复合物的光催化储能特性
pvdf的有机-无机复合物的压电增强光催化
PVDF的有机-无机复合物是一种新型的材料，在压电增强光催化领域具有很大的潜力。
下面将从压电材料和光催化材料的基本概念出发，结合有机-无机复合物的特点，探讨PVDF的有机-无机复合物在压电增强光催化方面的研究现状和发展前景。
一、压电材料和光催化材料的基本概念1. 压电材料的基本概念压电效应是指某些晶体受到外力作用时，内部正负电荷的相对位移，从而在其外表面产生电势差和电场强度的现象。
根据这一原理，可以利用压电材料实现机械能与电能的相互转换，具有很大的应用潜力。
2. 光催化材料的基本概念光催化是指一种在光照条件下，通过固体表面催化剂上吸附的光生活性物质，在光照条件下进行催化反应的一种新型催化技术。
光催化材料具有高效、无废气排放、可再生等优点，被广泛应用于环境净化和能源转换等领域。
二、PVDF的有机-无机复合物的特点1. PVDF的基本特性聚偏氟乙烯（PVDF）是一种重要的压电及压电光催化材料，具有优异的机械性能、热稳定性和化学稳定性，可制备成薄膜、纳米线等不同形态的材料。
2. 有机-无机复合物的特点有机-无机复合物是由有机物和无机物在分子或微观尺度上相互作用形成的一种复合材料，具有有机物和无机物的优点相结合，可在压电和光催化等领域发挥协同效应。
三、PVDF的有机-无机复合物在压电增强光催化方面的研究现状1. 利用PVDF的压电效应增强光催化活性PVDF的压电效应可实现机械能到电能的转化，将外界机械力作用于PVDF复合材料上，产生电场效应，进而影响光催化反应过程的速率和产率。
利用PVDF的压电效应可增强光催化活性。
2. 基于PVDF的压电-光催化复合材料的研究现状目前，研究者们已经成功制备了基于PVDF的压电-光催化复合材料，并进行了相关的性能测试和应用研究。
这些研究成果表明，PVDF的有机-无机复合物在压电增强光催化方面具有较好的应用前景。
四、PVDF的有机-无机复合物在压电增强光催化方面的发展前景1. 提高光催化活性PVDF的有机-无机复合物可以通过改变复合材料的结构和组分，提高光催化活性，实现对污染物更高效的光催化降解。
光催化反应在有机合成中的应用
光催化反应在有机合成中的应用光催化反应是一种利用光能促进化学反应的方法，它已经在有机合成中得到了广泛的应用。
光催化反应不仅具有高效、环境友好等优点，而且在特定的反应条件下可以得到具有特殊结构和活性的化合物。
本文将从光催化反应的基本原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行论述。
一、光催化反应的基本原理光催化反应基于光能的吸收和转化，利用光能在光催化剂表面引发电子转移和化学反应。
光催化剂通常是一种能够吸收可见光或紫外光的化合物，在光激发下产生活性的电子或空穴，影响化学反应的进行。
光催化反应一般包括以下几个步骤：光吸收、电子转移、化学反应和产物生成。
光吸收是光催化反应的起始步骤，确定了可见光或紫外光的吸收范围以及反应的能量需求。
电子转移是光激发态电子在催化剂上的转移，产生活性的电子或空穴。
化学反应是光激发态的电子或空穴与底物之间的相互作用，发生反应并产生中间体或产物。
产物生成是光催化反应的最终结果，产生具有特殊结构和活性的化合物。
二、光催化反应在有机合成中的应用领域光催化反应在有机合成中具有广泛的应用，包括有机物的合成、催化剂的制备和功能材料的开发等方面。
1. 有机物的合成光催化反应可以在温和的条件下合成一些复杂的有机化合物，而无需使用高温、高压或有毒的试剂。
例如，通过光催化反应可以实现C-C键的形成、碳-氮键的构建以及醇、酮、醛等有机官能团的插入反应。
此外，光催化反应还可以实现手性化合物的合成，通过选择合适的手性催化剂，可以得到具有高立体选择性的手性产物。
2. 催化剂的制备光催化反应可以用于制备高效的催化剂。
例如，通过光催化反应可以合成一些过渡金属配合物，这些配合物在光激发下能够产生活性的反应中间体，促进化学反应的进行。
此外，光催化反应还可以实现一些催化剂的再生和循环利用，减少催化剂的使用量和废弃物的产生。
