光催化活性

摘要： 目的通过水热法制备形貌规整、粒径均一、且具有光催化活性的MoO_(2)纳米粒子。方法通过水热处理(NH_(4))_(2)Mo_(4)O_(13)悬浊液制备单斜相MoO_(2)纳米粒子,用XRD,FE-SEM,Raman,EDX,XPS及UV-vis DRS等分析手段对样品的物相、形貌和化学组成进行表征测试,探究反应温度、反应时间对制备MoO_(2)纳米粒子晶相和形貌的影响。结果在190°C下水热处理(NH_(4))_(2)Mo_(4)O_(13)悬浊液20 h,可制得分散性较好、平均粒径约50 nm的MoO_(2)纳米粒子。通过模拟阳光下分解水评估了制备的MoO_(2)纳米粒子作为光催化剂的光电化学性能,结果显示其产生的光电流密度及产氢量分别为21.7μA/cm^(2)和161.9μmol/(h·g)。结论制备的MoO_(2)纳米粒子具有优异的可视光催化性能。

摘要： 采用水热法制备了锐钛矿、金红石、板钛矿三相混晶TiO_(2),对其进行了Ag修饰改性。利用XRD、SEM、TEM、PL、DRS等测试技术研究了样品的晶体结构、形貌以及光学性质。结果表明,制备的TiO_(2)为锐钛矿/金红石/板钛矿三相混晶结构,Ag修饰后金红石含量增加,锐钛矿、板钛矿含量减小。Ag以单质Ag以及AgCl的形式存在,Ag@TiO_(2)异质结构更加有利于光生电荷的转移,提高了光催化活性。光照90 min后,银修饰TiO_(2)对盐酸四环素(TC)的降解率由纯TiO_(2)的78.5%提高到91.6%。

摘要： 采用简单易行且对环境污染小的化学合成法将p型半导体CuO纳米材料沉积在n型半导体四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)表面制备复合半导体催化剂样品,对样品进行XRD和SEM检测研究其晶体组成和微观形貌,观察不同反应时间状态下纳米CuO的形貌,推测其形成机理,同时通过紫外光照条件下样品对甲基橙(MO)溶液的降解来表征其光催化活性。研究发现,聚乙二醇(PEG, Mw=400)和T-ZnOw对纳米CuO的生成起着重要作用,T-ZnOw表面沉积纳米CuO可有效提高其光催化活性。

摘要： 利用互花米草(SAF)叶提取物采用溶胶-凝胶法合成了ZnO纳米颗粒(Nano-ZnO),采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其表面形貌、活性基团、晶型结构和光吸收特性进行了表征,分析了ZnO纳米颗粒对孔雀石绿(MG)的光催化降解活性以及对金黄色葡萄球菌的抑菌性能。结果表明:采用互花米草叶提取物绿色合成的ZnO纳米颗粒具有丰富的含氧活性基团、较小的粒径和良好的分散性;经计算Nano-ZnO带隙能为3.09 eV,表明其光吸收利用效率较高;可见光下Nano-ZnO对孔雀石绿(MG)的降解效率达到98.2%;在光催化降解过程中,h^(+)和·O^(2-)是发挥作用的主要活性物种;Nano-ZnO对金黄色葡萄球菌的抑菌率是ZnO的2倍。该研究为互花米草的高值化利用提供了新途径,同时为纳米金属氧化物的制备提供了新方法。

摘要： 采用水热法合成了Cu掺杂镍基金属有机框架催化剂(Ni-BDC)复合催化剂,使用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及N2-吸附脱附等技术对催化剂的结构、形貌进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,对Cu/Ni-BDC光催化性能进行研究。表征结果显示,Cu/Ni-BDC催化剂呈现多孔结构且具有较大的孔径尺寸及比表面积。在可见光的照射下,0.5g·L^(-1)的Cu/Ni-BDC催化剂投入量在150min内对100mL质量浓度为10mg·L^(-1))的MB溶液的降解率达84.8%,且催化剂经过5次循环实验其光催化降解率仍保持在77%以上。

摘要： 采用溶胶-凝胶法以尿素作为燃料一步合成具有高光催化活性的特殊异质结结构的钨酸铁/三氧化钨(FeWO_(4)/WO_(3))复合光催化剂。X射线粉末衍射和傅里叶红外光谱分析表明,FeWO_(4)/WO_(3)复合光催化剂不含其他任何杂质,仅出现了FeWO_(4)和WO_(3)两相的衍射峰。FeWO_(4)/WO_(3)复合光催化剂由FeWO_(4)的菱形大颗粒和球形的WO_(3)小颗粒组成,二者以(111)(020)晶面耦合形成异质结。与WO_(3)相比,FeWO_(4)/WO_(3)复合光催化剂的光谱响应范围被拓展,且具有更高的光吸收系数,可响应可见光。对不同染料浓度、催化剂含量、pH和染料种类对FeWO_(4)/WO_(3)复合光催化剂的光催化活性影响的实验研究表明,染料浓度、催化剂含量和pH分别为50 mg/L、1.5 g/L和7时,FeWO_(4)/WO_(3)复合光催化剂在降解分散橙纺织染料时降解率达到97%。FeWO_(4)/WO_(3)复合光催化剂在降解分散黑、分散蓝、分散黄和分散橙时具有选择性。通过光催化机理分析发现,FeWO_(4)/WO_(3)复合光催化剂形成的特殊异质结结构可加速体系电荷载流子的转移和分离,进而使得FeWO_(4)/WO_(3)复合光催化剂的光催化活性得到提高。

