王德军
,
赵朝成
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.017.011
当前水环境污染已成为全球性普遍关注的重要课题,而利用光催化氧化技术处理水中难降解有机污染物的方法已经引起了国内外水处理专家的广泛关注.自1907年由A.Braun教授和T.C.Tcherniac教授第一次发现酞菁化合物以来,有关利用酞菁化合物对水中污染物进行光催化降解的研究备受瞩目.酞菁化合物由于具有18π电子体系的共轭结构,能吸收可见光区的光,因而显现出独特的光电特性.对酞菁化合物可见光催化降解水中有机污染物研究现状进行了综述,分别介绍了酞菁化合物的典型结构及其特性,并对其催化降解有机污染物反应机理进行阐述,总结了近年来酞菁化合物在降解水中有机污染物方面的应用,从环境可持续发展角度来看,具有十分重要的意义.
关键词:
光催化剂
,
酞菁化合物
,
可见光
,
降解
,
有机污染物
刘思瑶
,
王永强
,
赵东风
,
赵朝成
,
刘芳
,
李石
人工晶体学报
采用溶胶-凝胶法制备具有异质结构光催化剂BiVO4/RGO,通过XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS等对催化剂进行表征分析,并以罗丹明B为目标污染物,考察了BiVO4/RGO的光催化活性.XRD结果表明,合成的复合催化剂均为单斜相晶体结构,RGO的引入没有改变BiVO4的物相,SEM、TEM图像证明,两者充分接触形成复合结构,RGO良好的导电性增加了催化剂表面的活性位点,有效促进光生电子的迁移,抑制电子-空穴对的再复合,FT-IR、XPS分析说明RGO和BiVO4存在复合体系中,且都保持各自原有化合态,综合分析两者成功形成异质结复合结构,相比单体BiVO4,复合物明显拓宽光吸收范围.当RGO的含量为6wt％时,实验条件下罗丹明B的降解率达90.19％,催化性能最佳,五次循环实验后,6wt％ BiVO4/RGO的降解率仍能保持在85％左右.
关键词:
BiVO4/RGO
,
异质结
,
溶胶-凝胶法
,
光催化性能
,
罗丹明B
孙浩程
,
王永强
,
赵朝成
,
张利英
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.24.007
整体式催化剂是一种常用的催化剂,蜂窝陶瓷载体是其重要组成部分。酸处理可以改进其结构上的不足。使用不同质量分数、种类的酸溶液对堇青石蜂窝陶瓷载体进行了预处理,考察了酸处理对整体式催化剂的基本性质及甲苯催化活性的影响,并采用 XRD、BET等表征手段进行分析。结果表明,蜂窝陶瓷载体经质量分数为30%硝酸溶液处理后可达最佳效果,负载率提高48%以上,比表面积扩大20倍以上,由其制得的催化剂催化甲苯燃烧的起燃温度为219℃,降低了19℃,完全转化温度为281℃。表征结果说明酸洗过程未改变载体组成,而是使载体比表面积增加20倍以上,从而提高了整体催化剂的催化活性。
关键词:
酸处理
,
堇青石
,
蜂窝陶瓷载体
,
整体式催化剂
,
挥发性有机物
,
甲苯
,
催化燃烧
张显峰
,
赵朝成
,
王德军
,
赵媛媛
,
张勇
,
郭锐
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.08.006
通过水热法合成复合金属氧化物SnO2/Fe3O4粒子电极,然后采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、磁滞回线等技术分别对粒子电极的晶体组分、形貌、元素组成和分子结构以及粒子电极的磁性特征进行表征.采用循环伏安法分析了三维电极系统的电化学性能,并进行了电催化氧化降解罗丹明B(RhB)的实验.结果表明,SnO2/Fe3O4 粒子电极负载稳定、导电性强、便于回收再利用,有利于电催化氧化降解反应.三维电极降解罗丹明B的析氧电流高于其他电极体系,电催化活性效果明显,90 min内罗丹明B的降解率为100%、TOC去除率为83%,反应中产生的·OH是降解有机物的主要活性基.粒子电极在重复利用5次的情况下,对罗丹明B的降解率仍保持93%以上、TOC去除率保持在77%以上,具有稳定的电催化性能.
