CdS异相结的固相法制备及其光催化性能

以醋酸镉和硫代乙酰胺为原料,首次通过固相法成功制备了立方/六方硫化镉(c/h⁃CdS)异相结催化剂。利用XRD、SEM和SPV等测试手段对合成的催化剂进行表征。以可见光为光源,评价了该催化剂光催化降解罗丹明B(RhB)的活性,考察了焙烧温度对CdS光催化性能的影响,探讨了降解过程机理。结果表明,随着焙烧温度的增加,CdS逐渐发生立方相硫化镉(c⁃CdS)向六方相硫化镉(h⁃CdS)的转变,相变过程中形成的c/h⁃CdS异相结比纯c⁃CdS和h⁃CdS具有更高的光催化活性,而且适当的六方相含量更有利于提高异相结样品的光催化性能。表面光电压的结果表明,异相结的形成可以显著提高光生电子⁃空穴的分离效率,从而促进了c/h⁃CdS异相结的光催化性能。牺牲剂实验结果表明,在CdS光催化反应中的活性物种为·O2-。     

三氧化钨光催化材料的研究进展

随着经济的快速发展以及城市化进程的加快,污染物的排放量日益增加,尤其是水污染,严重威胁人们的身体健康。近年来,大量光催化剂已被开发并用于废水处理。三氧化钨(WO₃)是一种能可见光响应的光催化材料。结合国内外相关文献,综述了WO₃光催化剂的制备方法、形貌尺寸、光催化性能及改性的研究现状,并对WO₃基光催化材料的研究和发展趋势进行了展望。     

CuO⁃SiO2⁃CeO2催化剂的设计、制备及性能研究

采用水热合成法制备了SiO₂?CeO₂载体,并利用浸渍法负载活性组分CuO得到CuO?SiO₂?CeO₂催化剂。通过XRD、BET和H₂?TPR等手段对载体和催化剂进行表征及性能测试,最后探究了SiO₂摩尔分数对催化剂的比表面积以及甲醇水蒸气重整制氢实验中催化性能的影响。研究发现,适量添加SiO₂可以增加载体和催化剂的比表面积,降低催化剂活性组分CuO的还原温度,提高CH₃OH的转化率。当SiO₂摩尔分数为2.5%时,催化剂CuO5.0%?SiO₂2.5%?CeO₂的比表面积为112.8 m²/g,CH₃OH转化率为75.1%。继续提高催化剂中SiO₂的摩尔分数,催化剂的比表面积减小,CH₃OH转化率降低。     

NaY(WO4)2功能材料的制备方法及应用研究

NaY(WO₄)₂功能材料是钨酸盐体系中一种重要的无机功能材料。对NaY(WO₄)₂功能材料的制备方法和应用领域进行了综述,介绍了高温固相法、水热法、微乳液法、溶胶-凝胶法等多种制备方法,并且归纳阐述了各自的特点。同时,阐述了NaY(WO₄)₂功能材料的在照明和显示、光学材料、光催化材料等新兴领域的应用及未来研究方向。     

二维纳米片金红石TiO2的可控合成及光催化性能

采用水热法,低温条件下合成了二维纳米片状的金红石二氧化钛(TiO₂)半导体材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和表面光电压谱(SPV)研究了反应过程中HCl浓度对TiO₂材料的晶相、结晶性、形貌、粒径和光电性能等性质的影响。结果表明,HCl浓度为3、5、7 mol/L时分别合成了微球、纳米片和纳米棒状的金红石TiO₂;上述3种形貌的金红石TiO₂均显示了高于采用焙烧法得到的金红石TiO₂的光催化降解罗丹明B活性;与微球和纳米棒结构相比,纳米片金红石TiO₂具有更加优异的光催化性能。SPV结果表明,纳米片金红石TiO₂具有更高的光生电荷分离和迁移效率。     

