花状空心Sn3O4微球的制备及其光催化性能的研究

通过简易的一步水热法在不同制备温度(120℃、135℃、150℃)下成功合成了花状空心Sn₃O₄微球。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、表面积分析仪、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光谱 (PL)等测试手段对其形貌、结构、比表面积和光学性质进行了分析, 并以罗丹明B(RhB)为模型污染物研究了样品的光催化性能。实验结果显示: 中空微球结构不随水热合成温度发生明显改变; 随着水热合成温度的升高, 样品的UV-Vis吸收峰从384 nm蓝移至365 nm, 同时PL发射峰位的峰强逐渐降低。光催化结果显示, 在120℃合成的空心Sn₃O₄微球具备最优的光催化性能。     

多孔SnO_2花状微球的制备与电化学性能研究

首次通过在空气中煅烧低温水热法制备SnS2前驱体获得了多孔花状SnO2微球。多孔SnO2花状微球保持了SnS2前驱体的形貌,并且在煅烧过程中纳米片上产生了丰富的孔结构,因此具有更大的比表面积。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和同步热分析仪对样品进行了表征。电化学性能测试表明多孔花状SnO2微球具有较高的可逆容量和良好的循环性能。     

α-Fe_2O_3微球的合成、表征及光催化性能研究

采用水热法,以聚乙烯吡咯酮(PVP)为表面活性剂,合成了α-Fe_2O_3微球,并用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其进行了表征。比较研究了合成的α-Fe_2O_3微球和商业氧化铁粉体对有机染料罗丹明B的光催化效果。结果表明,在相同的实验条件下,α-Fe_2O_3微球对有机染料罗丹明B的光催化效果明显好于商业氧化铁粉体。     

Ag_3PO_4/Bi_2Fe_4O_9复合催化剂的制备及其光催化性能

利用水热法成功地制备得到具有高效光催化活性的Ag_3PO_4/Bi_2Fe_4O_9复合型光催化剂。使用X-射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征,并以罗丹明B为目标降解物对其光催化性能进行研究。结果表明:样品是由纳米Ag_3PO_4颗粒负载在片状四边形的Bi_2Fe_4O_9表面组成的,当Ag_3PO_4的负载量为4wt%时,复合材料的光催化效果最好,在可见光(波长420nm)照射下,1.5h内对100mL浓度为10~(-5)mol·L~(-1)罗丹明B溶液的脱色率可达98.7%。     

α-Fe_2O_3氧化铁纳米颗粒的合成、表征及光催化性能研究

采用溶剂热法,以硝酸铁为铁源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,合成了α-Fe_2O_3纳米颗粒。采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)对样品进行了分析。把α-Fe_2O_3纳米颗粒用于光催化降解有机染料罗丹明B,并和商业Fe_2O_3粉体比较,结果发现,α-Fe_2O_3光催化活性明显高于商品Fe_2O_3粉体。     

二硫化钼花状微球的水热合成及其微观结构表征

以钼酸铵作为钼源,硫脲作为硫源和还原剂,采用简便的水热法合成二硫化钼花状微球。采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对二硫化钼样品的形貌和结构进行表征。考察了钼硫比、反应时间、反应温度对二硫化钼花状微球形貌和结构的影响。结果表明,当钼硫物质的量比为1∶2.25,反应温度为220℃,反应时间为18h时合成了结晶性好的纳米片(厚度为10nm)组装而成的二硫化钼花状微球,其具有较大的比表面积,是一种性能优异的锂离子电池电极材料。     

c-CuFe_2O_4纳米纤维管的制备及可见光响应光催化性能

在柠檬酸辅助下,采用静电纺丝及后续低温煅烧的方法制备了立方相铁酸铜(c-CuFe_2O_4)纳米纤维管,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对c-CuFe_2O_4纳米纤维管的晶相和形貌进行表征。结果表明,经一定温度煅烧后得到的c-CuFe_2O_4纳米纤维管仍然具有较好的长径比,其比表面积和孔隙半径分别为19m2/g和14.8nm。在可见光照射下,c-CuFe_2O_4纳米纤维管对罗丹明B(RhB)水溶液的光催化降解率达到99%;溶液中的光催化剂可以借助于外界磁铁来有效收集,避免了二次污染。     

pH值对基于TTAB的BiVO_4晶体形貌及光催化性能的调控

以十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)为模板,采用水热合成法可控制备BiVO4微晶。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、比表面测定仪和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等技术,表征了水热反应前驱液的pH值(pH=1.5-9)对BiVO4的晶体结构、形貌、比表面积和光学性能的影响,并在可见光照射下考察了BiVO4样品对罗丹明B的光催化降解活性。结果表明,随着pH值的增大,所得产物由单斜晶系向单斜晶系与四方晶系的混晶转变,且形貌由多面体向多孔微球转变。当pH为5~7时,所制备的BiVO4样品具有独特的形貌、较大的比表面积和良好的多孔结构,表现出优越的光催化活性,对罗丹明B降解率可高达90.4%。。     

