关键词： α-Fe_(2)O_(3)@TiO_(2)   形貌特征   光催化   乙烯清除  

摘要： 提高纳米TiO_(2)在可见光下光催化及乙烯清除效果。方法本文以FeCl_(3)·6H_(2)O和TiF4为原材料,采用水热合成法制备出以α-Fe_(2)O_(3)为核、以TiO_(2)为壳的纳米复合型材料α-Fe_(2)O_(3)@TiO_(2),通过X射线衍射、紫外可见漫反射吸收光谱及电子顺磁共振等光化学表征及乙烯清除实验,研究其光催化和乙烯清除能力。结果制备得到的α-Fe_(2)O_(3)粒子具有稳定的棒状结构,粒径长度为100~200 nm,宽度为50~100 nm;TiO_(2)粒子为分散均匀的锐钛型空心球,直径为100~200 nm;合成的α-Fe_(2)O_(3)@TiO_(2)纳米核壳球的禁带宽度降低到1.91 eV;DMPO-·O_(2)^(-)和DMPO-·OH的电子信号强度增大;具有优异的乙烯清除能力。结论本实验制备得到的α-Fe_(2)O_(3)@TiO_(2)纳米核壳球具有良好的光催化效果和乙烯清除能力,有望将其应用在果蔬保鲜中,实现杀菌、氧化分解有机物以及去除异味等功效,以达到延长货架期的目的。

关键词： 光催化   g-C_(3)N_(4)   生物炭   纳米零价铁   NO_(3)^(-)还原  

摘要： 通过在g-C_(3)N_(4)/生物炭(BC)材料表面还原沉积纳米零价铁(nZVI)制备了g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI复合催化剂.利用SEM、TEM、XPS、XRD、UV-Vis DRS、光电流等对所制备的催化剂进行了物化性质和光电性能的表征,考察了g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI在可见光照下对水中硝酸盐(NO_(3)^(-))的还原性能.结果表明,中性水体的最佳反应条件为g-C_(3)N_(4)/BC与nZVI的质量比为1:0.6,g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI的投加量为2g/L,NO_(3)^(-)的初始浓度为20mg/L.与nZVI,BC/nZVI,g-C_(3)N_(4)/nZVI相比,g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI表现出最快的NO_(3)^(-)还原速率(k=10.6×10^(-2)min^(-1))以及较高的脱氮性能(71.6%).实验进一步考察了g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI还原NO_(3)^(-)过程中氮的变化规律.推测还原机理为:可见光照下,光生电子通过BC转移到n ZVI表面,提高了nZVI的反应活性和稳定性,同时,BC材料抑制光生空穴对nZVI的氧化作用;nZVI表面的活性电子将NO_(3)^(-)还原为N2和NH4+,而光生空穴则进一步将部分NH4+氧化为N2和其他气态产物.

关键词： 金属有机框架   复合材料   光催化   应用  

摘要： 金属有机框架(MOFs)材料已经成为光催化领域的研究热点。MOFs作为多孔材料,具有大的比表面积,有序的孔道结构,易于功能化等优势。然而,由于其较差的光捕获能力和稳定性,限制了其在光催化领域的应用。为了解决这个问题,研究人员开始将客体物质引入到MOF中,形成MOF复合材料。通过活性界面的构建和功能单元的引入,有针对性地优化了光吸收能力、电荷分离和反应活性,从而提高了整体光催化性能。此外,该复合材料具有多种活性位点,具有明确的配位构型,有利于光催化机理的研究。本文主要论述了MOF复合材料的类型,并介绍了它们在光催化分解水、CO2还原和有机反应中的最新应用。

关键词： 光催化   汽车尾气降解   TiO_(2)   石墨相氮化碳  

摘要： 随着汽车尾气对空气质量的负面影响日益严重,光催化技术在环保领域的应用逐渐受到重视。因此,基于二氧化钛(TiO_(2))和石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))的光催化性能,制备了一种g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合光催化剂,旨在提高汽车尾气的降解效率,即:选用三聚氰胺(C_(3)H_(6)N_(6))、双氰胺(C_(2)H_(4)N_(4))和尿素(CH4N2O)作为前驱体制备g-C_(3)N_(4),通过质量损失和尾气降解实验分析筛选出最佳前驱体,并设计了不同质量比的g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合光催化剂;通过对比分析单体和复合光催化剂的光催化性能,确定了复合光催化剂的最佳质量比。实验结果表明:制备g-C_(3)N_(4)的最佳前驱体为C_(3)H_(6)N_(6),当复合光催化剂的最佳质量比为C_(3)H_(6)N_(6)∶TiO_(2)=2∶1时,复合光催化剂的降解效率达到最佳;g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合光催化剂在60 min内对HC、CO和NO_(x)的降解率分别为16.12%、16.87%和45.37%,其降解效率明显高于单体TiO_(2)。该研究结果为进一步优化光催化技术提供了有益的参考,有助于推动其在环保领域的应用和发展。

关键词： 静电纺丝   光催化   六价铬   金属有机框架物   氯氧化铋  

摘要： 为改善UiO-66-NH_(2)的光催化活性,以热氧化稳定处理的电纺聚丙烯腈(TSPAN)纳米纤维为载体,通过溶剂热法原位负载UiO-66-NH_(2)和Bi OCl晶体,设计构筑了柔性BiOCl@UiO-66-NH_(2)@TSPAN复合纳米纤维,并考察了其可见光催化还原Cr(VI)的性能.结果表明,UiO-66-NH_(2)和BiOCl可先后均匀负载于TSPAN纤维表面,且由于BiOCl的引入,形成了BiOCl/UiO-66-NH_(2)异质结构,提高了材料的可见光响应性,降低了光生电子空穴对的复合率,对Cr(VI)表现出增强的可见光驱动光催化还原活性,在120min内还原率达到100%,5次循环后,保持良好的稳定性,对Cr(VI)的光催化还原效率仍在90%以上.此外,该复合材料具有柔韧性,可以快速方便地从反应溶液中分离.