PW12/Bi2WO6复合材料的制备及光催化性能的研究

采用两步法合成新型可见光驱动的PW₁₂/Bi₂WO₆复合材料，利用XRD、SEM、TEM、IR、EDX表征技术对复合材料进行物理和光学性质的分析，并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物对其催化剂活性进行测试。实验结果显示，与纯Bi₂WO₆相比，引入PW₁₂的催化剂光催化活性显著提升。当m(PW₁₂)/m(Bi₂WO₆)=2∶8、复合催化剂煅烧温度为400℃、MB浓度为10 mg/L、复合催化剂投加量为0.1 g时，PW₁₂/Bi₂WO₆的光催化活性最佳，光照1.5 h后对MB的去除率达90.87%,2 h后可达99.71%。     

石墨相氮化碳光催化剂的研究进展

光催化技术的发展日益成熟,其中石墨氮化碳(g?C₃N₄)作为一种能够响应可见光的非金属催化剂,因其具有可调节的能带结构,较高的物理化学稳定性以及环境友好等特点,在太阳能转换和环保领域得到了广泛的关注,成为新的研究热点。但是其自身也存在一些缺陷,例如比表面积小、光生电子空穴对易复合、光能利用率不高等,限制了g?C₃N₄在实际生产生活中的应用。因此结合国内外g?C₃N₄领域的发展和研究成果,从发展过程、合成方法、改性优化、性能应用等方面对g?C₃N₄进行了总结,并对如何进一步提高g?C₃N₄性能进行了展望。     

光催化材料石墨相氮化碳的合成、改性及应用

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种对环境温和的半导体材料,在光催化领域具有良好的应用前景。但是,纯g-C₃N₄因比表面积小、光生载流子分离难等缺点影响了其光催化性能,限制了其大规模应用,因此对g-C₃N₄进行改性使其光催化性能得到提升具有重要意义。从合成方法和改性策略出发,综述了近年来g-C₃N₄光催化剂的研究进展,并总结了g-C₃N₄光催化剂在废水处理降解污染物、产H₂及产H₂O₂等领域的应用发展。结果表明,改性后的g-C₃N₄光催化剂性能得到了巨大的提升。最后,对g-C₃N₄的发展方向进行了展望。     

单斜钡长石作为晶种对BAS玻璃陶瓷相变的影响

采用ＸＲＤ分析了单斜钡长石晶种对六方钡长石向单斜钡长石转变的影响,并根据ＪＭＡ方程讨论了相变速率．实验结果表明,在ＢＡＳ凝胶玻璃中加入单斜钡长石作为晶种,可以在晶化过程中促进六方相向单斜相转变,获得主晶相为单斜钡长石的ＢＡＳ玻璃陶瓷．当晶化温度大于１２００℃,晶种加入量大于５ｗｔ％时,能明显提高相变速率．晶种促进相变是晶种在其周围的六方钡长石晶粒表面诱发生成单斜相晶核并长大的过程．在ＳｉＣ晶须增强ＢＡＳ玻璃陶瓷复合材料中,由于ＳｉＣ晶须减少了晶种与六方相晶粒间的接触面积,因而减弱了晶种促进相变的效果．     

制备方法对负载型ＦｅＳ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂催化性能的影响

用原位合成法、水热法、共沉淀法和浸渍沉淀法分别制备了负载型纳米Ｆｅ_２Ｏ_３／Ａｌ_２Ｏ_３ 催化剂前驱体,并进一步将其还原和硫化制成ＦｅＳ／Ａｌ_２Ｏ_３ 催化剂用于Ｈ_２Ｓ分解制氢的反应中,同时用ＢＥＴ、ＸＲＤ、ＴＰＲ和ＩＲ等对催化剂或前驱体的比表面积、晶相结构、孔径分布、还原性和吸附性等进行了表征。结果表明,原位合成法制备的ＦｅＳ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂平均粒径较小,比表面积较大,有利于催化剂的还原和硫化,Ｈ_２Ｓ在该催化剂表面形成的化学吸附态较强,Ｈ_２Ｓ容易发生解离,初活性高于其他方法制备的催化剂,反应６０ｈ后催化剂的活性没有出现明显下降。     

