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N—CI-TiO2光催化剂的制备、表征及性能

于秀娟 , 杨莉莎 , 程修文

材料科学与工程学报

以钛酸四丁酯为前驱体,氯化铵为掺杂剂,采用溶胶一凝胶法制备了N、Cl共掺杂改性的TiOz光催化剂(N—Cl-Ti),借助XRD、SEM、TEM、XPS及DRS等手段对其加以表征。以苯酚为模型反应物,研究了氯化铵掺杂量及热处理温度等制备条件对光催化活性的影响。结果表明,氯化铵掺杂抑制了锐钛矿相向板钛矿相的转变和晶粒的生长,改性后的TiO。光吸收带边可延伸约至780nm。N、C1元素分别以O—Ti—N和O-Ti—C1形式存在于TiO:晶格中。当氯化铵的掺杂量为3.0mol%,热处理温度为250℃时,改性后的TiO:可见光催化活性最高,可见光(420~800nm)照射120min后,苯酚的降解率可达75.689/6。

关键词: 二氧化钛 , 氮氯共掺杂 , 可见光 , 光催化 , 苯酚

N掺杂纳米TiO2光催化剂的制备与表征

黄绵峰 , 郑治祥 , 徐光青 , 吴玉程

功能材料

以钛酸四丁酯为钛源,氨水为沉淀剂,采用水解-沉淀法制备出了氮掺杂纳米TiO2催化剂(N/TiO2),以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以目光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.XRD结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它N掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.DRS蛄果显示,不同温度煅烧的催化荆在波长低于550nm的可见光区城内都有高的吸光度.先催化结果发现,700℃煅烧制得的N掺杂氧化钛光催化荆表现出最佳的光催化活性,120min内对甲基橙溶液的降解率达到69.7%.

关键词: N掺杂 , 纳米TiO2 , 光催化 , 可见光

可见光催化剂Ni-BiVO4的水热合成及其光催化性能研究

陈渊 , 杨家添 , 庞起 , 周科朝 , 黄健英

人工晶体学报

以Bi(NO3)3·5H2O、NH4VO3和Ni(NO3)2·6H2O为原料,采用水热法合成了Ni-BiVO4光催化剂,并利用XRD、SEM、XPS、Raman、UV-Vis DRS等测试手段对产品进行表征和分析,探讨不同pH值对BiVO4颗粒晶相与形貌的影响.以亚甲基蓝作为模型污染物考察Ni-BiVO4催化剂的光催化性能.结果表明,提高前驱液pH值,可得到单斜晶系白钨矿型Ni-BiVO4光催化剂.光催化剂中的Ni元素以NiO形式存在.Ni的引入使可见光吸收带发生红移,能带隙减小至2.35 eV.可见光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,Ni掺杂有利于提高BiVO4的活性.其中pH值为5.0、Ni掺杂量为2.0wt%的BiVO4具有最好的光催化效果,可见光照射120 min后,对初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液的最高降解率由纯BiVO4的77%提高到99.45%.并对Ni引入后光催化活性提高的机理进行了分析.

关键词: 水热合成 , Ni-BiVO4 , 亚甲基蓝 , 光催化 , 可见光

磁性MCM-41/CdS的制备及其可见光催化性能研究

陈晶妮 , 江芳 , 陈欢

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.20.023

采用两步沉淀法将 CdS 沉积在磁性 MCM-41上,制备新型磁性 MCM-41/CdS 复合材料。通过X射线衍射光谱(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis )、振动样品磁强计(VSM)等对其进行表征。以亚甲基蓝(methylene blue,简称MB)为模拟污染物,考察了磁性MCM-41/CdS复合材料的可见光催化性能。结果表明,CdS 能有效地沉积在磁性 MCM-41上,与 CdS 相比,该复合材料对 MB 的光催化降解效率明显提高,且可通过外加磁场进行分离。

关键词: 磁性MCM-41/CdS , 亚甲基蓝 , 可见光 , 光催化

磁性Bi4VO8Cl可见光催化剂的制备及对喹诺酮类抗生素的降解

潘加坡 , 樊静 , 张艳树 , 张霞 , 吴春来

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.11.2015042501

本文以Fe3O4为磁基体,采用水热合成法制备了易于固液分离的磁性Bi4VO8Cl复合可见光催化剂.利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、HRTEM对其进行表征.以模拟可见光作为驱动光源,以难降解染料甲基橙为目标降解物评价了不同磁性含量光催化剂的活性,发现当Fe3O4占Bi4VO8Cl质量的15%时,复合催化剂表现出良好的磁性与催化活性,对甲基橙的降解率达到85%.在此条件下考察了其在模拟可见光下对4种喹诺酮类抗生素的降解和矿化情况,并以甲磺酸培氟沙星为例考察各种因素对降解性能的影响.结果表明,磁性Bi4VO8Cl对以上抗生素均表现出良好的光催化活性,在最佳条件下对甲磺酸培氟沙星的降解率达94%,矿化率为87%.用外加磁铁直接回收催化剂,循环使用5次后仍保持88%的降解率及94%的催化剂回收率.