关键词:
SnO2/Fe3O4粒子电极
,
循环伏安曲线
,
电催化降解
,
反应机理
,
稳定性
王永强
,
薛玉芬
,
赵东风
,
赵朝成
,
刘芳
,
李石
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.02.034
以CeO2-TiO2复合氧化物为载体,La0.8Ce0.2MnO3为活性组分制备了负载型钙钛矿催化剂.并以TiO2、CeO2负载钙钛矿作为对比,考察了催化剂的活性.La0.8Ce0.2MnO3/CeO2-TiO2的催化活性最高,起燃温度和完全转化温度分别为140和255℃,通过采用XRD、BET、SEM、NH3-TPD、H2-TPR等手段,探讨了载体的结构性质与催化剂活性的关系.结果表明,催化剂的孔结构、表面酸性和还原性是影响催化剂活性的主要因素.Ce、Ti复合之后,CeO2-TiO2主要以CeTi固溶体的形式存在,比表面积和孔容较大,催化剂表面酸性明显增强,从而使得钙钛矿在CeO2-TiO2的表面均匀分散,有效地改善了La0.8Ce0.2MnO3/CeO2-TiO2催化剂的氧化还原能力,使催化剂活性增强.
关键词:
挥发性有机物
,
催化燃烧
,
复合氧化物载体
,
钙钛矿
薛锐
,
王永强
,
臧萌
,
陈曦
,
刘敏敏
,
赵朝成
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.06.024
通过溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了系列纳米尖晶石材料AFe2O4(A=Cu、Co、Ni、Mg、Zn),采用DTA、XRD、FT-IR、BET、SEM、TEM、XPS等技术对样品进行了表征,着重研究不同A位元素对尖晶石材料的影响.结果表明,200 ℃时,AFe2O4干凝胶发生自蔓延燃烧;500 ℃时,尖晶石结构形成,有明显的正四面体和正六面体亚晶格出现,晶格尺寸在40 nm左右,均呈纳米结构;其中CuFe2O4为反式尖晶石结构,Fe、Cu、O所占比例分别为42%,39%,19%.BET、TEM及SEM结果发现该方法制备的尖晶石材料呈明显的片状介孔结构,比表面积在20 m2/g左右,层状结构之间距离15 nm.A位上元素不同,制备过程中自蔓延温度不同,孔结构和微观结构有较大差异.
关键词:
尖晶石
,
溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法
,
纳米材料
,
铁酸盐
刘思瑶
,
王永强
,
赵东风
,
赵朝成
,
刘芳
,
李石
人工晶体学报
采用溶胶-凝胶法合成具有异质结结构BiOI/BiVO4,以罗丹明B为模型污染物,考察了BiOI/BiVO4的光催化活性,并采用XRD、SEM、FT-IR等进行了表征.结果表明,BiOI/BiVO4具有典型的异质结结构,具有抑制电子-空穴再复合、有效促进光生载流子分离的特点,BiOI的引入没有破坏BiVO4颗粒的晶体结构,仍为单斜相主体物相结构,而是增强了催化剂表面的活性位点,提高光电子的迁移速率.相比于单体钒酸铋,复合后的材料光谱响应范围更宽,同时,复合催化剂比单体钒酸铋的催化活性和稳定性更好,在BiOI的摩尔分数为20％时,复合光催化材料的催化活性最佳,实验条件下罗丹明B降解率为95.7％.
关键词:
BiOI/BiVO4
,
异质结
,
溶胶-凝胶法
,
光催化活性
,
降解RhB
王永强
,
刘思瑶
,
赵东风
,
赵朝成
,
刘芳
,
李石
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15071001
采用溶胶-凝胶法将多壁碳纳米管(MWCNT)和BiVO4有效复合,制备出一系列不同掺杂量的异质结构复合光催化剂MWCNT/BiV04,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fr-IR)、X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行表征分析,以罗丹明B为目标污染物,考察了光催化活性和稳定性.结果表明,合成的复合光催化剂均为单斜相晶体结构,MWCNT的引入没有改变BiVO4的主体物相,两者充分接触、结合形成了复合结构;MWCNT较强的电子俘获能力和大的比表面积增加了复合材料表面的活性位点,MWCNT,BiV04存在于MWCNT-BiVO4复合体系中且都保持各自化合态;综合分析,MWCNT/BiVO4形成的复合结构为异质结构,异质结构具有典型的提高量子效率的特点,能够有效抑制电子-空穴再复合现象的发生.当MWCNT的含量为2％(质量分数)时,催化剂的效果最好,实验条件下光降解罗丹明B的去除率高达84.08％,五次重复性实验之后,MWCNT/BiVO4的降解率仍在80％左右.
关键词:
多壁碳纳米管
,
MWCNT/BiVO4
,
异质结
,
溶胶-凝胶法
,
催化活性
,
稳定性
