王丹军
,
何小梅
,
朱燕
,
岳林林
,
申会东
,
郭莉
,
付峰
人工晶体学报
以Sm(NO3)3、NH4H2PO4和Bi(NO3)3为原料,采用水热法合成了Sm3+掺杂棒状BiPO4光催化剂.采用XRD、SEM、UV-Vis吸收光谱、BET比表面积测试等手段对其组成、晶型、粒径、形貌及比表面积等进行了表征,并以金卤灯模拟可见光,以甲基橙和邻硝基苯酚为模型污染物,对其光催化性能进行了评价和分析.XRD和SEM分析表明,Sm3+掺杂进入BiPO4的晶格,导致其晶胞参数发生变化,但对其物相结构和形貌的影响不明显;UV-Vis吸收光谱测试表明,Sm3+掺杂使BiPO4在紫外光区的吸收减弱,可见光区略有增强.光催化实验表明,Sm3+掺杂后BiPO4的光催化活性与掺杂量密切相关,当Sm3掺杂量为0.75at％时光催化活性提高较显著.根据实验结果和文献报道,论文对Sm3+掺杂后BiPO4活性提高机理进行了探讨,认为Sm3+掺杂后BiPO4光生电子-空穴分离效率提高是影响其活性的主要因素.
关键词:
BiPO4
,
Sm3+掺杂
,
活性增强机理
王丹军
,
张洁
,
郭莉
,
申会东
,
付峰
,
薛岗林
,
方轶凡
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140648
作为一种新型的环境净化技术，半导体光催化技术已引起全世界范围的广泛关注。然而，传统光催化剂对太阳能利用率低、且光生电子–空穴对易于复合，极大限制了该技术的实际应用。因此，通过不同的改性手段合成具有可见光响应活性的光催化材料成为光催化领域研究的热点课题。提高光催化剂的活性，除了合成方法的优选(调控尺寸、形貌、结晶度、微结构)外，改性也是提高催化剂活性的主要手段。本文从半导体光催化的基本原理出发，概述了半导体光催化剂改性的基本思想：即拓宽太阳光利用范围和提高光生电子-空穴的寿命。围绕这一思想，常用的改性策略有化学结构调控(能带调控)，以拓宽光谱响应范围；表面修饰(表面敏化、半导体耦合和贵金属沉积)以提高电荷的分离效率。合适的能带结构是拓展催化剂的可见光响应范围和提高电荷分离效率的关键。
关键词:
催化剂
,
光催化
,
能带结构
,
改性
,
策略
,
综述
郭莉
,
王丹军
,
李东升
,
付峰
,
韦庆婷
,
王继武
功能材料
以醋酸锌和六次甲基四胺为起始原料,表面活性剂CTAB和SDS为形貌控制剂,采用微波法合成了联柱状ZnO微晶,借助XRD、XPS、FT-IR、FT-Ra-man、TEM、SEM和UV-vis等测试技术对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了样品的光催化活性.结果表明,所得样品均为六方纤锌矿ZnO;同时添加两种表面活性剂CTAB和SDS时所获样品形貌最佳,为六棱柱对接而成的联柱状结构,其在200～420nm波长范围内对光有较强吸收,对卷烟厂蒸叶车间废水的光降解表现出较高的催化活性,自然光照5h,废水COD去除率为84.7%;另外,对联柱状ZnO微晶的形成机理进行了初步探讨.
关键词:
氧化锌微晶
,
微波法
,
表面活性剂
,
光催化性能
郭莉
,
王丹军
,
李东升
,
付峰
,
韦庆婷
,
王尧宇
稀土
doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2009.04.009
以钛酸四正丁酯为原料,活性白土为载体,采用溶胶法合成了稀土(Sm3+、Tm3+、Ho3+、Nd3+)掺杂TiO2-活性白土复合光催化剂,借助XRD和UV-Vis技术对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了稀土元素种类及掺杂量对复合光催化剂光催化性能的影响规律.物相结构分析表明,稀土元素掺杂使得复合光催化剂中纳米TiO2晶粒细化;UV-Vis吸收光谱表明,稀土元素掺杂后复合光催化剂吸收边发生明显红移,且在紫外光和可见光区对光的吸收增强;光催化实验表明,四种稀土元素掺杂均能显著提高复合光催化剂的光催化性能,其中Tm3+和Sm3+掺杂改性效果较好,当Tm3+掺杂量为0.1%(物质的量百分比)时复合光催化剂光催化活性较高,将其用于卷烟厂蒸叶废水的脱色去味处理,效果较好,废水COD去除率达到79.1%,且催化剂易沉降分离、重复使用性能稳定.
关键词:
稀土掺杂
,
二氧化钛
,
活性白土
,
光催化性能
郭莉
,
王丹军
,
闫龙
,
付峰
,
强小丹
人工晶体学报
以抗坏血酸和甲酸为还原剂,Cu( NO3)2为铜源制备了Cu2O微晶,并借助X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜( FE-SEM)对样品的物相组成和形貌进行了表征,同时以罗丹明B为模型污染物,探讨了Cu2O微晶的形貌对光催化活性的影响.结果表明,在室温条件下以抗坏血酸为结构导向剂可获得八面体Cu2O微晶；而以甲酸为还原剂,160℃水热反应可获得Cu2O球形微晶.光催化降解实验表明,所得Cu2O微晶对罗丹名B有一定的光催化活性,且催化剂的形貌对其活性有很大影响,八面体Cu2O微晶(111)活性晶面外露较多,因而具有较高的光催化活性.
