高效BiOI/BiOBr可见光催化剂的制备、性能及机理研究

利用无机原料水热合成法制备BiOI/BiOBr复合可见光催化剂,通过XRD、SEM、EDS、DRS、I-t响应曲线等手段对催化剂的物相组成和光化学性能进行了系统表征.以RhB为目标污染物,考察了催化剂的光催化活性并对最优比例催化剂的稳定性进行评价,通过ESR分析和自由基捕获实验探究了RhB的光催化降解机制.研究结果表明:无机原料水热合成法可成功制备纯度高、结晶性能良好的BiOI/BiOBr复合可见光催化剂;BiOI的复合降低了BiOBr光催化剂的电子-空穴的复合,拓宽其可见光响应范围,提高了光催化降解活性,其中质量比为8%的BiOI/BiOBr活性最佳,可见光照21min后RhB的脱色率可达100%,是纯BiOBr的1.50倍,且重复使用5次后仍具有较高的光催化活性;复合催化剂光催化降解RhB的过程中,参与降解的主要活性物种为空穴(h+)和超氧自由基(·O-2).     

不同光源下累托石-TiO2降解染料废水

以TiCl4和累托石为主要原料制备了累托石-TiO2光催化剂，研究了在紫外光和太阳光下，其降解甲基橙溶液的光催化性能．实验结果表明：在紫外灯光下反应30min，分别以TiO2和累托石-TiO2为催化剂降解甲基橙溶液，甲基橙脱色率分别为50%和93％．催化剂在相同的制备条件下，累托石-TiO2的光催化活性约为TiO2的两倍；在太阳光下，分别以TiO2和累托石-TiO2为催化剂降解甲基橙溶液6h，甲基橙的脱色率分别为62．9％和87．6％．     

累托石-TiO2薄膜的制备及其降解染料废水

以累托石和钛酸丁酯为主要原料制备出累托石-TiO2薄膜，将其负载在玻璃表面上，研究了其在紫外光和太阳光下催化降解甲基橙的性能．实验结果表明：在相同的制备条件下，累托石-TiO：薄膜的光催化活性高于TiO2薄膜的光催化活性；制备累托石-TiO2薄膜时，薄膜的层数影响其催化活性；以累托石-TiO2薄膜为催化剂，在太阳光下降解甲基橙7h，甲基橙脱色率为52．9％．     

纳米累托石-TiO2粉末光催化降解染料废水

用纳米累托石-TiO2粉末作催化剂，在紫外灯光下降解甲基橙溶液．考察了甲基橙溶液的pH值、初始浓度、纳米累托石-TiO2投加量对甲基橙降解率的影响．比较了相同条件下制备的纳米累托石-TiO2和纳米TiO2粉末及P25TiO。粉末的光催化活性．实验结果显示：在紫外灯光照射下，纳米累托石-TiO2，纳米TiO2粉末及P25降解甲基橙30min，降解率分别为：92．9％，50．9％，96．5％．在相同条件下制备的纳米累托石-TiO2粉末比纳米TiO2粉末具有更高的催化活性，接近当今催化活性最高的P25催化剂．     

基于二甲胺（DMA）光催化降解的纳米TiO2/硅藻土光催化剂的制备和表征

以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/硅藻土复合光催化剂,以难降解有机物二甲胺(DMA)为被降解物,考察了制备条件对光催化性能的影响.结果表明,TiO2/硅藻土光催化剂的制备最佳条件为水醇比0.6,500℃煅烧5h,硅藻土2g∶9mL负载1次,溶胶pH值为2.复合光催化剂经扫描电子显微镜(SME)和X射线衍射仪(XRD)表征,达到纳米级别,3g·L-1催化剂对400mg·L-1 DMA的6h降解率平均可达70%,光催化性能优良.     