ZnS/ZnO纳米片组装的多孔微球的制备及光催化性能研究

将水热法制备的ZnS纳米球500℃下保温2h制备出由ZnS、ZnO纳米片组装的多孔微球。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见近红外分光光度计和紫外-可见分光光度计等对样品的形貌、结构和光学性能进行了表征。以甲基橙(MO)的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。ZnS/ZnO异质结材料的带隙明显窄于ZnO,光催化活性得到提高;经60 min紫外光照射后,ZnS/ZnO异质结催化剂对MO的降解率为76%。最后分析和探讨了异质结催化剂的光催化机理。     

类仙人球状Ag_3PO_4/ZnO纳米棒阵列异质结的构筑及光催化性能研究

采用晶种异质外延生长法合成制备结构新颖、性能稳定的类仙人球状的Ag_3PO_4立方微晶(MC)/ZnO纳米棒阵列(NRs)异质结。利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征样品形貌,X射线衍射仪(XRD)表征晶体结构。通过有机染料罗丹明B(RhB)的降解率及循环降解能力测试,研究其催化活性及稳定性。实验结果表明,制备的Ag3PO4 MC/ZnO NRs异质结表现出良好的光催化活性及稳定性;在可见光区域催化降解RhB的实验中,降解率高达98%。Ag_3PO_4 MC/ZnO NRs异质结独特的复合结构为催化反应提供大量的催化活性位点,有效提高催化反应的活性,同时降低了光生电子-空穴电荷对的复合率,从而极大地增强了光催化效率。     

Ce3+掺杂ZnO光催化性能的研究

研究通过水热法制备了不同浓度Ce³⁺掺杂ZnO纳米材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱分析(EDS)、光致发光光谱(PL)、比表面积(BET)等分析技术对所制备的样品进行了表征。其中,XRD证实了Ce³⁺的成功掺杂,PL显示Ce³⁺掺杂抑制了电子-空穴对的复合,BET发现Ce³⁺掺杂增大了ZnO的比表面积。在模拟日光条件下,对罗丹明B(RhB)水溶液进行光降解实验。实验结果表明,所有Ce³⁺掺杂样品的光催化性能都优于未掺杂的ZnO,并且发现Ce³⁺掺杂浓度为0.1%时,其光催化性能最佳,光催化RhB的降解率达到95.6%。同时对Ce³⁺掺杂ZnO的光催化机理提出了解释。     

多孔花状α-Fe2O3的制备、表征及光催化性能研究

在氮气(N_2)保护下,采用常压溶剂热法制备出花状前驱体铁醇盐,之后在空气中500℃热处理得到α-三氧化二铁(α-Fe_2O_3)微球。并对α-Fe_2O_3进行表征和分析,研究了其对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:制得的α-Fe_2O_3微球具有较大的比表面积,为66.92m~2/g,还具有弱铁磁性特征,饱和磁化强度为2.11emu/g,剩磁为0.55emu/g,矫顽力为210.91Oe,有利于使用磁铁吸附分离。在甲基橙溶液为10mg/L,多孔花状α-Fe_2O_3微球的浓度为0.5g/L,紫外灯照射3h条件下,多孔花状α-Fe_2O_3微球对甲基橙的降解率最高达到60.05%。采用磁铁分离并经过6次重复使用后,对甲基橙的降解率为50.85%,具有较好的降解性能。     

CeO2-Ag/AgBr复合微球的合成及光催化性能EI北大核心CSCD

通过水热法合成CeO 2介孔微球,并在其表面负载AgBr纳米粒子(NPs)。利用光沉积法原位还原得到少量Ag纳米粒子,制备出CeO 2-Ag/AgBr异质结结构催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光漫反射(DRS)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱(PL)及X射线光电子能谱(XPS)等方法对CeO 2-Ag/AgBr样品进行表征。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,采用氙灯(500 W)光源,考察CeO 2-Ag/AgBr(CAAB)的光催化性能。结果表明:CAAB-3(AgBr质量分数为36.03%)的光催化活性最高。CAAB-3浓度为5 mg/L时,RhB溶液在80 min内的降解率为94.84%,是单一CeO 2降解能力的22.3倍,经过多次循环实验CAAB-3仍能保持88.55%的降解率。Ag NPs的等离子共振效应降低了电子-空穴与光生载流子的复合,增强了光催化性能。     

