摘要：与植物光合作用相似,Z型光催化材料体系是由电子传输介质、光还原剂和光氧化剂组成的双光子体系,其应用于光催化反应具有很大的优势:借助双光子激发过程,在不同光催化剂上分别完成氧化反应和还原反应,有效促进了光生电荷的分离和迁移.Z型反应体系中的光催化剂只需分别满足各自的光激发过程和对应的半反应,为光催化材料的选择和设计提供了很大的空间.光催化还原位点和氧化位点分别在两个光催化半导体上,还原和氧化过程相互分离,可以有效抑制逆反应的发生.同时,催化材料光还原剂中的光生空穴被来自光氧化剂中的光生电子复合,光催化体系的稳定性随之增强.Z型光催化材料体系,表现出了宽光谱响应,高稳定性,高光生载流子的分离效率,强氧化还原能力,具有广阔的应用前景.

摘要：光催化技术是一种将太阳能转换为化学能的新技术,基于该技术可利用半导体光催化材料实现光催化分解水制氢、二氧化碳还原制备有机物、降解有机污染物等,是解决未来能源和环境问题的潜在途径之一。然而,作为光催化技术的核心,光催化材料面临着光吸收范围窄、光生载流子分离效率低等问题,这些问题严重制约着光催化能量转化效率及其实际应用。针对制约光催化材料活性的关键科学问题,近年来本课题组从晶体学基本原理出发,基于半导体材料结构与性能的关系,通过对半导体材料的晶体结构、电子结构、微结构参数进行设计与调控,探索制备了一系列具有宽光谱响应范围、高载流子分离效率的新型高效光催化材料,为设计制备新型高效光催化材料提供了一些新的设计思路和材料制备方法。

摘要：为了在道路交通工程中利用二氧化钛光催化材料降解汽车尾气中NOX、CO2、O2、CO、HC有害气体,根据二氧化钛光催化机理和特性,研究确定了对光催化材料的测试方法,设计了测试系统的硬件和软件系统。利用该测试系统对二氧化钛光催化降解材料的实测表明:测试系统设计方案合理,运行稳定、可靠,既可满足对二氧化钛光催化降解材料的测试,又可对汽车尾气进行实时检测。

摘要：通过简单的共沉淀法制备掺杂不同碳管含量的Ag_3PO_4/MWCNTs复合光催化材料,并对样品进行XRD、SEM、FT-IR、UV-vis等表征。以300 W氙灯模拟太阳光,通过光催化材料对甲基橙的降解来评价光催化材料对印染废水的催化效果。结果表明:PVP的存在使得制备的Ag_3PO_4颗粒表面光滑、结晶性好、尺寸较小(200~300 nm);经过混酸改性后增加了大量的带有羧基基团的碳管,均匀地分布在Ag_3PO_4颗粒表面,与其形成了很好的复合;合成的复合材料较纯Ag_3PO_4具有更加优异的光催化活性,当碳管质量分数为3.6%时催化效果最好。最后,对所制备材料的光催化机理进行了分析。

摘要：通过控制Ti(OC4H9)4与水的比例,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2溶胶,掺杂硝酸铁与硫酸铜以改变纳米TiO2溶胶的化学性能,并将其应用于棉织物整理。结果显示:当硝酸铁与硫酸铜的掺杂量分别为1%、2%时,改性TiO2溶胶的紫外吸收效果与光催化活性均有显著提升。经纳米TiO2处理的棉织物对可挥发有机化合物(VOC)的降解率有所提升,抗紫外线能力更强,且洗涤次数与断裂强力的变化不存在相关性。

摘要：文章结合光催化材料的制备及性能测定实验,采取实验结合理论的方式介绍光催化材料纳米ZnO的制备方法设计、结构表征及光催化性能测试,使学生对专业理论知识具有更深入的理解,培养学生的动手能力,提高学生分析解决问题的能力。

摘要：[目的]评估新型道路及墙体光催化材料对下立交地道空气质量的改善效果。[方法]采用连续自动监测仪及人工采样方法对上海市复兴东路下立交施用光催化材料的单向地道及未施用光催化材料的反向地道进行了空气中氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)浓度和车流量的对比监测,利用配对设计t检验方法比较了监测期间上述两下立交地道的空气污染因子水平,并采用比值法对监测结果进行了车流量影响的校正。[结果]使用光催化材料的地道空气中NO_2和CO小时平均浓度较对照组有明显降低(P<0.05)。校正车流量影响后,NO_2平均降低率为34.5%,CO平均降低率为39.2%,NO平均降低率5.7%。[结论]该光催化材料对降低下立交地道空气中NO_2和CO污染浓度具有一定效果。

摘要：本文设计了一维光催化材料的制备及光催化加氢性能研究的综合性实验,该实验采用简单的液相法合成了Cu1.94S-Zn0.23Cd0.77S一维纳米棒光催化材料,运用XRD及TEM对材料的物相及形貌进行了表征,重点考察了以硝基苯为底物的光催化加氢性能.实验原料廉价、操作简单易实现,涉及了一维纳米材料合成、表征及光催化加氢性能测试的完整过程,涵盖了材料科学基础、材料测试技术及材料结构与性能等理论知识内容,加深了学生对所学理论与实践结合的认识,强化了纳米材料结构与性能之间的构效关系.通过该综合实验,学生的科学思维能力、探索能力、创新能力及实践能力均得到有效提高.

摘要：设计了一种复合光催化材料对铜绿微囊藻的消减实验,该实验利用了光催化剂产生的氧自由基通过氧化作用抑制了藻生长的原理,并将其与现代测试技术和环境化学实验教学相结合。采用简易沉积法制备α-MoO3/Fe2O3复合光催化材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)表征了光催化复合材料的物理结构和形貌。通过对光复合材料的表征和叶绿素含量的测定探讨该复合光催化材料对铜绿微囊藻的去除速率及影响因素。本实验可以让学生了解细胞结构、光催化原理和现代测试技术的基本原理,获取培养藻细胞、光催化材料制备及表征技术等方面的前沿知识,培养学生不断探索和创新的科学精神,提高学生的综合实验能力。

摘要：石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种新型的非金属光催化材料,在可见光范围内具有一定的光吸收,同时还具有很好的热稳定性、化学稳定性和光稳定性,被广泛应用于光催化产氢、水氧化、有机物降解、光合成以及二氧化碳还原等。中国科学院理化技术研究所研究员张铁锐团队多年来集中纳米材料的可控设计以及光电催化性能的研究,前期通过g-C3N4作为模板剂成功设计制备了氮掺杂多孔碳纳米片，在电催化氧还原方面展现了优异的性能（Adv． Mater． 2016.28.5080）。