钼钛氧化物的合成表征及性能研究

鉴于MoO_3的带隙能小于TiO_2的带隙能,且Mo~(6+)与Ti~(4+)的离子半径相近的原因,Ti掺杂的MoO_2、MoO_3光催化剂成为研究热点。研究分别以P25、TiCl_4为钛源,采用水热合成法制备Ti掺杂的MoO_3纳米光催化剂,并对其进行X射线粉末衍射(XRD)、BET比表面积测试等表征。通过加入硫脲等表面活性剂研究Ti掺杂的MoO_3纳米催化剂吸附性能及对水体污染物的光催化降解性能。结果发现,该催化剂对罗丹明B有很好的光降解活性,并且硫脲的加入能显著提高催化剂的吸附能力。     

Co-BiVO_4异质结光催化剂的制备及其性能

采用一步水热法合成具有高效光催化活性的Co-BiVO_4纳米复合材料。该材料通过Co氧化物包覆在钒酸铋表面构成p-n型异质结结构。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)等对所制备的纳米光催化剂进行形貌、结构、组成及光电性能表征分析。发现Co是以氧化物的形式负载在BiVO_4的表面,并且复合材料的可见光吸收带发生了红移。利用亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,以可见光作为光源考察不同材料的光催化性能。结果表明,Co-BiVO_4复合光催化剂的催化活性明显高于纯BiVO_4。当Bi和Co的复合比为2∶1时,Co-BiVO_4的光催化活性最高,与纯BiVO_4相比光催化反应速率提高了4倍。本研究完善了铋系异质结和过渡金属提高光催化活性的相关机理。     

具有高效可见光活性的AgCl/AgVO_3异质结光催化剂的原位合成

以水热法合成的AgVO_3为前驱体,在其表面通过原位离子交换法合成AgCl/AgVO_3异质结光催化剂,利用XRD、SEM和UV-Vis等对其结构、形貌和光吸收性能进行表征,并以酸性橙-Ⅱ模拟环境中染料污染物,考察了AgCl/AgVO_3异质结的可见光催化性能。结果表明,AgCl/AgVO_3异质结光催化剂具有高效的可见光催化活性,在可见光照射下15 min,酸性橙-Ⅱ降解率达到80%,循环使用4次后,降解率仍能保持60%。自由基捕获实验结果表明,h~+和·O_2~-为光催化反应中的主要活性物种。光催化性能的提高主要归因于AgCl/AgVO_3异质结构的形成,这利于光生电子-空穴对转移和分离。最后探讨了增强AgCl/AgVO_3光催化性能的可能机理。     

水热法合成钛酸锶光催化剂及其降解不同染料对环境净化的影响研究

采用水热合成法并使用TiO_2和Sr (OH)_2·8H_2O和NaOH作为原始材料制备了SrTiO_3光催化剂。XRD结果表明,合成的SrTiO_3光催化剂为立方相,晶粒尺寸约为52 nm。光学性质分析表明,SrTiO_3光催化剂具有强的紫外可见光吸收能力,Eg值为2.93 eV。光催化实验表明,SrTiO_3光催化剂对染料降解具有较强的选择性,最佳的降解染料是刚果红。     

BiOBr/BaBi_2O_6异质性型光催化剂的制备及其光催化降解有机污染物

通过水热合成法制备出BaBi_2O_6,采用化学蚀刻法在BaBi_2O_6表面利用HBr与BaBi_2O_6的反应原位沉积BiOBr,制备出具有异质结型结构的光催化剂。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等对其结构、微观形貌和可见光吸收等性能进行了表征。光催化实验结果表明,BiOBr/BaBi_2O_6在可见光下可以有效降解MB(亚甲基蓝)溶液,当BiOBr与BaBi_2O_6的摩尔比为55:45时,BiOBr/BaBi_2O_6具有最大光催化活性。     

异质结型KBiO_3/BiOCl光催化剂制备及其可见光光催化性能

铋酸钾具有良好的光催化性能,但稳定性差,通过原位转化法在铋酸钾表面生成氯氧化铋构成KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂并将其用于降解结晶紫。实验结果表明,BiOCl能有效改善铋酸钾稳定性并提高其光催化性能,构成的KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂可在可见光照下90 min内实现结晶紫完全降解,活性优于KBiO_3或BiOCl。KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂可见光性能提高归因于异质结结构对吸收光区的拓宽和对电子-空穴复合率的抑制,以及原位生长的BiOCl比表面积的增大。     