摘要： 本文以咪唑衍生物为配体,通过水热合成法与钴离子制备出两个配位聚合物:{[Co(DTA)(1,4-DIB)(H_(2)O)]·H_(2)O}_(n)(1)和[Co(DTA)(1,3-BMIB)]_(n)(2)(1,4-DIB=1,4-二(1H-咪唑-1-基)苯;1,3-BMIB=1,3-二(4-甲基-1H-咪唑-1-基)苯;H_(2)DTA=2,5-二甲氧基对苯二甲酸)。利用X射线单晶衍射、粉末衍射、热失重、元素分析、红外光谱以及固体紫外-可见光谱等对两个配合物进行了表征。结构分析证实配合物1和2是通过二维结构堆积成的三维超分子化合物。粉末衍射测试则显示两个配合物在水中有很好的稳定性。固体紫外-可见光谱显示两个配合物属半导体材料,对紫外-可见光有很强的吸收作用。在光催化实验中,配合物1和2可加快亚甲基蓝的降解速度。

摘要： 在Cu^(2+)存在条件下,利用N‑羟乙基‑3,3‑二甲基‑6‑硝基吲哚啉螺吡喃分别与乙二胺分子或1,3‑丙二胺分子(1,3‑diaminopropane,1,3‑DAP)发生原位反应,得到了席夫碱配体双‑((2‑(甲基亚胺甲基)‑4‑硝基苯酚))阴离子(L_(1))或2‑((3‑胺基丙基亚胺)‑甲基)‑4‑硝基苯酚阴离子(L_(2))的铜配合物[Cu(L_(1))](1)和[Cu(L_(2))(1,3‑DAP)]NO_(3)(2)。用红外光谱、单晶X射线衍射和粉末X射线衍射对2种配合物进行了相关表征。在降解有机染料分子的过程中,观察到2种配合物具有一定的光催化性能。

摘要： 以水稻秆为生物模板,结合溶胶—凝胶法制备仿生TiO_(2),以亚甲基蓝的催化降解为目标,考察仿生TiO_(2)制备工艺优化策略及光催化活性。研究发现:当水稻秆粉末掺杂量为1.75 g,煅烧温度为500°C,煅烧时间为5 h,在太阳光下照射30 min时,亚甲基蓝的降解率高达93%以上。通过场发射扫描电镜带能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和紫外—可见分光光度计对仿生TiO_(2)样品进行表征,结果显示:1)仿生TiO_(2)复制了水稻秆多层片状立体结构,增大了比表面积,实现了N、P等元素的掺杂;2)仿生TiO_(2)形成了新的杂质能级,禁带宽度窄化了0.04 eV,光吸收边带发生红移,光催化性能进一步提升。

摘要： 以二水氯化铜(CuCl_(2)·2H_(2)O)、磷钼酸(H_(3)PMo_(12)O_(40))、2,6-二甲基-3,5-二(吡唑-3-基)吡啶(缩写为H_(2)X)为原料,在水热条件下,成功地合成了一个一维链状的Keggin型多酸的杂化化合物[Cu_(2)(H_(2)X)_(2)](HPMo_(12)O_(40))。借助X射线单晶衍射仪、热重分析以及红外光谱法等测试手段对该化合物的结构进行了表征,测试结果表明该化合物属于三斜晶系,P-1空间群。对该化合物的电化学和光催化性能进行了详细地研究,结果表明该化合物有选择性光催化降解有机染料的活性。

摘要： 单斜晶型BiVO4和WO3的禁带宽度和价带位置分别为:BiVO4Eg≈2.4eV,EVB≈2.4V vs.RHE;WO3Eg≈2.7eV,EVB≈3.4V vs.RHE,光生载流子在两种材料体相的转移距离均大于100nm,故两种半导体都是具有可见光响应的光催化剂.前期研究表明,单斜晶型BiVO4表面存在一定数量的Bi-O悬空键,单斜晶型WO3表面存在一定数量的W-O悬空键,这些悬空键会诱导两种光催化剂形成高表面态,易引起光生电子—空穴在其表面的高复合率,影响材料的光催化活性.In3+的离子半径约0.8(A),其与Bi3+的离子半径相近(1.03(A)),如果In3+定向掺杂取代单斜晶型BiVO4中的部分Bi3+位点,可使BiVO4晶型结构发生扭曲,进而可能改变BiVO4高表面态.另一方面,无定形TiO2表面含有大量的电子缺陷位点,若与单斜晶型WO3发生耦合接触时,可形成TiO2(O2-)-WO3(W6+)相互作用,进而可能改变WO3高表面态.

