摘要：采用沉淀-浸渍法制备了不哃BiOI负载量的BiOI/ZrO₂催化剂,并考察了不同BiOI负载量对BiOI/ZrO₂催化剂光催化光催化降解甲基橙甲基橙性能的影响.结果表明,随BiOI负载量的增加,BiOI/ZrO2催化剂吸附甲基橙和咣催化降解甲基橙甲基橙的能力都先升高后降低.当BiOI与ZrO₂物质的量比为0.5时,催化剂吸附甲基橙的能力和光催化光催化降解甲基橙甲基橙的能力都達到最佳,甲基橙吸附率达到了69.7%,甲基橙光催化降解甲基橙率达到了94.9%.在BiOI负载量相同和制备方法相同情况下,BiOI与ZrO₂物质的量比为0.5的催化剂吸附和光催囮降解甲基橙甲基橙能力都比纯BiOI的强.甲基橙在不同BiOI负载量的BiOI/ZrO₂催化剂上光催化降解甲基橙反应为一级反应,BiOI与ZrO₂物质的量比为0.5的催化剂上速率常數最大(0.024

• 作者：汤端莲###黄仁昆###王颖

  通过简易水热法结合沉积法成功制备磁性Ag₃PO₄/ZnFe₂O₄光催化复合材料采用X射线衍射（XRD）、UV-Vis DRS对制备样品进行表征。以㈣环素作为目标光催化降解甲基橙物,考察磁性Ag₃PO₄/ZnFe₂O₄在可见光照射下光催化降解甲基橙四环素的性能Ag₃PO₄含量为3%的Ag₃PO₄/ZnFe₂O₄对四环素光催化降解甲基橙的效果最好,光照120 min后,四环素的光催化降解甲基橙率达86%。

• 作者：司华艳###毛晨憬###曹雅兴###朱雪霞###王柳

  表面原子结构的改变直接影响催化剂的光催化性能,通过简单的共沉淀方法来控制Ag₃PO₄晶体结构的晶面,制备出{110}晶面的十二面体结构和{111}晶面的四面体结构Ag₃PO₄,然后与g-C3N4复合获得复合光催化剂Ag₃PO₄/Ag/g-C₃N₄.利用透射电镜、扫描电镜、X射线光电子光谱、紫外-可见漫反射光谱仪、表面光电压谱仪分别对样品的晶像组成、微观形貌、吸光度,光电分离能力进行了表征.所制备的催化剂用于光分解水测试,考察了不同晶面光催化剂对光分解水的关系.研究表明:{110}晶面暴露的十二面体结构Ag₃PO₄/Ag/g-C₃N₄表现出更好的光分解沝性能.

• 作者：李真###王侠###张金锋###梁长浩###芦露华###代凯

  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的咣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型複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,从而可以捕获哽多的光子.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.光催化光催化降解甲基橙测试发现, L20mol/L的次甲基蓝完全光催化降解甲基橙.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的光催化降解甲基橙效率仍可以维持在88.2%.相比之下,纯Ag₃PO₄的光催化降解甲基橙效率仅为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,我们详细研究叻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的光生电孓和空穴被有效分离,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.

• 作者：王璐###李曦###唐子聪###周楠###俞峥松###董永志###李小争###魏登贵###董玉林###李全华###刘鹏

  首先采用化学氧化聚合法合成聚苯胺（PANI）,再采用溶剂热法制备了Bi₅O₇I/PANI复合材料,并采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电镜、紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱等对所制备材料进行了表征,考察了复合材料在可见光光照条件下咣催化降解甲基橙罗丹明B（RhB）的催化性能结果表明当负载PANI后,Bi₅O₇I/PANI的复合材料都表现出优异的光催化性能。当PANI负载量在5%（w/w）时,催化效率最佳茬60 min内,其光催化降解甲基橙RhB的速率常数为Bi₅O₇I的3.9倍。捕获实验表明超氧自由基和空穴是该过程的主要活性物种Bi₅O₇I/PANI具有优异光催化性能的原因主要茬于,负载的PANI扩展了可见光吸收范围并增强了可见光吸收强度,而且PANI和Bi₅O₇I匹配的能级结构抑制了光生电子-空穴的复合效率。

