关键词： ZnO   Cu掺杂   缺陷共存   密度泛函理论   光催化  

摘要： 采用密度泛函理论研究了Cu掺杂及缺陷共存对ZnO光催化性能的影响.计算时考虑了富O和贫O两种掺杂条件.研究结果表明富O条件有利于Cu的掺杂，贫O条件则产生抑制作用.当Cu掺杂浓度较低时，不论在何种掺杂条件下，Cu的主要掺杂方式均为CuZn型.当Cu掺杂浓度较高时，富O条件下以CuZn-CuZn型掺杂方式为主，贫O条件下CuZn-CuZn和CuZn-Cui这两种掺杂方式都有可能出现.富O条件下Cu掺杂会促进VZn和Oi缺陷的产生，且引入的VZn和Oi缺陷趋向于距离Cu原子最近. Cu掺杂可有效降低ZnO的带隙宽度，且随着掺杂浓度的增加，相应模型的带隙宽度会继续降低. VZn、Oi和VO缺陷共存使相应模型的带隙宽度有所增加. Cu掺杂及VZn、Oi、VO缺陷共存使模型对可见光发生响应，扩展了模型对太阳光的吸收范围.对于Cu掺杂模型，富O条件下CuZn-CuZn是有利的光催化模型.对于缺陷共存模型，富O条件下CuZn-CuZn-VZn是有利的光催化模型，其次是CuZn-VZn和CuZn-Oi,贫O条件下CuZn-VO是有利的光催化模型.

关键词： 掺杂   单层二硫化钼   光催化   电子结构  

摘要： 为了提高MoS2的光催化能力，本研究基于第一性原理平面波赝势方法，对Cr、W、Fe、Co、Ni替换单层MoS2晶格中的Mo进行研究.结果表明：W的替换能为正值，Cr、Fe、Co、Ni的替换能为负值. Cr、W掺杂晶格产生畸变主要是杂质原子的共价半径引起的；Fe、Co、Ni掺杂晶格产生畸变主要是掺杂原子的自旋导致的.Cr、W、Fe、Co、Ni掺杂单层MoS2带隙类型没有发生改变，仍然为直接带隙，但禁带宽度变小，吸收带红移，尤其Fe、Co、Ni掺杂，导带下方有杂质能级使费米能级向高能方向移动，可以作为捕获电子陷阱，增加电子密度，减少光激发电子-空穴对的复合，有利于提升光催化能力.

关键词： 第一性原理   水分解   直接Z型异质结   光催化  

摘要： 寻找高效的光催化剂分解水制氢是解决能源危机和环境问题的有效途径之一.基于第一性原理,对InN/SnS_(2)异质结的几何结构、电子结构和光催化水分解性能进行研究.结果表明InN/SnS_(2)异质结是具有的Ⅱ型能带排列半导体材料可以有效地分离电子空穴对.在光激发下,较小的带隙以及合适的内建电场使得光生载流子迁移路径成“Z”字型,这保留了InN/SnS_(2)异质结强氧化还原能力.光生电子在InN的导带底累积并发生析氢反应,而积累在SnS_(2)上的光生空穴使析氧反应自发发生.它们的带边位置都跨越了水的氧化还原电位,证明能够实现水的完全分解.因此,InN/SnS_(2)异质结有希望成为高效光解水催化剂.

关键词： 铁酸铋   层状双氢氧化物   过硫酸盐   光催化   有机物降解   罗丹明B  

摘要： 为获得可见光响应的高效过硫酸盐(Persulfate， PS)活化剂，以莫来石型铁酸铋(Bi2Fe4O9)微米棒为衬底，通过水热法在其表面负载氢氧化镍(Ni(OH)2)，随后将2-甲基咪唑钴(ZIF-67)沉积在Bi2Fe4O9/Ni(OH)2表面，并与Ni(OH)2发生原位刻蚀反应形成网状钴镍层状双氢氧化物(CoNi-LDH)，制得Bi2Fe4O9/CoNi-LDH复合材料；通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis等方法对材料进行表征，考察了Bi2Fe4O9/CoNi-LDH材料在可见光下活化PS降解罗丹明B(Rh B)的性能，并通过自由基淬灭实验确定了主要活性物质。结果表明：2-甲基咪唑的添加量对复合材料的形貌和活化性能有显著影响，以0.50 mmol 2-甲基咪唑所制备的Bi2Fe4O9/CoNi-LDH复合材料(BCN-2)具有1.92 eV的窄带隙，在可见光(λ＞420 nm)和2 mmol/L的PS作用下，60 min内可将20 mg/L的Rh B降解98.1%，并且在pH值为3～9的环境中均能保持96.5%以上的降解率。自由基淬灭实验证明主要活性物质为SO4·-和1O2。该研究为制备过渡金属基复合材料过硫酸盐催化剂提供了新途径。

