1 四川建筑职业技术学院材料工程系, 多组元合金德阳市重点实验室, 德阳 618000
2 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室, 成都 610031
本文采用化学沉积法制备了纳米-p-CuO/n-T-ZnOw复合催化剂, 讨论了合成体系中聚乙二醇-600(PEG-600)浓度对样品的物相、微观形貌以及光催化活性等的影响。研究结果表明: 在合成体系中PEG-600对CuO纳米颗粒沉积在T-ZnOw表面起着重要的作用, 随着PEG-600浓度的增加, T-ZnOw表面沉积的CuO纳米颗粒越密集; 在紫外光照条件下, 合成的样品对亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的光催化降解率均明显高于单一T-ZnOw, p型CuO纳米颗粒沉积在n型T-ZnOw表面可以促使光生电子-空穴对发生分离, 有效提高T-ZnOw的光催化活性; 其中合成体系中PEG-600浓度为0.6 mol/L时制得的样品光催化活性最高。该研究可为简便低成本制备高性能纳米-p-CuO/n-T-ZnOw复合半导体催化剂提供参考。
纳米-p-CuO/n-T-ZnOw 复合催化剂 化学沉积法 紫外光照 光催化活性 nano-p-CuO/n-T-ZnOw composite catalyst chemical deposition method UV irradiation PEG-600 PEG-600 photocatalytic activity
1 云南开放大学化学工程学院, 昆明 650223
2 云南国防工业职业技术学院化学工程学院, 昆明 650223
3 成都大学机械工程学院, 成都 610106
采用水热法制备了锐钛矿、金红石、板钛矿三相混晶TiO2, 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TiO2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@TiO2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TiO2对盐酸四环素(TC)的降解率由纯TiO2的78.5%提高到91.6%。
三相混晶 水热法 Ag修饰 光催化活性 盐酸四环素 TiO2 TiO2 three-phase mixed structure hydrothermal method Ag modification photocatalytic activity tetracycline hydrochloride
1 伊犁师范大学，新疆凝聚态相变与微结构实验室，伊宁 835000
2 南京大学物理学院，固体微结构物理国家重点实验室，南京 210093
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法，研究了单层g-C3N4以及X/g-C3N4(X=g-C3N4、AlN及GaN)异质结的稳定性、电子结构、功函数及光学性质。结果表明，X/g-C3N4异质结的晶格失配率和晶格失配能极低，说明X/g-C3N4具有优异的稳定性。与单层g-C3N4相比，X/g-C3N4的带隙均减小，态密度的波峰和波谷均大幅提高且出现了红移现象，处于激发态的电子数量增加，使得电子跃迁变得更为容易，表明构建异质结有利于提高体系对可见光的响应能力。此外，X/g-C3N4的功函数均减小且在界面处形成了内建电场，有效抑制了光生电子-空穴对的复合，这对载流子的迁移以及光催化能力的提高大有裨益。其中，GaN/g-C3N4的功函数最小，在界面处存在电势差形成了内建电场且红移现象最明显，可推测GaN/g-C3N4的光催化性能最好。因此，本文提出的构建异质结是提高体系光催化活性的有效手段。
异质结 第一性原理 电子结构 光学性质 光催化性能 GaN/g-C3N4异质结 AlN/g-C3N4异质结 heterojunction first principle electronic structure optical property photocatalytic activity GaN/g-C3N4 heterojunction AlN/g-C3N4 heterojunction
1 西安交通工程学院公共课部，西安 710300
2 中国矿业大学材料与物理学院，徐州 221116
通过溶胶凝胶法制备了光催化活性更高的Ce∶ZnO复合粉体光催化材料，并采用X射线衍射(XRD)、电子顺磁共振(EPR)、紫外可见光谱(UV-Vis)技术对所制备的粉体样品的晶体种类及结构、自由基种类及含量、光催化效率进行表征分析。复合样品的X射线衍射测试结果显示，随着掺杂浓度的增加，先后检测到CeO2的(111)和(200)晶面特征峰，且衍射峰强度逐渐增强。此外，适量的掺杂(c(Ce3+)=2%)可减小ZnO晶体的晶粒尺寸。电子顺磁共振测试结果显示，Ce∶ZnO复合光催化材料中存在三类自由基，分别是Zn-H络合物、正一价氧空位、CeO2表面吸附的超氧根离子。紫外可见光谱测试表明，适量的掺杂可有效提高ZnO催化剂的光催化活性，综合分析显示，ZnO光催化活性提高的主要原因是Ce3+的掺入使得材料中电子数量增多，进而提高了活性自由基·O-2的数量。本文通过EPR技术和XRD衍射技术，成功表征了Ce3+掺杂对ZnO材料中自由基种类合成的影响过程，并结合UV-Vis技术，对Ce∶ZnO复合材料光催化降解甲基橙的过程中的电子转移过程作出了合理的解释。
电子顺磁共振 Ce3+掺杂 光催化活性 电子转移 自由基 ZnO ZnO electron paramagnetic resonance Ce3+ doping photocatalytic activity electron transfer free radical
山东理工大学材料科学与工程学院, 淄博 255049