3. 功能材料的开发光催化反应可以用于开发具有特殊结构和功能的材料。
例如，通过光催化反应可以制备出具有光储能、光吸附和光催化性能的材料，用于太阳能转换、污水处理和环境修复等领域。
g-C3N4在能源和环境治理方面的应用
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石墨烯_溴氧化铋复合物的制备及可见光光催化性能研究_周薇
文章编号：1001-3555（2014）04-0367-09收稿日期：2014-03-31；修回日期：2014-07-05．基金项目：国家自然科学基金（21377067，21207079，21177072）；湖北省新世纪人才入选人员优先资助项目（201203）；中国科学院生态环境研究中心开放基金（KF2011－07）．作者简介：周薇（1990－），女，硕士生．E-mail ：chem_ctgu@126．com．*通讯联系人，E-mail ：fangyf@ctgu．edu．cn．石墨烯-溴氧化铋复合物的制备及可见光光催化性能研究周薇，胡晓龙，赵小蓉，贾漫珂，黄应平，方艳芬*（1．三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心（三峡大学），湖北宜昌443002；2．三峡库区生态环境教育部工程研究中心（三峡大学），湖北宜昌443002）摘要：采用超声-水热法在溴氧化铋（BiOBr ）上负载不同含量氧化石墨来制备石墨烯-溴氧化铋（Gre-BiOBr ）复合物，利用X-射线衍射（XＲD ）、扫描电镜（SEM ）、透射电镜（TEM ）、紫外可见漫反射（UV-Vis DＲS ）、荧光分光光度计（PL ）、比表面积仪（BET ）及红外光谱仪（FT-IＲ）对不同负载量的Gre-BiOBr 进行初步表征．发现BiOBr 负载石墨烯前后均为斜四方晶型（JCPDS ：78-0348），均为大小500 1000nm 片层状．在可见光照射下（λ≥420nm ），以罗丹明B （Ｒhodamine B ，ＲhB ）和水杨酸（Salicylicacid ，SA ）作为降解底物，发现经过负载石墨烯后BiOBr 的可见光活性有明显提高，且当负载质量比为10%时，Gre-BiOBr 复合物表现出最好的可见光活性，此时光降解ＲhB 反应速率（k 10%Gre-BiOBr =0．046min －1）约为单纯BiOBr （k BiOBr =0．02min －1）的两倍．经测定10%Gre-BiOBr 复合物的比表面积为10．50m 2/g ，禁带宽度为2．61eV ，能吸收λ≥475nm 可见光．结合自由基捕获实验，发现该催化体系主要涉及超氧自由基（O 2·－）和空穴（h +）的共同氧化作用．10%Gre-BiOBr 催化剂循环使用5次，仍保持着良好光催化活性，表明该催化剂稳定性较好．关键词：石墨烯-溴氧化铋；负载；可见光中图分类号：O643．32文献标志码：A随着全球污染及能源短缺问题，寻找以太阳光作为直接能源的环境处理技术已成为当今的研究热点［1］，BiOBr 作为新型的可见光半导体催化剂，在有机污染物如染料［2］、氯代有机小分子［3］、微囊藻毒素［4-5］等都具有良好的光催化降解效果，但前期研究表明尽管BiOBr 能直接被可见光激发，但其对可见光的利用率要明显低于TiO 2/UV 体系，这是由于由两个独立的Br 4P 和O 2P 轨道组成的BiOBr 价带中O 2P 轨道的贡献少［6］．因BiOBr 自身价带结构很难改变，那么是否能通过改变其表面特性来提高BiOBr 对可见光的利用率，是学者们面临的难题．石墨烯（graphene ）是一种由碳原子紧密堆积而成的具有蜂窝状结构的二维材料［7］，具有突出的导热性能、力学性能［8］以及室温下高速的电子迁移率（15000cm 2·（V ·s ）－1）［9］．石墨烯特殊的结构使其具有比碳纳米管更为优异的电学性质，以及良好的导电性和化学稳定性［7，10］．目前，已有文献报道石墨烯与TiO 2［11］、ZnO ［12］、C 3N 4［13］、Bi 2WO 6等［14］负载来提高其对光的利用率，从而提高光催化的活性．