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POMs/ZrO2纳米可见光催化材料的制备及性能研究

姜春杰 , 郭伊荇 , 杨宇 , 胡长文

功能材料

多金属氧酸盐-氧化锆(POMs/ZrO2)复合材料是我们研制的一类具有可见光催化活性的新材料.本文结合可见光催化领域研究的最新进展,重点介绍POMs/ZrO2微孔纳米材料,包括它们的复合膜材料的制备、表征、表面物理特性、网络结构形成机理以及在可见光作用下对有机染料分子降解的光催化性能.

关键词: 多金属氧酸盐-氧化锆 , 溶胶-凝胶 , 溶剂热合成 , 可见光光催化 , 染料降解

SnⅡ取代的Keggin型多金属氧酸盐的合成及光催化性能

邓玲娟 , 杨春

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2007.02.005

合成了SnⅡ取代的Keggin型钨磷、钨硅多金属氧酸盐,用IR、电子光谱、31P NMR测试技术对样品进行了表征,表征结果显示,合成化合物为纯的SnⅡ取代多金属氧酸盐,无SnⅣ取代物存在,其中Sn2+未进入空穴八面体的中心,其阴离子的对称性介于相应的饱和与缺位结构之间.继而研究了此类化合物对于几种水溶性染料的光催化降解性能.结果表明,所制备的SnⅡ取代的钨硅多金属氧酸盐具有高的光催化活性,活性高于一般常用的PW12、SiW12化合物.特别是SnⅡ取代的钨硅多金属氧酸盐,即使在室内自然日光下对甲基橙和亚甲基蓝的光降解也呈现出很高的催化活性,反应7 h,降解率可达90%以上.对光催化机理的研究表明,SnⅡ取代的钨磷、钨硅多金属氧酸盐发生O→W荷移跃迁所需的能量较小,因此低能量的光照就可激发其HOMO能级上的电子,引发光催化反应,大大提高了光能利用率.

关键词: 多金属氧酸盐 , Keggin结构 , SnⅡ取代 , 光催化性能 , 染料降解

磷酸锆镍的微波制备及其可见光光催化性能

程红玉 , 胡晓霞 , 赵林 , 王芳 , 李戎 , 邢彦军

应用化学 doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2017.04.160295

以氧氯化锆、氯化镍和磷酸二氢钠为原料,在较低温度和常压条件下采用微波辅助法制备具有特殊形貌的磷酸锆镍NiZr(PO4)2·4H2O. 研究了3种不同种类的表面活性剂对磷酸锆镍的物相、尺寸及形貌的影响. 结果表明,表面活性剂的引入可以降低磷酸锆镍颗粒的平均粒径. 与十二烷基硫酸钠(SDS)相比,聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP-K30)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对颗粒生长的抑制程度更大,从而产物的平均粒径更小. 使用亚甲基蓝(MB)溶液模拟印染废水,对磷酸锆镍的光催化降解性能进行了探讨. 结果表明,可见光下以PVP-K30为模板制备的磷酸锆镍对MB的表观脱色率为49.0%,优于CTAB和SDS条件下制备的磷酸锆镍. 本文为新型磷酸锆类复盐的制备与应用研究提供了新的思路和方法.

关键词: 磷酸锆镍 , 微波法制备 , 表面活性剂 , 可见光催化 , 染料降解

纳米TiO2/SiO2负载棉织物的制备及其光催化降解染料的研究

陈震雷 , 董永春 , 王鹏 , 崔桂新 , 李冰

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.14.008

将纳米TiO2水溶胶和纳米SiO2水溶胶复配制备环境净化整理剂,并通过轧烘焙工艺对棉织物进行后整理得到纳米TiO2/SiO2负载棉织物,然后将其用于不同结构有机染料的光催化降解反应中,重点考察纳米SiO2的添加量对其在不同pH值反应体系中的光催化降解性能以及重复利用性的影响.结果表明,纳米TiO2/SiO2负载棉织物对不同结构的有机染料具有显著的光催化降解性能,能够促进染料分子的共轭体系和芳香环结构的降解反应.纳米SiO2的添加不仅有利于纳米TiO2/SiO2负载棉织物在碱性介质中光催化降解性能的提高,而且也能够改善其重复利用性.

