BiOCl/g-C3N4异质结催化剂可见光催化还原CO2

以KCl、Bi（NO₃）₃和类石墨氮化碳（g-C₃N₄）为前体,采用水热法成功制备了BiOCl/g-C₃N₄异质结光催化剂,并进行可见光催化还原CO₂,考察了催化剂的活性及稳定性,同时研究BiOCl：g-C₃N₄（摩尔比）、催化剂用量和光照强度对光催化还原CO₂的影响。结果表明,在水蒸气的存在下,BiOCl/g-C₃N₄较纯BiOCl和g-C₃N₄具有更高的光催化还原CO₂活性,在催化剂用量为0.1 g,光照强度为2.413×10^-6 einstein·min^-1·cm^-2,BiOCl：g-C₃N₄摩尔比为1：1的异质结催化剂显示了最高的光催化还原CO₂活性,且可见光催化剂在5次套用实验后其活性基本不变。基于X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积测试（BET）和紫外-可见（UV-vis）吸收光谱表征,可以推断BiOCl和g-C₃N₄之间形成的p-n结能有效分离光生电子和空穴,是增强光催化剂活性的主要原因。     

片状铋/钒酸铋复合催化剂的制备及其光催化性能

用溶剂热法合成了一系列不同铋含量的片状铋/钒酸铋（Bi/BiVO₄）复合光催化剂。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、电感耦合等离子发射光谱 （ICP-OES）、氮气吸附脱附和光电流响应等技术对所制备的催化剂进行了表征。通过氙灯下光催化降解亚甲基蓝的性能来评价样品的光催化活性,实验结果表明铋的自掺杂能显著提高钒酸铋的光催化活性。最后,通过自由基捕获实验对铋/钒酸铋光催化机理进行了探讨。     

TiO2/Pt/玉米秸秆碳微球复合材料对光催化分解水制氢性能的影响

以玉米秸秆为原料，通过热熔法制备出TiO₂/Pt/玉米秸秆碳微球复合光催化剂。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、XPS、UV等方法对TiO₂/Pt/玉米秸秆碳微球进行表征。结果表明，TiO₂/Pt/玉米秸秆碳微球复合材料具有更高的光催化性能和光稳定性。在可见光照射、TiO₂/Pt与玉米秸秆碳微球质量比为1∶0.3时，光催化分解水制氢效率最高，达到1 120μmol/(h·g),是TiO₂/Pt制氢量的56倍。修饰在TiO₂上的玉米秸秆碳微球具有良好的导电性，可促进TiO₂光生电子的转移。同时，碳微球的加入增大了复合光催化剂的比表面积，提高了光催化制氢效率，为新型生物质光催化体系提供新思路。     

Ag3PO4/g-C3N4异质结催化剂可见光降解黄连素

采用原位生长法制备Ag₃PO₄/g-C₃N₄异质结催化剂,在可见光照射下,催化氧化降解废水中的药物大分子黄连素。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）分析催化剂的组成和结构,并测试了Ag₃PO₄/g-C₃N₄降解黄连素的光催化活性。结果表明：利用可见光照射,g-C₃N₄掺杂量为0.7 g时,Ag₃PO₄/g-C₃N₄对黄连素的光催化降解活性最好,可见光反应15 min降解率达到100%,重复4次实验后降解率降至73.2%,其具有较好的光稳定性。自由基捕获实验证明h⁺和·O₂^-在降解黄连素废水中起主要作用,结合UV-vis DRS分析可知,Ag₃PO₄/g-C₃N₄遵循Z型异质结机理。     

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。     

Ag3PO4/AgI光催化剂的制备及降解2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚机理

研究了Ag₃PO₄复合棒状AgI光催化剂的制备及降解2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚（AMA）的性能和机理,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、紫外可见漫反射（UV-Vis）、光电子能谱（XPS）等方法对合成样品的物相组成和形貌结构进行了表征。通过可见光催化降解AMA来评价光催化剂的催化性能。实验结果显示,Ag₃PO₄/AgI复合光催化剂比Ag₃PO₄和AgI单体具有更强的光催化氧化与还原能力,其中以I和P的比例为1∶5时效果最佳,且在五次循环使用之后仍有较好的光催化活性。自由基捕获实验证明光催化过程中光生空穴（h⁺）是主要的活性物种。投加量为30mg、光照时间60min的条件下可将AMA几乎完全去除。本文研究结果为构筑新型可见光光催化剂提供了新视角,为促进光催化降解有机污染物提供了新途径。     

