CDots-(001)TiO2纳米片的制备及光解水制氢性能

以钛酸四丁酯、氢氟酸和石墨棒为原料，采用简单的水热法将具有高催化活性的碳点负载在TiO2纳米片的(001)晶面上，制得CDots-(001)TiO2纳米片。通过TiO2纳米片高催化活性的(001)晶面与碳点的协同作用，提高TiO2纳米片的光吸收、载流子的传输和分离效率，从而有效地提高材料的光催化产氢性能。UV-vis DRS、PL、瞬态光响应分析结果表明，暴露(001)晶面的TiO2纳米片负载碳点后，可见光吸收增强，光生载流子的分离和传输速率加快，在间歇模拟太阳光照射下，CDots-(001)TiO2纳米片的光电流密度约为TiO2的4倍，CDots-(001)TiO2纳米片的光催化产氢速率达5859 μmol/(h·g)，量子效率达9.6％。     

碳量子点改性纳米二氧化钛的制备及其光催化降解壬基酚聚氧乙烯醚的性能研究

以柠檬酸为碳源,以1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体为表面修饰剂,一锅热解法制备了离子液体修饰碳量子点(L-CQDs),再通过简单的水热法将L-CQDs负载到TiO_2纳米颗粒上。以表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)溶液为模拟废水,研究了L-CQDs/TiO_2复合光催化剂的光催化性能。傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征结果证明L-CQDs负载到TiO2纳米颗粒的表面上;固体紫外-可见吸收光谱结果表明,L-GQDs/TiO_2相比于TiO_2纳米颗粒在可见光区域的吸收得到了明显增强;光催化结果表明,复合光催化剂3%L-CQDs/TiO_2在500W氙灯照射下降解0.05g/LTX-10溶液3h时,复合光催化剂对TX-10的降解率最高可达83.5%,比TiO2纳米颗粒高26.6%;重复使用5次后复合光催化剂的光催化活性保持不变。     

暴露晶面对Bi_2O_3/BiOCl复合纳米材料光催化性能的影响

采用热氧化法分别制备了Bi_2O_3纳米颗粒修饰的暴露晶面为(001)的BiOCl纳米片(001-BiOCl)和Bi_2O_3纳米颗粒修饰的暴露晶面为(010)的BiOCl纳米片(010-BiOCl)复合材料。采用XRD,SEM对样品的结构与形貌进行分析,采用紫外-可见分光光度计(UV-vis)测试样品的光吸收性质,采用氙灯辐照下光催化降解罗丹明B的方法测试不同样品的光催化活性。结果表明,Bi_2O_3/001-BiOCl样品具有更好的光催化性能,其光催化降解效率是Bi_2O_3/010-BiOCl的5.5倍,Bi_2O_3/001-BiOCl优良的光催化活性与Bi_2O_3纳米颗粒对可见光的吸收及001-BiOCl在[001]方向的内部电场有关。     

Ag@AgCl修饰的具有高活性(001)晶面的锐钛矿相TiO_2的制备和光催化性能研究1

本文采用水热法合成具有高活性(001)晶面的锐钛矿相TiO2微球,利用沉积法将AgCl分散到TiO2微球表面,再通过光化学反应将部分Ag+还原,获得Ag@AgCl等离子体负载的TiO2光催化剂,借助SEM、TEM、UV-Vis DRS等手段对催化剂的结构进行表征,并以酸性红作为模型污染物对样品的光催化性能进行评价。结果表明:经Ag@AgCl修饰后,样品对可见光的响应增强,光生载流子的分离得到有效促进,可见光催化活性有大幅度的提高,对酸性红的降解效率是修饰前的3倍。     

暴露晶面Fe3O4/{001}TiO2纳米材料的构建与光催化性能的提高

暴露{001}晶面的TiO_2的化学性质稳定,无毒,表面活性位点多,已被证明是一种很有前景的光催化材料。本研究以钛酸四丁酯为钛源,以氢氟酸为覆盖剂,采用水热法制得{001}TiO_2,并通过共沉淀法成功得到Fe_3O_4/{001}TiO_2纳米复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)和紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS),对产物的形貌、结构、磁性能和光吸收特性进行了测试表征,并以罗丹明B染料(Rh B)为目标降解物,研究了Fe_3O_4/{001}TiO_2的光催化降解活性。结果表明,制备的{001}TiO_2是长度约为50nm、厚度约为10nm的锐钛矿纳米片,Fe_3O_4是直径为5nm的磁性颗粒,Fe_3O_4/{001}TiO_2具有超顺磁性能,其饱和磁强度为16 emu·g~(-1),利用磁场可以将其分离回收。当Fe_3O_4与{001}TiO_2的配比量为20wt%时,Fe_3O_4/{001}TiO_2催化剂在可见光下对罗丹明B染料(Rh B)的降解率为83.8%。     