摘要： Ag3PO4由于具有独特的活性而被广泛应用于光催化领域.然而,由于其光生电子和空穴的快速复合,Ag3PO4的光催化性能在几个循环之后显著下降,光腐蚀限制了它的实际应用.因此,亟需设计一种新型的复合光催化剂来抑制电子空穴对的快速复合.而Z型复合光催化剂可综合不同光催化剂的优点,克服单一光催化剂的缺点.Z方案体系使用两个窄带隙的催化剂取代宽带隙的光催化剂,从而可以捕获更多的光子.并且光催化剂的氧化还原反应分开进行,可以有效地防止电子和空穴的复合,从而大大提高复合光催化剂的性能.本文通过微波水热法和简单搅拌法成功地制备了Z机制WO3(H2O)0.333/Ag3PO4复合材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、N2吸附-解吸等温线、比表面积测定、紫外-可见光谱和光电流曲线等方法对WO3(H2O)0.333/Ag3PO4复合材料进行了表征.通过这些表征,我们确定了所研究的光催化剂物相高度匹配;确定了光催化剂的形貌:确定了复合光催化剂是复合物,而不是简单的混合物;确定了光催化剂中光生电子和空穴的结合、分离效率;研究了光催化剂的吸收边以及带隙.光催化降解测试发现,WO3(H2O)0.333/Ag3PO4复合材料在可见光下表现出优异的催化性能,这主要归因于WO3(H2O)0.333/Ag3PO4的协同作用.其中15％WO3(H2O)0.333/Ag3PO4的光催化活性最高,在4min内几乎将30mL20mol/L的次甲基蓝完全降解.并且,复合材料的稳定性也得到很大提升.经过5次循环反应后,15％WO3(H2O)0.333/Ag3PO4的降解效率仍可以维持在88.2％.相比之下,纯Ag3PO4的降解效率仅为20.2％.这表明添加WO3(H2O)0.333可以显著提高Ag3PO4的耐光腐蚀性.最后,我们详细研究了Z-机制机理.在可见光照射下,Ag3PO4和WO3(H2O)0.333的表面产生电子-空穴对.WO3(H2O)0.333的光生电子首先转移到其导带,然后迁移到Ag3PO4的价带中与空穴结合.因此,Ag3PO4的光生电子和空穴被有效分离,光生电子连续转移到Ag3PO4的导带界面.这样,Ag3PO4的导带界面上积累了大量的电子,并且在WO3(H2O)0.333的价带界面中积累了大量的空穴.在空穴的作用下,–OH与h+反应生成·OH,·OH与污染物甲基蓝反应生成CO2和H2O.同时,大量的H+和O2与电子反应,在Ag3PO4的导带界面处产生H2O2.之后,H2O2与电子反应产生·OH,·OH与甲基蓝反应形成CO2和H2O.这样,光生电子和空穴连续分离,大大提高了光催化反应速度,最终催化剂的光催化活性得到极大的提高.

摘要： TiO2半导体由于具有清洁、无毒光催化性能优异和热稳定性好等优点,一直是光催化理论及应用研究的一个热点材料,但其较宽的禁带宽度(金红石3.0eV,锐钛矿3.2eV)和较快的光生载流子复合速率限制着其进一步应用.在本研究中,我们通过直接煅烧TiOF2前体成功制备出具有截断八面体形貌的锐钛矿TiO2纳米及亚微米晶体,并采用现代测试方法综合分析了煅烧温度对其结晶度、{001}/{101}晶面比例以及光催化性能的影响,然后以高结晶度的TiO2样品负载Au,进一步探讨了负载Au对其可见光催化活性的提升.X射线衍射图谱(XRD)和拉曼光谱表征结果表明,未煅烧的样品为TiOF2,在700°C以下煅烧的样品均呈纯锐钛矿相,而800°C煅烧的样品出现了少量金红石相,表明以TiOF2为前体制备的TiO2锐钛矿相向金红石相的转变温度明显高于常规TiO2材料.同时,XRD峰强度随煅烧温度升高而增大,表明样品结晶度提高,因而我们认为700与800°C煅烧的样品结晶度较高,而且保持了纯的或大量的锐钛矿物相.根据XRD谱得到的{001}与{101}晶面方向的平均尺寸计算了{001}/{101}晶面比例.结果显示,随着煅烧温度提高,{001}/{101}晶面比例增大.通过场发射扫描电子显微镜观察到煅烧的样品具有较规则的截断八面体双锥形貌,煅烧温度越高,形貌越规则,颗粒尺寸越大.N2吸附-解吸等温线测试结果显示,煅烧后样品的比表面积低于未煅烧的TiOF2,原因是煅烧后的样品团聚现象比较严重.紫外-可见漫反射光谱显示煅烧样品的吸收边相比于未煅烧的TiOF2发生明显红移.不同样品在紫外光下降解甲基蓝与甲醛的性能研究表明,700°C煅烧的样品具有最高的光催化活性,这可归因于其较高的结晶度及纯的锐钛矿相结构.对于负载Au的高结晶度TiO2样品(Au-T700和Au-T800),紫外-可见漫反射光谱中在597nm处出现了Au的等离子吸收峰,X射线光电子能谱中86与83eV处Au4f峰的出现也表明Au成功负载在材料表面.丙酮可见光催化降解实验表明,相比于未负载的700和800°C下煅烧TiOF2制备的TiO2,负载Au的样品的催化活性分别提高了2.6和4.8倍.综上所述,通过升高煅烧温度可提高TiO2的结晶度、晶粒尺寸和{001}/{101}晶面比例.而结晶度和{001}/{101}晶面比例的提高可以抑制电子和空穴的复合,从而提高TiO2液相和气相光催化活性.在具有最高结晶度和{001}/{101}晶面比例的TiO2上负载,后其可见光催化活性进一步提高.