ZnO/g-C3N4异质结光催化材料的制备及对吡啶的降解

采用蒸发溶剂-高温热聚合法制备了ZnO/g-C₃N₄异质结光催化材料,采用XRD、FTIR、TEM、XPS、UV-vis DRS、PL、TPC和EIS等表征技术对其进行了详细系统的表征,评价了ZnO/g-C₃N₄光催化降解吡啶的活性和稳定性,采用L₉(3⁴)正交实验考察了不同因素对光催化性能的影响,并对光催化机理进行了探讨。XPS和TEM结果证明了ZnO和g-C₃N₄之间异质结的形成,异质结的形成有效促进了光电子-空穴的分离,提高了光吸收,拓宽了光谱范围。在ZnO/g-C₃N₄复合光催化剂投加量为50 mg、ZnO与g-C₃N₄质量比为1∶2、吡啶初始质量浓度为20 mg/L和体系p H为7.0的条件下,可见光照射60 min后ZnO/g-C₃N₄对吡啶的光催化降解率达到了98.9%...     

磁性光催化剂Fe3O4/SiO2/TiO2的制备及光催化降解苯酚

采用撞击流-旋转填料床辅助沉淀法连续制备Fe₃O₄磁性纳米颗粒,然后采用溶胶-凝胶法制备了具有磁性核壳结构Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂颗粒,通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、热重分析仪（TGA）、振动样品磁强计（VSM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis）等对材料的微观结构、形貌及性能进行了表征。考察了正硅酸乙酯添加量、铁钛比对Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂磁性催化剂催化性能的影响。结果表明：制得的Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂结晶度好,磁响应性高。当正硅酸乙酯添加量为20mL、铁钛比为1∶8时,制备的Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂纳米光催化剂表现出较高的光催化活性和磁性能,紫外光照射2h后,苯酚水溶液降解效率高达86.7%。     

活性炭纤维负载Pr3+:Y2SiO5/TiO2复合材料的制备与性能

为了提高纳米TiO₂对太阳光的利用率和实现光催化剂的回收再利用,采用溶胶-凝胶法将上转换荧光材料与纳米TiO₂复合,通过负载于活性炭纤维（ACF）表面制备了Pr³⁺：Y₂SiO₅/TiO₂/ACF复合材料。运用XRD、FT-IR、SEM、FS、UV-vis DRS等对材料的结构及性能进行了综合表征,并以亚甲基蓝为模拟污染物评价复合材料的可见光催化活性,考察了材料制备过程中煅烧温度、负载次数等制备条件对复合材料可见光下催化性能的影响。结果表明,在浸渍2次、800℃煅烧的制备条件下,复合材料中TiO₂为锐钛矿相（占34.1%）与金红石相（占65.9%）的混合相,亚甲基蓝（15 mg·L^-1）12 h内去除率高达93.8%,反应符合拟一级动力学,反应速率常数为0.2471 h^-1,回收再生利用4次后去除率仍保持在75%以上。     

Ag3PO4/WO3复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

通过原位沉淀法制备了Ag₃PO₄/WO₃复合光催化材料并用于降解盐酸四环素(TC),利用SEM、XRD、FTIR、XPS和UV-vis DRS等手段对合成材料的表观形貌、化学组成和分子结构等进行了表征,并以可见光下催化降解TC(10 mg/L)的效果来评价材料的光催化性能。与单一Ag₃PO₄和WO₃相比,可见光照射60 min后,Ag₃PO₄/WO₃复合材料对TC具有更高的光降解性能,WO₃质量分数为25%时性能最优,TC降解率达到最高84.82%,且经5次循环后仍具有较好的光催化活性。通过对自由基捕获试验以及对电子顺磁共振(ESR)光谱的分析,明确h⁺和O₂^·-为Ag₃PO₄/WO₃复合材料光催化降解TC过程中的主要活性物质,推断出Ag<...     

硼氮共掺杂TiO2粉末制备及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备硼氮共掺杂TiO₂光催化剂,利用X射线衍射、X射线光电子能谱及紫外-可见光漫反射光谱手段对制备的催化剂进行表征。结果表明,硼和氮均以间隙方式进入TiO₂晶格中,形成Ti-O-B、Ti-O-N和Ti-O-B-N结构,提高了催化剂活性;B-N-TiO₂吸收带边明显红移,表明催化剂对可见光吸收增强。可见光降解甲基橙结果表明,B-N-TiO₂的活性明显高于B-TiO₂和N-TiO₂,说明硼氮共掺杂改性对提高TiO₂可见光活性具有协同作用。     

The preparation of coupled WO3/TiO2 photocatalyst by ball milling

The coupled photocatalyst WO₃/TiO₂ is prepared by ball milling by doping WO₃ into TiO₂ and using H₂O solution as disperser. The coupled photocatalyst WO₃/TiO₂ is characterized by UV–VIS diffuse reflection spectrum, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray powder diffraction (XRD) and Transmission electron microscopy (TEM). The results show that the optimum percentage of WO₃ doped is 3% and that the photocatalytic activity of the coupled WO₃/TiO₂ photocatalyst is much higher than that of TiO₂ and WO₃–TiO₂ with no ball milling. Compared with TiO₂, the photoexcited wavelength range of the WO₃/TiO₂ photocatalyst red-shifts about 50 nm, and the light absorption intensity is also improved. The crystal phase of TiO₂ is not changed and new crystal phases are not found during the process of ball milling. WO₃ and TiO₂ coupled highly, forming the WO₃/TiO₂ photocatalyst. The increased photocatalytic activity of the coupled photocatalyst may be attributed to the enhance charge separation efficiency and the extend wavelength range of photoexcitation.     