因此，我们尝试着在溴氧化铋（BiOBr ）上负载不同含量氧化石墨来制备石墨烯-溴氧化铋（Gre-BiOBr ）复合物，以此复合物为光催化剂，在可见光照射下（λ≥420nm ），以罗丹明B （Ｒhodamine B ，ＲhB ）和水杨酸（Salicylicacid ，SA ）作为降解底物，研究不同石墨烯负载质量的Gre-BiOBr 复合物可见光活性，优化负载复合物的光催化活性．结合自由基捕获实验，研究光催化体系的氧化机理．1材料与方法1．1主要试剂及仪器试剂如下：5．0ˑ10-4mol ·L －1ＲhB 水溶液；Bi （NO 3）3·5H 2O （AＲ）；溴代十六烷基吡啶（CPB ，AＲ）；异丙醇（AＲ）；苯醌（AＲ）；EDTA （AＲ）；浓硝酸（AＲ）；3ˑ10-3mol ·L －1SA 水溶液．仪器：D /max2500型射线衍射仪（Ｒigaku ，日本）；XL30扫描电子显微镜（Philips ，荷兰）；UV-第28卷第4期分子催化Vol．28，No．42014年8月JOUＲNAL OF MOLECULAＲCATALYSIS （CHINA ）Aug．2014DOI:10.16084/ki.issn1001-3555.2014.04.0093010型紫外可见分光光度计（Hitach，日本）；BET （实验室的）；NEXUS型FTIＲ傅立叶红外光谱仪（Thermo Electron，美国）；Lambda25紫外可见分光光度计（PE，美国）；F-4500荧光分光光度计（Hi-tach，日本）；Delta320pH计（Mettler-Toledo，上海有限公司）；XPA系列光反应器（南京胥江机电厂）；均相反应器（烟台松岭化工设备有限公司）．1．2催化剂的制备BiOBr的制备：按实验室的国家发明专利方法制备［15］．制备氧化石墨（GO）：将装有70mL浓硫酸的500mL烧杯置于0ħ的水浴中，在搅拌状态下缓慢加入3g天然鳞片石墨，再缓慢加入1．5g硝酸钠与9g高锰酸钾的混合物，0ħ条件下搅拌2h使反应完全后，在30ħ恒温水浴中搅拌保温30min，缓慢加入140mL水并使温度上升至98ħ，在此温度条件下维持15min；用温水稀释到420mL，倒入30mL质量分数为30%的H2O2后，趁热过滤，用5%HCl充分洗涤滤饼，真空干燥24h，密封保存待用［16］．制备Gre-BiOBr复合物：在水和乙醇体积比为2ʒ1的混合溶液中加入上述制得的氧化石墨和溴氧化铋（0%、2%、6%、10%、14%），超声混合60min使其均匀分散后，将所得液转移到聚四氟乙烯反应釜中，在高压、120ħ的条件下加热6h，冷却过滤，于60ħ干燥箱中干燥10h，由此得到复合物．1．3催化剂表征采用XＲD对产物进行结构分析；采用SEM、TEM观察催化剂的形貌；采用UV-Vis DＲS测定催化剂的吸收光谱；采用PL考察催化剂电子空穴复合程度；采用BET测定催化剂的比表面积；采用360FT红外光分光光度计测定催化剂的红外光谱．1．4实验过程和分析方法可见光装置：光反应装置采用500W碘钨灯，碘钨灯被安置在一个圆柱型双层硬质玻璃冷凝套中，冷凝套通过冷凝水冷却，套外用滤光片滤去波长小于420nm的光，从而保证反应在可见光激发条件下进行（光反应装置剖面图如图1所示），光反应管以光源为中心环绕一圈，以保证光照强度一定，光反应器可同时搅拌和旋转．过程：在70mL 光反应管中依次加入1mLＲhB，10mg Gre-BiOBr，定容至30mL，置于暗室搅拌30min以达到吸附-解吸平衡，然后进行光反应，每隔30min取样一次，离心分离后，用紫外可见分光光度计在ＲhB最大吸收波长554nm处测量其吸光度值．图1光催化反应装置图Fig．1The setup of photoreactionIＲ测定：分别在降解0h、2h、12h和24h的反应混合液（已经离心去除催化剂）中加入少量固体溴化钾，在旋转蒸发仪上蒸发至干（温度50 60ħ），用红外灯干燥，压片，在360FT红外光分光光度计上进行IＲ光谱测定．