1 西南民族大学 电子信息学院 信息材料四川省高校重点实验室，成都 610041
2 电子科技大学 电子科学与工程学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 610054
采用修饰的高分子网络凝胶法成功制备了Mn2O3复合Mn掺杂ZnO纳米复合光催化剂（Mn：ZnO/Mn2O3），并基于模拟太阳光照射下罗丹明B（RhB）及亚甲基蓝（MB）染料的光降解研究了催化剂光催化降解有机染料的特性。X射线衍射，扫描电子显微镜及BET比表面积测试结果显示，微量（0.1 mol%）Mn掺杂再复合微量（0.2 mol%）Mn2O3后，Mn：ZnO/Mn2O3的颗粒尺寸减小且分散性提高，有效比表面积增大。紫外-可见光吸收光谱表明，相对于纯ZnO，Mn：ZnO/Mn2O3在可见光区域的光吸收能力明显提高。光致发光光谱表明微量Mn掺杂和微量Mn2O3复合促进了光生电子-空穴对的分离。结合X射线光电子能谱，发现可见光吸收能力和光生电子-空穴对分离率的提高源于催化剂表面氧空位的增加以及Mn：ZnO和Mn2O3之间形成的Ⅱ型异质结结构。因此，Mn：ZnO/Mn2O3对RhB的降解展现出稳定且优越的光催化活性。然而，由于Mn2O3的带隙（Eg≈1.4 eV）过窄，其价带位置高于羟基自由基（·OH）的氧化还原电位，因此光生空穴的氧化电势过低，无法生成氧化能力更强的·OH，这导致Mn2O3复合ZnO光催化剂（ZnO/Mn2O3）对RhB和MB的光降解效率降低。此外，Mn：ZnO/Mn2O3对RhB和MB展现出选择性光降解行为，即对容易降解的MB的光降解效率明显降低。这种选择性光催化特性归因于光催化反应过程中活性物种之间的差异性以及催化剂零电荷点和初始染料溶液的pH值之间的关系。
纳米光催化剂 离子掺杂 半导体复合 Ⅱ型异质结 高分子网络凝胶法 Nano-photocatalysts Ions doping Semiconductor coupling Type Ⅱ heterojunction Polymer network gel method
1 阜阳师范学院 化学与材料工程学院, 安徽 阜阳236037
2 安徽环境污染物降解与监测省级实验室, 安徽 阜阳236037
以二氰二胺和碘化铵为前驱体, 采用水浴-焙烧方法首次制备了CNI与SiO2不同质量比的SiO2/CNI复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对催化剂进行了表征。实验结果表明, 与CNI相比, CNI/SiO2复合光催化剂具有更高的光催化活性。当SiO2与CNI的质量比为1: 15时, SiO2/CNI催化剂样品的光解水产氢活性最高, 光解水产氢速率为88.6 μmol/h。SiO2/CNI(1: 15)样品之所以具有高活性主要有两方面原因: 适量的SiO2与CNI复合可以使光生电子-空穴对的复合得到显著的抑制; SiO2与CNI复合使得SiO2/CNI对可见光(200～600 nm)吸收能力增强, 且其吸收带边向长波方向移动。
二氰二胺 碘化铵 水浴-焙烧法 光催化 光解水产氢 dicyanodiamine ammonium iodide bath-calcination process SiO2/CNI SiO2/CNI photocatalysts photolysis water producing hydrogen
1 阜阳师范学院 化学与材料工程学院, 安徽 阜阳 236037
2 安徽环境污染物降解与监测省级实验室, 安徽 阜阳 236037
采用一种简便的水热法在433 K的温度下成功合成了具有不同Bi2S3质量分数的Bi2S3/BiOCl复合光催化剂,利用各种技术对其进行了表征。在紫外光照射下, 以甲基橙水溶液的光催化降解为模型反应, 评价了Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的活性。研究结果表明: 与纯Bi2S3和纯BiOCl相比, Bi2S3/BiOCl样品明显具有更高的光催化性能, 尤其当Bi2S3在Bi2S3/BiOCl中的质量分数为26.5%时, Bi2S3/BiOCl复合催化剂的光催化活性与商业P25(TiO2)的活性非常接近, 而这种商业P25在紫外光照射下是公认的高效光催化剂。这种明显提高的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2S3和BiOCl形成异质结界面上的有效转移, 降低了电子-空穴对的复合。
水热法 复合光催化剂 甲基橙 hydrothermal method Bi2S3/BiOCl Bi2S3/BiOCl composite photocatalysts methyl orange
1 北京科技大学冶金与生态工程学院， 北京100083
2 北京科技大学应用科学学院化学系， 北京100083
采用溶胶-凝胶法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的碳纳米管表面均匀沉积纳米级二氧化钛粒子制得复合光催化剂。 采用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对复合光催化剂进行表征。 结果表明， 二氧化钛粒子是呈球形、 团聚， 随机沉积在未修饰碳纳米管任意表面， 甚至部分碳纳米管表面是完全裸露的。 经PVP修饰后的碳纳米管， 二氧化钛纳米粒子均匀沉积在碳纳米管表面， 二氧化钛为纯锐钛矿晶体结构， 没有金红石和板钛矿相。 表面修饰碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂在紫外光照射下降解亚甲基蓝， 相比纯的二氧化钛和碳纳米管／二氧化钛复合光催化剂， 具有非常高的催化活性。
碳纳米管 二氧化钛 聚乙烯吡咯烷酮 表面修饰 复合光催化剂 CNTs TiO2 Surface modification PVP Composite photocatalysts 光谱学与光谱分析
2011, 31(9): 2529
1 新疆大学应用化学研究所, 乌鲁木齐 830046
2 昌吉回族自治州产品质量检验所, 昌吉831100
本文采用液相沉积法制备出了纳米SiO2/γ-Fe2O3复合粒子,在其表面负载ZnO, 从而得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/SiO2/γ-Fe2O3, 并通过XRD和TEM等测试技术对样品进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰等为降解对象, 研究了磁载光催化剂ZnO/SiO2/γ-Fe2O3在紫外光下的光催化活性。结果表明, 在γ-Fe2O3和ZnO之间包覆一层无定形SiO2可使催化剂降佳率由20.76%提高到95.63%,并且该磁载光催化剂对染料有较好的降解效果, 在三次循环使用后仍能保持较好的光催化性能.
磁载光催化剂 氧化锌 亚甲基兰 magnetic photocatalysts ZnO/SiO2/γ-Fe2O3 ZnO/SiO2/γ-Fe2O3 ZnO methlene blue