色氨酸辅助合成光催化活性增强的球形纳米TiO2

以L-色氨酸（L-Trp）为生物模板,采用简单水解及煅烧后制备了球形结构TiO₂纳米光催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱和N₂吸附-解吸等方法对制得的TiO₂纳米材料进行表征。在催化剂合成过程中,L-Trp作为生物模板发挥至关重要的作用,能够指导球形结构纳米TiO₂的形成。考察了不同煅烧温度下制备的TiO₂样品光催化活性,结果表明550℃时制备的TiO₂样品具有优异的光催化活性,紫外光照射30min对甲基橙溶液的降解率达到95%左右,主要是由于较大比表面积和球形结构的协同效应。光催化剂稳定性实验表明,所制备的TiO₂纳米材料可作为一种实用有效的光催化剂用于紫外光照射下降解有机染料。同时,对L-Trp辅助下球形结构TiO₂纳米颗粒的可能生长机理进行讨论。     

Preparation of Au/TiO2 catalysts from Au(I)–thiosulfate complex and study of their photocatalytic activity for the degradation of methyl orange

Gold loaded on TiO₂ (Au/TiO₂) catalysts were prepared using Au(I)–thiosulfate complex (Au(S₂O₃)₂³⁻) as the gold precursor for the first time. The samples were characterized by UV–vis diffuse reflectance spectra, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), atomic absorption flame emission spectroscopy (AAS), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) methods. Using Au(S₂O₃)₂³⁻ as gold precursor, ultra-fine gold nanoparticles with a highly disperse state can be successfully formed on the surface of TiO₂. The diameter of Au nanoparticles increases from 1.8 to 3.0 nm with increasing the nominal Au loading from 1% to 8%. The photocatalytic activity of Au/TiO₂ catalysts was evaluated from the analysis of the photodegradation of methyl orange (MO). With the similar Au loading, the catalysts prepared with Au(S₂O₃)₂³⁻ precursor exhibit higher photocatalytic activity for methyl orange degradation when compared with the Au/TiO₂ catalysts prepared with the methods of deposition–precipitation (DP) and impregnation (IMP). The preparation method has decisive influences on the morphology, size and number of Au nanoparticles loaded on the surface of TiO₂ and further affects the photocatalytic activity of the obtained catalysts.     

N、Bi共掺杂的TiO_2可见光光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备系列BixTi1-xO_2光催化剂以及N和Bi共掺杂Ti O_2光催化剂,采用XRD、UV-Vis、N2-物理吸附和TEM等对催化剂进行微观结构表征,以普通节能灯为光源,考察催化剂光催化氧化室内甲醛的性能。结果表明,在Bi掺杂的Ti O_2光催化剂体系中,Bi0.15Ti0.85O_2光催化剂催化降解甲醛效果最佳,400℃焙烧2.5 h,节能灯光照48 h,可将(1.05±0.05)mg·m-3甲醛降解至0.08 mg·m-3,甲醛转化率92.8%,达到室内空气质量标准。当N与Bi共掺杂时,节能灯光照24 h,Bi0.15Ti0.85O_2-N(0.2)光催化剂表现出最佳的光催化氧化降解甲醛性能,即可将甲醛由(1.05±0.05)mg·m-3降解至0.082 mg·m-3,甲醛转化率达92.0%,较Bi0.15Ti0.85O_2催化剂光催化效率提高50%。     

氧化石墨烯-TiO2复合材料对三种染料的吸附动力学及光催化性能

通过在氧化石墨烯分散溶液中水解钛酸丁酯成功制备氧化石墨烯-TiO₂复合材料（GO-TiO₂）,采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、全自动比表面及孔径分析仪（BET）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等对样品进行了表征。研究了GO10-TiO₂对亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）和罗丹明B（RhB）3种染料的吸附动力学和光催化性能。结果表明：TiO₂颗粒均匀地附着在GO片层表面;GO10-TiO₂对3种染料的吸附过程为多层吸附,吸附动力学符合拟二级动力学模型;在25℃条件下GO10-TiO₂对废水中MB、MO和Rh B的吸附因共轭结构、极性等的差异而呈现选择性吸附,吸附容量分别为9.2mg/g、5.4mg/g和23.0mg/g。对3种染料废水的光催化降解效果与吸附性能相关联,吸附容量越大降解效率越高,光催化反应60min时,MB、MO和Rh B降解率分别为89%、75%和98%。     

