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[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
王晓雯 左雅敏 王燕
基于密度泛函理论的超软赝势第一性原理计算方法,该文提出了一种新型P-3m1相二维As_2O_3,并研究其结构稳定性,电子结构和光催化性质.计算结果显示,二维As_2O_3具备较好的稳定性,并具有1.04 eV的间接能隙.基于形变势理论进一步计算了As_2O_3的载流子迁移率,发现其电子和空穴的迁移率表现出明显的各向异性,沿armchair和zigzag方向的电子/空穴迁移率分别为1259.91/115.41 cm~2·V~(-1)·s~(-1)和1254.21/36.12 cm~2·V~(-1)·s~(-1),这说明As_2O_3具备很低的电子-空穴复合率,拥有较高的光催化活性.对比标准氢电极的氧化还原势发现,二维As_2O_3具备2.57 eV的氧化势能,能够光催化水裂解出O_3, O_2和H_2O_2等.此外,二维As_2O_3对可见光和紫外光表现出强烈的吸收效果,吸收系数高达10~5 cm~(-1).这表明二维As_2O_3在纳米电子器件和光催化领域有着潜在的应用前景.
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
谭海燕 孟泽 冯翰林 胡卫兵 吴得勇 谭学才
采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO_2制备得到TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al_2O_3负载的TiO_2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
陈冉 王小凤 谭乐乐 肖妮 陈金毅
采用液相还原法在制备Cu_(2)O的前驱体中加入LDH/Fe_(3)O_(4)制备出LDH/Fe_(3)O_(4)@Cu_(2)O复合材料，将其对盐酸四环素废水进行光催化降解，研究了催化剂的投加量、光照强度、pH值和共存离子对LDH/Fe_(3)O_(4)@Cu_(2)O复合材料光催化性能的影响，分析了光催化过程中起主要作用的活性基团。结果表明，制备出的LDH/Fe_(3)O_(4)@Cu_(2)O复合材料具有较好的光催化性能，与单纯Cu_(2)O相比，复合材料能够提高光催化降解的速率和效果。光催化降解盐酸四环素的最佳条件：催化剂的投加量为0.1g/L、光照强度为500W、pH值为10，对50mg/L盐酸四环素的降解效率达到95.2%。溶液中存在阴离子Cl~(-)和HCO_(3)~(-)时会降低光催化效率，自由基抑制实验证实光催化过程中·O_(2)~(-)起主要作用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
顾修全 何容
采用简单沉淀法制备Ag_3PO_4、Ag_3PO_4/Co_3O_4异质结光催化剂,并研究两者的比例对异质结型光催化剂性能的影响。研究发现:加入Co_3O_4不会显著增强Ag_3PO_4的光催化活性;只有当Co_3O_4与Ag_3PO_4的摩尔比为1∶5时,其光催化性能最佳。此外,活性基团实验也表明:空穴在罗丹明B的光降解过程中发挥主要作用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李玉佩 王晓静 赵君 李发堂
设计了g-C_3N_4基纳米复合物的制备、表征及其光催化性能分析的科学研究型综合实验。通过简单的一步煅烧法合成了α-Fe_2O_3/g-C_3N_4纳米复合光催化剂;采用X射线衍射、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱等对其结构和性质进行了分析和表征;在模拟可见光照射下,通过测试模型污染物罗丹明B(Rhodamine-B,RhB)的降解程度来考察其光催化性能。实验设计简单易行,涵盖了材料的合成、表征及光催化性能评价等多个知识点,便于学生了解光催化领域的学术前沿,掌握纳米复合材料的制备方法,熟悉大型仪器的使用步骤,同时有助于增强学生的科研创新意识,培养学生的综合实践能力。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李青 汤林 文瑞之
应用超临界流体干燥技术,采用溶胶-凝胶法制备了掺铁的纳米TiO2粉体材料,使用TG-TDA、XRD、激光粒度分析仪、扫描电镜对粉体进行表征.通过甲基橙溶液光催化降解实验,发现掺入质量分数为0.05%Fe的TiO2比纯TiO2催化效率提高了1.58倍.