摘要： 挥发性有机物(VOCs)被认为是主要的空气污染物,在空气中含量被严格规定的.各种技术被应用于去除VOCs.光催化氧化由于其强的氧化能力能够有效地降解VOCs.然而,由于催化失活极大限制其应用.怎么样降低光催化剂的带隙能,使其光活性由紫外向可见和红外移动.能够在可见和红外光下进行有效地降解VOCs.为光催化降解VOCs提供一种新颖和有效地去除措施.设计多孔复合纳米材料,从孔道结构、复合材料类型设计改善其光催化活性,有效地光催化降解VOCs.

摘要： 钨酸盐是一种新型的阴离子型半导体材料,因其良好的光催化性能与结构稳定性而受到关注.本研究探讨了天然黑钨矿作为日光催化半导体矿物材料的反应活性、稳定性与催化机制.为了验证催化剂的稳定性，对黑钨矿进行了重复实验，结果显示经过3轮回收循环实验后的黑钨矿对MB的降解率基本不变。光催化杀菌实验结果显示，天然黑钨矿对大肠杆菌的灭活率为86%(4h)，分别是MnWOa和FeWOa的5倍和8倍。本研究表明，天然黑钨矿可作为一种可见光驱动的廉价高效的天然光催化矿物材料而应用于环境污染处理领域。

摘要： 随着工业化的快速发展,化石燃料等不可再生能源的快速消耗,人类将面临不可预测的能源危机.寻找有效的方法来解决能源短缺问题已成为当今的重要研究课题.氢能是一种可以替代化石燃料的清洁可再生能源.利用半导体光催化分解水制氢技术可以将太阳能转化为氢能.目前,在已开发的半导体光催化材料中,TiO2因具有无毒、稳定、廉价等优点而备受光催化领域关注.但是,在实际应用方面,TiO2的光催化效率受限于其低的光子利用率和较高的光生电子-空穴复合率.许多研究表明,TiO2不同晶面的协同作用有利于光生载流子的迁移分离,并且适量的掺杂能够捕获光生电子,从而抑制其复合.而镧系元素因其特殊4f电子结构受到广泛的关注.采用物理或化学方法将镧系离子引入TiO2晶格中,可以影响光生电子和空穴的动力学过程,延长光生载流子的分离状态,从而提高光催化活性.本文通过简单溶剂热法成功合成了镧系离子掺杂{001}/{101}面共暴露的TiO2纳米片.X-射线粉末衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)的表征结果证明了镧系离子选择性掺杂在TiO2纳米片{101}面上.结合紫外可见吸收光谱、稳态荧光、瞬态荧光衰减曲线、光电流及莫特-肖特基曲线等手段对镧系离子掺杂TiO2光催化剂进行了表征,结果表明,镧系离子掺杂TiO2纳米片增强了对光的吸收,同时延长光生载流子的分离状态,阻碍光生电子和空穴的复合.考察其光催化分解水制氢的性能.研究表明,在相同掺杂量(0.5mol％RE3+=Ho3+,Er3+,Tm3+,Yb3+,Lu3+)的TiO2纳米片中,Yb3+-TiO2纳米片光催化剂具有优异的产氢活性,在模拟太阳光照射1h后产氢量是纯TiO2的4.25倍.同时讨论了不同浓度助催化剂Pt作用下的Yb3+-TiO2纳米片产氢效果,当Pt含量量为0.3wt％时,光解水产氢活性最佳,Pt/Yb3+-TiO2纳米片的产氢量是Yb3+-TiO2的2倍,纯TiO2的8.5倍.光催化分解水产氢活性的显著提高可以归因于光生电子-空穴对在TiO2纳米片{001}/{101}面的快速分离,以及镧系离子4f电子轨道对电子的捕获和杂质能级的产生减小了禁带宽度,这不仅延长了光生载流子的分离状态,增加了H+还原成H2的机会,而且还可以拓展可见光的吸收范围.可见,利用镧系离子掺杂TiO2和共暴露{001}/{101}面协同作用是一种实现TiO2基光催化活性提高的有效方法之一.镧系离子掺杂的策略对提高半导体纳米材料的光催化活性有显著的影响,可能在光催化、光电化学和太阳能电池领域有更广泛的应用.

