Ag/AgBr-硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能

采用沉积-沉淀-光还原法制备了Ag/Ag Br-硅藻土复合光催化剂。利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)技术对产物进行了表征,测试了Ag/Ag Br-硅藻土复合光催化剂在可见光下(λ420nm)对罗丹明B(Rh B)的光催化降解性能。基于自由基捕获实验探讨了Ag/Ag Br-硅藻土复合光催化剂催化降解Rh B过程中的主要活性成分以及光催化降解Rh B的机理。结果表明,当Ag/Ag Br与硅藻土质量比为4∶1时,Ag/Ag Br-硅藻土复合催化剂具有最高的光催化活性,光照60min后,Rh B的降解效率高达83.1%。机理研究表明h~+和·O_2~–在降解Rh B过程中为主要活性成分。     

AgBr/TiO_2/硅藻土复合材料对罗丹明B光催化降解的研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法和沉淀-沉积法,制备了异质结结构的Ag Br/TiO_2/硅藻土复合材料,对罗丹明B(Rh B)污染物光催化降解。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对复合材料晶型结构、形貌、元素化合价态和吸光性能表征分析。考察了不同摩尔比Ag Br/TiO_2对复合材料光催化性能的影响,并探究了复合材料的稳定性。结果表明,纳米TiO_2为锐钛矿晶型,Ag Br和TiO_2之间的异质结提高了复合材料的光催化活性;Ag Br和TiO_2摩尔比为0.20时,复合材料光催化活性最好。经过8次循环使用后,对Rh B的降解率仍保持在85%以上。     

AgBr/TiO_2/硅藻土复合材料对罗丹明B光催化降解的研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法和沉淀-沉积法,制备了异质结结构的Ag Br/TiO_2/硅藻土复合材料,对罗丹明B(Rh B)污染物光催化降解。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对复合材料晶型结构、形貌、元素化合价态和吸光性能表征分析。考察了不同摩尔比Ag Br/TiO_2对复合材料光催化性能的影响,并探究了复合材料的稳定性。结果表明,纳米TiO_2为锐钛矿晶型,Ag Br和TiO_2之间的异质结提高了复合材料的光催化活性;Ag Br和TiO_2摩尔比为0.20时,复合材料光催化活性最好。经过8次循环使用后,对Rh B的降解率仍保持在85%以上。     

C掺杂g-C3N4/PVDF纳米纤维膜的制备及其可见光降解性能研究

本文通过高温煅烧乙酰胺和尿素混合物,成功制备了在可见光下具有优异光催化降解性能的C掺杂g-C₃N₄材料,然后将C掺杂g-C₃N₄和PVDF共混,通过静电纺丝制备了具有优异光催化性能的C掺杂g-C₃N₄/PVDF复合纳米纤维膜。结果表明,当乙酰胺与尿素的质量比为5%时,所制备的C掺杂g-C₃N₄粉末的光催化性能较好,乙酰胺的掺杂改性既改变了g-C₃N₄形貌结构,又改善g-C₃N₄的禁带宽度,从而进一步有效提高了C掺杂g-C₃N₄材料的光催化活性;当粉末掺杂比为12%时,所制备的PVDF纳米纤维复合膜光催化降解罗丹明B的效率达89.12%;复合纤维膜经过4个循环的光催化降解实验后,对罗丹明B的光催化降解效率保持在80%以上,解决了传统光催化剂难以回收和催化剂易被包覆而失效的问题。     

双金属MOFs固载TiO2的合成及光催化性能研究

采用一锅水热法合成了Ti O₂@Ce-Zr BTC复合材料，用于光催化降解罗丹明B(Rh B)溶液。在可见光的照射下，将0.05g的Ti O₂@Ce-Zr BTC投入50m L质量浓度为40mg·L^-1的Rh B溶液中，反应100min时，其降解率为96.6%，且该光催化剂循环降解4次后，降解率仍达79.9%。     

综合性实验——溴氧化铋光催化剂的制备及降解罗丹明B性能

介绍了一个化学综合性实验,涉及溴氧化铋(BiOBr)光催化剂的制备及降解罗丹明B (Rh B)性能。该实验采用溶剂热合成的方法制备了BiOBr光催化材料,利用X-射线粉末衍射(XRD)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对其晶相和吸光性能进行了表征,并测试其在全光谱照射下降解RhB的活性,最后通过自由基捕获实验证明了光催化降解过程中的活性物种,解释了光催化降解机理。本实验贯穿材料的制备、表征、性能和机理研究,有利于学生拓宽知识面,开阔视野,提高其实践能力和对知识的综合运用能力,培养他们的创新能力和科研兴趣。     