热处理对锐钛矿/金红石混晶TiO2质量分数及光催化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备锐钛矿/金红石混合晶型TiO₂,通过晶体结构、表面形貌、元素组成以及光催化性能分析研究热处理对锐钛矿/金红石混晶TiO₂质量分数以及光催化性能的影响。实验结果表明:热处理温度升高以及保温时间延长都能促进锐钛矿向金红石转变,使金红石含量增加;混晶TiO₂的光催化性能高于单一的锐钛矿和金红石TiO₂;550 ℃保温3 h样品有最佳的光催化性能,其锐钛矿的质量分数为40%,金红石质量分数为60%,反应3 h后对罗丹明B的降解率达到84.1%。     

CNTs/Bi12O17Cl2光催化剂的制备及其光降解罗丹明B性能

水的污染越来越严重,利用太阳光光催化降解水中的污染物在未来的发展中具有非常重要的作用。通过简单的化学沉淀法,将CNTs复合到Bi₁₂O₁₇Cl₂表面上,得到一系列CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂复合材料,并用XRD、TEM、UV?vis DRS和PL表征方法对催化剂的结构特点、形貌特征和光学性质等方面进行了测量表证。结果表明,对比单一相Bi₁₂O₁₇Cl₂,CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂复合材料表现出优异的降解污染物的活性、良好的光催化稳定性能和循环性能。通过捕获实验,发现超氧自由基(·O{}_{\mathrm{2}}^{-})与空穴(h⁺)是主要的活性物种,并推测其降解反应的可能机理。这项研究为提高催化剂的光催化性能提供了一种廉价、简便的改性方法,对其他高效光催化剂的合成具有一定的指导作用。     

中国及境外天山铅锌成矿作用与找矿方向

中国及境外天山铅锌矿床多有发现,如哈萨克斯坦Tekeli、Shalkiya和Achisai,乌兹别克斯坦Kurgashinkan和Uchkulach,塔吉克斯坦Altyntopkan,中国新疆乌拉根、彩霞山、阿齐山、阿尔恰勒等大型—超大型铅锌矿床,构成了天山巨型铅锌成矿带。这些铅锌矿床形成于怎样的地球动力学背景?铅锌成矿的基本地质特征是什么?有哪些重要成矿类型?受何要素控制?未来找矿突破方向在哪里?这些都是颇受关注的地质找矿问题。在广泛矿产地质调查和综合分析前人研究成果的基础上,将中国及境外天山作为整体,综述了天山造山带构造演化和重要铅锌成矿环境、典型矿床特征与成矿系统/成矿类型,总结了天山地区铅锌成矿演化过程,并分析了区域铅锌成矿特点与找矿突破方向。结果表明:天山造山带经历了前寒武纪古陆形成、洋-陆俯冲增生、陆-陆碰撞造山和陆内成盆4个地球动力学过程,先后出现了元古宙古陆边缘裂陷盆地、古生代洋-陆俯冲增生岛弧、晚古生代陆-陆碰撞造山与中—新生代山前/山间盆地4类重要铅锌成矿环境。在元古宙古陆边缘裂陷盆地环境,主要受同生断层、还原性细碎屑岩-碳酸盐岩建造等控制,形成了古陆边缘裂陷盆地铅锌成矿系统与SEDEX型铅锌矿床; 在古生代洋-陆俯冲增生岛弧环境,主要受弧岩浆活动、断裂构造、地层等控制,形成了增生岛弧铅锌成矿系统与矽卡岩型、斑岩型、岩浆热液脉型、VMS型铅锌矿床; 在晚古生代陆-陆碰撞造山环境,主要受被动陆缘海相碳酸盐岩、张性开放空间、逆冲推覆构造等控制,形成了碰撞造山铅锌成矿系统与MVT型铅锌矿床; 在中—新生代山前/山间盆地环境,主要受盆地三元结构、油气运移与红层“漂白”、硫酸盐岩等控制,形成了山前/山间盆地铅锌成矿系统与砂岩型铅锌矿床。由此可见,天山地区存在多种铅锌成矿环境和不同铅锌成矿系统与成矿类型,其铅锌成矿表现出长时间、多期次、多类型叠合成矿和一定继承性的演化特点。尽管沉积岩容矿铅锌矿床(包括SEDEX型、MVT型和砂岩型)在全球铅锌矿产资源中占据主导地位,而在天山地区增生岛弧铅锌成矿系统则占有更为重要的地位,特别是北天山岛弧带,哈萨克斯坦—伊犁板块南、北缘和中天山地块应该给予高度重视。与此同时,哈萨克斯坦—伊犁板块北缘与东天山中天山地块元古界SEDEX型铅锌找矿、境外中天山地块北缘与南天山造山带古生代被动陆缘碳酸盐岩地层MVT型铅锌找矿、新疆西南天山山前/山间盆地砂岩型铅锌找矿前景良好,也仍值得持续关注。     

