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ag修饰氟化二氧化钛的制备及光催化性能研究

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人工晶体学报 2019年第10期48卷 1898-1906,1919页

作者：张理元尤佳董志红钟雅洁李倩文由耀辉刘义武孙绪兵内江师范学院化学化工学院内江641112 果蔬类废弃物资源化四川省高校重点实验室内江641112

以硫酸钛为钛源、氟化氢为氟源、氨水为沉淀剂,通过简单沉淀法制备了氟化二氧化钛(F-TiO 2)。并用超声的方法将ag沉积在氟化二氧化钛表面制得ag沉积的氟化二氧化钛(ag-F-TiO 2)。通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面... 详细信息

以硫酸钛为钛源、氟化氢为氟源、氨水为沉淀剂,通过简单沉淀法制备了氟化二氧化钛(F-TiO 2)。并用超声的方法将ag沉积在氟化二氧化钛表面制得ag沉积的氟化二氧化钛(ag-F-TiO 2)。通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、红外光谱仪(IR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis-Abs)、X射线光电子能谱(XPS)分别对样品的表面形貌、晶相组成、比表面积和孔结构、官能团结构、紫外吸收带边、元素组成及化合价态进行了分析。以甲基橙为目标降解物,研究了样品的光催化性能。结果表明:相同条件下,300 W金卤灯照射40 min,P25、ag-F-TiO 2、F-TiO 2、纯二氧化钛对甲基橙的降解率分别达到98.62%、90.78%、86.95%、68.65%。氟化使二氧化钛比表面积增大,而ag沉积会减小比表面积。氟化使二氧化钛光吸收带边发生明显的红移,ag沉积使氟化二氧化钛的光吸收带边发生一定的蓝移。

关键词：氟化沉淀法二氧化钛 ag修饰光催化

紫光激发提高ag修饰的ZnO纳米线的气敏特性(英文)

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纳米技术与精密工程 2009年第4期7卷 295-299页

作者：于灵敏朱长纯西安工业大学材料与化工学院西安710032 西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

为了提高ZnO纳米线的酒敏特性,利用紫光激发经浸渍法获得ag修饰的ZnO纳米线.利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)对修饰后的ZnO纳米线进行了晶体结构和形貌的表征.结果表明其晶体结构中既有六方纤锌矿结构的ZnO,又有面心立方的ag... 详细信息

为了提高ZnO纳米线的酒敏特性,利用紫光激发经浸渍法获得ag修饰的ZnO纳米线.利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)对修饰后的ZnO纳米线进行了晶体结构和形貌的表征.结果表明其晶体结构中既有六方纤锌矿结构的ZnO,又有面心立方的ag.三维网络结构的ZnO纳米线的表面被一层致密的具有高孔隙率的ag颗粒覆盖,使得ZnO纳米线具有更高的比表面积.纯ZnO纳米线和ag修饰的ZnO纳米线都用作气敏基料,根据它们在酒精蒸气中紫光照射和无紫光照射条件下电阻的变化来测定它们的气敏特性.结果显示紫光照射下经质量分数为6%agNO3修饰的ZnO纳米线对酒精蒸气的最大灵敏度由75.8提高到175.77.此过程中光催化氧化-还原反应起到了重要作用.

关键词： ZnO纳米线气敏传感器 ag修饰紫光激发

ag修饰与界面调控协同提高g-C3N4基复合材料的光解水产氢性能研究

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Ag修饰与界面调控协同提高g-C3N4基复合材料的光解水产氢性能研究

作者：周洁山东大学

学位级别：硕士

化石燃料资源的过度消耗,造成了严重的能源危机与环境污染问题。因此,开发能够替代化石燃料的清洁可再生能源至关重要。太阳能具有清洁、取之不尽用之不竭等优点,而氢能作为最理想的无污染绿色能源,兼具热值高等优点。因此,利用半导体... 详细信息

