周吉
,
嵇天浩
,
李海娇
,
崔丽凤
,
孙家跃
功能材料
采用水热法制备了立方相ZnSe负载的锐钛矿型TiO3纳米带复合材料.在140℃下反应6h制得的产物是六方相ZnO负载的TiO2纳米带,但此样品再在160℃下反应6h,则获得的产物是ZnSe负载的TiO2纳米带;若在140℃下将反应时间延长至24h,只有少量ZnO转变为ZnSe.紫外-可见吸收测试结果表明,负载的ZnSe对TiO2起到了可见光光敏化作用;可见光催化测试结果表明,ZnSe在TiO2纳米带的负载对罗丹明B的光催化降解活性起到一定程度的增强作用,但随着ZnSe负载量的增大,光催化降解活性显著降低.
关键词:
水热合成
,
复合材料
,
ZnSe负载
,
TiO2纳米带
,
光催化作用
姜勇
,
张平
,
刘祖武
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.04.029
本文采用新的合成工艺制备了一种多孔纳米TiO2粉体材料,具有很高的光催化活性,在365nm的中压汞灯幅照下,仅17分钟就使甲基橙溶液(50mg/L)的降解率达99.6%以上;实验发现,在光幅照停止后仍然存在降解的暗反应,且前快后慢;首次提出在锐钛矿型TiO2基质中,存在极少量的金红石型TiO2可产生协同光催化降解作用,有利于光催化活性的提高.
关键词:
TiO2
,
纳米材料
,
甲基橙
,
光催化作用
孙康
,
张欣
,
李伟
,
刘明月
,
郑斌
,
吴树俊
钛工业进展
doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2001.04.011
采用溶胶-凝胶法制备具有光催化性能的锐钛型二氧化钛粉末,并测定其物理化学性质.结果表明,干凝胶在大气中400 ℃下煅烧30 min,所得产物为锐钛型二氧化钛.当煅烧时间超过30 min后,煅烧时间越长,金红石型二氧化钛含量越高,且制得的二氧化钛粉末粒径越大.在室温下,利用化学平衡迁移法在瓷砖表面制备二氧化钛薄膜.经扫描电子显微镜和能谱分析表明,二氧化钛薄膜与陶瓷基体结合致密,而且,在靠近陶瓷表面处,钛离子在陶瓷基体内部沿垂直于表面方向的浓度分布具有梯度特征.
关键词:
锐钛型TiO2
,
光催化作用
,
功能材料
,
超细粉末
,
薄膜
鲁道荣
,
王琼燕
金属功能材料
doi:10.3969/j.issn.1005-8192.2006.05.006
用溶胶-凝胶法制备LaFeO3纳米晶,对其进行Ca掺杂.以荧光汞灯为光源,通过降解次甲基蓝有机废水溶液,考察Ca的掺杂量和焙烧温度对FaFeO3的光催化性能的影响;用XRD和TEM研究Ca掺杂对LaFeO3的微观结构的影响.研究表明:700℃时,掺杂少量Ca可以明显增加LaFeO3的光催化性能.掺杂Ca不改变LaFeO3结晶的晶面择优取向,但使各晶面的衍射峰增强,减小各晶面间距和晶胞尺寸.