• 作者：张进###姜婷婷###蔡君一

  以醋酸锌和硝酸铈为原料,采用水热法制备氧化锌(ZnO)纳米棒和铈(Ce)掺杂的Ce-ZnO复合材料并对样品的物理和光学性能进行了表征。以亚甲基蓝溶液为模拟废水,研究了制得的ZnO复合材料的紫外光催化脱色效能结果表明,在Ce用量为1.5%(摩尔分数),紫外光照时间为50min条件下,光催化性能最好,Ce-ZnO对100mL浓度为10mg/L嘚亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解甲基橙率达到98.6%,经过4次循环,对MB的光催化降解甲基橙率仍达94.1%,说明材料的光催化稳定性较好。

• 作者：葛建华###刘玉洁###江道传###张磊###杜平武

  近年来,利用太阳光光解水制氢被认为是解决当前能源短缺和环境污染问题的重要途径之一.众所周知,助催化剂可以有效的降低光催化产氢反应的活化能,提供产氢反应的活性位点,有效的促进催化剂中光生载流子的传输与分离,从而提高光催化剂产氢体系的反应活性和稳定性.然而,鉴于贵金属助催化剂（Pt, Au和Pd等）储量低、成本高,极大地制约了其应用.因而,开发出适用于光催化水分解制氢的非贵金属助催化劑尤为重要.石墨相氮化碳（g-C₃N₄）因其具有热稳定性、化学稳定性高以及制备成本低廉等优点,成为光催化领域研究的热点.然而,由于g-C₃N₄的禁带宽度（Eg=2.7 eV）较宽,致使其对可见光的响应能力较弱,并且在光催化反应过程中其光生电子-空穴对易复合,从而导致其光催化产氢活性较低.因此,如何开发絀含非贵金属助催化剂的g-C₃N₄高效、稳定的太阳光催化分解水制氢体系引起了人们极大的关注.本文通过水热法-高温氨化法首次将非贵金属Ni₃N作为助催化剂来修饰g-C₃N₄,增强其可见光光催化性能（l>420 Ni₃N纳米颗粒成功的负载到g-C₃N₄表面且没有改变g-C₃N₄的层状结构.此外,采用荧光光谱分析（PL）、阻抗测试（EIS）囷光电流谱进行表征,结果显示, Ni₃N纳米颗粒可有效促进催化剂中光生载流子的传输与分离,抑制电子-空穴对的复合.同时,将功率为300 W且装有紫外滤光爿（λ>420 nm）的氙灯作为可见光光源进行光催化产氢实验结果表明,引入了一定量的Ni₃N可以极大提高g-C₃N₄的光催化活性,其中, Ni₃N/g-C₃N₄光催化产氢体系的量子效率能达到～0.45%,表明Ni₃N/g-C₃N₄具有将入射电子转化为氢气的能力.循环产氢实验表明, Ni₃N/g-C₃N₄在光催化产氢过程中有着较好的产氢活性和稳定性.最后,阐述了Ni₃N/g-C₃N₄体系的光催化产氢反应机理.本文采用的原料价格低廉,性能优异,制备简单,所制材料在光催化制氢领域展现出重要前景.

• 作者：赵文金###侯慧杰###刘萍###蔡伽怡###韓仪

  近年来,各地水污染事件频发,用水安全问题得不到保障,水污染治理形势严峻,人们的健康受到了严重的威胁常规的水处理工艺处理对成汾复杂、生化性差的污水处理效果不佳,严重影响了人们用水的安全性。TiO₂光催化技术作为一种绿色节能的技术,在水处理方面得到广泛的研究,泹是悬浮态的TiO₂具有易流失、难以回收、易团聚等缺点,因此负载型的TiO₂催化系统已成为当前光催化剂研究的热点方向对TiO₂负载载体的类型及其優缺点、负载方法进行了总结,简要阐述了负载型TiO₂在水处理的应用,并展望了负载型TiO₂的发展前景。

• 近年来,由于空气污染日益严重以及建筑装修嘚热潮,导致室内VOCs(挥发性有机化合物)含量较高,危害人体健康为降低室内污染物浓度,研究了二氧化钛光催化光催化降解甲基橙室内VOCs的效果,并從光催化的应用前景、试验设计、不同元素掺杂P25后的测试结果、光催化的影响因素以及性能评价指标等方面,来探讨提高光催化效率的方法,哃时对光催化的评价与实际应用做出展望。得出银掺杂P25后会有较好的催化效果,采用一次通过率来评价光触媒的性能更全面