2结果与讨论2．1XＲD晶相及晶粒尺寸分析从图2可以看出，不同负载量的催化剂都出现了相似的衍射峰，由于石墨烯在2θ=25．41ʎ时有衍射峰，与BiOBr的（101）面的衍射峰重合，所以在负载化合物的XＲD图中，看不到明显的石墨烯衍射峰［17］．通过使用Jade5．0材料软件，均与BiOBr图2催化剂的XＲD图Fig．2XＲD patterns of the catalyst863分子催化第28卷的标准卡JCPDS ：78-0348对应，其晶胞参数为a =b =0．39201nm 和c =0．80984nm ，显示出P4/nmm 的空间结构，通过Scherrer 公式计算得BiOBr 、2%Gre-BiOBr 、6%Gre-BiOBr 、10%Gre-BiOBr 、14%Gre-BiOBr 的粒径大小分别为16．69、16．25、14．52、13．7、13．29nm ［18］．比较各催化剂的衍射峰强度，可知BiOBr 和10%Gre-BiOBr 催化剂均具有良好的晶型和结晶度．2．2Gre-BiOBr 的SEM 图采用SEM 对所得不同负载量的Gre-BiOBr 样品的表面形貌进行表征，结果见图3，所得形貌为大小500 1000nm 不规则片状．但在SEM 图中基本看不到石墨烯的存在，这可能是因为单层石墨烯很薄，厚度只有0．335nm ，因而在SEM 中很难被观测到［19］．可以看到，与BiOBr 层厚度相比，Gre-BiOBr 层状催化剂都有一定程度变薄的趋势．图3催化剂的SEM 图Fig．3SEM photo of the catalystsa．BiOBr ，b．2%Gre-BiOBr ，c．6%Gre-BiOBr ，d．10%Gre-BiOBr ，e．14%Gre-BiOBr2．3Gre-BiOBr 的TEM 图在相同放大倍数（15k ）下，采用TEM 对所得不同负载量的Gre-BiOBr 样品的立体形貌进行表征，结果见图4．BiOBr 呈微米级薄层状，在其表面分散着有石墨烯，且随着石墨烯负载量的增加，可明显看到石墨烯絮状物的增加．图4催化剂的TEM 图Fig．4TEM photo of the catalystsa．BiOBr ，b．2%，Gre-BiOBr ，c．6%Gre-BiOBr ，d．10%Gre-BiOBr ，e．14%Gre-BiOBr2．4PL 分析采用荧光光谱分析了不同负载量的Gre-BiOBr 的电子空穴复合率大小，结果见图5．从图中可以看到，激发波长为300nm 时，不同负载量的Gre-BiOBr 均在470nm 处出现较强的发射峰，且随着石墨烯负载量（2% 14%）的增加，催化剂的发射峰依次减弱，说明随着石墨烯含量的增加，催化剂的电子和空穴复合程度逐渐降低．这表明Gre-BiOBr 催化剂吸收可见光后，在具有高速电子迁移率的石墨烯传导作用下，催化剂表面的电子和空穴的利用率都得到了有效提高．理论上推测14%Gre-BiOBr 应具有最好光催化活性，但实验结果发现10%Gre-BiOBr 活性最好（图8），这可能是因为当BiOBr 表面存在着大量负载物石墨烯（14%）时，反而又会阻碍催化剂对可见光的吸收作用，使其催化活性有所降低［20］．2．5UV-Vis DＲS 分析制备得到的10%Gre-BiOBr 和BiOBr 分别为灰色和黄色（图6），表明其对可见光具有不同程度的吸收．因而，采用紫外分光光度计对两种催化剂在963第4期周薇等：石墨烯-溴氧化铋复合物的制备及可见光光催化性能研究图5催化剂的光致发光谱Fig．5Photoluminescence spectra of catalysts200 700nm 范围内的反射吸收光谱进行测定，如图6．根据公式λg =1239．18/Eg 计算10%Gre-BiOBr 的禁带宽度约为2．61eV ，BiOBr 的禁带宽度约为2．75eV ，表明BiOBr 负载石墨烯后能适当地拓宽BiOBr 的可见光吸收范围（ 0．14eV ）．图6样品UV-Vis DＲS 光谱图Fig．6UV-VisDＲS diffuse reflectance curve of catalysts2．