关键词： 钙钛矿相PbTiO   CdS   光催化   水分解   产氢  

摘要： 为实现钙钛矿基半导体复合材料的高效光解水产氢，以钙钛矿相钛酸铅(PbTiO3，PTO)微米片为衬底，采用水热法制备钙钛矿相钛酸铅-硫化镉(PTO-CdS)微米片复合材料。探究水热温度和CdS负载量对复合材料的形貌及物相的影响；通过TEM、XPS及UV-Vis对复合材料的微结构、表面化学状态和光吸收特性进行表征；通过光解水产氢实验对复合材料的光催化活性进行测定和分析。结果表明：水热条件下，钙钛矿相PTO微米片对CdS的生长具有显著调控作用，与单独生长时尺寸约3 μm的枝杈晶形貌不同，PTO-CdS微米片复合材料中的CdS为三角形纳米颗粒，尺寸约50 nm，均匀分散地生长在PTO微米片表面，且PTO与CdS之间界面清晰；水热温度和CdS负载量对复合材料的形貌和物相影响显著，水热温度为160 ℃、CdS负载量为6%时制备的PTO-CdS微米片复合材料尺寸均一，负载均匀，纯度和结晶度良好；PTO-CdS微米片复合材料在模拟太阳光下表现出光催化分解水产氢特性，其中PTO-CdS-6%的产氢速率达到141.45 μmol/h/g，是PTO微米片产氢效率的17倍，是CdS枝杈晶产氢效率的53倍。该研究为高效钙钛矿基半导体复合光催化剂的设计提供了思路。

关键词： 光催化   共掺杂   稀土   降解  

摘要： 为增强Cu2O对模拟染料甲基橙(methyl orange,MO)的降解效果，采用液相还原法制备了Pr、Zn共掺杂Cu2O光催化材料。通过X射线衍射仪(X–ray diffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、紫外–可见分光光度计(ultraviolet–visible spectroscopy,UV–Vis)等技术手段表明：Pr和Zn共掺杂Cu2O光催化剂的平均晶粒尺寸相较于纯Cu2O的略微减小，表现为颗粒尺寸的缩小和表面的活性位点增加；Pr、Zn的掺入降低了Cu2O的带隙和光生电子–空穴对复合率，表现为更好的光催化性能。在对MO的降解实验中，75 min时PZ3-Cu2O对20 mg/L MO的降解效果最佳，降解率达到89.87%，且经过5次循环使用后其降解率仍保持在85%以上。研究得出，共掺杂改性后的Cu2O是一种有较高光催化活性且稳定的光催化剂。

关键词： 超疏水复合涂层   改性纳米TiO2   光催化   粗糙结构   喷涂法  

摘要： 采用两种不同的长链硅烷三甲氧基十六烷基硅烷(HDTMS)和三乙氧基十三氟辛基硅烷(PFTDS)对纳米二氧化钛(TiO2)进行接枝改性得到改性纳米粒子HDTMS-TiO2和PFTDSTiO2。两种改性粒子分别与聚硅氧烷预聚体原位聚合，通过两步喷涂法制备了复合涂层。改性纳米粒子的分散性得以提升，在基板上形成均匀分布的粗糙结构，改性纳米粒子仅20%的添加量(质量分数)就可使复合涂层呈现出超疏水性，并使涂层具有优异的自清洁性能、耐腐蚀性能和紫外光催化性能。本研究为设计多功能复合涂层提供了新的策略，在建筑、汽车、船舶等领域具有广阔的应用前景。

关键词： 铕碳点   四环素   特异性识别   光催化   降解  

摘要： 以柠檬酸、1.0代聚酰胺胺和氯化铕为原料，采用水热法合成了具有特异性识别四环素比例荧光探针，同时对四环素进行降解。结果表明，Eu3+-碳点(CDs)的量子产率为92%，具有抗干扰特性，可以特异性识别多种抗生素混合物中的四环素，c(四环素)=50 nmol/L～20μmol/L，比例荧光强度和四环素浓度呈现良好线性关系，最低检测限为6nm。t=120min,365nm紫外光催化四环素的降解率为60%，经过5个循环的降解效率一致，具有优异的光催化稳定性。

关键词： 铁酸铋   改性   光催化   染料  

摘要： BiFeO3是一种在室温下同时具备铁电性和磁性的钙钛矿光催化材料,可有效降解废水,具有广泛的应用前景。简要介绍了BiFeO3材料的几种制备方法,以及通过掺杂离子、复合材料、优化反应条件等方法对BiFeO3材料进行改性,综述了其在光催化降解污染物领域的应用进展。

关键词： 纳米TiO   挥发性有机物   光催化   掺杂改性  

摘要： 随着人们生活水平的提高，室内空气质量越来越受到关注。挥发性有机物(VOCs)是影响室内空气质量的有害气体。因此，对于室内VOCs的有效去除已经成为空气治理中的研究热点。TiO2光催化剂具有光转换和无二次污染等特点被广泛应用于治理VOCs领域中。然而其在可见光范围内的响应较弱和光生电荷载流子的分离效率低等问题，限制了其光催化降解效果。对TiO2进行改性处理是当下改善其光催化作用的必要手段。简单介绍了TiO2光催化的基本原理，基于光催化原理概述影响TiO2光催化性能的因素，对近年TiO2的改性设计研究进行归纳总结，同时表明了TiO2降解室内VOCs具有广阔的应用前景。