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太阳能光解水制氢催化剂无机层状化合物研究进展

, 宋方平 , 陈万平 , 张琪 , 孙旭峰

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2006.05.027

论述了无机层状化合物光催化剂光解水制氢研究进展;介绍了层状化合物光催化剂光解水的机理;概述了层状化合物光催化剂光解水的特性和提高其光催化活性的途径;并对未来的研究前景进行了展望.

关键词: 光催化 , 层状化合物 , 太阳能

掺Fe3+附银二氧化钛光催化剂的制备及其光催化活性研究

王树峰 , , 陈万平 , 孙旭峰 , 张琪

功能材料

采用酸催化溶胶-凝胶法和光化学沉积法相结合制备出了掺Fe3+附Ag纳米TiO2复合粒子,用TEM、XRD、XPS、UV-vis等技术进行了表征.结果表明:纳米粒子粒径约为10~15nm;Fe3+的掺杂能促进TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;改性后的TiO2对光的吸收发生红移,吸收强度明显增大;XPS分析表明附载在TiO2表面的银以Ag0形式存在.以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性,实验表明,掺Fe3+附Ag的TiO2比纯TiO2及仅掺Fe3+或仅附Ag的TiO2能显示出更高的光催化活性;且掺Fe3+ 0.4%、附银1%(摩尔分数)的催化剂的光催化活性最高.

关键词: Fe3+掺杂 , Ag附载 , 纳米TiO2 , 光催化 , 甲基橙

液相直接沉淀法制备钛酸钡纳米粉体的研究

, 宋方平 , 黄伯清 , 张琪 , 孙旭峰

功能材料

以Ba(OH)2·8H2O和钛酸四丁酯为原料,用液相直接沉淀法合成了粒径约为17~45nm的BaTiO3纳米粉体.研究了合成温度对样品的晶胞参数、晶粒大小和CO2-3含量的影响;反应物浓度对样品的颗粒大小和形貌的影响;氢氧化钡与钛酸四丁酯的摩尔比对样品中钡钛摩尔比的影响.用傅立叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、X射线衍射仪对产品进行了表征,并对产品进行了化学分析.结果表明,当反应物Ba(OH)2·8H2O和钛酸四丁酯的摩尔比为1.00~1.02时,产品的钡钛摩尔比约为1.0;合成温度由45℃升至90℃,所得粉体的晶粒尺寸由21nm减少至15nm,晶胞参数a则从0.4037nm增加到0.4059nm;与理想的立方晶体相比,BaTiO3的晶胞产生了膨胀;最佳反应温度为70~80℃;所得钛酸钡为具单一立方相的球形纳米粒子.

关键词: 钛酸钡 , 纳米粉体 , 直接反应沉淀法 , 电子陶瓷 , 介电材料

室温研磨-微波加热合成钛酸钡纳米粒子

, 孙旭峰 , 张聪 , 陈万平 , 王树峰

功能材料

以氢氧化钡和钛酯丁酯为原料,采用室温研磨-微波加热合成了BaTiO3纳米粒子.用XRD、TEM、ED、IR和ICP对产品进行了表征.结果表明,微波加热10~20min可获得平均粒径为10~30nm的纳米粒子,该粒子大小分布均匀,晶相结构为立方相,钡钛物质的量之比约为1.0.氢氧化钡中的结晶水对粒子的大小、晶化程度有重要的影响.

关键词: 钛酸钡 , 微波加热 , 固相反应 , 纳米粒子

太阳能光解水制H2催化剂研究进展

, 王树峰 , 王先友 , 宋方平 , 陈万平

材料导报

氢气是未来人类社会可持续发展的理想能源,光解水制H2的关键是具有高性能的光催化剂.论述了光解水的机理;综述了近年来有关TiO2、过渡金属氧化物、层状金属氧化物、光生物催化剂以及其它新的复合物在光解水方面的研究进展;讨论了提高其光催化反应活性的途径;对存在的问题和前景进行了展望.

