La-TiO2/ZnO异质结纳米复合材料的光催化性能

利用溶胶-凝胶法与固相混合法制备了掺La超微纳米晶TiO2负载ZnO异质结纳米复合材料La-TiO2/ZnO.采用比表面积(BET和BJH)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收(UV-vis)、高分辨透射电镜(HRTEM)和X-射线光电子能谱(XPS)表征催化剂的物理化学性能.La-TiO2/ZnO异质结光催化活性通过紫外光降解亚甲基蓝(MB)来评价,当nTiO2:nLa∶ nZnO=1∶0.015∶0.5时,光催化活性最佳.其主要原因是掺La超微纳米晶TiO2在ZnO表面形成多异质结,可有效抑制光生电子空穴对的复合.本文探讨了光催化活性较高的催化机理.     

ZnO/TiO2复合光阳极染料敏化太阳能电池的研究

采用醇热法制备ZnO纳米粉体,采用水热法制备TiO2纳米粉体,将不同质量分数的ZnO与TiO2混合制备浆料,采用刮涂法在掺氟的SnO2透明导电玻璃(FTO)上制备ZnO/TiO2纳米复合薄膜光阳极,与Pt对电极和电解质组装成染料敏化太阳能电池.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)对所制备的样品进行表征,通过光电性能测试和电化学阻抗谱测试,研究了添加不同质量分数的ZnO对电池性能的影响.结果表明:不添加ZnO纳米粉时,纯TiO2光阳极的电池光电转换效率为7.95;,而添加了2wt; ZnO的ZnO/TiO2复合光阳极电池的效率达到9.54;,比纯TiO2电池的效率提高了20;.     

三维有序大孔TiO2/CeO2光催化剂的制备及性能研究

以自组装SiO2纳米球为模板,通过煅烧和模板刻蚀制备具有三维有序大孔结构的TiO2/CeO2复合光催化剂(3DOM TiO2/CeO2).用XRD、SEM、FT-IR、DRS、PC等手段对所制备的光催化剂进行表征,在模拟太阳光下,以罗丹明B为模型降解物,对样品的光催化活性进行测试.结果表明,3DOM TiO2/CeO2的光催化降解活性与TiO2/CeO2相比得到进一步提高,其原因可能是由于3DOM结构可以产生慢光子效应,提高了TiO2/CeO2复合光催化剂的光吸收能力,进而提高了TiO2/CeO2的光催化性能.     

Ag3PO4/TiO2复合催化剂的制备及光催化性能研究

为提高纳米TiO2的光催化降解性能和稳定性,采用两步水热法制备具有高催化性能的Ag3PO4/TiO2复合催化剂,采用XRD、SEM、EDS、XPS、TEM等仪器对其表面微观形貌和形态大小、表面元素组成、物相结构等进行表征,并研究了TiO2的比表面积和Ag3PO4颗粒尺寸大小对Ag3PO4/TiO2光催化性能的影响.以亚甲基蓝(MB)和苯酚为目标降解物来考察复合光催化剂的光催化性能.结果表明:1h后Ag3PO4、TiO2、Ag3PO4/TiO2对亚甲基蓝的降解率为25;、42;、92;;复合光催化剂Ag3PO4/TiO2经过5次光催化降解实验后,对亚甲基蓝的降解率仍可达78;.     

TiO2-ZnTiO3纳米复合薄膜的制备及光催化性能

将ZnO粉末加入TiO2溶胶中制备出TiO2/ZnTiO3复合薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱对其形貌、晶体结构、化学组成和光谱响应特征进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同ZnO掺入比例对复合薄膜光催化性能的影响.结果表明,所得材料的光催化性能与复合结构中TiO2的结晶结构有关.Ti/Zn=6∶1时,所得复合薄膜由锐钛矿相TiO2与钙钛矿相ZnTiO3构成,薄膜中晶粒尺寸较小(约为30 nm)、结晶度较高、催化性能最好.在紫外光下5h可使亚甲基蓝(MB)溶液脱色降解率达到94;,明显高于纯TiO2薄膜(87;).     