摘要： 光催化技术不仅可以将太阳能转化为化学能,还可以直接降解和矿化有机污染物的特性,因而成为最具吸引力和前景的技术之一,被广泛应用于解决环境和能源问题.但是目前,太阳能燃料的最高转化效率为5％,无法满足商业化要求(≥10％).各种光催化材料被探索研究以进一步提高光催化效率.但目前广泛使用的材料都有不同的缺点.比如最常用的金属氧化物(TiO2)由于禁带较宽,仅能利用太阳光中的紫外光,限制了其对光的使用效率;贵金属化合物虽性能优异但成本较高,不宜规模化应用;硫化物或非金属单质一般容易发生光腐蚀,稳定性较差;非金属化合物或聚合物中光生电子和空穴复合率高,活性较低.最近几年,类石墨相氮化碳(g-C3N4)以其优异的热稳定性以及化学稳定性,能带结构易调控和前驱体价格低廉等特点而成为目前研究的热点,在光解水制氢产氧、污染物降解、光催化CO2还原、抗菌和有机官能团选择性转换等领域受到广泛的应用.然而,传统热缩聚法合成的g-C3N4光催化剂比表面积小、电荷复合率高、禁带宽度稍微大、光生载流子传输慢,抑制了其光催化活性.为了进一步提高g-C3N4的光催化活性,出现了多种改性方法.纳米异质结由于能展现出单组分纳米材料或体相异质结所不具备的独特性质,更能促进光生电子和空穴快速转移,提供更多的光生电子或使光生电子具有更强的还原性而成为研究的热点.从2009年以来,基于g-C3N4的异质结结构以其优异的光催化性能吸引了世界各国科学家的关注.本文综述了过渡金属硫化物(TMS)/g-C3N4纳米复合材料的最近研究进展,包括:(1)纯g-C3N4的制备,(2)g-C3N4的改性方法,(3)TMS/g-C3N4异质结光催化剂的设计原则,以及(4)能量转换方面的应用.并从以下几个方面对金属硫化物异质结体系的特性和转移机理进行了介绍:(1)Ⅰ-型异质结,(2)Ⅱ-型异质结,(3)p-n型异质结,(4)肖特基异质结和(5)Z-型异质结.此外,还系统地介绍了g-C3N4基异质结光催化剂在光解水、CO2还原、固氮和污染物降解等方面的应用.最后,本文分析了目前g-C3N4光催化剂异质结领域面临的问题和挑战,展望了未来的发展趋势.

摘要： 光催化分解水制氢是应对能源危机和环境污染问题的途径之一,也是实现太阳能转化和储存的有效方法.其中,应用层面的一个关键制约因素是高效光催化剂的开发和制氢反应体系的构建,理论层面的一个关键科学问题是光生电子-空穴的高效分离及光生电子定向迁移,这两个层面的问题构成当前光催化分解水制氢研究的重大挑战.因此,稳定、高效催化剂的制备成为光催化领域重要的研究目标.类石墨烯氮化碳(g-C3N4)的结构与石墨相似,其层与层之间的范德华力使其具有良好的热稳定性和化学稳定性.g-C3N4是一种聚合物非金属半导体,由于具有与碳材料相似的层状堆积结构和sp2杂化的π共轭电子能带结构,因此被认为是最有可能代替碳材料用于光催化分解水制氢的新型光催化材料.g-C3N4的室温禁带宽度为2.7eV左右,其价带和导带的位置完全覆盖了水的氧化-还原电位,因此理论上g-C3N4不仅能够氧化水为氧气,而且能够将水还原产氢,从而表现出优良的光电特性,成为新型太阳能转换材料.然而,g-C3N4在展示了良好研究前景的同时也存在一些缺陷,如比表面积较小及稳定性差等,这制约了g-C3N4在光催化领域的应用.为此,通过各种化学修饰对g-C3N4进行改性以提高其光催化活性和稳定性成为一个重要的研究方向.本文采用高温煅烧方法成功制备了Zn-Ni-P@g-C3N4催化剂.将一定量的g-C3N4、乙酸镍、乙酸锌和次亚磷酸钠均匀混合在一起并研磨成粉末,然后以3oC/min的速率升温至300oC并在此温度下保持2h,自然冷却至室温后即得到Zn-Ni-P@g-C3N4催化剂,整个制备过程在氮气环境中进行.研究表明,在Zn与Ni摩尔比为1:3的Zn-Ni-P@g-C3N4催化剂上,当反应体系pH=10,在420nm光照下反应5h产氢量可达531.2μmol,是纯g-C3N4上的54.7倍.20h循环实验表明催化剂具有较好的光催化稳定性.对催化剂进行了XRD、TEM、SEM、XPS、N2吸附、UV-vis DRS、瞬态光电流、FT-IR、瞬态荧光和Mott-Schottk等一系列表征,证明Zn-Ni-P的参与有效调变了电荷传输机制.SEM表征表明,Zn-Ni-P@g-C3N4为均匀排列的小颗粒,与纯g-C3N4相比其结构发生了改变,在Zn-Ni-P@g-C3N4结构中未发现g-C3N4纳米片的存在,说明Zn-Ni-P和g-C3N4成功复合.在上述研究基础上推测了可能的反应机理.

