g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6复合光催化剂的制备及其光催化活性

通过水热合成法和液相沉积法制备g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6复合光催化剂,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸脱附、紫外-可见漫反射等技术对其进行表征。研究了可见光下g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6催化降解罗丹明B(Rh B)的影响因素,并对其光催化反应机理进行初步探讨。实验结果表明:g-C_3N_4掺杂量为60%(w)时g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6的光催化活性最高;在60%g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6的投加量为1.00 g/L、初始Rh B质量浓度为2.50 mg/L、可见光照射150 min的条件下,Rh B的降解率达到97.90%;在g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6光催化降解体系中,h~+和·O_2~-是主要活性物种。     

复合磁性光催化剂Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6的制备及其光催化性能

以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4为磁基体,制备了Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合磁性光催化剂。分别采用XRD、SEM、EDS和PL光谱技术对光催化剂进行了表征。利用氙灯为光源,以环丙沙星为目标污染物,考察了光催化剂对环丙沙星的降解性能。表征结果显示:复合磁性光催化剂中Bi_2WO_6晶相含量高,且结晶度大;Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4与Bi_2WO_6的质量比为1∶8时,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁基体与Bi_2WO_6基本复合(该复合磁性光催化剂以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)表示);Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合光催化剂光生空穴和电子复合几率低,具有较好的光催化性能。实验结果表明,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)具有较高的光催化活性,光催化反应140 min后对环丙沙星的降解率达82.39%,且具有良好的磁性能,易实现固液分离,便于回收再利用。     

AgI-AgBr/硅藻土复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用一步法制备了AgBr/硅藻土、Ag-AgBr/硅藻土、AgI-AgBr/硅藻土3种复合光催化剂,采用SEM,XPS,UV-VisDRS,BET,XRD技术对复合材料进行了表征,并以其为光催化剂,在可见光下降解水中罗丹明B(RhB)。表征结果显示,AgI-AgBr/硅藻土具有最大的比表面积,且在可见光区的光吸收效率最高。实验结果表明:AgI-AgBr/硅藻土表现出最强的光催化活性,光反应40min时的RhB去除率即可达99.8%;该催化剂具有优异的稳定性,5次重复使用时的RhB去除率仍可达90%以上;AgI和AgBr形成异质结,有效抑制了光生电子-空穴对的复合,提高了AgI-AgBr/硅藻土的光催化活性;空穴是光催化降解RhB过程中起主要作用的活性物种。     

预氧化聚丙烯腈/g-C3N4光催化降解罗丹明B

以聚丙烯腈(PAN)和g-C_3N_4为原料,采用超声波辅助分散的溶液浸渍法及煅烧法制备了具有共轭结构的预氧化聚丙烯腈/g-C_3N_4复合光催化剂(CPAN/g-C_3N_4),采用XRD、SEM、FTIR、UV-Vis DRS、EIS等技术对光催化剂进行了表征,考察了CPAN/g-C_3N_4对罗丹明B(Rh B)的可见光催化降解性能。结果表明:CPAN与g-C_3N_4具有良好的协同作用,使g-C_3N_4片状结构堆叠体颗粒显著减小,明显增强了光催化剂在全部光谱范围内的光吸收,有效提高了光生电子-空穴分离效率;在PAN与g-C_3N_4质量比为1∶200、煅烧温度250 ℃、煅烧时间1 h条件下所制备的CPAN/g-C_3N_4光催化活性最高,且具有良好的光催化活性稳定性。超氧自由基和光生空穴为CPAN/g-C_3N_4复合光催化剂光降解罗丹明B的主要活性物种。     