表面分散型氧化锰/TiO_2基纳米片层吸附-光催化联用处理高浓度结晶紫

以Mn(NO_3)_2为锰源,采用水热法制备了表面分散型氧化锰/TiO_2基纳米片层(Mn-TNS),并通过对高浓度结晶紫溶液的处理,评价了所制催化剂的吸附能力及光催化性能.Mn/Ti复合摩尔比为3.0%时,样品的吸附能力和光催化活性最高,通过Langmuir等温吸附模型拟合出的单层最大吸附量高达71.4mg/g.采用吸附-光催化降解联用的方法处理80mg/L结晶紫,3.0%Mn-TNS样品显示出良好的稳定性和循环再生能力.     

BiOBr/TiO_2异质结催化剂的制备及其可见光催化活性

将碱热法和溶剂热法相结合,制备了不同配比的BiOBr/TiO_2异质结催化剂,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等技术对其结构、形貌和光学性能进行表征,并探讨BiOBr和TiO_2的配比对罗丹明B(RhB)脱色率的影响。结果显示,该异质结催化剂由锐钛矿相TiO_2纳米颗粒附着生长在BiOBr花状球表面构成;BiOBr和TiO_2摩尔比为1∶2的BiOBr/TiO_2催化剂在可见光照射下催化反应15min,RhB脱色率达96.5%;催化剂循环使用4次后,RhB脱色率仅降低7.94%,稳定性较好。Mott-Schottky曲线表明,该催化剂光催化活性的提升主要是由于在BiOBr和TiO_2界面上形成了p-n结,使电子-空穴对得到有效分离。光催化机理研究结果表明,O·-2是光催化反应过程中的主要活性物种,RhB的脱色主要是由于脱乙基和苯环开环氧化导致。     

基于二甲胺（DMA）光催化降解的纳米TiO2/硅藻土光催化剂的制备和表征

以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶 凝胶法制备纳米TiO2/硅藻土复合光催化剂,以难降解有机物二甲胺（DMA）为被降解物,考察了制备条件对光催化性能的影响.结果表明,TiO2/硅藻土光催化剂的制备最佳条件为水醇比0.6,500 ℃煅烧5 h,硅藻土2 g∶9 mL负载1次,溶胶pH值为2.复合光催化剂经扫描电子显微镜（SME）和X射线衍射仪（XRD）表征,达到纳米级别,3 g·L-1催化剂对400 mg·L-1 DMA的6 h降解率平均可达70%,光催化性能优良.     

Co_3O_4/BiOI复合催化剂的制备及其光催化性能

考察了两种方法制备的BiOI光催化剂,结果显示溶剂热法制备的BiOI比液相沉淀法制备的BiOI具有更好的光催化活性.然后,以溶剂热法制备的BiOI采用浸渍法制备了CoOx/BiOI复合催化剂,用X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-vis)漫反射光谱、透射电子显微镜(TEM)等手段对其进行了表征,探讨了煅烧温度,煅烧时间以及Co掺杂量对其光催化性能的影响.结果显示:在300℃煅烧2h,Co的掺杂量为2.0%(Co/BiOI)的条件下,CoOx/BiOI复合物紫外光催化活性最高.结构研究表明,Co是以Co3O4的形式呈针状分布在团聚后的BiOI的表面,这有效地促进了BiOI的光催化性能.     

N掺杂TiO2纳米管阵列可见光催化降解六氯苯

以氨水为氮源,采用阳极氧化法和湿化学法合成N掺杂TiO2纳米管阵列,并通过可见光光催化降解六氯苯(HCB)废水,评价其催化活性.同时,分析了煅烧温度、氮源、掺氮量、HCB浓度、HCB溶液pH值对N掺杂TiO2纳米管阵列光催化性能的影响.结果表明:在煅烧温度为450℃的条件下,以1.0mol/L氨水为N源合成的TiO2纳米管阵列光催化性能最佳,中性条件下降解效率最好.该催化剂循环使用6次仍具有良好的光催化性能.     