6BET 分析BET 测试结果显示BiOBr 、10%Gre-BiOBr 的BET 值分别为8．80m 2·g －1和10．50m 2·g －1，表明石墨烯（10%）负载后能明显提高BiOBr 的比表面积（ 1．70m 2·g －1），从而有效的增加光催化反应位点，提高其光催化活性．2．7IＲ光谱分析采用360FT 红外光分光光度计对BiOBr 、10%Gre-BiOBr 进行红外测定，结果如图7．由图可知，在BiOBr 、10%Gre-BiOBr 的谱图中都能发现500cm －1和1300cm －1左右吸收峰，该峰归属于BiOBr中Bi —O 键的伸缩振动［17］．而在10%Gre-BiOBr 的谱图中产生的新吸收峰2380cm －1、1560cm－1和1100cm －1分别归属于累积双键（—C =C =C —）的振动、石墨烯的骨架振动［21］、Bi —C 键的伸缩振动［17］，揭示了Gre-BiOBr 复合物中石墨烯分子和BiOBr 是以共价键形式存在．图7催化剂的红外光谱分析Fig．7IＲspectra analysis ofcatalyst2．8光催化活性研究实验过程和分析2．8．1不同负载量的Gre-BiOBr 复合物对ＲhB 光催化降解及动力学分析在相同条件下，用不同量的石墨烯制备Gre-BiOBr 复合物降解ＲhB ，结果如图8所示．在可见光下不同负载量的催化剂都比纯BiOBr 催化降解ＲhB 的活性要好，这表明石墨烯分子存在对其降解活性起着显著促进作用．在相同条图8不同负载量对ＲhB 降解反应的影响Fig．8Degradation efficiency of ＲhB over Gre-BiOBr withdifferent amounts of grapheme after 40minutes［cata ］=0．33mol ·L －1，［ＲhB ］=1．5ˑ10-5mol ·L －1，pH =6．873分子催化第28卷件下，10%Gre-BiOBr复合物对底物ＲhB降解速率最快，在降解40min后降解率达到97%，认为10%为最佳负载量．BiOBr、10%Gre-BiOBr复合物在可见光下降解ＲhB的动力学曲线如图9所示．ＲhB溶液在可见光照射下光解现象不明显；BiOBr、10%Gre-BiOBr在暗反应条件下对ＲhB的吸附不大，反应30min后基本上达到吸附平衡；而在可见光（λ≥420nm）的激发下，BiOBr和10%Gre-BiOBr均能对ＲhB进行降解，BiOBr为催化剂时反应150min后能完全降解ＲhB溶液，而10%Gre-BiOBr在光照条件下，反应60min后已完全降解了ＲhB溶液．由此看出，光照和催化剂是ＲhB发生降解反应所必须的因素，且10%Gre-BiOBr的可见光催化活性要高于BiOBr，光降解ＲhB反应速率［22］（k BiOBr=0．020min－1）约为纯BiOBr（k10%Gre-BiOBr=0．046min－1）的两倍．测定了10%Gre-BiOBr/ＲhB/Vis、BiOBr/ＲhB/Vis体系在不同反应时间的吸收光谱的变化（图10），随着降解反应的进行，ＲhB的特征吸收峰（λ=554nm）不断降低，并出现蓝移，表明ＲhB的共轭体系随光照时间的延长被逐渐降解．反应一定时间后，ＲhB在可见光区的吸收已完全消失，脱色率达到100%．图9不同条件下对ＲhB的光催化降解曲线Fig．9Degradation curves ofＲhB in different conditions ［cata］=0．33mol·L－1，［ＲhB］=1．5ˑ10-5mol·L－1，pH=6．8图10光催化降解ＲhB吸收光谱的变化Fig．10UV-Vis spectra changes ofＲhB［cata］=0．33mol·L－1，［ＲhB］=1．5ˑ10-5mol·L－1，pH=6．82．8．2不同pH条件下10%Gre-BiOBr对ＲhB光催化降解实验讨论了溶液pH对10%Gre-BiOBr催化降解ＲhB反应的影响．图11表示的是ＲhB的降解率达到100%后，降解反应在不同pH条件下的降解速率．