水热法合成ZnO/BiVO4复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法制备ZnO/BiVO4复合光催化剂,研究了ZnO复合方式(直接和原位)对合成ZnO/BiVO4光催化剂性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET、紫外-可见分光光度计等检测手段对产物的晶体结构、微观形貌、比表面积和光吸收特性进行了表征.结果表明:ZnO的复合对产物的组成及形貌均有影响,复合产物中有V2 O5、Bi2 O3生成,但仍以单斜BiVO4为主.与纯BiVO4相比,复合后的BiVO4结晶度变差、粒度变小,但光催化性能提高.采用直接复合法制备的ZnO/BiVO4光催化性能提高更明显,在高压汞灯照射240 min时,亚甲蓝的降解率达90.4;,相同条件下纯BiVO4对亚甲蓝的降解率仅为82.2;.     

氧化锌空心球的制备及其光催化性能研究

以葡萄糖、尿素和醋酸锌为原料在低温下合成了炭微球,高温煅烧后制备了氧化锌空心微球.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对制得的样品进行了表征.以甲基橙溶液为研究对象考察了氧化锌空心微球的光催化性能.实验结果表明,当葡萄糖和醋酸锌质量比为3∶1时,制备的ZnO微球具有较好的光催化性能.     

高岭土/纳米TiO2复合光催化材料制备及性能研究

以高岭土为载体、钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备出高岭土/纳米TiO2复合光催化材料.采用XRD、SEM、EDS等方法对其物相组成和显微结构进行了表征,以亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物对其光催化性能进行了研究.结果表明:高岭石的粒径明显减小,且晶片表面负载了大量10～30nm的锐钛矿相TiO2晶粒.复合光催化材料对MB分子的去除率随光催化反应时间的延长逐步提高,且受TiO2负载量、投入量、MB溶液浓度的影响;当TiO2负载量为5 mmol/g、投入量为2 g/L、MB溶液为10 mg/L时,暗反应吸附1h、光催化90 min后对MB的去除率可达89.26;,显示出较好的光催化性能和去除效果.随着循环利用次数的增加,复合粉体的光催化性能逐步提高,并具有较高的回收率.     

磁性Fe3O4@TiO2/ZnO的制备及光催化性能研究

通过水热法制备磁性Fe3O4@C纳米微球,分别将TiO2和ZnO负载到微球上得到磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂.利用扫描电镜、红外光谱和紫外漫反射光谱表征催化剂的形貌和结构性能.紫外漫反射光谱显示磁性Fe3O4@TiO2/ZnO的吸收带边红移,表明催化剂可以在更高的波长范围内吸收光波,且禁带宽度变大表明光生电子和空穴具有更强的氧化还原能力,因此具有更强的光催化活性.相比于磁性Fe3O4@TiO2,磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂对罗丹明B的降解率从65.33;增加到98.11;.循环使用5次后,磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂对罗丹明B的降解率仍保持92.05;,说明该催化剂具有易于回收和良好的循环稳定性.     

球形Cu2O修饰Bi2WO6层状微球的制备及其光催化制取氢气和烷烃的研究

采用水热法制备了Bi2WO6层状微球,通过还原沉淀法在Bi2WO6层状微球内部薄片表面修饰纳米球形Cu2O而制备Cu2O/Bi2WO6复合催化剂.利用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-visDRS)、荧光光谱(PL)等对复合光催化剂的晶体结构、形貌、光响应性能等进行表征.在Cu2O/Bi2WO6中,100nm左右Cu2O不均匀地附着在1.5μmBi2WO6层状微球的内部的纳米薄片上.通过Cu2O的复合,可以显著提高Cu2O/Bi2WO6对紫外-可见光谱的吸收能力、光生电子-空穴对的分离效率及光催化活性.以丙酸为电子供体,考察了紫外光照射下Cu2O/Bi2WO6分解水制备氢气和烷烃的性能,结果表明:5wt;Cu2O/Bi2WO6的光催化产生氢气和烷烃的性能最佳.