ZnO纳米棒/PVC复合材料的光催化性能研究

用水热法制备了氧化锌纳米棒,在此基础上通过溶液共混制备了氧化锌纳米棒/PVC复合材料前驱体,适当温度下煅烧得到了氧化锌纳米棒/PVC复合材料.借助XRD,TEM,SEM,IR,UV-Vis和ESR等测试手段对氧化锌纳米棒及其复合材料进行了表征.以甲基橙为目标降解物,研究了氧化锌纳米棒和复合材料在可见光下的光催化性能和复合材料制备条件对光催化的影响.实验结果表明,复合材料的最佳制备条件为：氧化锌和PVC的质量比1∶1,煅烧温度250 ℃,煅烧时间1 h.在光催化剂用量为0.5 g/L,甲基橙浓度为10 mg/L,采用15 W家用照明荧光灯做光源的光催化体系下,复合材料对甲基橙的降解率达到88%,表明了制备的氧化锌纳米棒/PVC复合材料具有良好的可见光光催化性能.     

超声-微波法合成不同形貌的氧化锌及其光电性质研究

采用超声-微波法结合热转化反应,以Zn5(OH)8(AC)2.2H2O为前驱体,以NaBF4和离子液体C7H13BrN2为导向剂快速合成了带状、棒状和粒状氧化锌光催化剂,并利用XRD和SEM对其结构与形貌进行了表征.测试了3种不同形貌的氧化锌对甲基橙的光催化活性并与商品TiO2(P25)的活性相比较,发现在反应进行390 min后,3种ZnO对甲基橙的降解率分别达到了66.6%、20.5%和66.4%,其中带状和粒状ZnO纳米结构的降解率都远高于TiO2(P25)的降解率28%.研究表明,带状和粒状ZnO纳米结构的高活性与其较高的比表面积有关,而其比表面积又与其形貌及微结构有关.由ZnO纳米带的表面光电压谱发现其光伏响应阈值为3.4 eV,且其表现出p-型半导体特性.     

比表面积及金修饰对氧化锌光催化性能的影响

采用3步反应制得大比表面氧化锌纳米晶,并用BET、XRD和TEM对氧化锌样品的比表面积、晶型以及颗粒形貌进行了表征.以X3B染料为降解对象,紫外灯为光源,研究了其光催化性能,研究发现紫外光照180 min,X3B溶液(初始浓度为1.0×10~(-4)mol/L)的降解率为99.73%,而传统方法制备的氧化锌在相同条件下,X3B的降解率仅为39.80%.结果表明:制得的大比表面氧化锌纳米晶光催化活性明显高于传统方法制得的氧化锌.考察了金修饰对氧化锌光催化活性的影响,实验结果表明:比表面积对催化剂的光催化活性影响更大.     

微波干燥制备纳米TiO2的光催化降解活性研究

采用钛酸丁酯的溶胶-凝胶法及微波干燥制备了纳米TiO2光催化剂。通过XRD和BET进行了晶型、平均粒径和比表面积分析表征。以水杨酸为模拟污染物对其进行光催化降解活性实验研究表明，UV光照40min水杨酸降解率达到97％，催化剂重复使用4次水杨酸降解率仍能达到94％。     

光催化流化颗粒的制备及光催化性能的研究

采用浸渍法以活性炭为载体制备了TiO2／C光催化剂，通过XRD，SEM技术对负载型光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征，以苯酚溶液为降解对象，考察了溶液的初始浓度、不同pH、催化剂负载量以及气体流量对负载型二氧化钛光催化降解苯酚溶液过程的影响。结果表明：颗粒上TiO2的晶型为锐钛型和金红石型的混合晶型，纳米TiO2分布均匀。在苯酚初始质量浓度为ρ0=50mg／L，pH=3，ρ（TiO2）=0．98mg／mL和v=382．2mL／min的实验条件下，经3．0h的光催化降解反应，苯酚溶液降解率接近95．8％，矿化率达到65．4％。     