关键词: 光催化 , 氢能 , 光解 , 太阳能

液相直接沉淀法制备Ag3VO4及其可见光催化性能研究

, 吴尧 , 胡耐根 , 倪彬 , 孙玉环 , 吴红娟

功能材料

以NH4VO3和AgNO3为原料,采用液相直接沉淀法制备了Ag3VO4粉体,用XRD、SEM、BET和UV-Vis等手段对样品的物相、形貌、比表面积和光学特性进行了表征;以可见光为光源、罗丹明B为目标降解物考察了Ag3VO4的光催化活性.结果表明,反应混合物的pH值对样品的成分有重要的影响,在调节反应混合物的pH值为7时,所制备的样品为单斜相的Ag3VO4;反应时间、反应温度和表面活性剂等对Ag3VO4的尺寸和形貌有较大的影响.UV-Vis分析表明,所得样品在400~680nm有强而宽的吸收,其能带间隙Eg为1.90eV;光催化性能测试表明,样品的可见光光催化活性较高,在35W氙灯照射下,经100min降解,80℃反应8h所得样品对罗丹明B的降解率可达97.7%.

关键词: Ag3VO4 , 液相直接沉淀法 , 光催化 , 可见光响应

钛酸锶钡纳米粒子的低温煅烧法制备与表征

张超 , , , , 雍高兵 , 项尚

功能材料

以氢氧化钡、氢氧化锶和钛酸丁酯为原料,采用低温煅烧(300~500℃)法合成了钛酸锶钡(BST)纳米粒子.用XRD、SEM、TEM和IR对产品进行了表征;用TG-DTA对前驱物的热演化过程进行了分析.结果表明,所得钛酸锶钡纳米粒子大小分布均匀,粒径约为13~20nm,粒子形状近似为球形,晶相结构为立方相.该粉体为完全互溶体的固溶体,随Sr含量的增加,晶胞参数a和晶胞体积V减小,a随组成呈线性关系,符合Vegard定律.

关键词: 钛酸锶钡 , 电子陶瓷材料 , 低温煅烧 , 纳米粒子 , 固溶体

熔盐法由BaO2·H2O2合成BaTiO3纳米粒子及其表征

项尚 , , 胡耐根 , 张超 , 雍高兵 , 徐军古

功能材料

将BaCl2·2H2O和H2O2溶液在NH3·H2O中反应制备出前驱体BaO2·H2O2,再用H2TiO3和前驱体BaO2·H2O2作反应物、KNO3和KOH作溶剂,用熔盐法合成了钛酸钡纳米粒子,用XRD、SEM、TEM、EDS和FT-IR对产品的结构、形貌和成份进行了表征.结果表明,在500~600℃煅烧24h可获得粒径约为25~50nm的立方相钛酸钡纳米粒子,粒子大小分布均匀,形状近似为球形.随着反应温度升高,BaTiO3纳米粒子的晶胞参数减少、粒径增大.另外,还讨论了BaTiO3纳米粒子的形成机理.

关键词: 熔盐法 , 钛酸钡 , BaO2·H2O2 , 纳米粒子

立方体形貌的BaTiO3纳米粒子的融盐法制备与表征

, 张超 , 龚敏 , 雍高兵 , 项尚

功能材料

用TiO2和Ba(OH)2为钛源和钡源,以NaOH和KOH为熔剂,采用融盐法成功地合成了Ba-TiO3纳米粒子.用XRD、SEM、TEM、ED、EDS和FT-IR对产品的结构、形貌和成份进行了表征.结果表明,在反应温度为200℃、反应时间为24h时能得到形状为立方体、大小分布均匀、粒径约为20~55nm的钛酸钡纳米粒子;随反应时间增加,粒子形貌由立方体逐渐变为球形,且粒径增大.所得产品为立方晶相、结晶良好、纯度高的BaTiO3纳米粒子.另外,还初步探讨了融盐法制备BaTiO3纳米粒子的形成机理.

关键词: 钛酸钡 , 纳米粒子 , 电子陶瓷材料 , 介电材料 , 融盐法

固相研磨-低温煅烧法制备钛酸钡纳米粉体

, 张超 , 张聪 , 王树峰 , 陈万平 , 龚敏

功能材料

以氢氧化钡和钛酸丁酯为原料,采用固相研磨与低温(200~300℃)煅烧相结合的方法制得了钛酸钡纳米粉体.用XRD、TEM、IR和ICP对产品进行了表征;并用TG-DTA对纳米粉体的形成过程进行了分析.结果表明,所得钛酸钡纳米粉体的粒径约为15~20nm,粒子形状近似为球形,晶体结构为立方相,钡钛物质的量之比约为1.0.该粉体在热外理温度为800~1000℃时,由立方相转变为四方相;而在热外理温度为668~892℃时,存在于晶格中的羟基被除去.

关键词: 钛酸钡 , 纳米粉体 , 电子陶瓷 , 介电材料 , 低温煅烧

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