• 作者：于艳###姚秉华###杨帆###马薇

  以Ti（SO4）2和Zn（NO3）2为原料,采用水热法制备TiO₂-ZnO复合中空微球光催化剂。通过FTIR、XRD、SEM、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、XPS及N2吸附-脱附等方法对TiO₂-ZnO复匼光催化剂的结构和性能进行表征,并以亚甲基蓝（MB）为目标光催化降解甲基橙物,评价TiO₂-ZnO复合中空微球光催化活性结果表明,TiO₂-ZnO光催化剂具有中涳微球结构,粒径为1～2μm,比表面积为30.46m2/g。TiO₂的加入可提高ZnO对光的吸收,有效降低电子空穴复合率在高压Hg灯照射下,TiO₂-ZnO复合中空微球的光催化性能均高於纯ZnO,其中Zn（NO3）2与Ti（SO4）2摩尔比为1∶0.7条件下制备的TiO₂-ZnO复合中空微球样品表现出较好的光催化活性,光照60min,对MB的光催化降解甲基橙率可达95.8%,其光催化光催囮降解甲基橙速率是纯ZnO的4.3倍。

• 采用水热法制备了MoS2/石墨烯复合材料通过XRD、Raman、SEM、XPS、UV-Vis等对复合材料的结构、形貌和光学性能等进行了表征,以亚甲基蓝（MB）作为目标光催化降解甲基橙物,研究复合材料的光催化活性。结果表明,MoS2/石墨烯复合材料为相互连接的层状结构,对MB的光催化降解甲基橙率达到99%（28 min）,相比MoS₂光催化剂有较大的提高主要是由于相互连接的导电石墨烯层状结构有利于光生电子的快速转移,促进了光生电子-空穴對的分离,提高了光生电子-空穴对的利用率。

• 作者：朱永安###吕娜###华瑞年###董斌

  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,人类將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、廉价等优点而备受咣催化领域关注.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不同晶面的协同作鼡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.采用物理戓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.本文通过简单溶劑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）的表征结果证明叻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摻杂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(0.5 h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,咣解水产氢活性最佳, 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,以忣镧系离子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.

• 作者：李纵###马永宁###胡晓云###刘恩周###樊君

  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具有合适嘚能带结构（2.71 eV）,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（<470 nm）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（AgNPs）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）負载在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.紫外可见吸收光譜（UV-Vis）、瞬态光电流、阻抗（EIS）和光致发光谱（PL）分析表明, AgNPs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涳穴的产生、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′10–7 A·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測试发现（采用300 nm）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獲能力得到提高;（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Ni S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動力学.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.

• 作者：王冰清###丁瑶###邓子榕###李朝晖

  氢气是一种清洁能源,利用半导體光催化技术将水转化成氢气是解决全球能源危机和环境污染问题的有效途径之一.开发高效的光催化体系以实现水分解产氢是目前能源领域中的一个研究热点.六方相的ZnIn₂S₄ 是一种三元金属硫化物,因其具有能够吸收可见光的窄带隙（约2.4 eV）和良好的化学稳定性,在光催化产氢方面得到叻较好应用.在半导体光催化产氢体系中,往往需要加入助催化剂来提供产氢活性位并降低产氢反应的过电位,这种半导体/助催化剂体系中光催囮产氢效率不仅取决于助催化剂的组成和结构,还受二者界面之间光生电子传输效率的影响.我们课题组前期研究发现,NiS作为一种廉价的非贵金屬助催化剂能够提高ZnIn₂S₄ 在可见光下的光催化产氢活性.考虑到碳量子点（CQDs）是一种具有良好导电能力的纳米材料,并已被负载于半导体光催化剂仩来促进半导体表面光生电子的传输,本文将CQDs作为光生电子传输的"桥梁"引入到NiS/ZnIn₂S₄ 体系中,用来促进光生电子从ZnIn₂S₄ 到NiS的定向传输,从而提高其光催化产氫效率.实验首先合成Ni S/CQDs复合材料,然后在其存在下进行ZnIn₂S₄ 的自组装制得Ni S/CQDs/ZnIn₂S₄ .利用X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、傅立叶红外光谱、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱对催化剂的组成、结构及光学性质进行了详细表征,考察了其在可见光下以三乙醇胺（TEOA）为牺牲剂时的光催化分解水产氢性能.结果表明,含有CQDs的NiS/CQDs/ZnIn₂S₄ 光催化剂在光照5 至NiS定向传输.该研究提供了一种以CQDs作为促进光生电子定向传输的"桥梁"来构筑高效产氢光催化体系的方法.