AgBr/Ag_2CO_3异质结光催化剂的制备及其可见光响应活性

以硝酸银、碳酸钠为原料,通过共沉淀法获得Ag_2CO_3纳米粒,并以该纳米粒为前体化合物,采用原位离子交换法合成系列AgBr/Ag_2CO_3异质结可见光催化剂。采用XRD、SEM测定了抑制结的组成和形貌。同时考察了该催化剂在可见光下(λ420 nm)的光催化降解盐酸莫西沙星性能。结果表明AgBr与Ag_2CO_3摩尔比为0.6时AgBr/Ag_2CO_3有最高的光催化活性,AgBr/Ag_2CO_3异质结光催化剂可有效提高Ag_2CO_3光催化剂降解盐酸莫西沙星的活性和稳定性。     

Ti~(3+)自掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化性能研究

光催化效应因其在能源、环境方面的广泛用途而受到广泛关注,二氧化钛(TiO_2)作为被发现的第一种光催化剂,一直以来都是学者们研究的热点。但是TiO_2的光吸收带在紫外波段以及光催化效率低下的两个缺点,阻碍了人们对TiO_2的光催化应用和开发。近期,有学者发展了Ti ~(3+)自掺杂TiO_2作为改性的方法,取得了突破性的进展。但是,Ti ~(3+)自掺杂的过程依然具有能耗大、不确定性高等缺点。笔者简述了使用简便的固相高温局部还原法制备Ti ~(3+)自掺杂TiO_2。利用NaBH_4作为还原剂,在惰性气氛条件下高温还原生成Ti ~(3+)和氧空位,制得Ti ~(3+)自掺杂TiO_2。并讨论Ti ~(3+)自掺杂TiO_2的结构以及光催化性能。本实验制得的Ti ~(3+)自掺杂TiO_2具有光子转换效率高、光吸收带向可见光转移等优点,并具有良好的光催化还原Cr~(6+)的性能,3h可见光催化还原效率达到90%以上,具有较高的研究和实际意义。     

Bi_2WO_6/WO_3/C异质结型复合光催化剂的制备及其性能

H_2WO_4经乙二胺插层和高温碳化后,水热条件下与Bi_2WO_6复合,制备了Bi_2WO_6/WO_3/C异质结光催化剂。采用X射线粉末衍射仪、紫外-可见漫反射光谱、扫描电子显微镜对样品进行表征。以罗丹明B为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。结果表明:Bi_2WO_6/WO_3/C异质结光催化剂性能明显优于纯Bi_2WO_6和WO_3/C。异质结的存在,抑制了光生电子与空穴的复合;此外,光催化剂低的导带电势,也有利于光催化活性的提高。     

溶剂热法制备(001)晶面暴露的TiO_2异质复合物及其光催化性能研究

通过溶剂热法合成(001)晶面暴露的TiO_2/BiVO_4异质复合物可见光光催化剂,采用X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱等技术对催化剂结构、成分和性质进行了表征。结果表明,在波长420nm的可见光照射降解罗丹明B染料中,TiO_2/BiVO_4异质复合物的活性相比于纯相TiO_2和BiVO_4大大提高,且不同复合比例的光催化剂对活性影响较大。当质量比为80%时,TiO_2/BiVO_4异质复合物表现出最强的可见光光催化活性。同时讨论了TiO_2/BiVO_4异质复合物光催化性能优异的原因。     

光催化PVC糊的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解

将纳米TiO2加入PVC糊中制备光催化PVC糊,研究不同种类及含量的纳米TiO2、亚甲基蓝溶液的浓度对光催化PVC糊制品光催化性能的影响.实验结果表明:含掺钨改性纳米TiO2的先催化PVC糊降解效果最明显;当纳米TiO2含量为8份时,亚甲基蓝溶液降解率最高;亚甲基蓝溶液的浓度为5 mg/L时,降解效果明显.     

