Ag/TiO2纳米管复合材料的合成及其光催化性能研究

采用水热法制备了TiO2纳米管,并采用光化学沉积法制得含Ag量不同的Ag/TiO2-NTs纳米管复合材料;利用XRD、TEM、XPS、UV-Vis及FL等分析手段对Ag/TiO2-NTs复合材料进行表征,并研究了Ag/TiO2-NTs对甲基橙(MO)的紫外光催化降解性能。结果表明,Ag纳米粒子均匀分散在纳米管表面,Ag/TiO2-NTs复合材料在可见光区域表现出较强的吸收性能;Ag含量为4%的Ag/TiO2-NTs复合材料光催化降解率最高,紫外光照射3h后,初始浓度为10mg/L的甲基橙溶液降解率达到99%,比未掺Ag的TiO2纳米管降解率提高了16.6%。     

AgBr/Ag_3PO_4的制备、表征及光催化性能研究

采用沉淀置换法制备了表面沉积AgBr的复合催化剂AgBr/Ag3PO4,并利用SEM、XRD和UV-Vis等方法对其进行了表征。以难降解有机染料甲基橙(MO)为模型降解物,考察了其可见光催化降解性能和循环利用性。结果表明:复合材料对可见光的响应范围增大,在波长大于500nm的可见光区,AgBr/Ag3PO4的吸收强度大于Ag3PO4。可见光照射60min,复合前后催化剂对MO的降解率分别为33.30%和96.01%。在优化的催化条件下,复合催化剂20min对MO降解率为94.19%。复合前后催化剂溶解性差异及复合催化剂中光生电子-空穴对更好的传输和分离是催化剂性能提高的重要原因,该材料具有较好的稳定性,可重复使用。     

g-C_3N_4/Ag/AgCl/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能研究

采用经硫酸处理过的三聚氰胺热解制备g-C_3N_4,利用光照还原在其表面负载Ag颗粒,再通过原位沉积法沉积上AgCl和TiO_2,制得g-C_3N_4/Ag/AgCl/TiO_2复合催化剂。既而采用XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis-DRS和PL等分析手段对材料进行表征。并用10mg催化剂、50mL 15mg/L甲基橙溶液作为反应体系进行光催化实验。光照80min后,g-C_3N_4/Ag/AgCl/TiO_2光催化剂对甲基橙的降解率为99.35%。相同条件下,g-C_3N_4、g-C_3N_4/Ag和g-C_3N_4/TiO_2催化剂对甲基橙的降解率分别为34.29%、45.33%和55.84%。该结果表明,复合材料g-C_3N_4/Ag/AgCl/TiO_2具有优异的光催化性能。优异的光催化性能得益于材料中g-C_3N_4、Ag、AgCl和TiO_24种组分间的协同作用。     

Ag/AgCl/质子化g-C_3N_4纳米复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用沉积-沉淀法制备Ag/AgCl/质子化g-C_3N_4(Ag/AgCl/p-g-C_3N_4)纳米复合材料,通过XRD、TEM、XPS、UV-Vis和PL对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征。UV-Vis和PL分析表明,相比于纯gC_3N_4,p-g-C_3N_4和Ag/AgCl/p-g-C_3N_4纳米复合材料对可见光的响应能力和光生载流子的分离效率明显增强。通过可见光下降解甲基橙(MO)、盐酸四环素(TC)和环丙沙星(CIP)溶液评价样品的光催化性能。经优化后的Ag/AgCl/p-g-C_3N_4纳米复合材料在可见光照射60min后对MO的降解率达到90.4%,照射120 min后对TC和CIP的降解率分别为92.4%和76.1%。此外,Ag/AgCl/p-g-C_3N_4纳米复合材料具有良好的光催化稳定性。Ag/AgCl/p-g-C_3N_4纳米复合材料增强的光催化性能归因于Ag纳米颗粒的SPR效应以及Ag、AgCl和p-gC_3N_4之间的协同效应。     