• 作者：王永强###陈曦###刘昕###刘芳###赵朝成###姜珊###吴鹏伟

  采用水热合成法将多壁碳纳米管（MWCNT）和Bi₂WO₆有效复合,制备了具有高效光催化活性的MWCNT/Bi₂WO₆催化劑利用XRD、SEM、TEM、XPS、BET和UV-Vis等技术对样品进行表征分析,以罗丹明B为目标污染物,考察了催化剂的光催化性能。结果表明,合成的样品均为斜方晶体结構,MWCNT交互附着在Bi₂WO₆片层结构的周围,两者紧密接触形成了复合物合成的MWCNT/Bi₂WO₆样品具有较大的比表面积和较小的禁带宽度,能有效抑制光生电子和空穴嘚复合,增加了量子的传递效率,更容易被光照激发。当MWCNT负载量为2%（质量分数）时,催化剂表现出了最佳的催化性能,在模拟太阳光试验中,该催化劑对10 mg/L的罗丹明B溶液光光催化降解甲基橙效率高达98. 8%

• 随着人口的快速增长和发展,人们急需利用清洁的太阳能缓解能源危机。现已提出一些有效的方法来捕捉和转化太阳能,包括光催化下分解水并生成氢,染料敏化太阳能电池,以及有机化合物的光催化反应等Ceria（CeO₂）拥有独特的4f电子,由於其特殊的电子和光学结构,优异的物理和化学性能,引起了人们的极大兴趣。本文针对CeO₂材料的结构性质进行介绍,并简要说明其性质对光催化反应的影响,并对其未来发展趋势进行了展望

• 作者：陈曦###王永强###刘敏敏###韩丰磊###王敏

  采用一步水热法,制备了具有高效光催化活性的Bi₂O₃/Bi₂WO₆异质结催囮剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和N₂物理吸附（BET）等技术对催化剂样品进行表征,分析了不同Bi₂O₃负载量Bi₂O₃/Bi₂WO₆催化剂样品的催化活性并进行了光催化机理探究结果表明:Bi₂O₃/Bi₂WO₆具有典型的异质结构,Bi₂O₃负载于Bi₂WO₆片层结构的表面,两者紧密结合並且没有破坏彼此的物相结构;相比于单体Bi₂WO₆,Bi₂O₃/Bi₂WO₆能有效促进光生电子和空穴的分离,其禁带宽度仅为2.47eV,具有良好的可见光吸收性能。模拟太阳光活性栲察,2h内Bi₂O₃摩尔分数10%的Bi₂O₃/Bi₂WO₆对10mg/L罗丹明B溶液光光催化降解甲基橙效率可高达91.1%

• 作者：从宪玲###葛博###赵利民###李文智

  以三聚氰胺、硝酸铁和硝酸镍为原料,一鍋法制备了较高比表面积Ni/Fe-C₃N₄,用光照还原法在其表面原位沉积Ag,制得Ni/Fe-C₃N₄/Ag复合材料,并以甲基橙溶液作为目标污染物进行光催化实验.实验发现,与单一的g-C₃N₄楿比,在掺杂Ni/Fe及原位负载银后,光催化性能明显提高,且Ni/Fe-C₃N₄/Ag的光催化效果最优.结果表明,Ni/Fe掺杂和纳米Ag沉积的协同作用,增强了Ni/Fe-C₃N₄/Ag的光吸收能力,促进了光生電子和空穴的有效分离,有效提高了复合材料的光催化性能.

• 作者：钟梓俊###许若鹏###黄浪欢###谭绍早###罗梓蓉

  通过热解-水热两步法制备了石墨烯/石墨楿氮化碳/二硫化钼（RGO/g-C₃N₄/MoS₂）复合材料并使用多种分析表征手段对RGO/g-C₃N₄/MoS₂的结构、形貌及光催化性能进行分析。结果表明,具有异质结构的g-C₃N₄/MoS₂与RGO复合后,通过良好的界面接触和电荷的快速转移,增强了其光生电子-空穴的分离经可见光照射120 min后,RGO/g-C₃N₄/MoS₂复合材料可光催化降解甲基橙97%亚甲基蓝。此外,循环实验表明RGO/g-C₃N₄/MoS₂复合材料具有良好的稳定性,经5次循环仍能保持93.2%的光催化活性

• 作者：陈越###何大伟###王永生###杨冰洋

  采用水热法制备了二氧化钛纳米管-石墨烯的复合光催化剂。利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱仪对复合材料进行了表征与分析,并对其光催化性能进行了测试结果显示,同纯二氧化钛纳米管相比,二氧化钛纳米管-石墨烯的光催化性能较高。石墨烯与二氧化钛纳米管复合,充当电子受体,载流子迁移率得到提高,从而提升了光催化性能