GO改性的铈基纳米复合光催化剂性能对比研究

纳米材料的紫外屏蔽性能及光催化性能会由于材料自身的表面结合能不同而不同.制备纳米氧化锌(NPs-ZnO)、纳米二氧化铈(NPs-CeO2)、NPs-ZnO/CeO2及氧化石墨烯改性氧化锌/氧化铈纳米复合材料(NPs-ZnO/CeO2@GO),并对制备样品进行了XRD、FT-IR、SEM等表征和紫外屏蔽性能及光催化性能测...     

聚苯胺插层三氧化钼复合光催化剂的制备及性能

以苯胺柱撑的三氧化钼有机-无机杂化体为反应前躯体,在空气气氛下于120 ℃进行氧化聚合,制备了一种聚苯胺插层MoO₃ 复合材料。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,以MoO₃ 复合材料为光催化剂,考察了其催化性能,并研究了光照时间、催化剂质量浓度和pH 与光催化降解效率的关系。结果表明,在pH 为1~4、催化剂的质量浓度为0.30~0.40g/L、光照时间2.0h的条件下,MoO₃/PANI复合材料对罗丹明B具有良好的光降解效果,降解率最高可达98.00%。     

磷化钨催化剂前体的H2-TG分析

以磷酸氢二铵和偏钨酸铵为原料,制备了WP前体。分别采用共浸渍法和机械混合法制备了负载量 为30%的WP/γ-Al₂O₃ 催化剂前体(I-Cat,H-Cat)。采用共浸渍法,分别制备了不同助剂Ni,Co,V的负载量为 30%的WP/γ-Al₂O₃ 催化剂前体(I-Ni-Cat,I-Co-Cat,I-V-Cat),对制备的催化剂前体在一定的氢气氛下进 行了热重(TG)分析,探索了WP催化剂的制备机理和制备方法,以及助剂对负载型磷化钨催化剂前体磷化还原程度 的影响。结果表明,WP催化剂前体在一定的氢气氛中可以被完全还原磷化为WP;I-Cat和H-Cat表面的钨物种 均不能被完全还原磷化为WP,在载体表面可能形成了-Al-O-W-P结构的物种。与H-Cat相比,I-Cat表面 的W 物种更难被还原磷化为WP。助剂Ni使I-Ni-Cat的起始还原磷化温度明显降低;助剂Co使I-Co-Cat还 原磷化程度提高;而助剂V使I-V-Cat的还原磷化变得更为困难。     

TiO2同质体材料的拓扑转变合成及其性能的研究

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料,通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01）,采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段,详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明,HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构,再转变至金红石结构,且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验,600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高,说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外,染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明,600 ℃时样品的光电性能较高,其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。     

Ag3PO4/BiPO4复合光催化剂的制备及其降解罗丹明B的研究

采用水热法合成复合Ag₃PO₄/BiPO₄光催化剂,考察不同pH和不同复合比例下合成的光催化剂对溶液中罗丹明B的光催化降解性能,并与BiPO₄进行对比。结果表明:在pH=7,复合比例Ag₃PO₄/BiPO₄摩尔比为4:3条件下水热制备的Ag₃PO₄/BiPO₄对可见光的利用率最高,催化性能最好;降解180 min后,对罗丹明B的降解率达到61%,较纯相BiPO₄提升了27%。本文还利用XRD、SEM和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等测试手段对合成的样品进行表征,分析得出复合Ag₃PO₄之后,催化剂的禁带宽度变窄,并出现较多的独居石晶型BiPO₄,光生电子与空穴复合效率变低,从而使复合材料的光催化降解罗丹明B的能力得到提升。