TiO2/ACF光催化降解水中苯酚的研究

研究了TiO2/ACF光催化剂的制备与表征，并对催化剂的活性以及光源种类和H2O2对TiO2/ACF光催化降解苯酚的影响进行了研究，结果发现：以涂覆法制得的TiO2/ACF光催化剂在废水处理方面有其独特的优点；添加少量H2O2和采用短波长光源均有利于苯酚的降解；254nm和365nm光催化降解苯酚的机理不同。     

Ag掺杂BiVO4的制备及其光催化性能

采用水热法制备Ag掺杂BiVO_4纳米光催化剂,通过SEM,XRD,UV-Vis DRS等方法对其进行表征,并用MB溶液模拟废液考查其光催化降解活性。结果表明,所得样品多为纳米级的棒状,少部分为不规则的片状;在Ag和Bi的摩尔比为1:10的条件下制备的Ag/BiVO_4光催化性能最佳,在700W氙灯下光照180 min后,对MB的降解率达到了85%。     

Sol-Gel法制备活性炭载TiO_2复合光催化剂及其光催化降解亚甲基蓝

以椰壳活性炭和煤质活性炭颗粒为载体,通过溶胶-凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛的复合光催化剂,并对其光催化降解亚甲基蓝的活性进行评价.结果表明:复合光催化剂的光催化降解效果比纯二氧化钛好.载体的结构显著影响着复合光催化剂的活性.椰壳活性炭因其具有更丰富的孔体积和更大的比表面积,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率明显要高于煤质活性炭负载二氧化钛复合型光催化剂.随着煅烧温度的升高,复合光催化剂的效果越来越好.     

Sol-Gel法制备活性炭载TiO_2复合光催化剂及其光催化降解亚甲基蓝

以椰壳活性炭和煤质活性炭颗粒为载体,通过溶胶-凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛的复合光催化剂,并对其光催化降解亚甲基蓝的活性进行评价.结果表明:复合光催化剂的光催化降解效果比纯二氧化钛好.载体的结构显著影响着复合光催化剂的活性.椰壳活性炭因其具有更丰富的孔体积和更大的比表面积,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率明显要高于煤质活性炭负载二氧化钛复合型光催化剂.随着煅烧温度的升高,复合光催化剂的效果越来越好.     

二氧化钛表面修饰的氧化锌纳米棒膜的光催化性能

采用两步化学法制备了氧化锌纳米棒膜,再通过溶胶-凝胶法对氧化锌纳米棒膜进行二氧化钛表面修饰改性．通过XRD、SEM和模拟太阳光下的光催化降解实验等手段研究和分析了氧化锌纳米棒的生长行为及光催化活性．结果表明：两步化学法所制备氧化锌纳米棒主要为C-轴取向生长;二氧化钛表面修饰后可以明显改善氧化锌纳米棒膜的光催化活性和光催化稳定性．     

铝片衬底上氧化锌纳米结构的水热合成

以氯化锌溶液和氨水为原料,采用水热合成方法,在铝片衬底上制备出多种氧化锌纳米结构.X射线衍射和扫描电镜分析结果表明:铝衬底上的氧化锌为纤锌矿结构,所得氧化锌结构包括六边形片状结构叠合而成的花形、棒状、管状结构等.随着反应时间的增加,产物中会同时出现大量棒状及管状氧化锌;pH值对氧化锌纳米结构的尺寸、形貌有较大的影响.     