采用两步法制备生物质石墨烯/LaFeO3纳米复合材料(石墨烯加入量分别为LaFeO3的1%、3%、5%、7%), 应用差热-热重分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子 显微镜(SEM)等测试手段对生物质石墨烯/LaFeO3纳米复合材料样品的物相及微观结构进行了表征; 采用傅里叶变换红外光谱仪对样品进行了红外分析(FTIR); 研究了生物质石墨烯加入量对生物质石墨烯/LaFeO3复合材料降解亚甲基蓝光催化降解率的影响。结果表明: 通过两步法所制备的生物质石墨烯/LaFeO3纳米光 催化剂稳定性好, 具有高效光催化活性; 生物质石墨烯的加入提高了LaFeO3对亚甲基蓝的光催化降解率; 采用175 W荧光高压汞灯光照30 min时, 加入7%生物 质石墨烯的LaFeO3样品对亚甲基蓝的光催化降解率最高达到56%, 比纯LaFeO3光催化降解率高出50%。
柠檬酸络合法 生物质石墨烯 光催化活性 LaFeO3 LaFeO3 citric acid complexation biomass graphene photocatalytic activity
Key Laboratory of Green Chemistry & Technology, College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064, China
以多孔SiO2/TiO2复合膜为膜层材料, 采用溶胶-凝胶法制备得到λ/4-λ/2型无峰两层宽频增透膜, 此工艺制备过程简, 单且对膜层折射率要求较低, 镀制两层膜的K9基片在500~700 nm波段维持较高的透过率, 在此区间透过率平均值为99.4%, 在可见光区400~800 nm的平均透过率为99.0%。两层膜表现出优异的超亲水性能, 在无需紫外光照的条件下, 其在0.5 s的水接触角仅为2.2°, 且超亲水性能能够维持超过20 d。同时, 两层膜表现出一定的光催化降解有机污染物的能力。
broadband antireflective coatings superhydrophilicity photocatalytic activity SiO2 TiO2 宽频增透膜 超亲水 光催化 二氧化硅 二氧化钛
1 清华大学化学系, 北京 100084
2 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏 南京 210044
稀土磷酸盐在光学材料、 激光材料等许多领域有着广泛的利用, 具有较大的开发前景。 通过水热法制备出不同晶相的LaPO4纳米棒, 重点研究了其在光催化领域的应用, 并对其结构以及紫外漫反射光谱进行了分析讨论。 研究表明水热温度是影响其晶相的一个关键因素, 120 ℃时为六方相, 160 ℃时为六方与单斜混合相, 而温度提高至180 ℃时为单斜相。 不同晶相LaPO4对紫外光吸收没有明显的区别, 且各晶相下均为纳米棒结构。 通过光催化降解亚甲基蓝（MB）来研究不同晶相LaPO4光催化活性区别, 发现单斜相的LaPO4纳米棒具有更高的光催化活性。 研究进一步发现, 单斜相的LaPO4纳米棒可促进荧光量子效率降低, 提高了光生电子及空穴的分离效率, 因而光催化降解MB活性较高。 此外, 利用活性物种捕获实验, 确定了单斜相LaPO4在光催化降解过程中起主要作用的活性物种为羟基自由基。
水热 纳米棒 光催化 Hydrothermal LaPO4 LaPO4 Nanorods Photocatalytic activity 光谱学与光谱分析
2016, 36(5): 1440
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
2 中北大学 电子测试技术国防科技重点实验室, 太原 030051
3 中北大学 材料科学与工程学院, 太原 030051
基于脱脂棉为牺牲模板,采用碳辅助法制备了内嵌碳的八面体形貌Co3O4,对其在模拟阳光下的光解水制氢气的能力进行了研究。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征分析表明,制备的产物是具有规则正八面体形貌、粒径约为10 μm的具有良好晶型的Co3O4。能谱(EDS)和光射线光电子能谱(XPS)结果表明,制备的产物内嵌无定形碳,碳源来自于脱脂棉制备过程中的不完全燃烧。实验结果表明制备的内嵌碳八面体形貌Co3O4具有良好的光解水制氢能力。
脱脂棉 氢气 光催化 Co3O4 Co3O4 degreasing cotton hydrogen photocatalytic activity 强激光与粒子束
2015, 27(2): 024140
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海200083
2 齐齐哈尔大学 通信与电子工程学院，黑龙江 齐齐哈尔161006
3 华东师范大学 极化材料与器件教育部重点实验室，上海200241
采用溶胶-凝胶法在Si(111)衬底上制备纳米TiO2薄膜，利用电化学阴极还原法对TiO2纳米薄膜掺杂Nd3+，对其结构及光催化活性进行研究，结果显示，所制备的样品均为多晶结构，随着Nd3+掺杂量的增加颗粒尺寸明显减小，比表面积增大.Nd3+的掺杂导致TiO2光催化剂吸光能力增强，同时吸收限红移，提高了光的利用率，并且当掺杂量为1.2%时，光催化活性最好.
TiO2薄膜 光催化 钕掺杂 titanium dioxide thin film photocatalytic activity neodymium doping
黑龙江大学化学化工与材料学院 功能无机材料化学省部共建教育部重点实验室， 黑龙江 哈尔滨 150080
用水热法合成了花状Bi2WO6 和 Bi2WO6∶Er3+球型微粒样品。Bi2WO6∶Er3+微粒在980 nm光激发下发射纯绿色上转换荧光，退火温度和Er3+的掺杂量对Er3+的光谱形状没有明显的影响。Bi2WO6∶Er3+ 除了具有上述发光性质外，在可见光照射下还存在很高的光催化活性。实验证明: Bi2WO6 和 Bi2WO6∶Er3+对罗丹明B的光降解效率分别达到68.9%和 95.3%,Er3+离子的掺杂提高了罗丹明B的吸附量以及Bi2WO6∶Er3+光催化活性。
发光 催化活性 Er3+ Er3+ luminescence photocatalytic activity
