微波干燥制备纳米TiO2的光催化降解活性研究

采用钛酸丁酯的溶胶-凝胶法及微波干燥制备了纳米TiO2光催化剂。通过XRD和BET进行了晶型、平均粒径和比表面积分析表征。以水杨酸为模拟污染物对其进行光催化降解活性实验研究表明，UV光照40min水杨酸降解率达到97％，催化剂重复使用4次水杨酸降解率仍能达到94％。     

微波辐射作用对纳米复合材料Ag/ZnO的形貌与多模式光催化活性的改变

在微波辐射功率150 W下,通过沉淀法制备了纳米复合材料Ag/ZnO。并通过X-射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis/DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和N2吸附-脱附测定等测试手段对其组成、结构和形貌等进行了表征。结果显示,经功率为150 W的微波辐射处理后,样品的ZnO纤锌矿和Ag立方晶相结构未发生明显变化,但同时,其晶粒尺寸、形貌以及颗粒分布等方面则有较大改变。其中,经150 W微波辐射的样品更多呈现三角形或四边形纳米片堆叠,且大部分粒子呈紧密堆积结构。通过紫外、微波辅助、模拟日光等光催化实验分别考察了该复合材料对罗丹明B的光降解活性,结果显示,在紫外光催化降解罗丹明B的实验研究中,Ag/ZnO表现出了较好的光催化性能,其活性明显高于P25以及沉淀法ZnO等单体催化剂。并且,在模拟日光、微波辐射作用下,该复合材料也具有良好的降解效果。     

二氧化钛/碳纳米管复合纳米材料的制备和表征

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,分别制备了二氧化钛/碳纳米管(TjO,2,/CNT)复合纳米膜电极和TiO,2,/CNT复合纳米粉体材料,利用UV-Vis,EIS等方法对复合纳米膜电极进行了表征,利用SEM对TiO,2,/CNT复合纳米粉体材料进行了观察,并测定了该材料对甲基橙光降解的催化活性.结果表明,复合TiO,2,/CNT纳米材料比单独TiO,2,纳米材料具有更高的化学活性.     

Ni2+掺杂TiO2薄膜微观结构及亲水性能

采用溶胶-凝胶法结合浸渍-提拉技术制备Ni2+掺杂TiO2薄膜。利用X线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、X线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和接触角测试等表征手段,研究Ni2+不同掺杂量对TiO2薄膜的晶型结构、化学组成、氧化态及光学和亲水性能的影响。研究结果表明:Ni2+掺杂TiO2的晶相主要为锐钛矿,随着Ni2+掺杂量的增加,TiO2晶格发生一定的畸变,掺杂TiO2薄膜的吸收边向可见光范围产生不同程度的红移,与水的接触角逐渐减小。10%Ni2+掺杂TiO2薄膜的接触角仅为12°,表现出良好的润湿性,将在新型自洁净建筑材料具有广阔的应用前景。     

木材基银钛复合薄膜的制备及其可见光降解甲醛

 以水热合成法和银镜反应,以木材为基质,制备了微纳米结构的二氧化钛和纳米银复合薄膜。采用场发射电子扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、光电子能谱仪（XPS）和紫外光分光光度计（UV-vis）,对制备的银钛复合薄膜负载的木材基材料微观形貌、晶型结构、化学状态及光学性能进行表征,通过实验证明该银钛复合薄膜负载的木材在可见光照射下具有降解甲醛的作用。结果表明,在可见光照射下,相比单纯的二氧化钛薄膜负载的木材,银钛复合薄膜负载的木材降解甲醛性能显著提升。在此异质结构的体系中,由于银的费米能级低于二氧化钛的导带能级,因此银纳米粒子可作为电子捕获中心以控制电子和空穴的分离,从而提高材料的光催化性能。     

SnS2纳米片/氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究

为探讨SnS2纳米片/氧化石墨烯(GO)复合材料的光催化活性,采用液相氧化法制备GO,通过一步水热合成法,控制GO的含量和反应时间制备了一系列SnS2/GO复合材料.采用XRD,DRS,TEM,IR表征了制得的催化剂,研究了催化剂在可见光(λ ＞420 nm)下降解甲基橙的催化性能.结果表明:改变GO含量,SnS2六边形结构保持不变,SnS2/GO复合材料比纯的SnS2具有更高的光催化活性.当GO与SnS2质量比为5％,反应36 h催化效果较佳.     

MX@CFO,C3N4@CFO和AC@CFO复合材料的构筑及光催化性能

用有机合成乙酰丙酮盐制备CoFe₂O₄纳米颗粒, 将CoFe₂O₄纳米颗粒分别与二维过渡金属碳氮化物(MXene)、 氮化碳（C₃N₄）和粉 末活性炭（AC）复合, 构筑具有磁性功能的复合材料, 用紫外-可见分光光度计分别测量紫外光和可见光照射下4种复合材料罗丹明(RhB)在其吸收峰值处(λ=555 nm)的降解率. 实验结果表明: 获得了基体/负载复合材料, 在强磁作用下可实现光催化剂与液体环境分离; 在紫外光下, 4个样品光催化活性的高低顺序为AC@CFO>MX@CFO>CFO>C₃N₄@CFO; 在400~780 nm可见光下, 4个样品光催化活性的高低顺序为AC@CFO>C₃N₄@CFO>CFO>MX@CFO.     

Cu2O/Bi2MoO6耦合系统增强光催化活性研究

采用乙二醇为溶剂,成功合成了耦合系统Cu2O/Bi2MoO6,分别采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱分析(XPS)和透射电子显微镜(TEM)进行表征.样品的光催化活性通过在可见光下降解结晶紫来获得.结果表明,当Cu与Mo摩尔比为0.08,Cu2 O/Bi2MoO6展示出最高的光催化性能,仅在100 min结晶紫的降解率达到95.6％.同时,研究了耦合系统中Cu2O的量对其光催化活性的影响,并提出了合理的反应机制.     

流动相光催化反应器对苯酚的降解特性研究

对流动相体系中光催化降解苯酚的反应特性进行实验研究.采用流动相光催化反应装置,以苯酚作为目标污染物,TiO2(Degussa-P25)作为光催化剂,针对吸附、光解、光源强度、曝气量、苯酚初始浓度和催化剂投加量等对降解苯酚溶液的影响进行了研究,并进行了动力学分析,建立了相应的苯酚光催化降解动力学经验方程.实验结果表明,苯酚在流动相光催化反应器中,吸附和光解对悬浮态TiO2催化剂降解苯酚的影响微弱;循环流量为0.5~0.6L/min时光催化降解苯酚效果最好;苯酚初始浓度在10~60mg/L之间时,苯酚的降解遵循表观一级反应动力学规律,表观反应速率常数K=Ksum(0.000 6I+0.004 7),其中Ksum=16.783[1/C0]+0.055 6.     

微波催化光化学及其在环境治理中的应用

微波在化学反应中所起的作用包括热效应和非热效应。阐述了微波转化为热能的机理(热效应),并从微波辅助过程、微波光催化(MW/UV)和微波无极紫外灯三个方面概括了微波的非热效应在化学反应中的应用。最后,综述了MW/UV反应器结构、影响因素、反应机理及在环境治理中的应用。