二氧化钛光催化材料

介绍了 Ti O2 光催化材料光催化氧化和表面超亲水性的原理 ,并对其在空气净化 ,杀菌 ,表面防雾、自清洁等方面的应用作了简要评述     

光催化混凝土的性能(英文)

在水泥中掺入TiO2制备在普通日光下即可发生光催化反应的光催化水泥。光催化水泥应用于混凝土结构时,可在混凝土表面产生光生电子,分解空气中的污染物,如NOx。TiO2可以作为自然氧化反应的催化剂负载于混凝土表面,并加快NOx与SOx的分解速率。根据现有文献报道,光催化混凝土或涂层在应用时对于NOx污染物的分解效率波动范围较大,为20%~80%。造成如此大幅波动的原因与污染物监测技术有关,同时也与环境条件多样性有关,如光照强度、相对湿度、温度、风速以及光照方向都会影响NOx的分解。本项目对比研究了使用普通水泥和光催化水泥所配制混凝土的性质,结果表明,与普通水泥相比,光催化水泥更难引入气孔,但力学性能与普通水泥相当。光催化混凝土的工作性及耐久性仍需进一步研究。     

纳米光催化网ACH/TiO2动态降解甲苯气体

采用浸渍法将纳米TiO2颗粒负载在蜂窝活性炭(ACH)表面制备出光催化网ACH/TiO2,在自制光催化反应器中38 nm波长紫外光激发下进行甲苯的动态催化降解实验. 结果表明,ACH和TiO2具有良好的协同效应,能将可降解甲苯初始浓度从160 mg/m3提高至830 mg/m3. 在ACH/TiO2中TiO2含量12.5%±1%(w)、反应器内湿度30%、甲苯初始浓度410 mg/m3及气体流速1 L/min的条件下,ACH/TiO2降解甲苯气体效果最佳,降解率达90.0%. 水蒸气影响光催化降解甲苯气体,在稳定气流下光照降解甲苯气体效率可在6 h内维持稳定.     

光催化还原十溴联苯醚

以模拟太阳光为光源,首次研究了TiO2悬浮体系中十溴联苯醚（BDE-209）的光催化还原反应,讨论了TiO2投加量、BDE-209初始浓度、空穴清除剂对反应的影响。结果表明TiO2悬浮体系对BDE-209的光降解效果明显。当TiO2为1 g/L,甲醇作为空穴清除剂时,2.5 h后的降解效果最好,降解率达到78.6%,降解过程符合一级反应动力学方程,反应动力学常数为0.0103 min-1。利用光催化还原法制备了Ag/TiO2催化剂,采用TEM、EDS对催化剂进行表征,并进一步研究了Ag/TiO2光催化还原BDE-209,发现30 min内降解率即可到达96%。     

Photocatalytic Degradation of Metoprolol Tartrate

The advanced oxidation of high purity metoprolol tartrate, extracted from a commercial medicament, with TiO₂ and UV light (365 nm) was investigated to determine the effect of initial reactant concentration on the reaction rate and the role of direct photolysis on the photocatalytic process. Analysis of the reaction samples by UV–Vis spectroscopy indicated that metoprolol tartrate is efficiently degraded by photocatalysis via hydroxylation of the aromatic ring. Kinetic studies indicated that the photocatalytic degradation of metoprolol tartrate follows a Langmuir, Hinshelwood, Hougen and Watson (LHHW) mechanism where the reaction order shifts from zero order to first order as the reactant concentration drops. Additional experiments showed that direct photolysis plays a minor role on the photocatalytic oxidation of metoprolol tartrate. Total organic carbon (TOC) studies demonstrated that metoprolol tartrate is transformed to other organic intermediate reaction products before complete mineralization to CO₂. The fraction of reactant transformed into intermediate organic products was evaluated by a material balance using the results of analysis of the reaction samples by high performance liquid chromatography and TOC.     

污水处理中的光催化技术

光催化技术是一种新兴的高效节能的污水处理技术。文章主要介绍了半导体光催化技术的作用机理,影响光催化效率的因素,包括半导体催化剂的晶体结构、粒径、催化剂用量、光强、有机污染物浓度、pH。同时还介绍了提高光催化效率的方法以及光催化技术在污水处理中的应用。     

可见光响应光催化材料研究进展

综述了近几年在可见光范围内响应光催化材料的研究状况,介绍了拓宽光谱响应光催化材料的类型、机理、制备方法以及颗粒粒径对可见光吸收边的影响,展望了可见光响应光催化材料在光催化领域的研究和应用。