AgVO3/g-C3N4复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

使用水浴沉淀法制备Ag VO3/g-C3N4复合材料,对其进行紫外漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等表征。通过降解Rh B情况评估复合材料光催化性能。实验改变Ag VO3比例,探究Ag VO3含量对复合物光催化性能的影响。结果表明,2%AgVO3/g-C3N4具有最好的光催化活性,40 min降解Rh B高达94.8%。     

AgI/MOF-253的制备及其可见光催化性能研究

采用溶剂热法合成了铝基金属有机骨架材料MOF-253,通过将半导体光催化剂Ag I固载到MOF-253上合成不同摩尔比的Ag I/MOF-253复合材料,利用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis DRS和氮气物理吸附等对其进行表征。选取光催化降解有机染料罗丹明B(Rh B)作为模型反应,研究了Ag I/MOF-253作催化剂时,Ag I的负载量、双氧水浓度对可见光催化降解Rh B反应性能的影响。结果表明,Ag I和MOF-253摩尔比对催化剂性能有重要影响,优化后的反应体系60 min内对Rh B的降解率可达96%;催化剂循环使用4次,降解效率仍保持在95%以上。通过活性物种捕获实验探讨了影响该复合材料降解Rh B的光催化活性关键因素。     

碘化银/硅藻土光催化剂的制备及可见光催化性能研究

采用沉积-沉淀法制备了碘化银/硅藻土复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、红外光谱(FT-IR)技术对产物进行了表征。研究了碘化银/硅藻土复合光催化剂在可见光下对罗丹明B(RhB)的降解性能。通过循环使用考察了碘化银/硅藻土复合光催化剂的稳定性。结果表明:相比于碘化银和硅藻土,碘化银/硅藻土复合光催化剂的光催化性能显著提高,当碘化银与硅藻土质量比为5%时,其催化效率最高,约为79.19%。机理研究表明,h~+和·O_2~-在降解罗丹明B过程中为主要活性成分。     

可见光条件下Hg掺杂ZnS光催化降解有毒有机污染物

用Hg Cl2与Zn(Ac O)2和Na2S共沉淀法制备Hg掺杂Zn S(HgXZn1-XS),研究在可见光激发下(λ>420 nm)HgXZn1-XS对以罗丹明B(Rh B)及2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的光催化降解特性。结果表明,HgXZn1-XS(n(Hg)/n(Zn+Hg))为7%(简称C0.07)时,光催化活性最好,在可见光(λ>420 nm)条件下能很好的降解Rh B和2,4-DCP,反应30 h后,Rh B的矿化率和2,4-DCP的降解率分别为39.5%和54.6%。光催化降解Rh B,Hg掺杂Zn S光催化剂具有良好的稳定性,Hg不分解,催化剂重复使用5次后光催化活性几乎没有损失。同时采用辣根过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法跟踪分析测定Rh B降解过程中H2O2和羟基自由基(·OH)的变化量,表明Rh B降解机理涉及·OH历程。     

稀土掺杂硼酸盐Bi2ZnB2O7: xDy3+光催化剂的合成及其催化机理

采用高温固相反应法制备了一系列镝离子掺杂Bi₂ZnB₂O₇（BZBO）光催化剂。通过XRD、TEM和HRTEM等手段对BZBO: xDy³⁺材料的结构及形貌等进行了表征,通过RhB溶液在紫外灯下的光降解实验研究了不同浓度镝离子掺杂对BZBO光催化性能的影响。RhB光降解实验结果表明,当Dy³⁺在BZBO中的掺杂量为4%时,BZBO: 4%Dy³⁺具有最好的光降解活性,其光降解活性为纯BZBO的1.56倍。通过光吸收性能分析可知,Dy³⁺的引入增强了BZBO的紫外吸收强度,并稍降低了其禁带宽度。光吸收性能、光致发光光谱、光电流和EIS实验结果表明,BZBO: 4%Dy³⁺的光催化活性增强的主要原因是BZBO中掺杂的镝不仅提高了BZBO光催化剂的光吸收能力,更促进了光生电子-空穴对的分离和转移。因此,在稀土元素和极化电场的作用下,BZBO: 4%Dy³⁺的光催化活性要高于其他所制备的样品。     