具有共轭结构的CDPVA/ZnO复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

CDPVA是一种具有共轭多烯序列的聚乙烯醇(PVA)衍生物。通过低温热处理法制备了CDPVA/ZnO复合光催化剂。表征结果显示,PVA经低温热处理后形成了具有一定共轭结构的CDPVA并包覆于纳米ZnO颗粒表面,提高了光催化剂的可见光响应能力,有效促进了光生空穴和电子的分离。当PVA与纳米ZnO的质量比为1∶100时,CDPVA/ZnO的可见光催化活性最高;在催化剂投加量为0.5 g/L、初始罗丹明B质量浓度为4 mg/L、可见光照射50 min的条件下,罗丹明B降解率为97.51%,明显优于纯纳米ZnO;CDPVA/ZnO循环使用9次后仍保持较高的罗丹明B降解率,表明CDPVA的包覆有效抑制了纳米ZnO的光腐蚀,提高了光催化剂的稳定性。     

草酸浸取废SCR催化剂制备光催化剂

采用草酸浸取废SCR催化剂,得到钛钨粉,制备Bi₂WO₆/钛钨粉复合光催化剂,考察了其对罗丹明B的光催化降解性能。制备光催化剂的优化工艺条件为：采用聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,n（Bi₂WO₆）∶n（钛钨粉）=2∶1,前驱液pH为5,水热反应时间为18 h。在此条件下制备的光催化剂在可见光下降解罗丹明B,反应 60 min,罗丹明B降解率达94.30%。表征结果显示：钛钨粉小颗粒散落在Bi₂WO₆片表面,为光催化反应提供了更多的活性位点;Bi₂WO₆和钛钨粉两者结合可提高光生电子和空穴的分离效率,进而提高催化剂的光催化活性。Bi₂WO₆/钛钨粉光催化剂对罗丹明 B 的降解符合一级反应动力学规律。     

WO_3/Ag_3VO_4复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

采用超声辅助沉淀法—浸渍法制备了WO3/Ag3VO4复合光催化剂,对其进行了表征,考察了其在可见光条件下对罗丹明B的催化降解性能,并对催化机理进行了探讨。表征结果显示:WO3紧密包覆在Ag3VO4颗粒的表面,并未改变Ag3VO4的晶体结构;与Ag3VO4和WO3相比,WO3/Ag3VO4的吸收带边发生了红移。实验结果表明:w(WO3)为3.5%时,WO3/Ag3VO4对罗丹明B的可见光催化降解效果最好;在光催化剂加入量0.8 g/L、初始罗丹明B质量浓度10 mg/L的条件下,于室温下光照180 min时的罗丹明B去除率达95.76%,TOC去除率达96.5%;WO3与Ag3VO4在能带间的耦合作用下形成异质结结构,很好地抑制了光生电子-空穴对的复合。     

MoS_2/Bi_2S_3异质结光催化剂的制备及其光催化性能

以五水硝酸铋为铋源、钼酸钠为钼源、硫脲为硫源,采用简单的一步水热法合成了MoS_2/Bi_2S_3异质结光催化剂,采用XRD,SEM,TEM,BET,UV-Vis DRS技术对其进行了表征。表征结果显示,MoS_2纳米片在Bi_2S_3微棒表面生长,增加了比表面积和活性位点,并形成异质结构,促进了光生载流子的迁移,抑制了电子-空穴对的再复合。实验结果表明:钼酸钠与五水硝酸铋的质量比为1∶2时制备的复合光催化剂性能最好,反应180min时对亚甲基蓝的去除率可达96.4%,明显高于MoS_2和Bi_2S_3,且具有较高的稳定性;该催化剂对罗丹明B、甲基橙和4-硝基苯酚的去除率分别为97.1%、93.1%和90.5%,表明其对污染物具有普适性。     

