纳米Ag/ZnO光催化剂及其催化降解壬基酚聚氧乙烯醚性能

采用氨浸法制备了不同Ag负载量的纳米Ag/ZnO光催化剂,并用X射线衍射、比表面积测定、X射线光电子能谱和漫反射紫外-可见光谱测定了Ag/ZnO的晶型结构、比表面积、表面组成和光谱特征.以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE-10)为模型污染物,分别在紫外光和可见光照射下考察了纳米Ag/ZnO的光催化活性.结果表明,Ag能成功地负载到ZnO表面,且随着Ag负载量的增加,ZnO的粒径逐渐增大,比表面积逐渐减小.与纳米ZnO样品相比,Ag/ZnO中Ag 3d5/2结合能减小,而Zn 2p和O 1s结合能增大,ZnO表面的羟基氧和吸附氧含量增加.当Ag负载量大于0.5%时,Ag/ZnO样品的吸收光谱发生红移,在可见光区出现吸收.光催化降解结果表明,0.5%Ag/ZnO样品的光催化活性最高,在紫外光和可见光照射3 h后NPE-10降解率分别约为77%和56%,而ZnO样品的光催化活性仅约为61%和40%.     

Ag/ZnO/ZnSe三元异质结的合成及其可见光光催化性能

以Ag纳米线为模板,通过两步水浴法合成了Ag/ZnO/ZnSe三元异质结光催化材料。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电子显微镜(FETEM)对样品的形貌和结构进行了表征。结果显示,Ag/ZnO/ZnSe三元异质结为蠕虫状的Ag/ZnO二元异质结外镶嵌着ZnSe小颗粒。在可见光下,对比纯Ag纳米线、纯ZnO纳米球、Ag/ZnO异质结对罗丹明B的可见光降解效率,结果发现Ag/ZnO/ZnSe异质结表现出了更高的光催化效率。其光催化性能的提高主要是由于Ag/ZnO/ZnSe异质结的作用促使电子空穴对的分离,降低了电子空穴对的复合机率,从而提高了材料的光催化效率。     

ZnO纳米柱状阵列表面AgX等离子基元修饰及其可见光光催化活性

采用浸渍法制备了表面AgX（X=I,Br）等离子基元修饰的ZnO纳米柱状阵列,研究了浸渍浓度和时间以及紫外光光照预处理对ZnO纳米柱状阵列可见光光催化活性的影响.采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见漫反射吸收光谱以及X射线光电子能谱仪等手段对ZnO纳米柱状阵列的形貌、相组成、禁带宽度及其表面特性进行了表征.结果显示,AgBr颗粒分布于ZnO纳米柱状阵列的顶端及顶端侧面,同时AgBr颗粒之间相互接触而形成网状结构.通过紫外光光照预处理,AgBr表面出现细小颗粒,形成Ag/AgBr/ZnO纳米复合结构.可见光光催化降解甲基橙结果表明,在相同工艺条件下所制AgBr/ZnO的可见光光催化活性明显优于AgI/ZnO,且与浸渍浓度及时间有关.由于ZnO纳米柱状阵列的比表面积大,AgBr的可见光响应特性以及Ag/AgBr纳米结构的表面等离子效应,经过紫外光光照预处理形成的Ag/AgBr/ZnO纳米复合结构表现出最好的可见光光催化活性.     

Ag+/Ag/ZnO多孔纳米结构纤维材料的制备及可见光催化性能

借助棉花纤维模板, 采用两步法制备了Ag⁺/Ag/ZnO多孔纳米结构纤维材料, 并利用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等对其进行了表征. 以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应, 考察了银修饰量(摩尔分数, 0~1.50%)对ZnO纳米结构纤维材料光催化性能的影响. 结果表明, 利用模板辅助的两步法制备了Ag⁺-Ag共修饰的ZnO多孔纳米结构纤维材料Ag⁺/Ag/ZnO, Ag⁺和Ag通过改变ZnO的晶胞结构、 光吸收特性及形貌等影响其光催化性能; 在可见光条件下, Ag⁺/Ag/ZnO的催化性能优于纯ZnO, 且与修饰量有关.     

CTAB作用下纳米复合材料Ag/ZnO-SnO2的制备与光催化降解罗丹明B

在模板剂溴化十六烷基三甲基胺(CTAB)作用下,采用溶胶-凝胶法再结合程序升温溶剂热法制备了纳米复合材料Ag/ZnO-SnO2(CTAB),其中Ag,Zn,Sn摩尔比为0.1∶2∶1.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱(SEM-EDS)和N2吸附-脱附测定等方法对复合材料的组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,该复合材料具有纤锌矿和金红石结构,Ag以单质形式存在.与未经CTAB作用的样品相比,Ag/ZnO-SnO2(CTAB)颗粒分布更均匀,且呈现规则的纳米棒状结构.复合材料在紫外光和可见光作用下对罗丹明B(RhB)的光催化降解结果显示,样品Ag/ZnO-SnO2(CTAB)的光催化活性明显高于Ag/ZnO-SnO2、ZnO-SnO2、ZnO和商用P-25.     

