可见光驱动水制过氧化氢光催化剂研究进展

半导体催化可见光驱动水制取过氧化氢技术,具有经济、节能、环保等优点,已成为光催化领域的研究热点。本文综述了近年来光催化水制过氧化氢技术的研究进展。对基础光催化材料(石墨相氮化碳、二氧化钛、配合物、石墨烯等)的选择与改性,过氧化氢合成工艺(水为单一原料、分子氧辅助氧化、有机电子给体参与等),以及生产效率等方面,进行了评价。同时总结和分析了各类光催化制过氧化氢技术存在的问题,并对其应用前景进行了展望。     

光催化氧化芳香醇制芳香醛的研究进展

芳香醛是一类重要的精细化工中间体,常被用于药物、香料等的合成。传统的生产工艺采用氧化法或氯化水解法,其缺点是能耗高,环境污染严重。光催化氧化作为一种绿色的合成技术日益受到人们的关注,传统的半导体材料在光催化氧化芳香醇制芳香醛的反应中选择性差,可见光利用率低。因此,发展新型可见光催化材料是实现光催化氧化技术应用的核心。近几年来,金属有机骨架材料(Metal-organic Frameworks,MOFs)的蓬勃发展为研发具有高选择性催化氧化活性的新型光催化材料带来了新的希望。文章重点阐述了不同光催化材料在选择性氧化芳香醇制芳香醛中的研究现状及存在的问题,并对其发展趋势作了展望。     

光催化技术在水处理中的研究进展及挑战

利用太阳光去除有机污染物和有害细菌的光催化技术一直被认为是水处理中最有使用价值的技术之一,因为其具有操作简便、不引入二次污染、能源清洁等优点而在环境净化领域具有巨大的应用潜力,近些年在水和空气净化中被广泛研究。本文介绍了光催化技术的基本机理并分析了影响光催化效率的因素,总结了包括表面光敏化、离子掺杂改性等提高光催化效率的手段,回顾了近些年光催化技术在饮用水处理及废水处理领域当中的研究应用情况,将光催化技术与生物法、膜法等传统技术结合应用并对其机理进行探究,有助于进一步发展基于可见光作为清洁、可再生能源驱动的光催化环境修复技术。重点关注光催化技术在环境保护,尤其是水处理领域的发展潜力,并对于光催化技术未来的发展方向进行了展望。     

π-共轭聚合物耦合Ag_3PO_4提升光催化性能研究进展

近年来,通过耦合π-共轭聚合物(如导电聚合物、碳材料等)改性半导体光催化受到研究人员的关注。与其他半导体光催化剂相比,Ag_3PO_4具有优异的可见光光催化性能,但Ag_3PO_4严重的光腐蚀性限制了其推广应用。本文综述了π-共轭聚合物耦合Ag_3PO_4提升其光催化活性,主要介绍了Ag_3PO_4的晶体结构和光催化性能,以及π-共轭聚合物在Ag_3PO_4光催剂中的应用和改性方法的研究,并展望了未来π-共轭聚合物改性Ag_3PO_4的研究方向。     

可见光催化降解水中卤代有机污染物的研究进展

卤代有机污染物（HOCs）在水环境中检出频率高达45%,由于其具有毒性大、持久性强和易累积等特点,该类污染物引发的环境问题已引起越来越多的关注。可见光催化技术具有高效太阳能利用率、强选择性及反应条件温和、处理费用低等优点,对于降解水中HOCs具有独特的处理优势,因此近年来被广泛研究。本文梳理了可见光催化降解水中HOCs的核心脱卤机制,包括氧化脱卤、还原脱卤和水解脱卤,在脱卤机制的基础上汇总了三大类主流催化剂的脱卤贡献率,主要包括金属基光催化剂、碳基光催化剂及其他新型光催化剂三类光催化材料。基于可见光作用下降解水中HOCs的应用案例分析,探讨了光催化反应过程中的主要影响因素是溶液pH、催化剂用量及反应温度等。可见光催化降解去除效率高是本技术的核心优势,但由于催化剂的成本高和选择性差导致了其无法大规模应用,未来可见光催化材料设计应向成本低廉、精准匹配污染物从而实现高选择性的方向改进。     