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
唐艳 呼世斌 王俊华 赵淑艳
为了制备催化性能优良的负载型TiO2光催化剂,以沸石为载体,采用正交设计法优化了浸渍法制TiO2/沸石光催化剂的工艺参数,以其对硫酸铵溶液中的氨氮降解率为考察指标,对其催化性能进行了研究。结果表明,制备TiO2/沸石光催化剂的最佳工艺条件为:m(TiO2)∶m(沸石)∶m(硅酸钠)=0.7∶10∶15,老化时间24 h,焙烧温度为400℃,焙烧时间1 h。TiO2/沸石光催化剂最佳投放量为1.5 g/L,在紫外光照射下反应4 h,对废水的氨氮去除率可达98.92%。可见,采用优化浸渍法制备的TiO2/沸石光催化剂的光催化性能优良。
关键词：
沸石 TiO2 光催化剂 氨氮去除率
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
董悦 袁炳楠 姬晓迪 郭明辉
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
匙玉华 杨广武 郭文跃
设计了研究型实验"Ag/AgBr光催化性能的机理研究"。借助计算软件Castep模块构建Ag/AgBr可见光催化材料模型,优化初始构型,计算Ag/AgBr的光催化性能,并结合实验数据对比分析理论成果,为实验研究提供理论指导。实践证明,该实验有助于学生熟悉计算模拟流程、掌握理论分析手段、深化理论知识的理解,从而培养学生的创新能力和科研意识。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
夏广达 肖思辰 粟俊杰 李磊 房梦迪 刘玉
【目的】以木材加工固体废弃物为原料，制备具有木材仿生微纳米孔结构的BiVO_4-CdS复合光催化剂，旨在利用木材模板形成更多的异质结结构提高光催化材料的催化性能，拓展其在木材加工染料废水污染处理中的应用。【方法】分别采用杉木、杨木、巴沙木3种树种的木材加工固体废料为模板，通过浸渍煅烧和化学沉积两步法制备BiVO_4-CdS复合光催化剂，以木材染色废水中的罗丹明B(RhB）为目标降解对象，对复合光催化剂可见光下降解RhB的性能进行评价研究。【结果】3种具有木材模板仿生结构的BiVO_4-CdS复合光催化剂均表现出良好的吸附-光催化降解RhB的能力。密度较低的巴沙木-BiVO_4-CdS在达到吸附平衡后，对RhB有着高达29.26%的去除率；在120 min内可见光下对RhB的降解率为96.01%，其反应速率是无模板BiVO_4、BiVO_4-CdS的6.69倍和3.37倍。10次吸附-光催化降解循环处理后，材料的降解效率依然达到85%以上。【结论】木材模板仿生构造赋予复合光催化剂丰富的孔道结构，低密度树种木材腔壁结构有利于催化剂在浸渍煅烧处理后获得较大的比表面积、稳定的孔结构以及BiVO_4-CdS异质结结构形成，进而促进光催化反应过程中污染物分子的快速吸附和降解。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王有和 陈洁 王慧敏 丁金娜 孙洪满 阎子峰
利用多孔材料的吸附扩散性能与半导体材料的光催化性能的协同效应处理水体污染技术是当前的研究热点之一。首先，以正硅酸四乙酯为硅源，经水解、离心自组装制备的蛋白石结构SiO2胶晶为硬模板剂，单氰胺为前驱体制备了反蛋白石结构多孔g-C_3N_4材料；其次，利用XRD、SEM、TEM以及氮气吸-脱附等手段对产物进行了表征；最后，以罗丹明B(RhB)为模拟污染物对样品进行光催化降解性能测试，并提出了其光催化作用机理。结果表明：所制备的三维有序大孔g-C_3N_4样品具有典型的反蛋白石结构形貌；与块状g-C_3N_4相比，最优原料配比条件下所得反蛋白石结构多孔g-C_3N_4样品（IOCN-1.0）的比表面积和催化降解RhB的效率均明显提升。该综合实验操作简单且安全高效，不但能锻炼学生的综合实践动手能力，还能培养学生的科研意识和创新思维。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
许友 方志刚 秦渝 侯欠欠
利用团簇Co_4P作为Co-P体系的局域结构,对其进行全参数优化计算,获得6种优化构型,对团簇Co_4P各优化构型的化学反应活性及催化活性进行研究,得到以下结论:通过对能隙、柔度及前线轨道图综合分析,得出构型2~((4))及3~((2))均具有优良的化学反应活性,其中构型2~((4))的化学反应活性优于3~((2)),且构型2~((4))可作为电极材料的研究对象.不仅如此,通过态密度分析发现构型2~((4))在催化反应中也具有良好活性,可作为优良的催化剂.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙月娜 王欢 李攀 闰明涛 李晗 吕运开
采用溶剂热法制备了BiOCl_(x)I_(1-x)@NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂，用SEM、XRD、FT-IR和UV-Vis DRS对复合光催化剂的形貌、结构等进行了表征。在可见光下，以酸性红B（ARB）为有机污染物，研究了复合光催化剂的光催化性能，并提出了可能的光催化作用机理。结果表明，复合光催化剂的光催化性能最好且稳定性良好，光降解120 min后，ARB的降解率达到95.2%，循环使用5次后，ARB的降解率仍可达89.4%。该综合实验涵盖材料制备与多种仪器测试，具有综合性、新颖性、研究性和应用性等特点，不但能提高学生的综合实践能力，还能培养学生的科研创新能力。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
杨祥龙 沈晚秋 丁星 陈浩
采用溶剂热法和水热法分别调控合成2种不同晶面暴露的α-Fe_2O_3,通过X-射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜等表征手段证实2种α-Fe_2O_3分别为{001}晶面暴露的纳米片和{110}晶面暴露的纳米棒结构。将2种α-Fe_2O_3应用于电-Fenton去除有机污染物,电催化降解测试表明,将2种α-Fe_2O_3分别负载在碳纤维(CF)上作为阴极材料降解罗丹明B、甲基蓝和阿特拉津等有机污染物时,均表现出稳定的去除能力,且{110}晶面暴露的α-Fe_2O_3纳米棒活性远高于{001}晶面暴露的α-Fe_2O_3纳米片。电化学分析结果表明,{110}晶面暴露的Fe_2O_3相比于{001}晶面暴露的α-Fe_2O_3,具有更强的电子传递能力,在通电条件下其表面的Fe(Ⅲ)更容易被还原成Fe(Ⅱ);而生成的Fe(Ⅱ)会进一步促进·OH和·O_2~-等含氧活性物质的生成,进而提高有机污染物的降解效率。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
温福山 黄晓栗 李亚杰 王有和
光催化固氮是目前光催化领域的一个重要研究方向。该文利用自组装法合成了2D/3D MoS_2/HTCN光催化剂，并通过XRD、XPS、SEM、TEM、UV-vis DRS、PL和EIS等技术对催化剂进行了表征。在模拟太阳光的条件下，进行了光催化固氮的测试，通过控制变量法对合成氨的氮源进行了研究，并对光催化固氮的机理进行了探讨。该实验包含了多种材料的制备以及测试工作，综合性强、新颖性高，不仅能培养学生在催化剂合成和表征方面的能力，同时注重培养学生的科研思维，全面提高学生的科研素养。
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