摘要： 石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片因其廉价、易得、无毒等优点而在光催化领域被广泛应用和研究.但单一的g-C3N4存在光生电子与空穴易复合等缺陷,而助催化剂的存在可以促进电荷转移,延长载流子寿命,从而提高光催化性能.本文通过合成PtPd双金属合金纳米颗粒作为助催化剂,对g-C3N4纳米片光催化剂进行修饰以提高可见光照射下的光催化产氢速率.g-C3N4是以尿素为原材料,通过高温热缩聚和热刻蚀的方法合成,PtPd/g-C3N4复合光催化剂通过化学还原沉积法合成.对所获得的复合光催化剂进行了XRD测试并将结果与PdPt标准卡片进行了对比,结果表明,各峰的位置都能有较好的对应,说明成功合成了PdPt.采用TEM对PtPd/g-C3N4的形貌进行观察,发现g-C3N4呈薄片状,且PdPt颗粒较为均匀地分布在其表面.XPS测试发现,PtPd/g-C3N4复合样品中Pt和Pd元素的峰值较Pt/g-C3N4和Pd/g-C3N4均发生0.83eV的偏移,进一步说明合成了PtPd双金属合金纳米颗粒.DRS测试表明,g-C3N4的带隙宽度为2.69eV,而PtPd双金属合金纳米颗粒的负载有效地减小了禁带宽度,从而提高了光催化剂对光的利用率.光催化产氢性能实验发现,当g-C3N4负载PtPd双金属合金纳米颗粒后,光催化产氢速率大幅度提高,其中负载量为0.2wt％的PtPd/g-C3N4复合光催化剂的产氢速率最高,为1600.8μmol g–1h–1,是纯g-C3N4纳米片的800倍.向光催化体系中添加10g K2HPO4后,产氢速率提高到2885.0μmol g–1h–1.当二元合金中Pt:Pd比为1:1时,PtPd/g-C3N4复合光催化剂上的产氢速率最高,分别是Pt/g-C3N4和Pd/g-C3N4上的3.6倍和1.5倍.另外,在420nm处量子效率为5.5％.PtPd/g-C3N4复合光催化剂还表现出很好的稳定性,能够在完成4次光催化实验循环后仍然保持其良好的光催化活性.对PtPd/g-C3N4复合光催化剂进行了一系列光电化学表征.PL结果表明,PtPd/g-C3N4复合光催化剂与纯g-C3N4相比荧光强度减弱,说明PtPd/g-C3N4复合光催化剂有较慢的光生电子-空穴复合速率,这可以更有效地使电荷分离,从而提高光催化活性.根据光催化反应和表征分析结果提出了复合光催化剂上水分解产氢可能的机理,即PtPd/g-C3N4之间的协同作用有助于提高复合光催化剂的光催化活性.