化石燃料资源的过度消耗,造成了严重的能源危机与环境污染问题。因此,开发能够替代化石燃料的清洁可再生能源至关重要。太阳能具有清洁、取之不尽用之不竭等优点,而氢能作为最理想的无污染绿色能源,兼具热值高等优点。因此,利用半导体光催化技术将太阳能转化为氢能被认为是解决能源危机和环境污染的重要策略之一。光催化剂是光催化制氢技术的核心问题,在众多已被报道的半导体光催化剂中,石墨相氮化碳(g-C3N4,CN)因具有合适的能带结构、可见光响应、稳定的物理化学性质和廉价易得的原料来源等优点,在光催化领域受到了广泛关注。然而,纯g-C3N4因其光吸收范围窄,光生载流子分离效率低以及电荷利用率低等因素,导致其光催化裂解水产氢性能较低。本论文针对制约CN光催化产氢效率的三个关键因素,从掺杂改性与界面结构优化出发,兼顾两者之间的协同作用,开展了系列研究,设计并构筑了具有高效光解水产氢性能的ag修饰CN基复合光催化剂。通过硝酸盐辅助同步热解法,实现了 ag在CN其层内和层间分布与状态(单原子vs.团簇)可控,提高了其面内及层间的电荷传输,克服了其导电性差的缺点;利用掺杂后CN导电性提高这一优点在其表面进一步沉积分散均匀、尺寸可控的ag纳米颗粒,利用局域表面等离子体共振(LSPR)效应显著提升了光吸收效率;通过界面化学成键(ag-OOC-和ag-S键),优化了 CN与钴肟分子催化剂和MoS2助催化剂的复合,构筑了 CN基复合光催化剂,显著提升了非Pt助催化剂下可见光催化裂解水产氢活性。第一章首先概述了半导体光催化剂技术的研究背景、光催化裂解水产氢的基本原理、CN材料的结构特征与改性策略。其次重点分析了类石墨相CN材料的结构特点及研究现状,并讨论了提高CN材料光催化裂解水产氢活性的主要策略,包括元素掺杂改性、负载助催化剂、单原子修饰、构筑异质结等;最后针对当前研究现状中存在的问题提出了本研究工作的选题思想和研究内容。第二章中我们提出了硝酸银辅助同步热解的合成策略,通过简单的一步煅烧法实现ag在CN层内及层间的状态及分布可控。其中单原子ag分布在CN的共轭平面内与CN中引入的氰基成键,呈ag+态,通过形成局部的D-A结构,促进了面内电荷传输;超细的ag纳米团簇被胶囊化封装在CN片层内部,其金属性有利于提高CN层间的电荷转移。单原子ag与团簇ag的协效组合显著提高了CN的导电性,促进了光生电子在CN面内和层间的传输,提高了体相内的光生载流子分离效率。在此基础上,通过界面调控在ag修饰的CN表面负载钴肟分子催化剂,利用其中含有的羧基与ag+形成界面共价键,使分子催化剂锚定在CN表面;共价键作为电子传输的“桥梁”,有效地提高了光生电子跨界面传输效率;钴肟分子催化剂提供催化产氢位点,提高了光生电子利用率,实现了非贵金属Pt助催化剂下高效可见光催化产氢活性。第三章在ag单原子与团簇共同修饰、协同改性提高CN导电性的基础上,在ag改性后的CN表面通过光还原沉积ag纳米颗粒,实现了 ag纳米颗粒均匀分散和尺寸可调控;利用沉积ag纳米颗粒的局域表面等离子体共振(LSPR)效应有效增强了复合材料的光吸收强度,拓宽了光吸收范围,提高了CN基复合材料的光吸收效率。随后为了克服CN材料表面缺乏产氢活性位点这一制约性问题,我们进一步在其表面原位光沉积MoS2作为光催化产氢助催化剂;通过界面调控使得沉积的薄层MoS2与ag纳米颗粒形成S-ag键,实现二者紧密接触。ag纳米颗粒的高导电性与S-ag键这一电子传输“桥梁”能够有效促进电子快速从CN材料上转移到MoS2上,利用MoS2边缘不饱和S位点实现光解水产氢。本工作综合考虑了光催化剂的光吸收效率、光生载流子传输效率以及光生电子利用率等因素,利用ag纳米颗粒,实现了 LSPR效应与界面化学效应(界面ag-S键)的有效协同,构筑的ag-CN/ag/MoS2复合体系实现了无贵金属Pt助催化剂下可见光裂解水产氢活性。第四章对本论文进行总结,归纳了主要结论和创新点,并对下一步拟开展工作进行了展望。

