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ZnO和TiO2粒子的光催化活性及其失活与再生

利用XRD,TEM,BET和UV-Vis等测试技术对商品的ZnO及TiO2和纳米ZnO及TiO2粒子进行了表征. 无论是商品的还是纳米的,在光催化氧化降解气相n-C7H16和SO2及液相苯酚的反应中,TiO2均表现出比ZnO高的光催化活性,并从光腐蚀性和表面电荷两方面分析了其原因. 在光催化氧化降解n-C7H16的反应中,ZnO粒子易失活,而TiO2粒子不易失活. 但是,在光催化氧化降解SO2的反应中,ZnO和TiO2粒子均易失活. SPS和XPS测试结果表明,光催化剂表面的导电类型由反应前的n型变成了失活后的p型. 这主要是由于反应产物发生吸附所致. 失活后的光催化剂可以通过浸洗和干燥再生.

关键词: 氧化锌 , 二氧化钛 , 光催化剂 , 失活 , 再生 , 正庚烷 , 二氧化硫 , 苯酚 , 氧化降解

ZnO超微粒子光催化氧化SO2的研究

井立强 , 孙晓君 , 徐自力 , 蔡伟民 , 杜尧国

催化学报

利用ZnO光催化技术对SO2氧化进行了研究. 结果表明,在一定的反应条件下,ZnO超微粒子光催化SO2氧化的转化率较高,320℃下焙烧的ZnO超微粒子上SO2氧化的转化率高达99%. 考察了氧和水蒸气分压等因素对SO2氧化反应的影响.用化学法对气态和凝聚态产物SO3进行了定性分析,并对SO2光催化氧化反应动力学行为及机理进行了探讨.

关键词: 氧化锌 , 超微粒子 , 二氧化硫 , 光催化氧化 , 反应动力学 , 反应机理

用TiO2,ZnO及Fe2O3纳米粒子光催化氧化庚烷的反应

尚静 , 朱永法 , 徐自力 , 井立强 , 杜尧国

催化学报

制备了三种n-型半导体氧化物TiO2,ZnO和Fe2O3纳米粒子,用X射线衍射和N2吸附技术分别对它们的结构及比表面积进行了表征. 考察了三种氧化物粒子对庚烷的气相光催化氧化反应的催化活性. 研究表明,对于同种催化剂,随着焙烧温度的升高,催化剂的粒径增大,比表面积减小,光催化活性下降. 三种催化剂纳米粒子的光催化活性顺序为TiO2(锐钛矿)＞ZnO＞Fe2O3,金红石型TiO2粒子的催化活性低于ZnO粒子. 结合能带理论探讨了三种催化剂光催化活性差异的原因.

关键词: 二氧化钛 , 氧化锌 , 三氧化二铁 , 庚烷 , 光催化氧化 , 纳米粒子 , 半导体

复合氧化物TiO2 /Bi2O3对甲苯的光催化作用

丁鹏 , 贾欣茹 , 唐艳茹 , 杜尧国 , 徐自力

功能材料

采用NaOH沉淀法制备了TiO2/Bi2O3纳米粒子,用TG-DTA、UV-vis、XRD、XPS等对其结构、性质进行表征,并以甲苯为气相有机污染物对TiO2/Bi2O3光化学催化剂的气-固复相反应活性进行了研究.发现TiO2的加入可以阻碍Bi2O3晶粒的生长,从而导致粒径的减小.光生电子产生于Bi2O3并迁移到TiO2表面,使所需的激发光频率变低,从而使半导体的吸光波长向可见光区域扩展,表明复合TiO2能够提高Bi2O3的光催化活性,并且活性的提高程度与n(Ti):n(Bi)有关,其最佳配比为0.03:1;光催化活性随焙烧温度升高而增大,750℃焙烧的样品光催化活性最好.

关键词: TiO2/Bi2O3 , 表征 , 甲苯 , 光催化

Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子的制备、表征及光催化活性

井立强 , 蔡伟民 , 孙晓君 , 侯海鸽 , 徐自力 , 杜尧国

催化学报

用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了ZnO纳米粒子,采用光还原沉积贵金属的方法制备了Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子,并利用ICP,XRD,TEM和XPS等测试技术对样品进行了表征,初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因. 以光催化氧化气相正庚烷为模型反应,考察了样品的光催化活性以及贵金属沉积量对催化剂活性的影响. 结果表明: 沉积适量的贵金属,ZnO纳米粒子光催化剂的活性大幅度提高. 同时,深入探讨了表面沉积贵金属的ZnO纳米粒子光催化剂活性有所提高的内在原因.

关键词: 钯 , 银 , 氧化锌 , 复合纳米粒子 , 光还原 , 贵金属 , 光催化氧化 , 庚烷

TiO2纳米粒子的结构、表面特性及其光催化活性研究

尚静 , 徐自力 , 杜尧国 , 李静敏

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2001.06.030

采用金属醇盐水解法制备了TiO2纳米粒子,并用XRD、SPS、XPS和ESR等测试手段对TiO2粒子进行结构、性能测试.随焙烧温度的增加,TiO2粒子长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变.以庚烷的气相光催化氧化为试验反应,考察不同温度处理的醇洗、水洗TiO2粒子的光催化活性.结果表明,醇洗粒子较水洗粒子显示出高的光催化活性,并且低温处理的粒子其光伏响应带边蓝移明显,阈值增加,Ti3+含量较高,光催化活性增加.

关键词: 二氧化钛 , 庚烷 , 表面特性 , 光催化活性

纳米TiO2-SnO2的制备及其对庚烷的气相光催化性能

徐自力 , 薛宝永 , 杨秋景 , 谢超 , 张剑宝 , 杜尧国

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2004.10.002

以钛酸四丁酯和SnCl2·2H2O为前驱体,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了TiO2-SnO2复合纳米粒子,利用XRD、IR和XPS等测试技术对其结构、粒子粒径、晶型等进行了表征.以有机挥发物正庚烷为模拟污染物,测定了TiO2-SnO2复合微粒的气相光催化性能.实验结果表明,用Sol-Gel法制备的TiO2-SnO2复合微粒光催化活性优于纯TiO2;随焙烧温度的增加,其粒子粒径由10.0 nm长大到34.2 nm,晶型也在500～600 ℃下由锐钛矿向金红石型转变,同时光催化活性逐渐降低.另外,当n(Sn)/n(Ti)=0.06时,光催化活性最高.

关键词: TiO2-SnO2 , 溶胶-凝胶法 , 正庚烷 , 光催化降解