[C_（16）min]Br改性累托石的制备与性能研究

以热稳定性较高的离子液体1-十六烷基-3-甲基咪唑溴盐（[C16min]Br）为改性剂,以水为溶剂对累托石（REC）进行有机处理,制得离子液体型累托石（[C16min]Br-REC）.通过元素分析考察了反应配比、制浆浓度、反应温度、反应时间、pH值对REC阳离子交换量（CEC）的影响,并通过红外光谱、X-射线衍射、透射电镜、热失重分析对有机累托石的结构和性能进行了表征.结果表明：改性后累托石层间距由2.23nm扩大到3.14nm,[C16min]Br-REC的热分解温度比十六烷基三甲基溴化铵改性累托石（CTAB-REC）提高了71℃.     

ZnO/TiO2 纳米管复合材料的制备及其光催化性能

本文成功地制备了ZnO/TiO2纳米管复合光催化材料,并通过XRD,TEM和UV-Vis等测试手段对该复合光催化剂进行了表征.研究了该复合光催化材料在紫外光和太阳光下,对亚甲基兰的降解作用.结果表明,由于适量ZnO的复合,具有管状结构和较高比表面积的ZnO/TiO2纳米管复合光催化材料相对于纯的TiO2纳米管具有了更强的紫外光吸收性能和红移现象.使得该复合光催化剂在紫外光下对亚甲基兰具有更快和更完全的降解性能.ZnO/TiO2纳米管(10 wt%ZnO)复合光催化材料在太阳光照射下,对亚甲基兰也有较高的降解能力.而且,该催化剂也可被循环使用,这使得该复合光催化剂具有了广阔的应用前景.     

用不同催化剂制备石墨烯碳纳米管复合粉体

研究利用膨化石墨制备石墨烯/碳纳米管复合粉体技术。以膨胀石墨为基体,以硝酸铁、硝酸钴等物质为催化剂,结合化学气相沉积工艺,原位制备出石墨烯/碳纳米管复合粉体材料;研究了不同催化剂对复合粉体微观形貌的影响,利用扫描电镜对复合粉体进行了表征。研究结果表明:以正己烷为碳源,用2号催化剂,在750℃时所制备的复合粉体中,碳纳米管和石墨烯的质量最好。     

纳米累托石-TiO2光催化剂的制备及表征

以TiCl4和累托石为主要原料，制备出纳米累托石-TiO2粉末，并用X-衍射、透射电镜等对其进行表征．结果表明：纳米累托石-TiO2粉末平均直径为17．5nm当焙烧温度从500℃升至800℃时，累托石-TiO2粉末的比表面积从65．7m^2／g下降至3．3m^2／g，单位质量吸附剂的孔体积从0．1430cm。／u降到0．0213cm^3／g；当焙烧温度从300℃上升至500℃时，孔径变化不大，属中孔范围；当焙烧温度升至800℃时，一些孔道出现坍塌，不利于纳米累托石-TiO2粉末的光催化活性．     

载体焙烧温度对CuO/CeO2-MnOx催化剂富氢条件下CO氧化性能的影响

以共沉淀法制备了CeO2-MnOx复合金属氧化物,考察了其焙烧温度对Cu/CeO2-MnOx催化剂富氢条件下CO氧化性能的影响,并运用XRD、BET、TPR和TPD等手段对样品进行了表征。结果表明,载体的焙烧温度对CuO/CeO2-MnOx催化剂的结构性质、还原性能及催化活性有一定的影响。当CeO2-MnOx500℃焙烧时,CuO/CeO2-MOx催化剂表现出最好的活性,与CeO2-MnOx部分固溶体的形成、CeO2与MnOx之间较强的相互作用、其表面较大量的高分散CuxO物种及较大的CO吸附量有关。     

