪、X-射线衍射对制得的复合纳米材料的结构进行分析,并对其光催化降解孔雀石绿的性能进行研究.研究结果表明:在制得的催化剂样品中Ce掺杂摩尔分数和焙烧温度对样品的催化性能影响显著,用在700 ℃时焙烧制备的含Ce摩尔分数为1.00%的Ce/ZnO催化剂样品处理孔雀石绿废水,经太阳光照200 min后,孔雀石绿溶液的降解率高达98.60%,催化降解过程符合复合1级动力学,且催化剂可重复使用.     

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。     

复合光催化剂AgCl/AgBr降解水中四溴双酚A的研究

通过简单易行的沉淀工艺制造了具有优异光催化性能的AgCl/AgBr复合光催化剂. X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），能量色散X射线光谱（EDX）和紫外可见漫反射光谱对该材料的结晶结构、形貌特征和光吸收特性进行了表征，并且在可见光驱动下降解水中四溴双酚A (TBBPA). 结果表明，AgCl/AgBr具有优异的光催化活性，反应30 min后的降解率达98.49%，最后探讨了AgCl/AgBr复合材料可能的光催化机理,发现 ?OH和 ?O2 ? 是主要活性物质,并且在反应过程中有效地阻止了电子空穴对的复合,使材料表现出优异的光催化性能.