水处理光催化剂TiO2掺杂改性研究进展

TiO2光催化是一种可以利用太阳光的高级氧化技术,在水处理方面具有广阔的应用前景,但该技术目前大都吸收紫外光,对可见光利用效率很低,急需研究可提高TiO2光催化性能的改性方案。本文综述了近年来TiO2金属掺杂、非金属掺杂以及共掺杂改性的理论与技术研究进展,对各种改性后的TiO2光催化效率及其对可见光的响应进行了综合分析与比较,并提出了展望。     

新型TiO2基光催化剂改性降解VOCs的研究进展

实现有机污染物(VOCs)高效清洁降解是生态环保领域亟待解决的问题。光催化技术成为解决VOCs的有效方法之一,TiO₂半导体光催化剂作为最成熟的一种光催化剂,具有催化效率高、绿色、成本低的特点,但由于TiO₂光量子效率低,电子—空穴对易复合,无法产生可见光响应等缺陷,使得TiO₂光化材料无法广泛高效的应用。文章综述了改性TiO₂基光催化材料降解VOCs的研究进展,介绍了TiO₂光催化降解VOCs的作用机理,梳理归纳并总结了近些年TiO₂光催化降解VOCs的改性研究,并对未来开发新型TiO₂基光催化材料降解VOCs提出展望。     

增强Ag_3PO_4稳定性及可见光催化活性的途径研究

开发新型、高效及稳定的可见光响应光催化剂成为光催化技术未来的发展方向。目前,磷酸银(Ag_3PO_4)是一种量子效率最高的可见光驱动的新型光催化材料,成为光催化领域的研究焦点。Ag_3PO_4在水环境中易发生光蚀,稳定性差,导致其难以保持持久高活性和重复利用效率,必然限制了其在废水处理中的实际应用。本文综述了国内外几种增强Ag_3PO_4稳定性及可光催化活性的途径。     

钒酸铋光催化材料的改性研究进展

钒酸铋是一种具有代表性的新型半导体材料,展现出较好的可见光光催化活性。为了进一步提高光催化活性,采用离子掺杂、半导体复合和表面修饰等方法对其进行改性合成了钒酸铋基光催化材料。虽然这些方法能够明显改善光能利用效率,扩大光谱响应范围,但是单一方法改性的钒酸铋基光催化材料的光催化效率还不高。有研究表明多种方法共同修饰改性能够有效提高钒酸铋光催化效率,将成为重点研究方向。     

羟基氧化铁光催化材料的研究进展

羟基氧化铁(FeOOH)作为一种具有较窄带隙和较大光响应范围的可见光驱动光催化材料而受到广泛关注。然而FeOOH较高的光生载流子复合效率又严重影响了其在光催化领域的应用。文章概述了FeOOH的结构和光催化机理,重点介绍了不同FeOOH的制备方法和改性技术,并对其研究现状进行了总结,最后就研究前景进行了展望。     

非金属元素掺杂Bi_2O_2CO_3光催化剂的制备及光催化应用进展

Bi_2O_2CO_3是一种具有光催化活性的半导体材料,在环境、材料和能源等诸多领域具备极高的应用潜力。本文综述了非金属元素掺杂改性的Bi_2O_2CO_3可见光催化的研究进展,介绍了常用的和近期新型制备掺杂Bi_2O_2CO_3光催化材料的方法,梳理了N、I、Br等非金属元素掺杂对Bi_2O_2CO_3结构及其对污染物催化降解的影响,并展望了未来研究的重点,产业化的方向。     

水处理光催化剂TiO2掺杂改性研究进展

TiO₂ 光催化是一种可以利用太阳光的高级氧化技术,在水处理方面具有广阔的应用前景,但该技术目前大都吸收紫外光,对可见光利用效率很低,急需研究可提高TiO₂ 光催化性能的改性方案。本文综述了近年来 TiO₂ 金属掺杂、非金属掺杂以及共掺杂改性的理论与技术研究进展,对各种改性后的TiO₂ 光催化效率及其对可见光的响应进行了综合分析与比较,并提出了展望。     

