光催化降解微囊藻毒素(MC)的研究进展

近年来蓝藻水华现象日益严重,甚至威胁了人类饮用水的安全.传统水处理技术对微囊藻毒素去除效果不明显,新型降解技术亟待研究.本文概述了二氧化钛系列的光催化剂的一些研究进展,并提出了未来光催化氧化法降解微囊藻毒素的主要研究方向.     

钒掺杂SrTiO_3光催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备不同质量分数V掺杂的SrTiO_3光催化剂粉体(V-SrTiO_3),通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪对其结构和形貌进行表征,用亚甲基蓝(MB)催化降解实验评价其光催化活性.结果表明,V掺杂后SrTiO_3仍然保持钙钛矿结构,V5+进入晶格对Sr2+进行了替位掺杂,晶格常数变小;热处理温度升高,样品发生热团聚;V掺杂后SrTiO_3的催化活性得到了明显的提高,并随着热处理温度的升高,光催化降解率先增加后降低;当n(V)∶n(Ti)=1.5∶100,热处理温度为800℃下制备的样品催化活性高达90.5%.     

多孔羟基磷灰石负载掺杂Fe~(3+)二氧化钛薄膜的光催化性能研究

通过将多孔羟基磷灰石(HAP)浸渍于掺杂Fe3+二氧化钛溶胶中再经干燥、烧结,制备出负载光催化剂。采用TEM、FT-IR和XRD对负载情况和物相进行了表征,此外重点讨论了不同的Fe3+掺杂量、煅烧温度和光照条件因素对光催化性能的影响。研究发现Fe3+的掺杂量对光催化性能有较大影响,当掺杂量为0.5%时对甲基橙有最大降解率为43.6%;煅烧温度对于光催化性能的影响更大,在600℃时由于锐钛矿和金红石共存而产生的混晶效应有利于催化性能的提高;此外研究还发现在卤钨灯下可获得最大降解率。     

以水热炭为模板制备TiO2光催化剂及其光催化性能研究

以水热炭为模板, 采用溶胶–凝胶法制备TiO₂光催化剂, 并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和BET比表面积测定等方法, 对催化剂的物相、组成、形貌和比表面积等进行表征。通过光催化降解甲基橙溶液, 评价样品的光催化性能。研究结果表明: 与TiO₂相比, 以水热炭为模板制备的HTC-TiO₂具有更高的热稳定性, 在煅烧温度较高时仍保持锐钛矿型。HTC-TiO₂具有水热炭的片状结构特征,TiO₂颗粒在HTC表面分散较好, 晶体粒径更小, 比表面积增加, 从而提高其光催化活性。当煅烧温度为450ºC时, 以水热炭为模板制备的HTC-TiO₂对甲基橙的降解率在550 W碘钨灯光照2小时后达到40.6%, 光催化效率比TiO₂(16.2%)提高1.5倍。     

微波辅助活性炭负载氧化亚铜可见光催化剂制备及应用

以CuSO4为铜源，Na2SO3和葡萄糖为共还原剂，在pH5的HAc-NaAc缓冲溶液中，使用微波辐射法一步、绿色、快速合成活性炭负载氧化亚铜（Cu2O/AC）可见光响应光催化剂.利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪以及X-射线光电子能谱仪对制备的Cu2O/AC进行表征，结果表明，制备的Cu2O为纯相,并呈放射状花型形貌.催化剂光催化罗丹明B降解效率在不外加任何氧化剂条件下，利用溶液中的自然溶解氧，反应2.5 h其降解率可达到62.5%，在有微量氧化剂H2O2存在下，30 min即可基本降解完全，且负载型催化剂可非常方便地回收、多次重复使用，符合清洁生产的绿色化发展方向.     

高效光能转换新媒介:中空多壳层结构材料

光能的捕获和利用为环境、能源和医学等多个领域的发展提供了广阔的前景.为了实现高效的光能转换,对作为媒介的光功能材料的设计至关重要.作为一种新兴的多级微纳材料,中空多壳层结构(hollow multi-shelled structures, HoMSs)材料在光能转换领域中具有诸多优势,其高效的光捕获能力、增强的光生电荷分离能力和灵活可调的壳壁组成等结构特性都能够有效提高材料对光能的转换效率.本文从HoMSs光功能材料在光能转换过程中的优势出发,总结了其在光催化、太阳能电池和光致发光等光能转换领域中的应用研究进展,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

BiVO4光催化降解黄药的实验研究

为解决矿山浮选废水中残留黄药造成的水体污染问题,通过水热法制备出花生形BiVO_4光催化剂。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对实验样品的结构和形貌进行了表征,发现花生形BiVO_4光催化剂结晶度高且形貌规整。当模拟废水的体积为50 m L,黄药浓度为50 mg·L-1,pH=7时,花生形BiVO_4光催化剂对黄药的降解效果最佳,降解率为93.58%。花生形BiVO_4光催化剂降解黄药的行为符合一级反应动力学。花生形BiVO_4光催化剂在多次循环使用后仍保持较高的稳定性。     

Cd_2Nb_2O_7基光催化材料的水热合成及性能研究

采用水热法,以氯化铌、四水合硝酸镉为原料,成功制备了Cd_2Nb_2O_7基光催化材料.通过改变Cd/Nb的物质量比为1∶2、1∶1、1.5∶1,分别制备了Cd_2Nb_2O_7/NaNbO_3、Cd_2Nb_2O_7、Cd_2Nb_2O_7/Cd(OH)_2光催化材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、固体漫反射光谱等测试方法表征了材料的物相结构、形貌和光学性能.系统研究了Cd/Nb的物质量比对样品相组成、光学性能和光催化性能的影响.以罗丹明B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,由于样品具有不同的形貌和光吸收性能,导致不同的光催化活性,光催化活性从大到小的顺序为Cd_2Nb_2O_7/Cd(OH)_2,Cd_2Nb_2O_7,Cd_2Nb_2O_7/NaNbO_3.     

烧结温度对ZnS量子点的结构及其光催化性能的影响

以醋酸锌(Zn(Ac)_2·2H_2O)、硫化钠(Na_2S·9H_2O)和油酸等为主要原料,去离子水为溶剂,采用水热法成功制备了ZnS量子点,采用X-射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HTEM)对所制备样品的物相和形貌进行了表征.同时研究了不同合成温度下ZnS量子点的光催化性能.结果表明,成功制备了纤锌矿结构的ZnS量子点材料,ZnS量子点有较高的光催化活性,在紫外光照射下对有机染物料罗丹明B有明显的降解性能.     

评审SCI论文的体会

自担任国际诸多学术期刊的论文评审工作以来,我每年要评审大量有关纳米材料合成、多相催化和光催化方面的研究论文稿件,积累了丰富的审稿经验,受到了杂志主编们的好评。我特别把审稿时的注意事项撰写成文,供大家在撰写论文和审稿时参考。