Ag纳米粒子改性MoS_2/暴露(001)面TiO_2二维复合材料及其可见光催化性能研究

以钛酸四丁酯、氢氟酸、钼酸钠、硫代乙酰胺和硝酸银为原料,利用水热法和光沉积法成功在二硫化钼(MoS_2)/暴露(001)面TiO_2二维复合材料上沉积了银纳米粒子(Ag)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收(UV-vis)对样品的相组成、表面形貌、表面元素组成和光响应范围进行表征测试,并在可见光下考察了复合材料降解亚甲基兰(MB)的光催化性能。结果表明粒径约为20~30 nm的Ag颗粒成功负载在MoS_2/暴露(001)面的TiO_2纳米片上(MT-001),Ag纳米粒子的等离子共振效应有效的改善了MT-001纳米片的光催化性能,改性后复合材料对MB的最佳降解率为89.72%,为同等条件下纯TiO_2纳米片的1.55倍。     

CdS/r-TiO_2复合催化剂的制备及其在光催化分解硫化氢制氢中的应用

以钛酸四丁酯,乙酸镉为前驱体,以Na BH4为还原剂,采用溶胶凝胶辅助溶剂热法制备了负载CdS的还原TiO_2光催化剂(CdS/r-TiO_2),并运用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见漫反射吸收光谱仪和X射线光电子能谱仪等方法探讨了CdS负载量及TiO_2还原对光催化分解H2S制氢的影响。结果表明:负载CdS可使催化剂的光响应区间拓展至可见光区,Na BH4还原可进一步增加样品对可见及红外光的吸收性能。负载CdS增加了催化剂分解H2S制氢的反应活性位点,并有利于光生载流子的分离传输,使材料的光催化活性大幅增加。当CdS负载量为5%时,CdS/rTiO_2在全光谱光照下的产氢速率达2.4 mmol·h-1·g-1。     

金属改性的TiO2纳米管对光催化性能的影响

对TiO_2纳米管进行改性可进一步提高光催化性能,TiO_2纳米管的改性方式主要有三种:非金属离子掺杂、金属改性和半导体复合。本文主要介绍金属改性TiO_2纳米管的制备方法和光催化性能,金属改性分为金属离子掺杂和贵金属负载,金属离子掺杂主要介绍Fe和Zr,贵金属负载介绍Ag、Au、Pt。改性后的TiO_2纳米管有效地抑制了光生载流子的复合,因此具有比纯TiO_2纳米管更好光催化性能,降解有机污染物的效率更高。     

暴露不同晶面的ZnO纳米催化剂的制备及光催化降解四环素和产氢性能研究

利用水热法成功地制备了暴露{110}和{001}晶面的ZnO纳米催化剂(ZnO-001和ZnO-110),并采用XRD、TEM、SEM等技术对其晶相结构和形貌进行了表征,同时对其光催化产氢和光催化降解盐酸四环素性能进行了进一步研究.光催化实验结果表明:ZnO-110比ZnO-001具有更优异的光催化产氢和光降解盐酸四环素性能.进一步通过荧光、瞬态光电流、羟基自由基等表征技术,探索了ZnO-110表现出较高催化活性的原因.     

TiO_2单晶面负载贵金属Ag形貌及其催化活性

采用水热法合成90%以上高暴露单晶面TiO_2(001)、(101)和(010),并通过光沉积方法负载贵金属Ag,光照20 min后,由于不同晶面具有不同的原子排布和电子结构,其负载的Ag的粒径不同,TiO_2-101晶面上Ag的粒径为(12.5±5)nm,TiO_2-010晶面上Ag的粒径为(17.5±5)nm,而TiO_2-001晶面上Ag的粒径为(25±15)nm。可见光催化降解罗丹明B(Rh B)实验表明,不同晶面负载Ag后降解能力不同;荧光及瞬态荧光表明,Ag/TiO_2-010的电子空穴复合弱于Ag/TiO_2-001及Ag/TiO_2-101,故其光催化降解速率为1.032 h-1,强于后两者;固体紫外分析显示,Ag的粒径越小,表面等离子体共振(SPR)效应越强,Ag/TiO_2-101的光催化活性强于Ag/TiO_2-001;自由基捕获结果表明,Ag/TiO_2-001、Ag/TiO_2-101和Ag/TiO_2-010降解Rh B的主要活性自由基是空穴(h+)和羟基自由基(·OH)。