溶胶-凝胶-微波法制备银掺杂TiO_2光催化剂及其光催化性能

用硝酸银和钛酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶-微波辐射干燥法合成银掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Ag。为了提高催化剂的光催化活性和降解有机污染物的速率,用微波辅助Ti O2-Ag光催化剂降解有机污染物。通过扫描电子显微镜、红外光谱法、紫外可见光谱法和荧光光谱法对TiO_2-Ag催化剂进行测试和表征。以甲基橙为有机污染物,分别在太阳光照射和微波、紫外、紫外-微波条件下降解甲基橙以考察催化剂的光催化活性。结果表明,TiO_2-Ag光催化剂最佳制备条件为:银掺杂量n(Ag+)∶n(Ti~(4+))=0.003,离子液体用量3.0 m L,微波干燥功率210 W,微波干燥时间20 min,焙烧温度650℃,焙烧时间3 h,此条件下制备的TiO_2-Ag光催化剂在太阳光照射4 h下,紫外光照、微波辐射和紫外光照-微波辐射分别辐射55 min后,甲基橙降解率分别为98.70%、98.79%和99.05%。     

g-C3N4/Bi2MoO6复合光催化剂的制备及性能研究

结合热缩聚法和水热法制备了g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附曲线、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光致发光光谱（PL）等分析测试技术对材料的结构和性能进行了表征,研究了材料光催化降解罗丹明B（RhB）的效果。结果表明,与纯Bi₂MoO₆相比,g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料提高了对可见光的吸收能力,减小了带隙宽度,在可见光激发下提高了降解RhB的光催化活性。其中,5% g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料对RhB的降解率最高,在可见光照射180 min对RhB的降解率为93%;而同样条件下Bi₂MoO₆对RhB的降解率为58%。重复性实验表明,复合材料在RhB光降解过程中是稳定的,具有较好的应用潜力。     

Novel in-situ synthesis of Au/SnO2 quantum dots for enhanced visible-light-driven photocatalytic applications

In recent years, visible-light-driven metal–semiconductor nanocomposites have emerged as a suitable material for the decomposition of various water and air pollutants. In this work, a novel plasmonic Au nanoparticle (NP)/SnO₂ quantum dot (SQD) nanocomposite photocatalysts were prepared via a one-step solvothermal technique. The as-prepared plasmonic photocatalysts were characterized by various techniques, and the results established the formation of Au/SQD nanocomposites. The photocatalytic activity of the as-prepared plasmonic Au/SQD nanocomposites was examined by the degradation of Rhodamine B (RhB) at room temperature under visible light, and the Au/SQD photocatalyst, prepared using 1.0?g of tin chloride, exhibited a higher rate constant of RhB degradation than pristine SQDs. This exceptional improvement in catalytic performance under visible light is ascribed to a shift of the band gap from the ultraviolet to the visible region. The surface plasmon resonance effect of Au NPs and the synergistic coupling of the metal and the semiconductor QDs also played a vital role in enhancing the catalytic performance. The process of the photocatalytic degradation of RhB by the Au/SQD nanocomposites under visible light is described.     

硫酸根对聚合氮化碳光催化活性的影响

在pH=1条件下分别加入硫酸根、硝酸根、磷酸根对三聚氰胺进行处理,采用高温煅烧法制备了一系列聚合氮化碳材料,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等分析手段对样品进行了表征。以罗丹明B（RhB）为污染物,探究了在可见光下聚合氮化碳对RhB的光催化降解性能、稳定性以及降解机理。加入0.12 mol硫酸根处理的聚合氮化碳（CN-0.04SO₄^2-）在45 min内对RhB的降解率为99.1%,其伪一级动力学常数是未加硫酸根的23.0倍,硫酸根能有效地增强聚合氮化碳的光催化活性。CN-0.04SO₄^2-经过3次循环实验对RhB的降解率略有下降,说明其具有良好的稳定性。活性物种捕获实验表明,影响光催化降解RhB的主要活性物种是·O₂^-和·OH。     

Efficient adsorption and photocatalytic degradation of organic pollutants diluted in water using the fluoride-modified hydrophobic titanium oxide photocatalysts: Ti-containing Beta zeolite and TiO2 loaded on HMS mesoporous silica