卟啉-TiO_2复合光敏催化剂的研究进展

卟啉-TiO_2复合光敏催化剂以其独特的性能成为研究热点,在可见光范围内有着强吸收的卟啉负载于具有良好光催化活性的TiO_2上,两者形成"有机-无机"复合光敏催化材料,不断地得到发展和应用。简述了卟啉类化合物的合成方法,介绍了卟啉敏化TiO_2的作用过程及其优点,总结了卟啉-TiO_2复合光敏催化剂在光催化氧化还原反应、新型光限幅材料、光敏电池及有机污染物的光降解等领域的应用,并对今后的发展方向进行了展望。     

可见光光催化剂的研究进展

综述TiO_2、改性TiO_2光催化剂和非TiO_2体系光催化剂在可见光催化领域的研究进展,概述了光催化剂的光催化原理和应用方向,针对可见光光催化剂发展现状中存在的量子效率和可见光利用率低、且回收难等问题进行阐述,并指出制备组成可控、形貌可控、易于回收利用且可见光利用率高的新型光催化剂是研究首要方向。     

纳米TiO_2可见光催化改性技术的研究进展

对纳米TiO2光催化的机理、光催化反应动力学及可见光催化改性技术等方面的研究进展作了详细综述。     

新型氯化改性BiOBr/TiO2的可见光催化活性

本文利用溶胶凝胶法制备了溴氧铋/二氧化钛复合光催化材料。以甲基橙为目标污染物,研究了溴氧铋含量对复合材料的可见光催化特性的影响,随后通过表面氯化改性,进一步提升了光催化能力。最后利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、EPR等方法对催化材料进行表征,分析其光激发原理。结果表明,新型复合材料具有较好的可见光响应,对有机物的降解能力优于溴氧铋和二氧化钛单体,这是由于二者形成了半导体异质结,光生电子传递降低了载流子复合率,羟基自由基生成量增加,而表面氯化引入了新的氯自由基,进一步提高反应活性。     

光催化氧化法降解有机污染物影响因素及其效率提高途径

分析了催化剂类型、污染物性质、反应条件等因素对光催化氧化法降解有机污染物的影响,从催化剂改性、高效光催化氧化反应器及光催化与其他技术联用等方面探讨了提高光催化氧化效率的途径,展望了光催化氧化法发展前景及其工业化应用时需解决的关键问题。     

光催化材料的设计与性能调控

针对光催化剂存在的光吸收效率不足、载流子易复合等关键问题,总结了本实验室从光吸收、载流子分离、表面反应、全天候光催化4个方面对光催化材料进行改性或开发新型光催化材料,探索了光催化材料在有机污染物降解、光催化产氢、产氧、尾气处理等方面的应用,基于能带理论对光催化活性的提升机理进行了解释,并对未来光催化材料的发展方向进行了展望。     

二氧化钛基纳米复合光催化材料的制备方法及应用研究进展

TiO₂光催化剂在环境污染控制领域有着良好的应用前景,一直是光催化材料研究的热点。由于TiO₂的禁带宽度大、光生电子和空穴迁移能力低等缺点限制了在可见光照射下的光催化效率;为了克服TiO₂的局限性,人们对TiO₂进行了改性研究,以提高TiO₂在可见光下的光催化活性。本文综述了近年来二氧化钛基纳米复合光催化材料的制备方法,介绍其在污水处理、生物医药、农业生产等领域的应用。     

苝二酰亚胺及其衍生物在光催化领域的研究进展

光催化氧化技术凭借其稳定高效且成本低等优势，已成为当前研究领域广泛采用的有效降解水环境中污染物的的门技术之一。相关研究报道称苝二酰亚胺(PDI)超分子光催化剂能够独立完成从光吸收、载体分离到催化反应的整个光催化过程。人们已经通过其使用作为一种优良的半导体光催化剂致力于改善可见光的光催化活性。然而，光生电子和空穴的转移速度慢和催化活性低，稳定性差限制了苝二酰亚胺的光催化效率。详细阐述了近几年苝二酰亚胺材料合成及光学性质、总结了PDI及其衍生材料在光催化领域的最新应用研究进展，并总结了苝二酰亚胺光催化材料的应用现状。将有助于开发新的策略，以进一步改善苝二酰亚胺材料的光催化效率，以便能实际大规模工程化应用的方向发展。