关键词：氮化碳(g-C3N4,CN) ag修饰界面调控光生载流子分离光解水产氢

ag修饰ZnO纳米花/棒的制备及光学性质研究

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Ag修饰ZnO纳米花/棒的制备及光学性质研究

作者：蔡雨哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

ZnO纳米材料在电学、光学、磁学等学科以及国防医疗方面有着广泛的应用前景,不同形貌结构的ZnO纳米材料的可控生长对研究其应用具有重要的意义。在已经制备出的各种形貌的ZnO纳米材料中,ZnO三维花状结构可以避免纳米粒子的团聚、增大Zn... 详细信息

ZnO纳米材料在电学、光学、磁学等学科以及国防医疗方面有着广泛的应用前景,不同形貌结构的ZnO纳米材料的可控生长对研究其应用具有重要的意义。在已经制备出的各种形貌的ZnO纳米材料中,ZnO三维花状结构可以避免纳米粒子的团聚、增大ZnO的比表面积,提高ZnO纳米材料的非线性响应和光致发光(PL)性能,因此其赢得了越来越多的研究者的关注。本论文拟采用水热法制备ZnO纳米棒/花(ZnO NRs/NFs)材料,调节生长时间和前驱体浓度,实现纳米花状的ZnO的可控生长;并且利用水热和磁控溅射两步法合成了ag纳米粒子修饰ZnO纳米花(agNPs@ZnO NFs)。在此基础上,利用PL谱和Z-扫描(Z-Scan)等测试手段对样品的光致发光性能及非线性光学性质进行详细地研究;首先研究了不同浓度下生长的ZnO NFs的形貌对PL性能的影响,并分析ZnO NFs生长机制;又研究了agNPs@ZnO NFs的结构、形貌、线性及非线性光学性质的影响。主要内容如下:采用单步水热法及其与磁控溅射两步方法制备了ZnO NRs/NFs材料和agNPs@ZnO NFs。在这项工作中,在ag种子层和光滑的硅衬底上分别获得不同形貌的ZnO NFs和ZnO NRs,讨论了ZnO纳米材料的生长机理,分析了前驱体浓度对ZnO NRs/NFs的形貌、结构的影响,并探讨了ag种子层对ZnO纳米材料的生长催化作用。通过调控磁控溅射实验参量制备出大小不同的agNPs@ZnO NFs,研究了agNPs对ZnO NFs的结构、形貌性质的影响。利用PL谱测试ZnO NRs/NFs和agNPs@ZnO NFs的PL性能。分析不同大小的agNPs对ZnO NFs的PL性能的影响,揭示其发光机制。实验结果表明,直径为10-20nm的agNPs覆盖了ZnO NFs表面的缺陷态,使可见光强度减弱,但没有改变其结构和形貌;直径为18-50nm的agNPs修饰能有效地增强了可见发光强度,其增强的原因是激子浓度增加与金属纳米粒子局域场的增强之间竞争的协同效应。采用飞秒(fs)脉冲激光对ZnO NFs和agNPs@ZnO NFs进行Z-scan测试,研究材料的非线性光学(NLO)性质。波长800nm和脉宽190 fs的激光激发下的开孔Z-scan结果显示,agNPs@ZnO NFs阵列的非线性吸收随激光能量的增加而有所提高;波长400nm和脉宽190 fs的激光激发下的闭孔Z-scan结果显示,与ZnO NFs相比,agNPs@ZnO NFs非线性折射率有显著提高,是一种具有发展多功能光学器件潜力的纳米复合材料。本文的实验设计和研究内容为贵金属修饰ZnO纳米材料的生长提供了优化的生长参数,并且经agNPs修饰改性后,三维花状ZnO纳米材料的PL性能和非线性折射得到提高,为ZnO纳米材料的应用奠定了实验基础。

