太阳能光催化制氢体系研究进展

世界经济的迅猛发展,在促进人们生活水平飞速提升的同时也造成了全球日益严重的能源短缺和环境污染.氢作为一种能源载体,能量密度高,可储可运,且燃烧后唯一产物是水,不污染环境,被认为是今后理想的无污染可再生替代能源.利用太阳能光催化制氢通过把太阳能转化为氢能,能够实现能源的无污染生产、储存、运输和使用,正日益受到国际社会的高度关注,被认为是解决能源及环境问题的最佳途径之一.依据光催化制氢时是否添加牺牲剂及添加牺牲剂的种类,对光催化制氢体系进行了分类,并分别概述了不同体系的研究进展,并对太阳能光催化制氢的未来发展进行了展望.     

微量Ag_3PO_4改性g-C_3N_4的可见光催化活性研究

采用一种简易方法制备了较低Ag3PO4含量的Ag3PO4/g-C3N4复合可见光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)和X射线光电子能谱(XPS)等对Ag3PO4/gC3N4进行了系统分析与表征。通过在Ag3PO4/g-C3N4存在条件下甲基橙的光降解反应,考察该催化剂的可见光催化活性。结果表明,所制备的复合材料中确实存在Ag3PO4,Ag3PO4的引入对gC3N4晶型结构没有明显的影响,但显著提高了其在可见光区的吸收能力和光生电子/空穴对的分离效率,提高了其可见光催化活性。     

Nd掺杂ZnS催化剂的制备及其对有机染料的降解

用液相沉淀法制备不同比例Nd掺杂的ZnS纳米颗粒,用X射线衍射仪对制备的样品进行物相分析.以降解溴酚蓝为模型反应,通过吸收和光致发光光谱对其进行了发光性能的研究,讨论了影响溴酚蓝降解率的主要因素.结果表明,在100℃下老化1 h,制得的光催化剂具有较高的光催化活性,该复合光催化材料可用于有机染料废水的降解处理.     

过氧化氢对光催化氧化解聚大港减压渣油的影响

应用过氧化氢在光催化辅助下对大港减压渣油进行氧化,并进行气相色谱-质谱(GC/MS)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析。结果表明:过氧化氢在大港重质减压残渣的光催化氧化过程中起到重要促进作用,能使重油原样中约占70%的正构烷烃逐渐转化成极性较强、有利于分离的含氧化合物(含量达92.94%);含氧化合物主要包括36.05%的有机羧酸、14.56%的有机酯以及9.05%的其他链式含氧化合物(醚、酮和酚类产物等),杂环类化合物达到21.57%,其中五元环醚化合物(呋喃类)占到19.12%;长链烃能被解聚而减小碳链单元数量;过氧化氢、催化剂、重油减渣的用量和溶剂种类等因素对过氧化氢的氧化作用都有影响。     

CuS纳米晶光催化还原Cr(VI)的研究

合成了片状、球状、花状、管状的CuS,在可见光照射下,其光催化还原Cr(VI)研究的结果表明:CuS的比表面积越大,光催化还原活性越好,活性顺序为片状>管状>花状>球状.     

TiO2-rGO紫外光催化臭氧耦合高效降解双酚A的研究

采用液相沉积-煅烧法制备二氧化钛-还原氧化石墨烯(TiO₂-rGO)复合光催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积与孔隙率分析仪(BET)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)等对所制备的催化剂进行表征分析。以双酚A(BPA)为模拟污染物,考察了TiO₂-rGO的光催化臭氧氧化降解性能,并通过活性物种捕获实验探究反应机制。结果表明,锐钛矿型TiO₂纳米颗粒成功附着在石墨烯上,颗粒直径约为20 nm;当前驱体溶液中氧化石墨投加量为0.02 g时,样品催化活性最高,反应45 min后双酚A被完全矿化,经过5次循环使用后,仍保持高效催化性能;TiO₂-rGO催化活性的提高主要归因于引入石墨烯后提高了光生载流子的分离效率,促进了光催化与臭氧氧化协同降解;在反应过程中,空穴(h+)和羟基自由基(·OH)是主要的活性物种,·OH对BPA的降解起主导作用。     

纳米TiO2初探

通过对纳米TiO2的特性了解，提出了纳米TiO2的广泛应用及其良好的发展前景。     

溶胶-凝胶法制备改性TiO_2纳米粉体及其光催化性能的研究

以绿色制备技术路线为核心,在乙醇为单一溶剂条件下,利用溶胶-凝胶(Sol–Gel)制备了过渡金属改性的TiO2纳米粉体.研究了在该方法相同条件下的,获得的单一锐钛矿相结构的TiO2粉体和改性的M-TiO2(M:Fe,Co,Ni)粉体,及其在可见光条件下对亚甲基蓝的光催化降解情况,并用XRD,SEM,UV-VIS等仪器表征和测试了获得样品的晶相结构、微观形貌、吸光性.实验结果表明:在500℃焙烧后获得改性的M-TiO2具有良好的降解效果,尤其以0.4%Co-TiO2为最佳,70min降解效率达93%,明显优于未改性的60%的降解率及其它样品.     

用光化学方法去除废水中的有害有机物和金属

研究了一些有机物，如丙酮，酚，染料和茶皂角甙的光催化降解，结果表明：酚的降解与文献报导的情况基本相同，在催化剂TiO2的作用下，紫外光能有效降解纺织厂的印染废水中的染料；金属化合物对光降解反应具有很大影响；还首次试验了用光催化原理消除茶皂甙中有毒溶血素的方法。