WO_3/γ-Bi_2MoO_6异质结的制备及其光催化性能

采用微波溶剂热法—浸渍法制备了WO3/γ-Bi2Mo O6纳米异质结复合可见光催化剂(简称光催化剂),用XRD、SEM、XPS和UV-Vis分光光度法对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。表征结果显示:WO3分散在γ-Bi2Mo O6晶体表面,未进入晶格内部;与WO3和γ-Bi2Mo O6相比,WO3/γ-Bi2Mo O6在紫外和可见光区的吸收强度均有所提高,且对光的吸收发生了明显的红移,禁带宽度变窄;二者形成的p-n型异质结能及时有效地促进光生电子-空穴对的分离,提高催化活性。实验结果表明:WO3/γ-Bi2Mo O6的催化活性优于WO3和γ-Bi2Mo O6;在甲基橙溶液初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂WO3(1.0%)/γ-Bi2Mo O6加入量为1 g/L时,反应3 h时甲基橙的降解率最高(达97.48%),甲基橙溶液中TOC的去除率也最高(为92.0%)。     

玫瑰花状分级结构BiOCl的制备及其光降解罗丹明B的性能

以麦芽糖为表面活性剂,采用水热法制备了玫瑰花状分级结构的Bi OCl光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、SAED、FTIR、UV-Vis DRS、MS、BET比表面积和ESR等技术对所合成的催化剂进行了表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物研究了Bi OCl光催化剂的Rh B降解性能。实验结果表明:可见光下,在0.485 07 g Bi(NO3)3·5H2O中添加0.5 g麦芽糖、加入10 m L 0.2 mol/L的KCl溶液所制备的Bi OCl的光催化性能最好,在200 min时Rh B降解率达94%;Rh B的降解过程主要为脱乙基反应,降解机理主要是光敏化降解;Bi OCl催化剂具有良好的循环稳定性。     

WO3/γ-Bi2MoO6异质结的制备及其光催化性能

采用微波溶剂热法—浸渍法制备了WO₃/γ-Bi₂MoO₆纳米异质结复合可见光催化剂（简称光催化剂）,用XRD、SEM、XPS和UV-Vis分光光度法对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。表征结果显示：WO₃分散在γ-Bi₂MoO₆晶体表面,未进入晶格内部;与WO₃和γ-Bi₂MoO₆相比,WO₃/γ-Bi₂MoO₆在紫外和可见光区的吸收强度均有所提高,且对光的吸收发生了明显的红移,禁带宽度变窄;二者形成的p-n型异质结能及时有效地促进光生电子-空穴对的分离,提高催化活性。实验结果表明：WO₃/γ-Bi₂MoO₆的催化活性优于WO₃和γ-Bi₂MoO₆;在甲基橙溶液初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂WO₃（1.0%）/γ-Bi₂MoO₆加入量为1 g/L时,反应3 h时甲基橙的降解率最高（达97.48%）,甲基橙溶液中TOC的去除率也最高（为92.0%）。     

石墨烯量子点/Bi2WO6的制备及其对抗生素的降解性能

采用一步水热法与两步水热法制备了GQDs/Bi₂WO₆（GQDs为石墨烯量子点）复合材料,利用氙灯为光源,考察了暗反应与光反应条件下GQDs/Bi₂WO₆对目标污染物环丙沙星的吸附性能与光催化性能,并对所制备的部分材料进行了表征。实验结果表明,相比于纯Bi₂WO₆,一步法制备的0.20GQDs/Bi₂WO₆（柠檬酸CA与 Bi₂WO₆物质的量比为0.2）和两步法制备的2%GQDs/Bi₂WO₆（GQDs与Bi₂WO₆的质量比为2%）有着相对更好的吸附性能与光催化性能。其中,0.20GQDs/Bi₂WO₆光催化效果最好。暗反应30 min后,环丙沙星吸附去除率为50.4%。光反应60 min后,环丙沙星的光催化去除率为42.6个百分点,总去除率达93.0%。表征结果显示,0.20GQDs/Bi₂WO₆的比表面积最大,且光生空穴和电子复合概率也相对较低。     