Using the F⁻ media, the hydrophobic zeolite and mesoporous silica can be synthesized. These hydrophobic porous materials exhibit the high ability for the adsorption of organic compounds diluted in water and become the useful supports of photocatalyst. The hydrophobic Ti-Beta(F) zeolite prepared in the F⁻ media exhibited high efficiency than the hydrophilic Ti-Beta(OH) zeolite prepared in OH⁻ media for the liquid-phase photocatalytic degradation of 2-propanol diluted in water to produce CO₂ and H₂O. The TiO₂ loaded on the hydrophobic mesoporous silica HMS(F) (TiO₂/HMS(F)), which was synthesized using tetraethyl orthosilicate, tetraethylammonium fluoride as the source of the fluoride and dodecylamine as templates, also exhibited the efficient photocatalytic performance for the degradation. The amount of adsorption of 2-propanol and the photocatalytic reactivity for the degradation increased with increasing the content of fluoride ions on these photocatalysts. The efficient photocatalytic degradation of 2-propanol diluted in water on Ti-Beta(F) zeolite and TiO₂/HMS(F) mesoporous silica can be attributed to the larger affinity for the adsorption of propanol molecules on the titanium oxide species depending on the hydrophobic surface properties of these photocatalysts.     

硅藻土负载La~(3+)/TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/硅藻土负载型光催化剂。以硝酸镧为镧源,采用等体积浸渍-焙烧法制备La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂。通过XRD和SEM对制备的催化剂进行表征,以亚甲基蓝溶液模拟有机废水,考察n(Ti)∶n(Si)及La3+掺杂量对催化剂光催化性能的影响,结果表明,硅藻土可提高TiO_2分散性,降低TiO_2晶粒尺寸,并抑制其由锐钛矿相向金红石相的转变。在n(Ti)∶n(Si)=1∶1、焙烧温度550℃和La3+掺杂质量分数1%条件下,La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂的光催化活性较好,紫外光连续照射180 min,亚甲基蓝降解率可达99.9%。     

Preparation and photocatalytic activity of BiOI/MnxZn1-xFe2O4 magnetic photocatalyst

BiOI/Mn_xZn_1-xFe₂O₄ magnetic photocatalysts were successfully prepared for the first time. With the degradation of simulated RhB wastewater as a pointer to the photocatalytic reaction and combined with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), UV–visible diffuse reflectance spectroscopy (UV–vis DRS), and vibrating sample magnetometer (VSM), the reasons influencing the photocatalytic performance of the magnetic photocatalysts were further explored. The excessive or insufficient Mn-Zn ferrite both leads to a relatively low photocatalytic activity. When the calcination temperature reaches to 200 and 400?°C, the photocatalytic activity is enhanced significantly, but the main active component in the photocatalysts has changed from BiOI to Bi₅O₇I at 400?°C. The nanocomposites prepared under alcohol water environment with hollow microspheres morphology possess a highly photocatalytic efficiency, and the RhB degradation rate within 4?h in the ethanol water environment is significantly higher than that in pure water (98% vs. 59%).     

光催化材料Bi4O7/BiOBr的制备及其光催化性能研究

以自制的铋酸钾（KBiO₃）为前驱物,采用低温水热法制备七氧化四铋（Bi₄O₇）,再利用氢溴酸原位离子刻蚀法首次成功制备了Bi₄O₇/BiOBr复合物。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分别观测了样品的物相和形貌特征,复合相具有比二者单相更佳的可见光降解罗丹明B（RhB）的性能,最高可达到30 min内降解86.9%;紫外可见漫反射光谱（DRS）和光致发光光谱（PL）分别证明了其性能的提升是由于复合相拥有更广的光学响应范围和更低的光生载流子复合效率。超氧自由基和空穴是该体系光催化降解过程中的活性物质,并由此提出了一种可能的光催化降解机制,且复合相比单相Bi₄O₇具有更好的光催化降解稳定性。     

葡萄糖辅助合成形貌可控BiOCl及其可见光催化性能

以葡萄糖为表面活性剂,采用水热法成功合成了由纳米片组装而成的花状分级结构BiOCl。采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、元素分析（EA）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、N₂物理吸附（BET）、电子顺磁共振（ESR）等对所合成样品进行了表征。考察了不同葡萄糖添加量对BiOCl的形貌和可见光催化性能的影响,并重点研究了葡萄糖添加量为0.3g制备的BiOCl的微观结构和降解RhB的机理。结果表明,添加不同量的葡萄糖可调控BiOCl的形貌,拓宽BiOCl的吸光范围。葡萄糖加入量为0.3g时得到的由纳米片组装成的花状分级结构BiOCl在2h即可将RhB降解掉95%。机理研究表明,·O₂^–是光催化降解过程中的主要活性物种。因此,提出了一种可能的光催化剂降解RhB的机理。