Ag3PO4/ZnO@碳球三元异质结的合成及可见光催化性能

以片花状的ZnO@碳球(ZnO@C)为前驱物,采用原位沉淀法使Ag3PO4颗粒生长在其表面形成Ag3PO4/ZnO@碳球(Ag3PO4/ZnO@C)三元复合物。利用XRD,SEM,Raman,UV-VisDRS及瞬态光电流响应等技术对合成样品进行表征,并测试其可见光催化性能。结果表明:ZnO@C的引入能够显著提高Ag3PO4的光催化性能,其中5%(质量分数)ZnO@C与Ag3PO4的复合物AP-Z-5光催化效果最佳。在5mg/LFe(NO3)3牺牲剂存在的情况下,AP-Z-5在20min内能完全降解亚甲基蓝,光催化循环4次后仍保持86%的降解能力。AP-Z-5在Cr(VI)与亚甲基蓝混合废水中对亚甲基蓝依然能保持较高的光催化降解能力。     

ZnO/Ag/CdCO_3纳米复合光催化剂的制备及性能研究

采用配位均匀共沉淀法制备出ZnO/Ag/CdCO3纳米复合光催化剂,用TEM、XRD、FT-IR、ICP等对产物的形貌、微观结构及组成进行了表征,着重研究了反应物配比及Cd(NO3)2浓度对ZnO/Ag/CdCO3纳米复合光催化剂催化降解甲基橙光催化活性的影响规律,结果表明,n(Zn2+):n(Ag+):n(Cd2+)=21:1.76:1.75,Cd(NO3)2浓度为0.168mol·dm-3时制得的纳米复合光催化剂对甲基橙(MO)的降解率较ZnO/Ag提高51%,ZnO/Ag/CdCO3对MO的光催化降解符合一级反应动力学方程,表观速率常数为1.4551h-1,是ZnO/Ag的7倍。     

不同合成过程对溶胶-凝胶法制备的ZnO/Ag纳米复合材料光催化性能的影响

以乙酸锌、硝酸银为前驱体,二乙醇胺作为稳定剂,利用溶胶-凝胶法分别采用一步法和两步法制备得到ZnO以及ZnO/Ag纳米复合粉体。所有ZnO/Ag复合物中Ag的含量均为3%(摩尔分数)。对所制备样品的结构和光学性质通过XRD、SEM、TEM、XPS、PL、UV-vis进行了表征,进而以甲基橙为模拟污染物进行了光催化测试。结果表明,不同方法制备得到的ZnO/Ag纳米粉体晶粒均匀,无明显团聚现象,面心立方结构的金属Ag吸附在纤锌矿结构的ZnO表面形成异质结。与纯ZnO相比,掺Ag极大地改善了样品在紫外光下的光催化活性。对不同合成工艺的比较表明,用溶胶-凝胶一步法制备的ZnO/Ag复合物的光催化活性最高,经紫外光照射70min可完全降解甲基橙。     

Ag+/Ag-TiO2纳米空心球制备及其可见光催化性能

在TiO2/聚苯乙烯复合材料表面沉积硫化银,空气中煅烧制备了Ag+/Ag修饰的二氧化钛纳米空心球(Ag+/Ag-TiO2纳米空心球,即Ag+/Ag-HTS)。结果表明,所制备的Ag+/Ag-HTS具有可见光催化降解甲基橙的活性,随着甲基橙的初始浓度降低其催化降解效率提高。肖特基势垒的形成有助于更多的空穴转移到材料的表面,增强其光催化效率;表面的Ag+有助于电子的清除,防止光激电子与光激空穴复合。随着硫化银沉积数量的提高,Ag+/Ag-HTS的可见光催化活性提高,其光催化降解甲基橙的反应具有假一级反应的动力学特征。使用25%Ag+/Ag-HTS光催化剂,在可见光下照射2 h甲基橙降解率高达70.6%。     

Z型La-SrTiO3/Ag/Ag2O异质结光催化降解亚甲基蓝研究

采用溶胶-凝胶法、化学沉淀法和光还原法合成了具有高催化活性的Z型La-SrTiO₃/Ag/Ag₂O异质结光催化剂。对该光催化剂进行了SEM、TEM、XRD、XPS、UV-Vis、PL和EPR的表征分析，并考察了初始亚甲基蓝(MB)浓度、pH和H₂O₂浓度等相关运行参数对光催化剂催化性能的影响。结果表明，成功制备的La-SrTiO₃/Ag/Ag₂O复合材料对光具有较大的吸光度，可以有效抑制了光致电子-空穴对的复合。该催化剂具有较高的光催化降解活性，光照120min后对30×10^-6的MB降解效率可达到98%。     

