杜玉
,
汤丹丹
,
张高科
,
吴晓勇
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61015-4
传统的TiO2半导体光催化剂存在光谱响应范围窄、量子效率低及不易回收等不足,使其在实际应用中受到限制。通过离子掺杂、贵金属沉积和半导体复合等方法对TiO2进行改性可以拓展其光响应范围,其中半导体复合方法最为常用。复合半导体的特殊能带结构能够有效促进光生载流子的界面迁移,实现光生电荷的有效分离,提高光催化性能,且通过固定化或负载可改善TiO2的可回收利用性能。鉴于此,本文针对半导体TiO2的复合和负载制备及其光催化降解有机污染物的性能和反应机理进行了研究。采用条件温和、稳定的溶胶-凝胶法于低温制备出TiO2/海泡石复合物,通过浸渍和焙烧将Ag2O负载于其上,修饰和拓展了TiO2的可见光响应范围,最终获得了可见光响应、高效、稳定的Ag2O-TiO2/海泡石复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附和紫外-可见光光谱(UV-vis)等手段对其物理化学特性进行了表征。 XRD结果表明,复合样品中TiO2呈锐钛矿相和金红石相的混合晶相。 TEM结果表明,复合样品中存在Ag2O和TiO2两种组分,晶格条纹相互交叠形成了异质结结构。 UV-vis谱表明,与TiO2/海泡石相比, Ag2O-TiO2/海泡石复合光催化剂的吸收带边明显红移,展现了较强的可见光吸收能力。 N2吸附-脱附结果表明, Ag2O-TiO2/海泡石复合光催化剂具有较大的比表面积和介孔结构,这有助于增强催化剂对污染物的吸附能力并提供更多的复合位点。 ；以酸性红G为模拟污染废水,研究了焙烧温度和Ag2O负载量等制备条件对所制催化剂可见光催化性能的影响。结果表明,在可见光照射下,焙烧温度为200°C, Ag2O负载量为10%条件下制备的复合光催化剂对酸性红G的降解率为98%,与Ag2O-TiO2、Ag2O/海泡石和TiO2/海泡石等复合物相比, Ag2O-TiO2/海泡石复合光催化剂展现了优异的可见光催化性能。此外, Ag2O-TiO2/海泡石复合光催化剂同样能够在可见光条件下有效降解常见室内空气污染物甲醛,进一步证实了催化剂优异的光催化性能。化学荧光法和活性物种捕获实验表明,复合光催化剂降解有机污染物的活性基团主要是光生空穴和超氧自由基。催化剂能带结构分析表明, Ag2O和TiO2具有相匹配的能带结构,两者复合有利于光生载流子分离和迁移,增强催化剂光催化活性。海泡石作为光催化剂载体能够有效固载光催化成分,增加光催化剂有效表面积和活性位,有利于提高复合光催化剂的吸附性能和回收利用率。
关键词:
氧化银
,
二氧化钛
,
海泡石
,
异质结
,
可见光催化
,
酸性红G
,
光催化机理
王淑勤
,
杜志辉
,
赵少鹏
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.01.022
以钛酸丁酯为Ti源,六次甲基四胺为N源,偏钒酸铵为V源,正硅酸乙酯为Si源,采用溶胶-凝胶法制备N-V-Si-TiO2纳米材料.通过BET、UV-Vis 和 XRD等检测手段对 N-V-Si-TiO2的表面结构、晶型比例等进行表征分析,研究其在可见光条件下对甲醛、甲苯及 SO2的可见光催化性能.结果表明,煅烧温度500℃、掺氮28％、掺钒1％、掺硅5％的 N-V-Si-TiO2平均孔径小、比表面积大、对可见光的吸收能力强,其催化降解甲醛、甲苯及SO2的效率最高分别可达89．6％,85．4％和98．7％,与 N-V-TiO2和纯 TiO2相比效率显著提高.N-V-Si-TiO2连续使用时间可达9 h,与N-V-TiO2和纯TiO2相比延长3~4 h,样品失活后再生恢复率最高可达95％,且重复使用5次后仍具有相当高的活性.
关键词:
氮钒硅共掺TiO2
,
可见光催化
,
表征
,
甲醛
,
甲苯
,
SO2
,
连续使用时间
方亚男
,
黄光煜
,
李明
,
张朋越
,
洪樟连
稀有金属材料与工程
以钛酸丁酯为反应前驱物,在丙酮溶剂中采用有机溶剂水热法合成了纳米TiO2粉体.通过X-射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和差热-热失重(DTA-TG)等手段分析了物相结构、颗粒尺寸和吸附特性,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)手段,通过在不同pH值和组成的缓冲溶液中进行超声处理的方法考察样品表面吸附的有机物状态变化及其对可见光催化性能的影响.UV-Vis测试结果表明在250 nm处的有机溶出物量随超声处理液pH值的增加先增加后减小,溶液为中性时达到最大值.可见光下(≥450 nm)降解甲基橙的结果表明,样品光催化活性不仅和表面吸附的有机物有关,同时受到溶液的pH值及所含阴离子种类的影响.
