可控合成La（OH）3纳米球光催化去除NO及其催化性能机制研究

以KOH和La(NO3)3·6H2O为前驱体,柠檬酸为保护剂,采用一步水热法合成三维La(OH)3纳米球光催化剂.通过XRD、SEM、PL和UV-vis DRS等对样品进行结构表征.结果表明,柠檬酸的加入量对La(OH)3的形貌均匀性和催化活性均有较大影响.柠檬酸和La(NO3)3·6H2O的物质的量的比为2∶1时,得到的样品为形貌均匀的纳米球,光催化活性最佳且稳定性好.这是因为三维的纳米球结构更容易促进光生载流子的分离;此外,形貌均匀无团聚,增加了催化剂表面的活性位点,使反应过程中反应物和中间产物迅速扩散,从而光催化活性最高.在光催化过程中,羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O-2)是最主要的氧化物种.NO可以和产生的·OH和·O-2反应生成HNO2和HNO3,从而去除NO.本文研究结果充实了La(OH)3光催化材料的合成基础理论,探讨了La(OH)3光催化活性机理,为La(OH)3应用打开了新的视野.     

自制Cu-Bi2WO6的表征及其对苯酚的光催化降解

采用水热反应法制备Cu改性的Bi2WO6催化剂(Cu-Bi2WO6).采用XRD仪和紫外-可见光漫反射吸收光谱仪对自制Cu-Bi2WO6的结构进行了表征.考察了光催化降解工艺对Cu-Bi2WO6在可见光下催化氧化降解苯酚效果的影响.实验结果表明:自制Cu-Bi2WO6的吸收边带出现了明显红移,对可见光的利用率较Bi2WO6强;当水热反应pH为0.6时,Cu-Bi2WO6的光催化性能最好;在空气通入量为250 mL/min、Cu-Bi2WO6加入量为1.0 mg/L的条件下,光照反应210 min后苯酚降解率可达92.0％.     

Sm3+/TiO2催化剂对光催化还原CO2和H2O合成CH3OH的影响

采用溶胶-凝胶法和溶胶-乳化-燃烧法制备了Sm3+/TiO2光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(IR)等分析技术表征了催化剂,考察了制备方法、离子掺杂量等对催化剂光催化还原CO2和H2O合成CH3OH实验的影响.实验结果表明,掺杂后的催化剂颗粒更均匀,比表面相应增加,溶胶-乳化-燃烧法制备的催化剂晶粒更小,比表面积更大,光催化活性更高.     

Nd-Er/ZnO-TiO_2光催化剂制备及对酸性品红的光催化降解效应

本研究采用溶胶凝胶法,以钛酸丁酯[Ti(OC_4H_9)_4]和六水合硝酸锌[Zn(NO_3)_2·6H_2O]为前躯体,六水合硝酸钕[Nd(NO_3)_3·6H_2O]与五水合硝酸铒[Er(NO_3)_3·5H_2O]为掺杂改性材料制备出稀土共掺杂的Nd-Er/ZnO-TiO_2光催化剂。以有机染料酸性品红为目标降解物,分别比较加入助催剂H_2O_2与未加助催剂H_2O_2在可见光下同Nd-Er/ZnO-TiO_2光催化剂一起对光催化活性的影响。降解实验表明,在可见光照射下,样品1%Nd-1%Er/5%ZnO-TiO_2具有较高的催化活性,其最佳煅烧时间和煅烧温度分别为2 h和550℃;H_2O_2在整个光催化反应体系中充当助催剂,与光催化剂产生协同效应,提高光催化降解酸性品红反应速度。本研究还利用X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、红外光谱仪(ATI-IR)对所制得的光催化材料进行表征。结果表明经稀土共掺杂改性后的ZnO-TiO_2光催化剂不仅粒径更小,比表面积也更大。     

稀土掺杂纳米TiO2光催化的研究进展

综述了近年来稀土掺杂纳米TiO2的研究进展，对其掺杂机理以及掺杂对TiO2晶型、晶粒、光谱响应范围、光催化活性等方面的影响进行了论述，并对今后的研究方向作了展望。     

金属离子掺杂对TiO2/沸石光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺Fe3+、Co3+、Ni2+、Ce3+、Cd2+、Cr3+、Cu2+等离子的TiO2/沸石催化剂.用XRD、UV-Vis对所制备的催化剂进行了表征,以高压汞灯为光源,用降解甲基橙试验检测了其光催化性能.结果表明,一定量的Fe3+、Co3+、Ni2+、Ce3+、Cd2+、Cr3+等金属离子的掺入能有效地提高TiO2/沸石光催化性能,而Cu2+的掺入导致了TiO2/沸石光催化活性降低,并对试验结果进行了分析、讨论.     

Yb掺杂Bi_2WO_6的制备及光催化降解罗丹明B的研究

以水热法制备稀土Yb掺杂Bi_2WO_6复合光催化剂(Yb/Bi_2WO_6),通过XRD、SEM、BET等手段对合成材料进行表征。同时,考察Yb/Bi_2WO_6对染料废水中罗丹明B的降解以及降解历程。结果表明:掺杂稀土元素后,Yb/Bi_2WO_6保留有纯Bi_2WO_6的晶体形态和结构,但是相比于纯Bi_2WO_6,比表面积明显提高;Yb/Bi_2WO_6对罗丹明B的去除能力明显提高,掺杂量为0.01%时,染料降解效果最好,且催化剂重复使用效果较好;通过高效液相色谱和紫外-可见分光光度计的全波段扫描发现,Yb/Bi_2WO_6在光催化降解罗丹明B的过程中,脱乙基和芳环结构的破坏同时进行。     

低量Gd~3+掺杂TiO_2粉体的制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在700℃制备了纯的和不同Gd3+掺杂量的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征。研究了Gd3+掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd3+掺杂对纳米TiO2的光催化活性。结果表明,与纯TiO2相比,适量掺杂Gd3+可以显著提高其光催化活性。当Gd3+掺杂量为0.2%(质量),TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为86%,其金红石相含量为15.4%,平均晶粒粒径为15nm;Gd3+掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变、减小晶粒尺寸和晶格膨胀程度这三方面均有利于提高光催化活性。