高水热稳定性加氢脱氧催化剂Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)的制备及其性能研究

分别采用共沉淀法和溶胶凝胶法制备了具有高水热稳定性的Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)载体,并通过浸渍法制得高分散Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)催化剂,分析了短链脂肪醇作为氢供体用于香兰素加氢脱氧反应的催化性能.实验结果表明,复合氧化物催化剂Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)具有高的水热稳定性和优良的加氢脱氧活性,且Pt/Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2较Pt/Ce_(0.5)Ti_(0.5)O_2的催化性能更胜一筹,催化剂的加氢脱氧性能与其表面的酸性质以及贵金属Pt在载体上的高度分散有关.短链脂肪醇作为含氢的有机小分子,可作为氢源替代氢气,是理想有效的氢供体.     

氧化镍/乙炔黑复合电极材料的制备及电化学性能

采用醇-水法制备氧化镍/乙炔黑(NiO/AB)复合物前驱体,经煅烧得到NiO/AB复合物,采用X射线衍射光谱(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对复合物进行结构分析,研究了煅烧温度对复合物性能的影响.结果表明,乙炔黑的引入有利于生成晶粒尺寸小(4.5nm)的NiO粒子,同时能够提高NiO材料的导电性能.在300至400℃的煅烧温度区间内,升高煅烧温度使NiO晶型结构趋于稳定,电容特性得到改善,但比容量会迅速衰减;NiO/AB复合物前驱体的最佳煅烧温度为350℃.     

Mn-Co/二维TiO2催化剂对甲苯的催化氧化性能

采用水热法制备了二维片状结构的TiO2作为载体,并且使用浸渍法制备了Mn-Co/TiO2催化剂,以甲苯为目标污染物,考察制备和反应条件对催化剂催化甲苯性能的影响,并采用扫描电子显微镜（SEM）、全自动比表面积及孔隙分析仪（BET）、X线衍射分析仪（XRD）、氢气程序升温还原（H2-TPR）等手段对催化剂理化性质进行表征。研究结果表明:Mn、Co摩尔比为8:1、负载量为16 wt%,焙烧温度为300℃下制备的Mn8-Co1/TiO2催化剂,其在空速为32 000 h-1下,甲苯的催化氧化活性最高,240℃反应温度下甲苯转化率约100%。二维片状TiO2载体比商用P25更有助于活性组分分散,Mn、Co和Ti之间可形成更强的相互作用,显著提高催化剂催化氧化活性。     

石墨烯/Ag@TiO_2共同修饰的染料敏化太阳能电池制备及其性能

利用水热法制备石墨烯和Ag@TiO_2核壳纳米颗粒(nanoparticles,NPs)共同修饰的染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,DSSC),研究石墨烯和Ag@TiO_2纳米颗粒对光阳极和DSSC性能的影响.实验结果显示,掺入的Ag@TiO_2纳米颗粒质量分数为0.6%时,制备的DSSC性能最优,光电转换效率(photoelectric conversion efficiency,PCE)为5.84%,相比于纯TiO_2光阳极DSSC提高了近20%.研究表明,石墨烯/Ag@TiO_2染料敏化太阳能电池性能的提高,一方面是由于Ag@TiO_2纳米颗粒的掺入增强了染料的光吸收能力;另一方面是由于石墨烯的引入显著改善了光阳极染料的吸附量,加快了载流子的传输,增加了载流子寿命,两者协同显著提高了DSSC的短路电流密度(short-circuit photocurrent density,J_(sc))和光电转换效率.     

SO_4~(2-)_ZrO_2-TiO_2催化剂的制备及性能

本文用三种不同的方法制备了SO_4~(2-)/ZrO_(2-)TiO_2催化剂,并用Caro Eala自动吸附仪、PE683型红外光谱仪及LCT-2型高温差热天平仪分别有选择地测定了催化剂比表面及催化剂表面硫酸根的红外吸收光谱、脱附量、脱附温度,还测定了对酯化反应的催化性能。同时,讨论了制备条件和方式对催化剂性能的影响。