关键词:
TiO2
,
可见光催化
,
有机物
,
超声处理
,
缓冲溶液
刘淑君
,
唐建军
,
刘卫
,
易建春
材料导报
以锐钛矿型TiO2(记为A)以及Fe3+改性后的锐钛矿型TiO2(记为Fe-A)为光催化剂,以内分泌干扰物莠去津为目标污染物,研究了H2O2加入前后对两种不同催化剂可见光催化降解莠去津的影响,及其可见光催化降解莠去津的反应机理.结果表明:在H2O2存在的条件下,锐钛矿型TiO2可见光催化降解莠去津的光催化性能有了一定的提高,而Fe3+改性过后的锐钛矿型TiO2可见光催化降解莠去津的性能却得到显著提高,反应1h,降解率便达到98％.形成这种结果的原因可以初步判定为前者是H2O2吸附于锐钛矿型TiO2表面形成特殊结构,产生的O2-·主要起氧化降解作用,而后者则由于其溶出的Fe3+与H2O2作用在可见光下发生光芬顿反应,进而对莠去津起到良好的降解效果.
关键词:
锐钛矿型TiO2
,
Fe3+改性
,
莠去津
,
可见光催化
,
H2O2
夏平
,
唐培松
,
陈冠钦
,
洪樟连
稀有金属材料与工程
以钛酸丁酯和丙酮为主要原料,采用丙酮溶剂水热法合成了单相锐钛矿型纳米TiO2粉体.利用漫反射吸收谱(DRS)、气相色谱-质谱(GC-MS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)及综合热分析(DTA-DTG)等手段,研究了纳米TiO2催化剂的可见光响应与表面吸附特性.结果表明:所合成的纳米TiO2催化剂具有优良的可见光响应特性;纳米TiO2表面除吸附有水和残留溶剂外,还吸附了在高温高压反应条件下形成的有机类物质.纳米TiO2催化剂经超声处理研究发现,TiO2的表面吸附物在超声时发生了一定程度的脱附,同时超声处理后的试样其可见光催化活性也发生了明显变化.
关键词:
纳米二氧化钛
,
表面吸附
,
可见光催化
,
超声处理
张彤
,
张悦炜
,
张世著
,
陈冠钦
,
洪樟连
材料导报
近年来,窄带隙半导体材料因具有吸收太阳光可见波段能量、可见光催化降解有机物及可见光解水制氢的优异特性而成为新型半导体材料的研发热点.综述了以TiO2为代表的传统半导体材料掺杂体系以及全新组成材料体系等两大类具有窄带隙半导体特性的材料种类、光催化性能的影响因素、材料制备工艺以及应用前景,并在此基础上展望了研究与发展方向.
关键词:
窄带隙半导体
,
可见光催化
,
可见光解水
,
带隙
,
制备工艺
梁文静
,
高学旺
,
邢令宝
,
孟庆元
,
钟建基
,
雷涛
,
佟振合
,
吴骊珠
影像科学与光化学
doi:10.7517/j.issn.1674-0475.2014.05.0447
本文合成了一种在水中和有机相中均有良好溶解性的新型多吡啶Pt(Ⅱ)配合物[Pt],并利用[Pt]作光催化剂,研究了N-苯基四氢异喹啉的可见光催化交叉脱氢偶联反应.在空气和室温条件下,高效实现了N-苯基四氢异喹啉和硝基烷烃在纯水相和有机相中的交叉脱氢偶联:在水相中,偶联反应的产率在81％以上;在有机相中,光照1h底物完全转化,对于不同取代基的N-苯基四氢异喹啉和硝基烷烃均得到几乎定量的偶联产物,产率大于97％.光催化剂[Pt]表现出的优异催化活性,为可见光催化活化C-H键提供了高效便捷的方法,拓展了水相进行的高效交叉脱氢偶联反应.
关键词:
多吡啶Pt(Ⅱ)配合物
,
N-苯基四氢异喹啉
,
可见光催化
,
交叉脱氢偶联
周建伟
,
张引沁
,
姜雪锋
,
刘畇
,
史磊
人工晶体学报
以介孔γ-Al2O3为载体,采用化学沉积-光还原法制备了具有表面金属等离子体效应的Ag-AgCl/Al2O3复合光催化材料.用SEM、TEM、XRD及UV-Vis能谱等对复合材料进行了结构和性能表征,并以10 mg/L的亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物,对复合材料的光催化性能进行了评价.实验结果表明,复合光催化材料在可见光下光照60 min后对亚甲基蓝的降解率达95％以上,总有机碳TOC去除率约为65％,实验制备的Ag-AgCl/Al2O3具有很高的可见光催化活性,循环使用5次后依然具有90％以上的MB降解率.
关键词:
银
,
氯化银
,
可见光催化
,
亚甲基蓝
,
表面等离子体效应
唐建军
,
邹原
,
李绍峰
中国有色金属学报
以金红石型TiO2(TIO-R)、葡萄糖及FeC2O4为前驱物,在氩气气氛中煅烧制备Fe-C-TiO2催化剂,以内分泌干扰物阿特拉津作模型污染物,研究Fe-C-TiO2可见光催化H2O2降解阿特拉津的光催化反应特性.结果表明,煅烧温度影响Fe-C-TiO2的组成(碳包覆量和负载Fe的存在形式)及催化活性;673 K煅烧温度下Fe-C-TiO2的碳包覆量约为2.5%,而负载Fe主要以高活性的α-Fe2O3形式存在;Fe-C-TiO2能在可见光下催化H2O2降解阿特拉津,反应45 min后,阿特拉津的降解率达99%,远高于TIO-R的催化活性,负载Fe与TIO-R之间存在明显的协同效应;反应体系的荧光光谱分析显示,阿特拉津的降解涉及较单纯羟基自由基(?OH)更为复杂的反应机理.
关键词:
Fe-C-TiO2
,
阿特拉津
,
过氧化氢
,
羟基自由基
,
可见光催化