复合Ag/ZnO分级结构微球的制备及其光催化性能研究

采用化学沉淀法制备ZnO微球,利用柠檬酸三钠（TCD）避光还原硝酸银在ZnO表面沉积银粒子制备Ag/ZnO复合材料.利用XRD、SEM、TEM、EDS、FTIR、UV-vis DRS、PL、BET等对Ag/ZnO的结构、组分、形貌及光谱性质进行了表征,通过紫外及可见光照降解甲基橙溶液评价样品的光催化性能.结果表明：ZnO纳米微球是由ZnO纳米片相互交错构筑而成的具有丰富孔道的分级结构,Ag纳米粒子均匀沉积在ZnO纳米片上.Ag的沉积显著增加了ZnO的可见光吸收,猝灭了ZnO荧光,提高了ZnO催化活性.     

片花状ZnO@碳球核壳结构的制备及太阳光催化性能

采用水热法合成具有核壳结构的片花状ZnO@碳球系列复合物(ZnO@C)。利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS),红外光谱(FTIR),紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),荧光光谱(PL)以及N2吸附-脱附等技术对所合成样品进行表征,结果表明,碳球被ZnO纳米片包裹形成具有核壳结构的片花状复合物,碳球的存在增加了ZnO对可见光的吸收,有效抑制了光生电子空穴对的复合。在模拟太阳光下,对活性染料GR黑及甲硝唑的光催化降解测试结果显示,ZnO@C系列复合物的光催化性能均高于纯ZnO,其中ZnO@C-2样品表现出最好的光催化性能,其光催化降解GR黑和甲硝唑的速率分别为纯ZnO的4.2倍和2.1倍。     

片花状ZnO@碳球核壳结构的制备及太阳光催化性能

采用水热法合成具有核壳结构的片花状ZnO@碳球系列复合物（ZnO@C）。利用X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,X射线光电子能谱（XPS）,红外光谱（FTIR）,紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）,荧光光谱（PL）以及N₂吸附-脱附等技术对所合成样品进行表征,结果表明,碳球被ZnO纳米片包裹形成具有核壳结构的片花状复合物,碳球的存在增加了ZnO对可见光的吸收,有效抑制了光生电子空穴对的复合。在模拟太阳光下,对活性染料GR黑及甲硝唑的光催化降解测试结果显示,ZnO@C系列复合物的光催化性能均高于纯ZnO,其中ZnO@C-2样品表现出最好的光催化性能,其光催化降解GR黑和甲硝唑的速率分别为纯ZnO的4.2倍和2.1倍。     

火焰辅助热解方法制备Ag_2O/TiO_2及其光催化制氢性能

以钛酸丁酯和硝酸银为前驱体,采用一步火焰辅助热解法制备了Ag_2O/TiO_2光催化剂并研究了样品在紫外-可见光照射下的光催化制氢性能。利用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)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)对样品进行了表征。XRD结果表明TiO_2均为锐钛矿晶型,Ag的引入对XRD结果无明显影响。SEM图显示未修饰的TiO_2是微球形貌,随着引入Ag含量的增加,微球减少直至消失。通过XPS分析和化学沉淀法表明样品中Ag的存在形式为Ag_2O。UV-Vis DRS测试发现引入Ag后提高了样品的光吸收。前驱体中Ag的量影响样品的光催化活性,最高的光催化制氢的活性可以达到相同条件下的P25的15倍。对光催化反应后的样品进行分析,认为在光催化过程中部分Ag_2O通过光生电子转化为Ag形成Ag/TiO_2,进一步提高光催化制氢活性。     

纳米Ag/ZnO微波辅助合成与微波增强光催化罗丹明B

本文通过微波辅助、程序升温溶剂热以及煅烧等不同方法制备了系列纳米复合材料Ag/ZnO,并采用X-射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附-脱附测定以及扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)等测试手段对上述合成材料的晶型结构、形貌及表面物理化学性质进行了表征。结果表明,合成过程中辅以微波后其纤锌矿晶型结构未发生明显变化。但同时,其光的吸收性质以及粒子尺寸、形貌以及颗粒分布等方面则有较大改变。其中,经微波辐射、程序升温溶剂热以及煅烧三步处理的样品(mcd-Ag/ZnO)更多呈现规则的六棱柱结构。在紫外光照射和微波辐射下,合成产物光催化降解罗丹明B的实验结果显示,经微波辅助合成的Ag/ZnO光催化活性较未经微波处理样品的活性有较大提高,且明显高于市售P25。同时,mcd-Ag/ZnO在微波辐射下的光催化活性也被有效增强。     

One pot synthesis of Ag nanoparticle modified ZnO microspheres in ethylene glycol medium and their enhanced photocatalytic performance

