冯海波
,
李亚萍
,
罗冬明
,
谭功荣
,
蒋剑波
,
袁惠敏
,
彭三军
,
钱东
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61105-6
由于日益严重的环境和能源危机,可见光催化剂的开发已成为当今最具挑战和紧迫的任务之一.将 TiO2和其它窄禁带半导体复合,已被证明是一种有效的可提高其可见光光催化性能的策略. Cu2O是一种禁带宽度为2.0 eV的 p型窄禁带半导体, InVO4则是一种禁带宽度为2.0 eV的 n型半导体,因它们可用于可见光光解水产氢和有机污染物的可见光降解而在过去的数年中引起了人们广泛的关注.但是纯的 Cu2O和 InVO4由于光生电子空穴对在其内部快速地复合,光催化活性通常都比较低.基于能带工程的策略本文设计了一种新型的可见光响应的 InVO4-Cu2O-TiO2三元纳米异质结,并通过普通的湿化学法进行制备：先通过水热法制备 InVO4,再通过溶胶-凝胶法制备 InVO4-TiO2二元复合物,最后通过沉淀和还原过程制备得到 InVO4-Cu2O-TiO2三元纳米异质结.
在10%InVO4-40%Cu2O-50%TiO2三元纳米异质结的 X-射线衍射谱中没有观察到明显的杂质峰；通过透射电子显微技术和高分辨透射电子显微技术观察到了它们之间异质结的形成,纳米颗粒的尺寸范围在5?20 nm；经紫外可见漫反射光谱估算得到10%InVO4-40%Cu2O-50%TiO2的禁带宽度为2.78 eV,在可见光区域具有较强的吸收.以普通的9 W节能灯作为可见光光源光照甲基橙5 h后,纯的 InVO4, TiO2和 Cu2O几乎没有光催化活性；10%InVO4-90%TiO2的光催化活性也很低,甲基橙降解率为8%；70%Cu2O-30%TiO2对甲基橙降解率达84%,但初始活性较低；10%InVO4-40%Cu2O-50%TiO2对甲基橙降解率接近90%,并且循环使用6次后,其光催化活性的保持率还维持在90%以上,而50%Cu2O-50%TiO2光催化活性的保持率只有74%.
经对使用过的10%InVO4-40%Cu2O-50%TiO2进行 X射线光电子能谱表征发现,存在一弱小的 Cu(II)震动卫星峰,表明在 InVO4-Cu2O-TiO2的光催化过程中 Cu2O的光蚀并不严重.从能带工程的角度分析, InVO4-Cu2O-TiO2三元纳米异质结具有优异的可见光催化性能的主要原因为： InVO4的导带电极电位约为?0.5 eV(vs. SHE,下同),价带电位约为+1.5 eV, Cu2O的分别约为?1.6和+0.4 eV,与 TiO2(导带和价带电极电位分别约为?0.23和+2.97 eV)相比,它们的导带位置更负,将它们组装成三元复合结构,可见光激发的导带电子就可能从 InVO4和 Cu2O的导带迁移到 TiO2的导带上去.同时, n型的 TiO2和 InVO4都与 p型的 Cu2O形成 p-n异质结, n型的 TiO2和 InVO4之间形成 n-n异质结,由于 p-n异质结中内电场的存在以及不同能级相互耦合,可进一步促进可见光激发的导带电子从 InVO4和 Cu2O的导带迁移到 TiO2的导带上去,以及可见光激发的价带空穴从 InVO4的价带迁移到 Cu2O的价带上去,从而实现光生载流子空间上的有效分离.本文有望为新型可见光响应的半导体复合催化剂的设计和制备提供新的思路.
关键词:
钒酸铟
,
氧化亚铜
,
二氧化钛
,
纳米异质结
,
可见光
,
光催化降解
,
甲基橙
钱东
,
龚本利
,
汪璐
,
卢周广
,
黄可龙
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2005.03.024
分别采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了钙钛矿结构的MSnO3(M＝Ca和Ba)纳米晶. 研究发现, 在共沉淀法的制备过程中, CaSnO3成相的焙烧温度须高于BaSnO3; 而在溶胶-凝胶法制备过程中, 情况正好相反. 从反应机制和物质本征结构两方面对此进行了讨论.
关键词:
MSnO3(M=Ca和Ba) 纳米晶
,
共沉淀
,
溶胶-凝胶
,
钙钛矿结构
,
成相温度
钱东
,
蔡春林
,
王开毅
,
刘菊红
,
陈小毅
,
赖德勇
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2002.01.018
研究了氨性体系中二(2-乙基己基)磷酸(P204) 萃取 Co(Ⅲ)的动力学,经过P204 12 h 的萃取,Co(Ⅲ)的萃取率为 10.8%,证实了[Co(NH3)6]3+是一种动力学惰性配合物.因此,可采用 P204 通过非平衡溶剂萃取将 Co(Ⅱ) 以 Co(Ⅲ)的形式与Ni(Ⅱ)或 Cu(Ⅱ)分离,Co(Ⅲ)、Ni(Ⅱ) 的分离系数为 378,Co(Ⅲ)、Cu(Ⅱ) 的分离系数达到908.
关键词:
二(2-乙基己基)磷酸(P204) 钴 非平衡溶剂萃取 动力学
钱东
,
李波
,
程睿菁
,
王洪恩
,
黄可龙
,
卢周广
功能材料
以钛酸四丁酯为原料和三乙醇胺为形态控制剂,采用溶胶-凝胶-水热法可以简单快速地合成单分散的TiO2纳米粒子.研究了反应物料配比、凝胶形成温度、水热处理温度等反应条件对粒子粒径及分散性的影响.采用XRD和TEM等手段对粒子的结构与形貌进行了表征.结果表明,三乙醇胺与钛酸四丁酯物质的量配比为2:1,凝胶形成温度为100℃,水热处理温度为140℃时,所合成的TiO2粒子分散性最好.
关键词:
纳米TiO2
,
单分散
,
溶胶-凝胶-水热
王开毅
,
蔡春林
,
钱东
,
李涛
,
陈小毅
,
赖德勇
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2001.04.017
研究了钴渣的氨浸工艺.在钴渣氨浸过程中,用亚硫酸钠将钴渣中三价钴还原成二价钴,可较大程度地提高钴的浸出率.实验中,在氨水浓度为 14%,硫酸铵浓度为 160 g/L,液固比为 8∶1条件下,浸出液与钴渣在 70℃下反应 30 min,然后加入二倍钴量(摩尔比)的还原剂亚硫酸钠于 50℃下浸出 5 h,钴的浸出率达到了 97.46%,镍的浸出率为 95.00%.
关键词:
钴渣
,
氨浸
,
亚硫酸钠