关键词: 纳米TiO2 , 纳米SiO2 , 棉织物 , 光催化性 , 染料降解

一种新型石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料的制备及光催化应用

张耀君 , 余淼 , 张力 , 张懿鑫 , 康乐

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.09.006

二维石墨烯优异的理论电子迁移率,为石墨烯与粉煤灰地质聚合物的复合以及半导体光生电子的传输提供了理论依据.本工作首次报道了石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合光催化材料的制备,并将其应用于光催化染料降解的探索性研究.XRD、FESEM、XPS及FT-IR结果表明:粉煤灰颗粒与碱性激发剂反应,生成Si-O-Si(Al)无定形网络结构的石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料,Co2+掺杂的Fe2O3以无定形态均匀地分布于石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料表面.Co2+-10Fe2O3-GAFG复合材料对碱性品蓝染料展现出最高的光催化降解活性,归因于Co2+掺杂提供给Fe2O3半导体的施主能级,石墨烯对Fe2O3光生电子的快速传输,以及羟基自由基(·OH)对染料分子氧化降解的协同作用.该光催化降解反应符合二级反应动力学.

关键词: 石墨烯-粉煤灰地质聚合物复合材料 , 光催化 , 羟基自由基 , 染料降解

CoFe2O4/CdS纳米复合物的制备、表征及其声催化降解有机染料污染物

Saeed Farhadi , Firouzeh Siadatnasab

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(16)62473-7

在低温(200℃)下采用一步水热分解CoFe2O4纳米粒子表面的镉二硫代氨基甲酸酯配合物制备了磁性CoFe2O4/CdS纳米复合物,运用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、X射线能量散射谱、紫外-可见光谱、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱和振动样品磁强计对所制样品进行了表征.TEM结果表明,CoFe2O4/CdS纳米复合物由几乎均一的约20nm球形纳米粒子组成.光吸收谱显示该样品的带隙为2.24 eV,很适合用于声/光催化降解有机污染物.在紫外光照射下评价了CoFe2O4/CdS纳米复合物的声催化H2O2辅助降解甲基蓝、罗丹明B和甲基橙反应活性.结果表明,该纳米复合物对这3种染料均表现出很好的声催化活性(5-9 min内完全降解).另外,比较实验结果表明,CoFe2O4/CdS纳米复合物是一个比纯CdS更高效的声催化剂.因此,纳米复合是一种非常好的提高CdS声催化活性的手段.该CoFe2O4/CdS纳米复合物表现出的磁性使其很容易从反应混合物中分离出来而重复使用.

关键词: CoFe2O4/CdS纳米复合物 , 镉二硫代氨基甲酸酯 , 水热分解 , 声催化剂 , 染料降解

柠檬酸改性棉纤维铁配合物的制备及其对染料的光催化降解作用?

崔桂新 , 董永春 , 王鹏 , 李冰 , 李甫

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.09.038

使用工业化的轧-烘-焙工艺对棉织物进行柠檬酸改性以引入羧基,然后与 Fe3+进行配位反应制备柠檬酸改性棉纤维铁配合物。在经过SEM、FT-IR、DRS 和 TGA 表征的基础上,将柠檬酸改性棉纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于偶氮染料的降解反应中,重点考察了其催化性能。结果表明,Fe3+初始浓度和反应温度的提高均有利于柠檬酸改性棉织物与Fe3+之间的配位反应,并能够显著增加配合物的铁离子含量。柠檬酸改性棉纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂在暗态时能够促进偶氮染料的降解反应,辐射光能明显加强其催化活性,而增加其铁离子含量或引入Cu2+具有进一步改善其催化活性的作用。

关键词: 棉纤维 , 柠檬酸改性 , 金属配合物 , Fenton反应 , 染料降解

载银纳米粒子聚乙烯醇(PVA)的一锅合成及其亚甲基蓝催化还原效率

P.SAGITHA , K. SARADA , K. MURALEEDHARAN

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64397-2

用聚乙烯醇(PVA)作为还原剂和封端剂合成稳定的银纳米粒子,采用立体稳定法将银纳米粒子掺入聚合物基体中。用紫外?可见光谱、透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱等手段表征掺入聚合物基体中的银纳米粒子。紫外?可见光谱结果表明合成的银纳米粒子的特征峰为426 nm,透射电子显微镜表明银纳米粒子为球形,尺寸为10~13 nm,接着用紫外光照射还原,然后采用紫外?可见光谱分析其催化性能。结果表明,合成的银纳米粒子在亚甲基蓝还原中具有良好的催化性能。

关键词: 载银纳米粒子聚乙烯醇 , 染料降解 , 亚甲基蓝还原 , 催化还原

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