关键词： ZnO纳米花 ag修饰光致发光 Z-scan 非线性光学特性

不同形貌ag修饰TiO_2的制备及其光催化性能研究进展

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化工新型材料 2018年第11期46卷 59-62页

作者：焦钰朱晓东文桂岚易倩西昌学院理学院西昌615013 成都大学机械工程学院成都610106

TiO_2凭借其优越的光催化性能,在环境治理方面得到了广泛应用。为了增加纯TiO_2的可见光利用率以及提高其量子效率,ag修饰TiO_2得到了广泛的研究。根据光催化剂形貌分类,综述了近年来ag修饰TiO_2微粒、薄膜、纳米管、纳米线的制备工艺... 详细信息

TiO_2凭借其优越的光催化性能,在环境治理方面得到了广泛应用。为了增加纯TiO_2的可见光利用率以及提高其量子效率,ag修饰TiO_2得到了广泛的研究。根据光催化剂形貌分类,综述了近年来ag修饰TiO_2微粒、薄膜、纳米管、纳米线的制备工艺以及光催化性能研究,并展望了ag改性后的TiO_2应用前景。

关键词： TiO2 ag修饰光催化性能形貌

ag、Bi修饰TiO2光催化降解甲苯的性能及机理研究

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Ag、Bi修饰TiO2光催化降解甲苯的性能及机理研究

作者：赖苗陕西科技大学

学位级别：硕士

室内挥发性有机污染物包含各种醇、醛、芳香化合物(如苯,甲苯,二甲苯)、卤代烃等,主要来源于家具、装饰品、建筑材料。这些挥发性有机污染物(VOCs)已经证明对人体的组织、器官等有严重危害。光催化技术是一种处理低浓度挥发性有机污染... 详细信息