光还原法制备纳米Ag/ZnO及其光催化性能研究

采用光还原法制备了Ag/ZnO光催化剂,并运用紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对催化剂进行表征。以甲基橙为标志物,探究了催化剂的投加量和甲基橙的初始浓度对光催化反应性能的影响。结果表明:Ag~+成功的进入了ZnO晶格中,取代了部分Zn~(2+)。光催化降解反应表明,Ag/ZnO都能够提高光催化效率,当催化剂用量为1.2g/L,光照30min,可以使0.01g/L的甲基橙溶液降解率达到92.259%。     

Ag3PO4纳米棒的制备及其光催化性能的研究

采用水热法制备Ag3PO4晶体,通过调节氨水的浓度,实现了对产物形貌的微结构调控。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对样品的晶体结构、形貌和元素组成进行了表征。UV-Vis图证实了制备的Ag3PO4样品在可见光范围内有明显吸收。光催化降解实验结果表明,可见光条件下,商用TiO2光催化效果微乎其微,Ag3PO4却是一种高效的可见光响应催化剂。经微结构调控的Ag3PO4纳米棒具有更多的光催化活性点和有利于载流子传输和分离的结构,其光催化效率大幅提升,是Ag3PO4微米颗粒光催化效率的1.6倍。     

Ag-TiO2负载玻璃纤维的制备及其光催化活性

以玻璃纤维(Glass fiber,GF)为载体,TiOSO4和AgNO3为原料,采用光催化还原法制备了Ag沉积纳米TiO2负载玻璃纤维(Ag-TiO2/GF),并以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,考察了Ag-TiO2/GF在太阳光下的光催化活性.分别采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)及紫外可见吸收光谱(UV-Vis)对其结构和性能进行表征.结果表明,AgNO3的最佳沉积浓度为0.10mol/L,Ag以单质形式沉积于TiO2表面,适量的Ag沉积不仅能抑制TiO2晶粒的生长和团聚,而且能使Ag-TiO2的紫外-可见吸收曲线发生明显的红移.Ag-TiO2/GF在太阳光条件下120min内对亚甲基蓝溶液的降解率为93.0％,其光催化活性高于P25(商业TiO2)和未沉积Ag的样品.     

纳米核壳型Ag@Fe3O4复合材料的制备、催化及抑菌性能

采用“一锅法”制备纳米核-壳结构的Ag@Fe₃O₄复合材料。利用TEM、XRD、UV-vis DRS、振动探针式磁强计(VSM)对Ag@Fe₃O₄复合材料进行表征。以甲基橙为目标污染物,研究Ag@Fe₃O₄复合材料在过量NaBH₄介质中加氢还原的催化活性,并探讨其催化机制;以单质Ag和Fe₃O₄作参比,研究Ag@Fe₃O₄复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能。结果表明,在10 min内,Ag@Fe₃O₄复合材料对甲基橙的加氢还原催化率为98%以上,且活性Ag转移电子至甲基橙的N=N键,使其断裂还原成对氨基苯磺酸钠和对二氨基苯;抑菌实验表明,Ag@Fe₃O₄复合材料比单质Ag具有更强的抑菌活性,并对细胞壁中含有更薄的磷脂双分子层的大肠杆菌更为敏感。      

超声微乳液法制备Ag/AgCl复合纳米颗粒及其光催化性能研究

设计了一种全新的微乳液体系,以十二烷基磺酸钠(SDS)、乙醇、正丁醇和异辛烷的混合物作为复合乳化剂,采用超声微乳液法制备了Ag/AgCl复合纳米颗粒。利用SEM和EDS研究样品的形貌、尺寸及表面组成,通过研究样品对甲基橙降解过程的催化作用证明了样品在可见光下的催化活性。重点研究了反应物浓度对Ag/AgCl颗粒尺寸及形貌的影响,结果表明,Ag/AgCl复合纳米颗粒尺寸主要由微乳液尺寸决定,受反应物浓度的影响较小,反映出本工作提出的超声微乳液制备技术具有较高的工艺稳定性。     