摘要： 氢能是最具应用前景的清洁能源之一,利用太阳能作为驱动力光催化水分解制取氢气已被广泛研究.作为非金属半导体光催化剂,g-C3N4具有合适的能带结构(2.71eV),良好的可见光捕获能力和物理化学稳定性,因而有一定的光催化产氢能力;但是它具有可见光吸收能力(＜470nm)不够、光生电子空穴容易复合等缺点,使其光催化制氢能力受到了极大限制.通过助剂修饰可有效促进载流子分离,增加反应活性位点及加速产氢动力学.因此,本文采用双助剂改性以提高g-C3N4的光催化制氢性能.本文首先采用原位煅烧法将银纳米粒子(Ag NPs)沉积在g-C3N4表面(Ag/g-C3N4),随后利用水热法成功地将硫化镍(NiS)负载在Ag/g-C3N4复合材料表面.XRD,FT-IR,XPS和TEM结果表明,通过原位煅烧和水热合成法可以成功地将Ag和NiS均匀、稳定沉积在g-C3N4表面,并且g-C3N4保持原有结构不变.紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、瞬态光电流、阻抗(EIS)和光致发光谱(PL)分析表明,Ag NPs和NiS的引入不仅改善了体系的光吸收范围和强度,而且显著提高了体系光生电子和空穴的产生、分离性能,有助于提高光子利用效率.其中三元样品的最高光电流可以达到2.94×10–7A·cm–2,是纯g-C3N4的3.1倍.对系列光催化剂的分解水制氢性能测试发现(采用300W氙灯作为光源,三乙醇胺作为牺牲剂),10wt％-NiS/1.0wt％-Ag/CN样品具有最优异的光催化分解水制氢性能,产氢速率可达9.728mmol·g–1·h–1,是纯g-C3N4的10.82倍,二元10wt％-NiS/CN的3.45倍,1.0wt％-Ag/CN的2.77倍.三元样品反应前后的XRD特征峰位置没有发生变化,循环四次后样品仍具有83％的催化活性,证明其具有良好的制氢稳定性.10wt％-NiS/1.0wt％-Ag/CN样品在可见光下(λ＞420nm)的制氢量子效率为1.21％.三元体系光催化产氢性能增强的原因在于:(1)Ag纳米颗粒的局域表面等离子体效应使得三元体系的光捕获能力得到提高;(2)Ag NPs和NiS负载在g-C3N4上共同促进了光生电子空穴的产生和分离;(3)Ag NPs和NiS作为优良的析氢助催化剂沉积在g-C3N4表面上可以有效地提高产氢动力学.本文构建的NiS/Ag/g-C3N4复合体系为g-C3N4基复合光催化剂的设计及制备提供了新的思路.

摘要： 本发明公开了一种具有可见光催化活性的石墨烯/ZnS‑MoS2纳米固溶体光催化剂的合成方法，首先用改良Hummers法制备出氧化石墨烯(GO)，然后将氧化石墨烯分散到有机溶剂中超声至均匀溶液。然后以无机锌盐、无机钼盐和硫源作为原料，将它们依次溶解到有机溶液中,并加入提前制备好的石墨烯溶液，在180‑220°C下进行反应，纳米固溶体ZnS‑MoS2均匀附着在石墨烯薄膜上形成以化学键结合的rGO/ZnS‑MoS2纳米固溶体光催化剂。当石墨烯的含量为5～14％时，rGO/ZnS‑MoS2纳米固溶体光催化剂具有优良的可见光催化能力。本发明的特点是合成的rGO/ZnS‑MoS2纳米固溶体光催化剂具有较大的比表面积，较窄且可连续调节的禁带宽度，能有效地促进光生电子‑空穴分离、迁移，在可见光下有较强的光吸收和光催化活性。

摘要： 本发明公开了一种具有高效光催化活性的复合光催化材料及其制备方法，其中包括改性碳化氮、第一催化料、第二催化料、碳纤维和磷酸钠等组分，改性碳化氮是利用前驱体自组装共聚改性的方法制备得到的，采用的原料为三聚氰胺、三聚硫氰酸；第一催化料为Ag/Ag3PO4/BiPO4复合材料，第二催化料为CdS微球@TiO2核壳结构，第一催化料、第二催化料均具有优异的光催化活性和可见光利用率，再将第一催化料、第二催化料与改性碳化氮复合；本发明通过将第一催化料、第二催化料、改性碳化氮复合制备光催化材料，有效提高了光催化材料的可见光利用率，且该光催化材料的反应活性和光催化反应效率优异，具有较高的实用性。

摘要： 本发明公开了一种具有较高光催化活性的mpg‑C3N4光催化剂及其制备方法和应用，先将三聚氰胺与硅溶胶混合，高温煅烧得黄色粉体，用NH4HF2水溶液除去黄色粉体中的SiO2，制得到mpg‑C3N4粉体；再用酸溶液中微波水热处理方法或碱溶液中超声改性方法将mpg‑C3N4粉体进行改性，增强mpg‑C3N4粉体的光催化活性。本发明提供的经改性后的具有较高光催化活性的mpg‑C3N4光催化剂的制备方法，流程简单，操作容易，反应时间较短，反应条件温和，合成的改性后的mpg‑C3N4光催化剂具有较高的光催化活性，是一种增强mpg‑C3N4的光催化效率可行的方法，具有良好的应用前景。

摘要： 本发明涉及光催化剂技术领域，具体是提供了一种简单、易于操作、不使用任何有机溶剂和特殊设备，在室温下即可快速合成高可见光催化活性的BiOCl光催化剂的方法。所述方法包括：S1、将一定量的聚乙二醇溶于去离子水中，再加入水溶性铋盐或其水合物，充分搅拌；S2、将一定量的水溶性氯盐加入上述溶液中，室温下充分搅拌；S3、分离产生的沉淀物、洗涤、干燥、得到BiOCl纳米光催化剂粉末。本发明方法合成的BiOCl纳米光催化剂的微观形貌为高分散性的纳米片或由纳米片组装而成的纳米花，在LED灯带下，催化剂表现出突出的可见光催化活性，解决现有技术存在的产物可见光催化活性低、制备过程复杂、安全隐患大、不环保、能耗高等问题。