可见光响应型球形Zn/BiOBr的制备及其光催化性能研究

采用溶剂热法制备Zn~(2+)掺杂的溴氧化铋(BiOBr)(Zn/BiOBr)光催化剂,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、比表面积孔径分析仪对其结构形貌进行分析表征,并考察了其对罗丹明B(RhB)的光催化活性。结果表明,Zn~(2+)掺杂量不同的Zn/BiOBr均为四方晶型,掺入Zn~(2+)后Zn/BiOBr样品的禁带宽度缩小、比表面积增大,光催化活性均明显提高,且10%Zn/BiOBr光催化活性最高;用蓝色LED光照射120min,其对RhB溶液的光降解率达到96%,比纯BiOBr的降解效率提高16%。循环使用3次后,Zn/BiOBr降解率仍达到85%,光催化过程中h+和·O_2-是主要的活性物质。     

g-C3N4掺杂锰锌铁氧体复合物的制备及光催化性能研究

采用自组装方法制备出新型g-C_3N_4掺杂锰锌铁氧体复合物,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对样品进行了表征。在可见光下通过样品对罗丹明B的降解效果,研究了g-C_3N_4掺杂锰锌铁氧体复合型光催化材料的光催化性能。结果表明:g-C_3N_4掺杂锰锌铁氧体掺杂比(3∶2)相比于单组分锰锌铁氧体和g-C_3N_4,表现出更高的光催化活性。0.5g/L的样品通过210 min的光反应,降解掉溶液中96.0%的罗丹明B。g-C_3N_4/锰锌铁氧体复合物的活性与稳定性相比于单体明显提高。g-C_3N_4掺杂锰锌铁氧体光催化剂具备强磁性材料特点,具有良好的可回收性,5次重复光催化实验后仍有90%以上的降解率,因此其在降解环境污染物方面具有较好的应用前景。     

Ag3PO4/BigFe4O9复合催化剂的制备及其光催化性能

利用水热法成功地制备得到具有高效光催化活性的Ag3PO4/Bi2Fe4O9复合型光催化剂.使用X-射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征,并以罗丹明B为目标降解物对其光催化性能进行研究.结果表明:样品是由纳米Ag3 PO4颗粒负载在片状四边形的Bi2Fe4O9表面组成的,当Ag3PO4的负载量为4wt％时,复合材料的光催化效果最好,在可见光(波长＞420nm)照射下,1.5h内对100mL浓度为10-5mol.L-1罗丹明B溶液的脱色率可达98.7％.     

四氧化三铁亚微空心球的制备及表征

采用水热法制备出亚微尺寸Fe_3O_4空心球.用X射线衍射谱(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了样品的相结构,用透射电子显微镜(TEM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)照片表征样品的形貌,表明在一定反应条件(反应温度、反应时间、反应试剂)下,反应产物可形成不同的形貌:针叶状的纳米颗粒、亚微尺寸的疏松球、实心球和空心球等.用振动样品磁强计(VSM)测量了样品的室温磁性,表明Fe_3O_4亚微空心球样品表现为铁磁性.     

纳米TiO2微球的制备及其光催化性能研究

以四氯化钛为钛源,采用无模板溶剂热法合成了纳米TiO_2微球,采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、N_2吸附-脱附等分析方法对样品进行表征,考察水热反应时间对纳米TiO_2微球的形成及光催化降解气相苯的影响。结果表明:纳米TiO_2微球是由锐钛矿相纳米颗粒自组装形成的分级微/纳结构,光吸收出现"蓝移",比表面积高达239.2m~2/g;纳米TiO_2微球的结构参数对其最终的光催化性能影响较大,在水热温度180℃、水热反应时间24h条件下制备的纳米微球表现出最高的光催化活性,其矿化率高于商用P25TiO_2近2倍;纳米TiO_2微球优异的光催化性能得益于其优良的结晶度、相对大的比表面积和丰富的介孔结构。     

Mn掺杂花状ZnO的合成及其光催化特性研究

采用液相沉积法,在室温条件下制备了不同Mn掺杂浓度(0,0.25%,0.5%和1.0%(摩尔分数))的花状ZnO微结构。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的花状ZnO微结构的物相及形貌进行表征。以甲基橙溶液作为光催化反应模型污染物,对不同浓度的Mn掺杂花状ZnO微结构的光催化性能进行了研究。实验结果表明,Mn在ZnO材料中以两种形态存在,即进入晶格以Mn2+形式替代Zn2+和以Mn3O4形式附着在ZnO材料表面。且Mn掺杂提高了花状ZnO微球结构的光催化活性,当掺杂浓度为0.25%(摩尔分数)时光催化性能最优,紫外光照2.0h后,对甲基橙的光催化降解率可达88.7%。     

花状CdO微球的制备及其对高氯酸铵热分解的催化性能

采用溶剂热合成-热分解两步法制得花状CdO微球。以醋酸镉为原料、甲醇为溶剂,采用溶剂热法合成由纳米片自组装而成的花状前驱体微球。将前驱体焙烧后,得到形貌保持良好的花状多孔CdO微球。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N_2吸附-脱附等手段对样品的物相、化学组成、形貌及孔结构进行表征。借助差示扫描量热(DSC)技术对CdO花状微球催化高氯酸铵(AP)热分解的性能进行评价。结果表明:花状CdO微球对AP热分解过程具有一定的催化作用。添加质量分数为2%的CdO可使AP的高温分解峰值温度从444.4℃降低至402.8℃,分解热从586.9 J/g提高到1091.7 J/g,分解活化能从280.5 kJ/mol减小至83.78 kJ/mol。基于实验结果,提出了CdO花状微球催化AP热分解的可能机理。