室内挥发性有机污染物包含各种醇、醛、芳香化合物(如苯,甲苯,二甲苯)、卤代烃等,主要来源于家具、装饰品、建筑材料。这些挥发性有机污染物(VOCs)已经证明对人体的组织、器官等有严重危害。光催化技术是一种处理低浓度挥发性有机污染物的末端技术,其反应条件温和、能耗低且操作简便,而TiO价格低廉、化学稳定、无毒性,是最受关注的光催化剂。但是,TiO在光催化去除挥发性有机污染物过程中存在光催化活性和稳定性不够高以及影响其活性和稳定性的机制尚不清晰等问题。本研究通过金属Bi、ag改性TiO,提高了光催化降解甲苯的活性和稳定性,并利用XRD、TEM、HETEM、XPS、BET、UV-Vis、EPR、原位FTIR等技术表征了材料的特性及探究了光催化降解甲苯的机理。主要研究结论如下:(1)Bi/TiO催化剂光催化降解甲苯采用二次水热法制备的负载量小于或等于2%的Bi/TiO复合光催化材料。研究发现,Bi的加入没有改变TiO的固有结构,但光催化降解甲苯的活性明显高于TiO,其中1.5%Bi/TiO催化剂的活性最高。虽然Bi的加入使得光生电荷载流子分离效率降低,但是活性氧(·O和HO)的产量和TiO相当,这可归结为金属Bi促进了氧气的吸附。原位红外测试显示,在TiO表面上脂肪酸盐物种是主要的中间体,而Bi修饰的TiO材料表面上吸附态的苯甲醛为的主要物种。理论上,脂肪酸盐物种比苯甲醛更容易氧化降解。上述实验表明,脂肪酸盐物种在TiO表面反而难以降解,这是因为极性较强的脂肪酸物种与TiO表面的相互作用显著强于O与TiO,使得TiO表面的氧气供给不足,从而导致脂肪酸盐物种在TiO表面的富集。这说明了氧供应对降解甲苯的重要性。(2)ag/TiO催化剂光催化降解甲苯利用水合肼为还原剂,制备了ag修饰的TiO光催化剂(ag/TiO),ag元素以ag的形式均匀地分布在催化剂表面且ag的加入没有改变TiO的结构。氧吸附实验结果显示,催化剂的氧吸附量大小依次为1.0%ag/TiO>0.4%ag/TiO>TiO。由此可见,ag的加入提高了催化剂的氧吸附能力。同氧吸附结果一致,ag的加入促进了HO的产生,其中在1.0%ag/TiO催化剂上HO产生量最大。光催化降解甲苯研究中ag/TiO光催化剂的活性明显高于TiO,此结果归因于光催化剂捕获O能力的提高,进而增加了催化过程中活性氧物种(如HO、·O)的产生。(3)ag/Bi/TiO催化剂光催化降解甲苯上述研究显示金属Bi和ag都能够促进光催化降解甲苯。为了探究Bi、ag共修饰TiO能否存在协同效应,从而进一步提高甲苯降解活性。我们利用水合肼为还原剂,制备了ag和Bi共修饰的TiO光催化剂(ag/Bi/TiO),并优化了ag和Bi的总含量及ag与Bi的比例。研究发现,ag和Bi的总含量为1 wt%以及ag与Bi的质量比为1时,光催化降解甲苯的效果最好。ag/Bi/TiO催化剂的催化活性与ag/TiO的活性相当,但明显低于Bi/TiO催化剂,表明Bi与ag没有很好的催化协同效应。从产生的活性氧和表面中间体等数据结果来看,Bi、ag双金属共修饰TiO与单金属修饰TiO在催化行为上没有显著差别,这进一步证明了ag和Bi之间不存在催化协同效应。

关键词：二氧化钛光催化甲苯降解 ag修饰 Bi修饰

溶剂热法一步合成层状ag双重修饰Bi_(2)WO_(6)及其可见光催化性能研究

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陶瓷学报 2024年第4期45卷 797-804页

作者：杨家添石巨志陈嘉威李海斌陈渊朱立刚玉林师范学院化学与食品科学学院、广西农产资源化学与生物技术重点实验室广西玉林537000 长沙理工大学材料科学与工程学院湖南长沙410003

以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O、Na_(2)WO_(3)·2H_(2)O、agNO_(3)为原料,采用溶剂热法一步制备ag掺杂与ag纳米颗粒双重修饰的ag/Bi_(2)WO_(6)复合光催化剂。通过XRD、SEM、XPS、TEM、HRTEM、UV-Vis DRS、PL等手段对样品进行结构与性能表征。模拟日光照射条件下,以甲基橙(MO)为降解物,对Bi_(2)WO_(6)和ag/Bi_(2)WO_(6)的光催化性能和机理进行研究。结果表明,ag/Bi_(2)WO_(6)具有由纳米片相互堆叠形成的圆形层状结构。ag在样品中有两种存在形式,一部分以掺杂的方式进入Bi_(2)WO_(6)晶格,一部分以ag单质纳米颗粒的形式与Bi_(2)WO_(6)复合。ag修饰使得Bi_(2)WO_(6)的禁带宽度从2.65 eV降到2.25 eV,荧光强度降低。相较于Bi_(2)WO_(6),相同条件下ag/Bi_(2)WO_(6)对甲基橙具有更佳的降解效果。ag含量为2%的ag/Bi_(2)WO_(6)催化降解甲基橙溶液10 min后,降解率达到98.27%,降解速率常数达到0.4359 min^(-1),约为Bi_(2)WO_(6)的10倍,经过五次循环后降解率保持90%以上,稳定性好。ag的双重修饰拓宽了Bi_(2)WO_(6)的光吸收范围,促进了光生载流子的分离,从而提高了Bi_(2)WO_(6)的光催化性能。