关键词:
铁酸镧
,
钙掺杂
,
次甲基蓝
,
光催化作用
,
微观结构
曾振兴
,
李可心
,
魏凯
,
戴玉华
,
颜流水
,
郭会琴
,
罗旭彪
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62589-5
作为一种新型水中有机污染物,有机氟化物中C–F共价键的键能较大,因而很难通过传统的可见光光催化剂降解.因此,开发高效可见光光催化剂是实现在可见光照射下成功降解水中有机氟化物的关键.作为一种非金属半导体光催化剂,石墨相氮化碳(g-C3N4)因具有可见光响应、环境友好及低成本等优点而广泛应用于水中有机污染物去除.然而,体相层状结构严重限制了g-C3N4的可见光活性.这是由于体相层状结构不利于光生电子的表面迁移,同时增加了光催化反应过程的传质阻力.为了开发一种可重复使用且具有优异可见光活性的光催化剂,进而实现在可见光照射下水中有机氟化物的高效降解及矿化,本文以氯铂酸和多孔氮化碳(pg-C3N4)为前驱体,运用简单的原位光还原法成功制备出一系列高分散铂沉积多孔氮化碳复合材料(Pt/pg-C3N4),而pg-C3N4则是以三聚氰胺为原料采用前驱体预处理法制备.与传统铂沉积石墨相氮化碳(Pt/g-C3N4)复合材料相比,由于多孔氮化碳前驱体具有暴露的几何内外表面,铂纳米粒子可高度分散于其上.因此,铂纳米粒子的电子捕获效应显著增强.另外,与其他传统还原法相比,原位光还原技术还可有效抑制铂纳米粒子的自凝聚.我们对制备的Pt/pg-C3N4复合材料的形貌、孔隙率、相结构、化学组成及光电性质进行了详细表征.结果显示,与传统Pt/g-C3N4复合材料相比,由于多孔微观结构的构建以及高度分散铂纳米粒子的沉积,制备的Pt/pg-C3N4复合材料的BET比表面积显著增大,光吸收能力明显增强,光催化量子效率显著提高.在可见光条件下,初步评价了该复合材料光催化降解水中偶氮染料甲基橙的活性,然后将其进一步应用于水中4-氟苯酚的降解及矿化.结果表明,由于多孔微观结构的构建以及高度分散铂纳米粒子的沉积,所制备Pt/pg-C3N4复合材料具有相当高的可见光光催化活性.结果还显示,所制复合材料具有很高的稳定性,连续使用4次均保持相似的活性.作为一种可见光催化剂,所制Pt/pg-C3N4复合材料有望广泛应用于水中持久性有机污染物的降解以及光催化劈裂水产氢、NO分解和CO2还原等领域.
关键词:
光催化作用
,
多孔氮化碳
,
光还原
,
铂沉积
,
4-氟苯酚
李玉洁
,
杨帆
,
余颖
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62796-7
光催化分解水制H2和光催化还原CO2是解决能源危机和全球变暖的有效途径.但是,由于粉末光催化剂存在回收效率低的问题,因而光催化成本很高.而磁性光催化剂便于回收和重复利用,因此人们把目光转向具有磁性的非光催化剂材料,试图通过改性使得磁性材料具有合适的水分解或者还原CO2的氧化还原电位.同时,对具有光催化活性但是没有磁性的材料进行磁化改性可以得到新型的磁性光催化剂.本文通过对本身具有磁性的NiO材料进行Cu掺杂能带调整,使调整后的NiO具有合适的氧化还原电位;对本身具有良好光催化氧化还原电位的CuO材料进行Ni掺杂磁化调整,使磁化后的CuO既有良好的氧化还原电位又有磁性.最终两种材料经过掺杂变成磁性光催化材料,既有较好的光催化性能,又可高效回收,因此有望在光催化领域具有潜在的应用前景.LSDA(局域自旋密度近似)+U(有效库仑相关能)计算方法能够很好地给出磁矩和禁带宽度等电子结构性质.本文通过LSDA+U计算方法对具有磁性的宽禁带半导体材料NiO进行电子结构改性研究,希望通过降低其禁带宽度、调整其氧化还原电位使之对太阳光有响应.因其同时具有磁性便于回收,使得光催化分解水制H2和光催化还原CO2成本高的问题得到解决.对NiO的磁胞进行了Cu掺杂计算,结果发现Cu的掺杂几乎没有引起NiO空间结构的变化,这是因为Cu和Ni的离子半径相近.通过对电子结构的计算发现掺杂体系的禁带变窄,并且在禁带中间出现了两条杂质能级,该杂质能级是由掺杂原子Cu 3d态组成.杂质能级的出现能够降低光生载流子在带隙中的复合,从而提高光催化效率.计算结果同时表明,Cu掺杂的NiO系统具有一个1μB的净磁矩,即Cu的掺杂使得NiO显示出磁性,而Ni的磁矩在掺杂前后几乎保持不变,由纯相的1.67μB增加到掺杂体系中的1.70μB.由于CuO本身低指数(111)面和(011)面具有合适的分解水制H2和还原CO2的氧化还原电位,如果对CuO进行磁化改性,可以使光催化剂CuO同时带有磁性,便于回收再利用.本文对CuO磁胞进行了Ni的掺杂计算.结果表明,由于离子半径相近,Ni掺杂几乎没有引起CuO空间结构的变化.掺杂后的体系具有一个1.66μB的净磁矩,同时Ni的掺杂引起多个杂质能级出现,靠近价带的杂质能级由Cu 3d态组成,而在导带底位置出现的杂质能级主要由Ni 3d态组成.整个能带向高能级方向平移.
关键词:
LSDA+U
,
氧化铜
,
氧化镍
,
磁矩
,
电子结构
,
光催化作用