ZnO/4A沸石复合物的制备及其光催化性能研究

制备了ZnO/4A沸石复合物光催化剂,并且采用了X-射线衍射仪、扫描电镜等手段进行了表征。研究表明在4A沸石表面生成了纳米ZnO颗粒,形成稳定的ZnO/4A沸石复合物。在紫外光照下选用甲基橙作为研究对象,研究了ZnO/4A沸石复合物的光催化性能,结果表明:随着ZnO纳米颗粒负载量的增大,光催化活性先提高,然后有所下降。当ZnO与4A沸石的质量比为0.5时,所制备的ZnO/沸石复合物具有较好的光催化性能。     

H2O2增效Ag+掺杂ZnO纳米晶光催化体系降解亚甲基蓝

以水合碳酸锌为前驱体,利用激光复合加热蒸发技术,制得粒径分布均匀,平均粒径在30 nm左右的Ag 掺杂ZnO纳米晶半导体光催化剂.利用UV-Vis,TEM,AFM和XRD等进行了表征.对光催化体系降解亚甲基蓝(MB)的研究表明:悬浮Ag 掺杂ZnO纳米晶的悬浮水相体系中,Ag 的掺杂能有效地改善ZnO对亚甲基蓝的光催化降解性能.此外,H2O2能有效增强Ag 掺杂ZnO纳米晶对MB的降解效率,H2O2浓度为0.05 mol/L时可以使Ag 掺杂ZnO纳米晶的光催化效率提高近1倍.降解产物光谱分析表明:H2O2的存在优先使MB的苯环开环降解,并使其降解更彻底.     

新型萘酰亚胺功能化卟啉/纳米氧化锌复合材料光催化降解甲基橙研究

利用新合成的新型萘酰亚胺功能化的卟啉及其金属配合物敏化低温水热法制备的氧化锌（ZnO）纳米棒,制备了卟啉敏化ZnO的复合样品,利用SEM、XRD、FT-IR、UV-vis吸收光谱对复合材料的结构和形貌进行了表征.在汞灯照射下,利用该卟啉/ZnO复合样品进行了光催化降解甲基橙研究.实验结果表明,与未复合的ZnO相比,用自由基卟啉1、锌卟啉1a和铜卟啉1b敏化的复合样品的光催化活性得到显著提高,其中自由基卟啉1的复合材料表现出了最佳的催化效果.而锰卟啉1c、铁卟啉1d钴卟啉1e敏化样品的催化活性相比纯ZnO有了不同程度的下降.     

氧化锌棒晶的热液制备与表征

以二水醋酸锌、氢氧化钠为原料,长链聚乙二醇(PEG-20000)、环己烷为添加剂,制备出氧化锌微晶粉体.采用X射线衍射,扫描电镜和透射电镜等分析手段对粉体进行了表征.实验结果表明,在热液环境中,利用长链PEG不仅可以制备特殊形貌的氧化锌,也可以在环己烷的作用下,制备出大长径比的一维氧化锌棒.     

Synthesis of magnetically recoverable visible-light-induced photocatalysts by combination of Fe_3O_4/ZnO with BiOI and polyaniline

Magnetically recyclable photocatalysts with efficient performances under visible light were synthesized by combining Fe_3O_4/ZnO with BiOI and polyaniline(PANI). The FT-IR, XRD, HRTEM, SEM, EDX, XPS, UV–vis DRS,VSM, BET, and PL instruments were utilized for characterization of the as-prepared products. The activity tests exhibited that the superior rate constant in photocatalytic performance was achieved over the Fe_3O_4/ZnO/BiOI/PANI(20%) nanocomposite, which enhanced for more than 59.9, 10.0, and 6.57 times, as compared to those of the Fe_3O_4/ZnO, Fe_3O_4/ZnO/PANI, and Fe_3O_4/ZnO/BiOI photocatalysts in degradation of RhB, respectively.Successful photocatalytic degradations of MO/MB and photo reduction of Cr(VI) were also investigated to confirm the potential application of the photocatalyst in removal of various pollutants. The considerably enhanced activity pointed to a promoting effect of p-n-p heterojunctions formed between PANI, ZnO, and BiOI, and improved textural characteristics, which are benefit for improvement of the photocatalytic performances.     