关键词: 可见光 , 光催化 , 磁性Bi4VO8Cl , 甲基橙 , 喹诺酮类抗生素降解

碳-银共修饰的双晶介孔二氧化钛及其可见光催化活性

陆强 , 张智博 , 董长青 , 张晓媛 , 崔方明

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140355

实验合成了一种具有锐钛矿和金红石双晶相骨架的介孔二氧化钛(meso-TiO2),通过碳和银纳米粒子修饰分别制备了碳掺杂(C-meso-TiO2)、银纳米颗粒负载(Ag-meso-TiO2)以及碳和银共修饰(Ag-C-meso-TiO2)的双晶介孔二氧化钛,然后通过其在可见光(波长>420 nm)下的亚甲基蓝(MB)水溶液的降解实验测试了样品的可见光催化活性.实验结果显示4种双晶介孔材料的可见光催化活性均明显优于商业锐钛矿二氧化钛纳米颗粒.由于杂质碳的带隙窄化作用和银纳米颗粒的表面等离子共振造成的电子转移,Ag-C-meso-TiO2展现出最优的可见光催化活性,在180 min可见光照射后,其MB降解率达到65%,而同样条件下商业二氧化钛纳米粒子的MB降解率仅为7%.

关键词: 可见光 , 光催化活性 , 双晶 , 介孔二氧化钛 , ,

一步法合成磷掺杂石墨相氮化碳及其光催化性能

徐赞 , 于薛刚 , 单妍 , 刘峰峰 , 张宪明 , 陈克正

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160256

以尿素(CO(NH2)2)和磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)作为原料,通过热聚合法制备了磷(P)掺杂石墨相氮化碳(g-C3N4)材料(P-CN).通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和N2吸附-脱附对样品进行了表面形貌及结构表征,通过对罗丹明B(RhB)的降解实验,研究了样品的可见光催化性能,对其催化机理进行了分析.结果表明,合成过程中磷原子的掺杂会取代g-C3N4中的C原子,从而改变g-C3N4的表面形貌和电子结构.在可见光条件下,P-CN材料表现出优异的光催化性能,其对RhB的降解速率明显优于纯氮化碳.其中3%P-CN样品催化活性最高,反应30 min时,RhB降解率达到96.8%.分析认为,P原子对g-C3N4中的C原子的取代使P-CN样品表面处于富电子状态,并导致P-CN样品导带位置升高,光电子还原性增强.这些电子与水中的溶解氧形成超氧自由基(·O2-),从而使得光催化性能显著提高.

关键词: , 氮化碳 , 可见光 , 光催化

海藻活性炭及其铁改性Fenton体系去除水中抗生素研究

甘慧慧 , 张会宁 , 张科锋 , 靳慧霞

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.03.002

以大型海藻为原料,采用磷酸活化法制备海藻活性炭(SAC),并以海藻活性炭SAC为吸附剂,抗生素阿莫西林溶液为吸附质,考察了海藻活性炭SAC吸附阿莫西林的初始溶液浓度、pH值的影响.采用准一级、准二级动力学吸附模型对吸附动力学进行了分析.结果表明,海藻活性炭SAC对阿莫西林的吸附符合准二级动力学过程.采用水热法进一步对所制备的海藻活性炭SAC进行铁改性,组成了铁改性海藻活性炭Fenton体系,探讨了以不同比例铁改性海藻活性炭组成的可见光Fenton体系对水中阿莫西林溶液的COD去除率,Fe/SAC-3样品COD去除率为72.5%,具有最佳反应活性.

关键词: 海藻 , 活性炭 , Fenton , 抗生素 , 可见光 , 阿莫西林

基于可见光磁性纳米γ-Fe2O3/TiO2纳米管复合光催化剂

周广宏 , 丁红燕 , 朱雨富 , 林岳宾 , 刘鹏

稀有金属

研究了基于可见光的磁性复合光催化剂纳米γ-Fe2O3/TiO2(NT)异质结阵列的制备方法,还研究了磁性复合光催化剂的表面形貌、微观结构、磁性能及其对亚甲基蓝的催化降解活性作用.结果表明,磁性复合光催化剂中的TiO2纳米管阵列呈高度有序,其直径约55nm、壁厚约10 nm,沉积在上面的γ-Fe2O3颗粒粒径约15 nm.复合光催化剂MHP呈超顺磁性,其超顺磁性来源于γ-Fe2O3的小尺寸效应.在可见光的照射下γ-Fe2O3/TiO2(NT)的光催化性能明显大于Fe3O4/TiO2(NT)或纯TiO2(NT).γ-Fe2O3和TiO2(ND之间的相互作用有利于电荷分离,并将TiO2(NT)红移至可见光区.此外,γ-Fe2O3和TiO2(NT)之间所形成的异质结结构有利于阻止光电子和空穴之间的复合.

关键词: 可见光 , 光催化 , 纳米管 , 异质结阵列 , 磁性

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