关键词:
结构导向剂
,
氧化亚铜微晶
,
光催化活性
乔海军
,
岳林林
,
郭莉
,
王丹军
材料导报
利用响应曲面法(RSM)对溶胶-凝胶法合成N、S共掺TiO2光催化剂(N/S-TiO2)的合成工艺进行了优化,借助XRD、XPS、TEM、UV-Vis-DRS等测试手段对样品进行表征,并以甲基橙为模型污染物考察了样品的可见光催化活性.根据实验结果建立了N、S共掺TiO2降解甲基橙溶液的二次多项式数学模型,并确定N、S共掺TiO2光催化剂的最佳合成工艺为:热处理温度550℃,N和S掺杂量分别为1.0％和0.3％(原子分数),在该条件下所得N/S-TiO2具有较好的可见光催化活性,且对甲基橙溶液的实际降解率与模型预测基本一致,相对误差为4.69％.
关键词:
响应曲面法
,
N、S共掺TiO2
,
可见光响应催化活性
郭莉
,
王丹军
,
李东升
,
黄静
,
王继武
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.10.073
以硝酸锌为锌源、硫脲和硫代乙酰胺为硫源、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,采用水热法成功合成了ZnS微球,借助XRD,XPS,SEM和UV-vis等多种测试手段对其进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物研究了样品的光催化性能.物相结构分析表明,所得样品为纯度较高的立方闪锌矿型ZnS;SEM分析表明,样品为纳米级的ZnS粒子层层堆积组装而成的微球体,以硫代乙酰胺为硫源时,微球直径在500～1000nm之间,而以硫脲为硫源时微球直径约为1.5μm;UV-vis吸收光谱分析表明样品在200～320nm波长范围内对光有较强的吸收,作为光催化剂具有一定应用潜力.
关键词:
硫化锌微球
,
水热法
,
软模板
,
光催化性能
王丹军
,
郭莉
,
李东升
,
付峰
,
张理平
,
高利峰
硅酸盐通报
以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-微波法(Sol-microwave method)合成了铁和铈共掺型纳米TiO_2粉体(Fe-Ce-TiO_2),借助XRD、XPS和UV-vis等测试手段对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了掺杂量对样品光催化活性的影响规律.XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO_2,且过渡金属铁和元素稀土铈掺杂后纳米TiO_2特征衍射峰宽化,强度降低;XPS分析表明,镧和铈掺杂后样品表面存在大量的氧缺位;UV-vis吸收光谱表明,所得粉体在400 nm以下均有连续宽化的吸收带,且Fe和Ce掺杂后样品对光的吸收显著增强,这是由于Ce(Ⅳ) f →d 跃迁和Ce(Ⅳ)-O荷移跃迁所致;光催化实验表明,Fe和Ce共掺杂能显著提高纳米TiO_2的光催化活性,其中当Fe(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)掺杂量分别为0.1%和0.04%时,纳米TiO_2 光催化剂具有较高的催化活性,自然光照下光催化氧化处理卷烟厂蒸叶车间废水,效果较好,废水COD去除率达到89.8%.且催化剂易沉降分离、重复使用性能稳定.
关键词:
纳米TiO_2
,
铁铈掺杂
,
溶胶-微波法
,
活性白土
,
光催化性能
郭莉
,
王丹军
,
闫龙
,
付峰
,
强小丹
,
刘启瑞
人工晶体学报
以Zn( NO3)2和NaOH为起始原料,采用溶剂热法合成了片状和柱状纳米ZnO.采用XRD、XPS、FE-SEM、BET等对样品的形貌、组成和结构进行了表征.以罗丹明B作为模型污染物来评价其光催化性能,讨论了ZnO的形貌对其活性的影响.结果表明,片状纳米ZnO具有较高的(0001)活性面比例,表现出较高的光催化活性.
关键词:
溶剂热法
,
纳米ZnO
,
光催化活性
,
活性面
甄延忠
,
岳林林
,
王丹军
,
郭莉
,
付峰
稀土
对Bi2WO6半导体材料进行了改性,利用水热法合成了Gd3+和Dy3+掺杂Bi2WO6光催化剂,并且采用XRD、UV-Vis、FE-SEM等测试手段进行表征,同时以噻吩的正辛烷溶液为模拟汽油研究了稀土掺杂对Bi2WO6的光催化脱硫活性的影响.UV-Vis吸收光谱表明,Gd3+和Dy3+掺杂使Bi2WO6催化剂的吸收向可见光区移动,导致其带隙变窄.光催化脱硫实验表明,Gd3+和Dy3+掺杂Bi2WO6的脱硫活性较纯的Bi2WO6有较大的提高,其中Gd3+掺杂Bi2 WO6的脱硫率高达94.5％.
关键词:
水热合成
,
掺杂
,
光催化
,
脱硫