ZnFe_2O_4/g-C_3N_4对甲基橙的紫外光催化降解行为

采用浸渍法制备了铁酸锌/石墨烯氮化碳(ZnFe_2O_4/g-C_3N_4)负载型光催化剂,对制得的催化剂样品进行了表征,并考察了其在紫外光下对甲基橙的降解效率。结果表明:ZnFe_2O_4/g-C_3N_4催化剂对甲基橙的降解催化活性明显提高,并随着ZnFe2O4掺杂量的增加而增大,ZnFe2O4掺杂量为6.0%(wt,质量分数)制得的ZnFe2O4/gC3N4对浓度10mg/L甲基橙140min后的紫外光降解率达100%。     

Ag-TiO2光催化剂的制备、性能及机理研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ag-TiO2光催化剂粉体,研究了不同制备条件对样品性能的影响,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了其光催化性能,分析了Ag掺杂提高光催化性能的机理。结果表明,Ag离子的掺杂拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,降低了光生电子和空穴的复合几率;在普通日光灯下,当Ag的掺杂量为n(Ag)∶n(TiO2)=0.1%,热处理温度为400℃条件下制备的样品催化性能最好,其光催化活性显著高于Degussa P25。     

负载型ZnO纳米棒/Al2O3的制备及其光催化性能

以ZnCl2和Na2CO3为原料,将低温高压水热合成的ZnO前驱物原位沉积负载于Al2O3上,经高温焙烧得负载型纳米ZnO/Al2O3光催化剂。甲基橙光催化降解实验的结果表明,ZnO担载量为25%,焙烧温度为400℃,催化剂用量为0.5g.L-1时,ZnO/Al2O3的光催化活性最佳。紫外灯光照30min,其对甲基橙的降解率达91.7%。在相同条件下,在太阳光下照射30min,其对甲基橙的降解率也可达87.9%。TEM结果表明,ZnO均匀分散于Al2O3上,呈无序棒状,外径为5～12nm。紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯ZnO,ZnO/Al2O3对可见光的响应明显增强。     

紫外诱导水相条件下Ag修饰TiO2纳米棒的制备及光催化性能

利用贵金属修饰氧化钛被认为是提高氧化钛光催化效率的重要途径。本文提出了一种新的制备方法,利用紫外光诱导还原作用,在水相体系中不使用表面活性剂合成Ag修饰TiO2纳米结构。首先,Ti(SO4)2水解能得到分散良好的锐钛矿相TiO2纳米棒。在TiO2纳米棒合成过程中,利用紫外光的诱导还原作用即可得到Ag/TiO2纳米结构。透射电镜显示Ag修饰TiO2纳米结构是由20～30nm的TiO2纳米棒和10nm左右的Ag"纳米头"组成。对亚甲基蓝的光降解实验证明,Ag/TiO2纳米结构相比纯TiO2在可见光和模拟太阳光下光催化性能分别提高了31倍和3倍。因此,此法合成的Ag/TiO2可被开发用作降解污染物的有效催化剂。     

磷酸银多面体微晶的水热合成及光催化性能的研究

本文利用水热法合成了Ag3P04多面体微晶光催化剂,用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）对所合成的样品进行了表征,实验结果表明利用水热法于140℃下反应6h制得的Ag3PO4样品为多面体微晶,反应温度、反应时间以及表面活性剂都对多面体微晶的结构与形貌造成影响。在可见光照射下,Ag3PO4多面体微晶样品对甲基橙和罗丹明B溶液有较好的光催化降解作用。     

g-C3N4/Ag/TiO2 NTs的制备及其对西维因的光催化降解

采用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管(TiO₂ NTs),然后在紫外光和微波辅助下引入Ag、g-C₃N₄制备出g-C₃N₄/Ag/TiO₂ NTs三元复合光催化材料。用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、光致发光(PL)等手段对g-C₃N₄/Ag/TiO₂ NTs进行表征,研究了这种材料对西维因的降解性能。结果表明,在模拟太阳光照射下,g-C₃N₄/Ag/TiO₂ NTs对西维因的降解率由TiO₂ NTs的29.1%提高到51.8%。光催化活性的提高,与Ag表面等离子体共振效应、Ag优异的电荷传导性以及g-C₃N₄与TiO₂ NTs界面的异质结有关。