氧化钨制备及其光催化性能提高的研究进展

WO₃基光催化剂的研究在世界范围内受到了广泛的关注,尤其是在环境修复和能源生产领域。WO₃的禁带宽度为2.5～2.7 eV,在可见光范围内是制备各种光催化剂的潜在候选材料。作为地球上丰富的金属氧化物,WO₃显示出优异的光电特性及较高的稳定性。此外,它还具有无毒性、生物相容性、低成本、优异的空穴迁移率和可调的带隙等特点。综述了提高WO₃基纳米复合材料光催化性能的一些常见策略,如控制形貌、负载贵金属、构建异质结、形成碳基纳米复合材料等。此外,还总结了WO₃基纳米复合材料所面临的挑战和未来发展前景。     

场助纳米二氧化钛薄膜光催化降解甲紫的研究

纳米二氧化钛是一种重要的无机功能材料。本文采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2薄膜,利用"场助"影响其光催化特性。光催化实验以可能具有致癌性并且难以生化降解的三苯甲烷类染料——甲紫作为降解物质,用2100型分光光度计来测量降解率,以确定电场、磁场强度对光催化特性的影响。光催化实验结果表明,外加电场(未参与水的电解)、磁场对于协助光催化降解甲紫有着明显的效果。随着外加电场、磁场强度的增加,甲紫溶液的降解率有大幅提高。反应符合一级动力学方程。     

多相化学合成氨研究进展

氨不仅是氮肥的主要原料,亦可作为能源载体在可再生能源的储存与转化过程中发挥重要的作用.而氨的化学合成是实现这一过程的关键.现有的Haber-Bosch合成氨工业是一个高能耗过程,开发温和条件下的合成氨过程是研究人员长期以来不懈追求的目标.随着催化科学与技术的进步,人们对合成氨微观反应机理的认识不断加深,这为进一步设计和开发低温高效的合成氨过程提供了许多有益的启示.本文分析了当前合成氨化学中的挑战与机遇,重点阐述了合成氨多相催化剂及化学链合成氨过程的开发,对近期发展迅速的电、光、等离子体等外场驱动的化学合成氨方面的研究进展也进行了简要介绍,强调了规避过渡金属上线性关系的限制是实现温和条件下合成氨的有效策略.     

工业源挥发性有机物治理功能材料研究进展

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是大气中一类重要的污染物质,即使在低浓度下也会对人类的健康造成威胁。对VOCs的治理刻不容缓,而VOCs治理关键功能材料性能的优劣是整个VOCs治理技术的核心。文章总结了近年来用于吸附法、光催化法以及催化燃烧法治理VOCs的功能材料的最新科研成果,希望以此能够为将来VOCs治理材料的设计与研发提供一定的参考。     

光电催化还原二氧化碳概览

光电催化还原二氧化碳(CO_2)利用光能和电能可以将二氧化碳转化为液体燃料或其他有机化合物,还原过程结合了光催化还原和电化学还原的优点,具有巨大的应用潜力。通过简要介绍并比较光催化转化、电催化还原和光电协同催化还原CO_2的原理和特点,得出光电催化还原CO_2具备诸多优点,并对光电催化还原CO_2的影响因素进行了分析,最后对其未来的研究方向进行了展望。     

窖水中主要无机离子对光催化灭除大肠杆菌(E.coli)的影响研究

采用自主开发的N-TiO_2作为光催化剂,在流动相光催化反应装置中,对窖水中所含Ca~(2+)、Cl~-、CO_3~(2-)、HCO_3~-、SO_4~(2-)等主要无机离子对光催化剂灭除E.coli的影响,以及复配模拟窖水和实际窖水对光催化灭除E.coli的影响进行了实验研究,并分析了其影响机理。实验结果表明:Ca~(2+)、HCO_3~-对光催化灭除E.coli有抑制作用,CO_3~(2-)对光催化灭除E.coli有明显的促进作用,而SO_4~(2-)、Cl~-对光催化灭除E.coli无影响。在对实际窖水进行光催化灭除E.coli菌落总数的实验中,经60min反应,窖水中菌落总数和总大肠菌群均为零,达到国家饮用水卫生标准,说明自主开发的NTiO_2光催化剂在农村窖水深度处理灭除E.coli效果好,可推广应用。     

纳米TiO2/ZnO光催化降解氯胺磷的研究

采用溶胶-凝胶法制备了几种不同比例的纳米TiO2/ZnO复合半导体光催化剂及纯TiO2、ZnO单组分催化剂,并利用XRD,FE-SEM等手段对样品的结构和形貌进行表征.选用有机磷药氯胺磷为光催化降解对象,利用钼锑抗分光光度法测量并计算降解率,研究了溶液初始浓度、催化剂用量、催化剂的不同配比、热处理温度及溶液的pH值等因素对光催化降解效果的影响.实验结果表明:对于初始浓度4.5mg/L的氯胺磷溶液,催化剂用量为0.6 g·L<'-1>时,TiO2与ZnO的最佳比例为10:1,最佳热处理温度为500℃.反应进行5 h后,最大降解率可达到44.1%.在酸性及碱性介质中均有利于氯胺磷的降解,降解后溶液pH值都向中性趋近     

铁银共掺杂TiO2纳米材料的制备及性能

本文采用溶胶一凝胶法制备了Fe^3＋、Ag单掺杂以及Fe^3＋Ag共掺杂的TiO2复合材料,采用XRD、SEM研究分析了样品晶体的结构变化和形貌。以甲基橙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。无论是单掺杂还是共掺杂,掺杂后效果明显提高,性能均优于纯TiO2,特别是共掺杂效果更为明显。根据最后试验共掺杂的最佳比例Fe^3＋0．1％、Ag0．7％,确定了共掺杂降解环境的最佳pH值。     

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。     

纳米TiO2的制备与光催化反应研究进展

TiO2多相光催化能在温和条件下实现许多在通常条件下难以实现或根本不可能进行的反应。以气相法和液相法为代表介绍了多种制备纳米TiO2的方法,液相法中又重点介绍了水解沉淀法和溶胶凝胶法,并阐述了超临界流体干燥法及其优点;介绍了光催化反应的机理及催化活性的影响因素;对以TiO2作为光催化剂在光解水、环境保护方面的无机物和有机物的降解作用、卫生保健方面杀毒灭菌作用以及有机合成等方面的应用也作了扼要阐述;对今后的研究工作做了展望。