超声辅助沉淀法制备γ-Bi_2MoO_6及其光催化性能

以Bi(NO3)3·5H2O和(NH4)6Mo7O24·4H2O为原料,采用超声辅助沉淀法制备了纳米可见光催化剂γ-Bi2Mo O6,用XRD,SEM,UV-Vis技术对其进行了表征,并以罗丹明B为目标降解物,考察了γ-Bi2Mo O6的可见光催化性能。表征结果显示,产物为高纯度正交结构的纳米γ-Bi2Mo O6,分散性良好。光催化实验结果表明:超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6的可见光催化活性优于普通沉淀法制备的产品;以超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6为光催化剂,在初始罗丹明B质量浓度为10 mg/L、初始溶液p H为7.2、γ-Bi2Mo O6加入量为10 g/L的最优条件下,反应180 min时的罗丹明B降解率达到97.48%。     

超声-Fe2+-K2S2O8/NaHSO3体系降解罗丹明B

采用超声促进、Fe²⁺活化的K₂S₂O₈/NaHSO₃联合体系（US-Fe²⁺-K₂S₂O₈/NaHSO₃体系）降解罗丹明B（RhB）。考察了RhB模拟废水脱色效果的影响因素,并研究了不同处理方法的协同效应,推测了反应机理。实验结果表明：在反应温度25 ℃、初始pH 5.18、超声功率250 W、K₂S₂O₈溶液（4.91 mmol/L）加入量1.2 mL、NaHSO₃溶液（4.91 mmol/L）加入量1.2 mL、n（K₂S₂O₈）∶n（Fe²⁺）=10、反应时间7 min的条件下,RhB模拟废水（50 mL）的脱色率达到89.45%;超声与Fe²⁺-K₂S₂O₈/NaHSO₃体系对RhB的降解产生了协同效应,降解反应符合表观一级反应动力学,速率常数增强因子可达13.6。自由基猝灭实验结果表明,硫酸根自由基和羟基自由基是攻击RhB 分子的活性自由基,硫酸根自由基起主要作用。     

负载Pt对锐钛矿-板钛矿双相TiO_2光催化性能的影响

采用水热法合成了板钛矿-锐钛矿双相TiO_2,通过浸渍和氢还原法将贵金属Pt负载在双相TiO_2表面制成Pt/双相TiO_2催化剂。TEM表征结果显示:Pt/双相TiO_2催化剂中Pt的晶粒尺寸很小,晶粒尺寸分布较窄;低负载量(质量分数0.2%和2.0%)时,Pt晶粒在TiO_2表面分布非常均匀,Pt负载量达到4.0%时,Pt晶粒在TiO_2表面的分散性变差。光催化活性实验结果表明:负载Pt能显著提高双相TiO_2催化剂的甲基橙降解率;2.0%Pt/双相TiO_2催化剂的光降解性能最佳。光催化活性提高的主要原因是由于Pt颗粒的电子贮存能力促进了光生电子-空穴对的分离。     

Cu2O-g-C3N4异质结催化剂光催化降解甲基橙

采用水热还原法和高温煅烧法将Cu₂O生长到石墨型氮化碳（g-C₃N₄）表面,制得Cu₂O-g-C₃N₄异质结复合光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、TEM、DRS、PL、BET等技术对催化剂进行了表征,研究了Cu₂O-g-C₃N₄降解甲基橙的光催化性能及主要活性物种。实验和表征结果表明： Cu₂O与g-C₃N₄面面接触,两相间化学作用强烈;Cu₂O-g-C₃N₄催化剂能有效利用太阳光,电子-空穴得到有效分离;当n（Cu₂O）∶n（g-C₃N₄）=5∶1时,Cu₂O-g-C₃N₄催化剂的活性最佳,在可见光下反应30 min时,甲基橙降解率达84.1%;Cu₂O-g-C₃N₄具有较好的活性稳定性,重复使用6次,甲基橙降解率降至64.7%;电子-空穴是Cu₂O-g-C₃N₄光催化降解甲基橙的主要活性物种。