Ag nanoparticles (NPs) modified ZnO microspheres (Ag/ZnO microspheres) were prepared by a facile one pot strategy in ethylene glycol (EG) medium. The EG played two important roles in the synthesis: it could act as a reaction media for the formation of ZnO and reduce Ag⁺ to Ag⁰. A series of the characterizations indicated the successful combination of Ag NPs with ZnO microspheres. It was shown that Ag modification could greatly enhance the photocatalytic efficiency of ZnO microspheres by taking the photodegradation of Rhodamine B as a model reaction. With appropriate ratio of Ag and ZnO, Ag/ZnO microspheres showed the better photocatalytic performance than commercial Degussa P-25 TiO₂. Photoluminescence and surface photovoltage spectra demonstrated that Ag modification could effectively inhibit the recombination of the photoinduced electron and holes of ZnO. This is responsible for the higher photocatalytic activity of Ag/ZnO composites.     

梨形核壳结构氧化锌/银亚微米球的制备、表征及光学性能

利用亚锡离子还原银离子生成的金属银沉积在合成的梨形氧化锌表面作为晶种,进一步生长银纳米粒子,制备了梨形的、核壳结构的、单分散的氧化锌/银亚微米球。利用X射线衍射、透射电镜、能量色散X射线谱、紫外可见吸收谱及光致发光谱对所制备样品的形貌、微观结构、组成和光学性能进行了表征。结果表明:(1)样品是由梨形亚微米氧化锌核和银纳米颗粒壳组成;(2)在氧化锌表面的银纳米粒子作为光激发产生的电子捕获剂提高了光产生的载流子的分离效率,在能量没有改变的情况下减少了紫外发射光的强度,淬灭了可见发射光。     

Photocatalytic oxidation of organic dyes with nanostructured zinc dioxide modified with silver metals

Silver-doped nano-ZnO samples with different Ag loadings were prepared by a one-spot solvothermal method. The structure, physico-chemical and optical properties of the products are characterized by using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM), energy dispersive X-ray analysis (EDS), diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and photoluminescence spectra (PL). The photocatalytic activity of the as-prepared samples was examined by using photocatalytic oxidation of methyl orange (MO) as a model reaction, and the effects of the noble metal content on the photocatalytic activity were investigated. The results indicated that the photocatalytic activity of ZnO nanoparticles can be greatly improved by depositing appropriate amount of noble metal on their surface as electron scavengers. In addition, a key mechanism was proposed in order to account for the enhanced activity. The enhancement for the photocatalytic activities can be attributed to the interaction between Ag particles and ZnO, which made Ag particles act as electron traps to effectively separate the excited electron-hole pairs.     

Ag/ZnO/ZnSe三元异质结的合成及其可见光光催化性能

以Ag纳米线为模板,通过两步水浴法合成了Ag/Zn O/Zn Se三元异质结光催化材料。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电子显微镜(FETEM)对样品的形貌和结构进行了表征。结果显示,Ag/Zn O/Zn Se三元异质结为蠕虫状的Ag/Zn O二元异质结外镶嵌着Zn Se小颗粒。在可见光下,对比纯Ag纳米线、纯Zn O纳米球、Ag/Zn O异质结对罗丹明B的可见光降解效率,结果发现Ag/Zn O/Zn Se异质结表现出了更高的光催化效率。其光催化性能的提高主要是由于Ag/Zn O/Zn Se异质结的作用促使电子空穴对的分离,降低了电子空穴对的复合机率,从而提高了材料的光催化效率。     

One-pot synthesis, photoluminescence, and photocatalysis of Ag/ZnO composites

One-pot synthesis of Ag/ZnO composites is described by a simple hydrothermal approach. In the reaction process, hexamethylenetetramine (HMT) can convert into ammonia and formaldehyde, which are used as a precipitant for the fabrication of ZnO and a reducing agent for the loading of metal Ag, respectively. The UV emission of ZnO is obviously enhanced by the deposition of silver islands on its surface. The photocatalytic characterization reveals that the composites behave high photocatalytic activity for a solution of rhodamine B. The influence of Ag+ ions on the morphology of ZnO is discussed. The composites are characterized by powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and photoluminescence (PL).     

Plasmon-resonance-enhanced visible-light photocatalytic activity of Ag quantum dots/TiO2 microspheres for methyl orange degradation

We successfully prepared Ag quantum dots modified TiO₂ microspheres by facile solvothermal and calcination method. The as-prepared Ag quantum dots/TiO₂ microspheres were characterized by scanning electron microscope, transmission electron microscope, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and UV-vis diffuse reflectance spectroscopy. The Ag quantum dots/TiO₂ photocatalyst showed excellent visible light absorption and efficient photocatalytic activity for methyl orange degradation. And the sample with the molar ratio of 0.05 (Ag to Ti) showed the best visible light photocatalytic activity for methyl orange degradation, mainly because of the surface plasmon resonance (SPR) effects of Ag quantum dots to generate electron and hole pairs for enhanced visible light photocatalysis. Finally, possible visible light photocatalytic mechanism of Ag quantum dots/TiO₂ microspheres for methyl orange degradation was proposed in detail.