摘要： 本发明公开了一种具有高效光催化活性的复合光催化材料及其制备方法，其中包括改性碳化氮、第一催化料、第二催化料、碳纤维和磷酸钠等组分，改性碳化氮是利用前驱体自组装共聚改性的方法制备得到的，采用的原料为三聚氰胺、三聚硫氰酸；第一催化料为Ag/Ag3PO4/BiPO4复合材料，第二催化料为CdS微球@TiO2核壳结构，第一催化料、第二催化料均具有优异的光催化活性和可见光利用率，再将第一催化料、第二催化料与改性碳化氮复合；本发明通过将第一催化料、第二催化料、改性碳化氮复合制备光催化材料，有效提高了光催化材料的可见光利用率，且该光催化材料的反应活性和光催化反应效率优异，具有较高的实用性。

摘要： 本发明公开了一种具有高效光催化活性的复合光催化材料及其制备方法，其中包括改性碳化氮、第一催化料、第二催化料、碳纤维和磷酸钠等组分，改性碳化氮是利用前驱体自组装共聚改性的方法制备得到的，采用的原料为三聚氰胺、三聚硫氰酸；第一催化料为Ag/Ag3PO4/BiPO4复合材料，第二催化料为CdS微球@TiO2核壳结构，第一催化料、第二催化料均具有优异的光催化活性和可见光利用率，再将第一催化料、第二催化料与改性碳化氮复合；本发明通过将第一催化料、第二催化料、改性碳化氮复合制备光催化材料，有效提高了光催化材料的可见光利用率，且该光催化材料的反应活性和光催化反应效率优异，具有较高的实用性。

摘要： 本发明公开了一种具有高效光催化活性的复合光催化材料及其制备方法，其中包括改性碳化氮、第一催化料、第二催化料、碳纤维和磷酸钠等组分，改性碳化氮是利用前驱体自组装共聚改性的方法制备得到的，采用的原料为三聚氰胺、三聚硫氰胺；第一催化料为Ag/Ag3PO4/BiPO4复合材料，第二催化料为CdS微球@TiO2核壳结构，第一催化料、第二催化料均具有优异的光催化活性和可见光利用率，再将第一催化料、第二催化料与改性碳化氮复合；本发明通过将第一催化料、第二催化料、改性碳化氮复合制备光催化材料，有效提高了光催化材料的可见光利用率，且该光催化材料的反应活性和光催化反应效率优异，具有较高的实用性。

摘要： 本发明公开了一种具有太阳光催化活性的磷酸银－碳酸氧铋光催化剂的制备方法，包括如下步骤：S1、将10mL 0.15mol/L磷酸二氢钾水溶液加入到10mL 0.15mol/L硝酸铋乙醇溶液中，搅拌0.5－2.5h，离心分离，水洗至中性；S2、将固体转移至烧杯中，依次加入反应溶剂、0.06mol/L碳酸钠溶液、0.07mol/L硝酸银溶液各10mL，搅拌0.5－2.5h，离心分离，水洗至中性，80°C干燥，即得。本发明的制备方法具有仪器简单、操作简便、合成时间短、不需要加热室温即可合成、节能环保等优点，其所制备的光催化剂具有对太阳光利用率高、降解速度快等特点。

摘要： 本发明公开了一种具有高光催化活性的BiOCl光催化剂及其合成方法，该BiOCl光催化剂的光催化活性较高，其形貌与合成方法均未见报道。另外，将含有Bi3+、[C6O7H5]3‑和Cl‑的水溶液进行加热反应的步骤，其中，水溶液中Bi3+与[C6O7H5]3‑的物质的量之比为6:1‑5，即可得到该具有高光催化活性的BiOCl光催化剂，合成方法简单，具有较高的应用价值。

摘要： 本发明公开了一种具有可见光催化活性的石墨烯/ZnS‑MoS2纳米固溶体光催化剂的合成方法，首先用改良Hummers法制备出氧化石墨烯(GO)，然后将氧化石墨烯分散到有机溶剂中超声至均匀溶液。然后以无机锌盐、无机钼盐和硫源作为原料，将它们依次溶解到有机溶液中,并加入提前制备好的石墨烯溶液，在180‑220°C下进行反应，纳米固溶体ZnS‑MoS2均匀附着在石墨烯薄膜上形成以化学键结合的rGO/ZnS‑MoS2纳米固溶体光催化剂。当石墨烯的含量为5～14％时，rGO/ZnS‑MoS2纳米固溶体光催化剂具有优良的可见光催化能力。本发明的特点是合成的rGO/ZnS‑MoS2纳米固溶体光催化剂具有较大的比表面积，较窄且可连续调节的禁带宽度，能有效地促进光生电子‑空穴分离、迁移，在可见光下有较强的光吸收和光催化活性。