关键词： Bi_(2)WO_(6) ag修饰溶剂热法甲基橙光催化性能

热处理对ag-ZnO异质结构光催化性能的影响

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材料研究学报 2020年第10期34卷 770-776页

作者：朱晓东王娟马洋罗建军喻林冯威成都大学机械工程学院成都610106 四川一然新材料科技有限公司成都610105

用溶胶-凝胶法制备纯ZnO和ag修饰Zn O复合光催化剂,并分别对其进行了400℃、450℃、500℃保温2 h的热处理。使用XRD、SEM、TEM、XPS、PL、BET等手段对其进行了表征。结果表明,纯ZnO和ag修饰ZnO均为六方纤锌矿晶型,ag颗粒沉积在ZnO表面... 详细信息

用溶胶-凝胶法制备纯ZnO和ag修饰Zn O复合光催化剂,并分别对其进行了400℃、450℃、500℃保温2 h的热处理。使用XRD、SEM、TEM、XPS、PL、BET等手段对其进行了表征。结果表明,纯ZnO和ag修饰ZnO均为六方纤锌矿晶型,ag颗粒沉积在ZnO表面形成了ag-ZnO异质结构。以罗丹明B为目标污染物研究了样品的光催化活性。结果表明,热处理温度对纯ZnO的光催化性能的影响较大,在450℃热处理后光催化效果最佳;热处理温度对ag修饰ZnO的光催化性能没有显著的影响;ag修饰ZnO比纯ZnO的光催化活性均有所提高,因为ag修饰提高了ZnO表面羟基的含量并抑制了光生电子与空穴的复合。在500℃热处理后ag修饰ZnO对罗丹明B的60 min降解率达到98%,其反应速率常数为0.063 min-1。

关键词：复合材料 ZnO ag修饰光催化活性溶胶-凝胶法

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ag掺杂TiO_2纳米管制备与性能研究

功能材料 2013年第7期44卷 1043-1047页

作者：李静玲陈文哲余华梁吴波林伟庄琼阳张劭锦福州大学材料科学与工程学院福建福州350108 福建工程学院环境与设备工程系福建福州350108 闽江学院物理系福建福州350108 福建省微电子集成电路重点实验室福建福州350108

常压下,采用强碱熔融-水热法,制备了ag修饰复合TiO2纳米管,并就材料的组织与形貌进行了表征。XRD表征显示复合TiO2纳米管由锐钛矿和金红石相组成。TiO2纳米管形貌清晰,较均匀整齐,管径约为3～5nm,由3～5层单壁组成,管壁壁厚约为0.5nm,其... 详细信息

常压下,采用强碱熔融-水热法,制备了ag修饰复合TiO2纳米管,并就材料的组织与形貌进行了表征。XRD表征显示复合TiO2纳米管由锐钛矿和金红石相组成。TiO2纳米管形貌清晰,较均匀整齐,管径约为3～5nm,由3～5层单壁组成,管壁壁厚约为0.5nm,其中,Ti和ag纳米颗粒清晰地附着在纳米管之间以及最外层纳米管壁上。在350nm波长以内,均出现带-带跃迁。表面光电压谱(surface photovoltagespectroscopy,SPS)和场致诱导表面光电压谱(electricfield-induced surface photovoltage spectroscopy,FISPS)光伏响应强度随着外电场极性的改变作不对称变化,出现束缚激子亚带隙跃迁的特征。ag修饰对TiO2纳米管光伏响应影响大。

关键词： ag修饰强碱熔融-水热法复合TiO2纳米管 SPS FISPS