Pt-induced electrochemical growth of ZnO rods onto reduced graphene oxide for enhanced photodegradation performance

Photodegradation of organic pollutants over semiconductor catalysts is considered to be a viable method for wastewater treatment.Of the different semiconductor photocatalysts,ZnO has been widely used for the photodegradation of organic pollutants.Meanwhile,graphene is being actively investigated as a cocatalyst for such processes.The high carrier transport rate of graphene can favor the transfer of photoexcited electrons,while the increased specific surface area provides adsorption sites for the organic effluent molecules,thereby improving overall photocatalytic activity.Therefore,in this study,Pt–ZnO–reduced graphene oxide(RGO)rods with different RGO contents are synthesize during a novel Pt-induced electrochemical method,where ZnjZnO acts as the anode and PtjH2OjH2acts as the cathode.The photocatalytic degradation activity of the Pt–ZnO–RGO rods is remarkably improved under UV–visible light irradiation,with the optimum loading RGO content of 1 wt%.     

Cu掺杂对ZnO纳米薄膜的结构及其光学特性的影响

采用磁控溅射法(RF)在玻璃基底上制备了未掺杂和不同Cu掺杂浓度的ZnO薄膜.使用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)分别对样品的形貌进行了表征,并对ZnO薄膜进行了应力分析.结果显示:所有样品都呈现出(002)衍射峰,有较好的c轴择优取向;所有样品出现有3个发光峰,分别对应于400 nm(3.14 eV,紫光),444 nm(2.78 eV,蓝光),484 nm(2.56 eV,蓝光).紫峰的存在与激子的存在有极大关系,而蓝光发射主要是由于电子从导带上向锌空位形成的浅受主能级上的跃迁.随着Cu掺杂量的增加,薄膜的带隙宽度Eg随之减小,样品光学带隙值由3.26 eV逐渐减小为2.99 eV.实验中还发现,随着Cu掺杂量增加,薄膜的透射率也随之减小.     

CdS/YFeO3新型磁性可见光催化剂的制备和性能研究

采用共沉淀法,以Cd(NO_3)_2、二甲亚砜、Y_2O_3,HNO_3,Fe(NO_3)_3和柠檬酸为原料合成一系列不同掺杂比例的CdS/YFeO_3复合磁性光催化剂.用差热-热重、紫外可见漫反射、X射线衍射等技术对光催化剂进行了表征.X射线衍射结果表明CdS/YFeO_3复合磁性光催化剂制备成功.由差热-热重结果可知,CdS/YFeO_3复合磁性光催化剂的热稳定性高于纯CdS.紫外可见漫反射结果表明,Cd S/YFeO_3复合磁性光催化剂在紫外和可见光区的吸光度都比纯CdS大.通过罗丹明B的降解反应评价了该类光催化剂的活性.结果表明,CdS/YFeO_3的比例对光催化活性有明显影响.光催化循环实验结果显示,CdS/YFeO_3复合磁性光催化剂具有良好的回收性,首次回收率为92.08%.     

Direct splitting of water under visible light irradiation with an oxide semiconductor photocatalyst.

The photocatalytic splitting of water into hydrogen and oxygen using solar energy is a potentially clean and renewable source for hydrogen fuel. The first photocatalysts suitable for water splitting, or for activating hydrogen production from carbohydrate compounds made by plants from water and carbon dioxide, were developed several decades ago. But these catalysts operate with ultraviolet light, which accounts for only 4% of the incoming solar energy and thus renders the overall process impractical. For this reason, considerable efforts have been invested in developing photocatalysts capable of using the less energetic but more abundant visible light, which accounts for about 43% of the incoming solar energy. However, systems that are sufficiently stable and efficient for practical use have not yet been realized. Here we show that doping of indium-tantalum-oxide with nickel yields a series of photocatalysts, In(1-x)Ni(x)TaO(4) (x = 0-0.2), which induces direct splitting of water into stoichiometric amounts of oxygen and hydrogen under visible light irradiation with a quantum yield of about 0.66%. Our findings suggest that the use of solar energy for photocatalytic water splitting might provide a viable source for 'clean' hydrogen fuel, once the catalytic efficiency of the semiconductor system has been improved by increasing its surface area and suitable modifications of the surface sites.