同轴电纺法TiO2/g-C3N4的制备及光催化性能研究

传统的静电纺丝法使用单一的毛细管状喷头喷丝,通常用于制备实心且表面光滑单一组分的纳米纤维,无法得到具有多种功能性结构的复合材料,应用范围较窄。以酞酸丁酯和尿素为原料,采用同轴静电纺丝法成功制备了TiO₂/g-C₃N₄复合材料,并用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和Brunauer-Emmett-Teller （BET）分析对样品进行了表征,通过光催化降解亚甲基蓝溶液（MB）研究了不同g-C₃N₄添加量对TiO₂/g-C₃N₄复合材料光催化性能的影响。实验结果表明,采用同轴静电纺丝法结合500℃煅烧工艺成功制备了大比表面积及高光催化性能的TiO₂/g-C₃N₄复合材料。当g-C₃N₄添加量为0.15 g时,TiO₂/g-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝溶液（MB）的光催化降解效率可达93.8%,且经过5次重复实验后降解率仍可达80%以上。     

磷钨酸掺杂二氧化钛光催化剂的吸附性能及光催化活性

以钛酸四丁酯和无水乙醇为原料,采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸掺杂二氧化钛(H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂)光催化剂,并利用XRD、SEM、DRS等对掺杂前后二氧化钛的结构进行了表征。在光催化实验初期的暗反应之后,发现H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂的吸附效果很好。对H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂的吸附性能进行了研究,结果表明,相比于Freundlich方程,Langmuir方程能更好地描述其吸附平衡。H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂与纯TiO₂相比有更好的吸附性能,吸附时间为70 min的条件下H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂对亚甲基蓝(MB)的脱色率可达90%以上。通过自行设计的光催化反应器考察了光催化剂用量、磷钨酸掺杂量等因素对光催化降解MB性能的影响。结果表明:H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂在紫外和可见光区域有较强的吸收,对MB溶液具有更好的光催化降解效果,而且该复合材料有较高的循环回收利用率。     

Effects of Sn dopant on the photoinduced charge property and photocatalytic activity of TiO2 nanoparticles

In this paper, Sn-doped TiO₂ nanoparticles were prepared by a sol–gel method, and also were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), infrared spectrum (IR), ultraviolet–visible diffuse reflection spectrum (UV–vis DRS), photoluminescence spectrum (PL), surface photovoltage spectroscopy (SPS) and electrical field induced surface photovoltage spectroscopy (EFISPS). The sample activity was evaluated by photocatalytic oxidation reactions of phenol solution. The effects of thermal treatment temperature and Sn amount on photoinduced charge property, mainly involving charge separation and bound excitons resulting from surface states, and photocatalytic activity of TiO₂ nanoparticles were principally investigated. The results show that an appropriate calcination temperature and Sn dopant amount can greatly enhance the SPS responses of TiO₂ nanoparticles related not only to the band–band transitions but also to the bound excitons, and obviously weaken the PL signal, while the photocatalytic activity remarkably raises. These demonstrate that the separation rate of photoinduced charges of TiO₂ nanoparticles can be effectively improved by doping Sn, which is responsible for the obvious increase in the photocatalytic activity. Moreover, the existence of bound excitons related to surface states also favor the photocatalytic activity. In addition, it can be found that the SPS responses related to the bound excitons could easily exhibit in the TiO₂ sample consisting of much of anatase and little of rutile, which is possibly ascribed to the heterojunction between the anatase and rutile phase.     

Low temperature preparation and visible light photocatalytic activity of mesoporous carbon-doped crystalline TiO2

A visible-light-active TiO₂ photocatalyst was prepared through carbon doping by using glucose as carbon source. Different from the previous carbon-doped TiO₂ prepared at high temperature, our preparation was performed by a hydrothermal method at temperature as low as 160 °C. The resulting photocatalyst was characterized by XRD, XPS, TEM, nitrogen adsorption, and UV–vis diffuse reflectance spectroscopy. The characterizations found that the photocatalyst possessed a homogeneous pore diameter about 8 nm and a high surface area of 126 m²/g. Comparing to undoped TiO₂, the carbon-doped TiO₂ showed obvious absorption in the 400–450 nm range with a red shift in the band gap transition. It was found that the resulting carbon-doped TiO₂ exhibits significantly higher photocatalytic activity than the undoped counterpart and Degussa P25 on the degradation of rhodamine B (RhB) in water under visible light irradiation (λ > 420 nm). This method can be easily scaled up for industrial production of visible-light driven photocatalyst for pollutants removal because of its convenience and energy-saving.