关键词： PVDF/TiO_(2)@MoS_(2)纤维复合膜   光催化   染料降解  

摘要： 含大量有机染料的废水对环境的污染日益严重,光催化分离膜的研究备受关注。本研究先通过静电纺丝法制备了PVDF/PEMA膜,后进行酸处理制备出富羧基PVDF纤维复合膜,最后通过水热反应在膜表面原位沉积TiO_(2)@MoS_(2)微纳米颗粒,制备出在太阳光下具有较高催化活性的PVDF/TiO_(2)@MoS_(2)纤维复合膜。结果表明MoS_(2)的加入可以有效降低纤维复合膜禁带带隙能量,从而提高纤维复合膜的光催化活性;在光照4 h后对RhB的降解率达到97.1%;连续5次吸附-降解实验,纤维复合膜对RhB的降解率仍达到95%以上,表明该纤维复合膜具有优异的可重复使用性。因此,该膜在染料降解方面具有潜在的应用前景。

关键词： 水滑石   光催化   水分解   制氢   能带调控  

摘要： 利用双滴法合成了厚度仅为1.86nm的超薄CoFeAl水滑石纳米片(CoFeAl-LDH),发现其具有优异的光催化产氢性能。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、原子力显微镜和紫外-可见吸收光谱等多种表征方法,研究了其晶体结构、形貌和能带结构。实验结果表明,CoFeAl-LDH在400~800nm的可见光区域内均具有较好的光吸收能力,而且通过调变Co∶Fe∶Al的摩尔比例,实现了CoFeAl-LDH的能带调控。系统考查了不同Co∶Fe∶Al摩尔比例对其光催化产氢性能的影响,发现Co_(6)Fe_(3)Al_(3)-LDH催化剂展现出最好的产氢活性,产氢速率达到576μmol/g·h,高产氢活性主要是由于其具备更强的还原氢质子能力,以及更优的光生载流子分离效率。

关键词： MXene   二维材料   贵金属纳米粒子   金属复合材料   光催化  

摘要： 近年来,二维(2D)过渡金属碳化物/氮化物(MXene)一直是热门研究领域.MXene最早来源于层状三元碳/氮化物(MAX相)材料的剥离.最初合成的MXene材料是多层的,随着研究的深入,研究人员研发出了制备单层MXene的方法.MXene材料的合成方法不断更新和改进,旨在获得更高质量的MXene材料,并探索其在光催化等领域的应用.由于MXene材料本身的局限性,使其在应用方面有待提高.而贵金属MXene复合材料作为稳定、高效、高活性的催化剂显现出良好的性能.因此,研究者期望将贵金属结合到MXene体系从而应用于实际.本文简要介绍了MXene的相关应用,主要综述了MXene及贵金属MXene复合材料在光催化领域的应用.同时综述了运用多种方法将贵金属负载在MXene材料上的简便合成策略,并对MXene的研究现状、应用方向和未来发展进行了探讨.

关键词： 氮化碳   表面氟化   光催化   罗丹明B  

摘要： 以三聚氰胺为前驱体制备g-C_(3)N_(4)(缩写为CN),采用不同体积的氢氟酸(HF)对CN进行表面氟化。通过X-射线粉末衍射(XRD)、冷场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis DRS)等对样品的结构、形貌以及光电化学性质进行分析测试。在紫外光下降解罗丹明B(RhB),探究表面氟化对CN的光催化降解RhB性能影响。结果表明,表面氟化可以改变CN表面电子结构,促进光生载流子的分离和传输,从而提升其光催化性能。在优化的实验条件下,CN-0.2F样品对RhB的降解率可达47.9%,是CN光降解率的1.6倍。

关键词： 钼酸铋   氧化铜   复合材料   光催化   过一硫酸盐  

摘要： 本文采用水热法和浸渍煅烧法成功合成CuO/Bi_(2)MoO_(6)异质结,并建立了CuO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料在可见光下活化过一硫酸盐降解AO7的协同催化体系.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对复合材料的晶相结构、元素组成、形貌结构和吸收波长进行了表征,并探讨了在不同条件下的对AO7的去除性能.结果表明,CuO的引入增强了Bi_(2)MoO_(6)的光催化性能,同时增强了对PMS的活化.当AO7的浓度为0.1 mmol·L^(-1),催化剂为0.25 g·L^(-1),PMS为1 mmol·L^(-1)条件下,AO7的降解率可以在30 min内达到99%以上.提出了AO7一种可能存在的降解机理,并通过自由基消除实验进行了验证.复合材料在5次降解循环后仍能保持活化性能,具有较高的稳定性.