随着pH的减小，降解速率逐渐增大，在pH=3时，反应的降解速率达到最大．据文献报道制备的BiOBr催化剂的pH zata值为5．4［4］，当溶液的pH＜5．4时BiOBr表面带正电，会与ＲhB阳离子型染料相互排斥，而在底物初始浓度相同，催化剂达到吸附平衡时，实验结果（表1）显示，pH=39时催化剂对ＲhB的吸附量均较大（19．7%24．1%），表明催化剂对ＲhB的吸附可能是发生了氢键或配位键等作用的专属吸附为主，与pH关系不大．此外，在酸性条件下，随着溶液中H+浓度的增大，会加速反应O2·－+e+2H+→H2O2的进行［6］，在该光催化体系中超氧O2·－起到主要的作用（见图12），使得催化剂对ＲhB的降解速率加快，因而在pH=3时降解速率达到最大．173第4期周薇等：石墨烯-溴氧化铋复合物的制备及可见光光催化性能研究图11溶液pH对ＲhB降解反应的影响Fig．11Degradation curves ofＲhB in different pH［ＲhB］=1．5ˑ10-5mol·L－1，［Gre-BiOBr］=0．33g·L－1表1不同pH条件催化剂对ＲhB的吸附率Table1The adsorption rate forＲhB of the photocatalystin different pH conditionspH Adsorption rate［（C0-C t）/C0］ˑ100%335．3%528．6%719．7%924．1%118．0%2．9自由基捕获实验为了验证反应体系中哪一种自由基对于降解反应起主要作用，分别以异丙醇（IPA）为·OH捕获剂，苯醌（BQ）为O2·－捕获剂，EDTA为空穴（h+）捕获剂进行实验．首先对EDTA、BQ做了不同浓度梯度对10%Gre-BiOBr复合物光催化降解ＲhB的影响，发现随着捕获剂的浓度增加，光催化降解反应速率逐渐降低．后选定［IPA］=5mmol·L－1、［BQ］=0．33mmol·L－1、［EDTA］=0．33mmol·L－1的浓度进行光催化降解，分别以ln（C0/C t）对反应时间t进行拟合求得动力学常数k［22］，得到k blank=0．0511min－1、kIPA =0．0321min－1、kEDTA=0．0261min－1、kBQ=0．0056min－1，结果见图12．从图可见加入异丙醇、EDTA和苯醌后催化剂降解速率均变慢，其中对降解的抑制程度分别为苯醌＞EDTA＞异丙醇，从而证明在该光催化氧化降解反应体系中起主要作用的是超氧O2·－和h+．2．10ＲhB的降解和深度氧化矿化图13为在可见光照射下10%Gre-BiOBr光催图12自由基捕获实验Fig．12scavenging experiment of free radical［ＲhB］=1．5ˑ10-5mol·L－1，［Gre-BiOBr］=0．33g·L－1，pH=6．8［IPA］=5m mol·L－1，［BQ］=0．33mmol·L－1，［EDTA］=0．33mmol·L－1图13ＲhB降解的红外光谱分析Fig．13IＲspectra analysis ofＲhB during degradation ［ＲhB］=1．5ˑ10-5mol·L－1，［Gre-BiOBr］=0．33g·L－1，pH=6．8化降解ＲhB在不同反应时间下ＲhB溶液的红外光谱变化．ＲhB的特征吸收表征为：1590和885cm－1分别对应ＲhB芳环的骨架振动及苯环平面弯曲振动峰；1340cm－1、1180cm－1可分别归属于C-CH3和Ar-N伸缩振动峰，1440和1080cm－1可分别归属于苯环（—C=C—）和醚键（—C—O—C—）的伸缩振动（反应0h）．随着光催化反应的进行，可知：1590cm－1、1340cm－1、1180cm－1、1080cm－1的峰消失，说明在光催化氧化过程中ＲhB骨架分子被273分子催化第28卷逐步破坏，而在1640和1630cm －1产生了一个双峰，推测可能生成了酰胺类化合物中羰基（O =C —N ）伸缩振动峰，在1380cm －1出现的新峰可能为伯胺类化合物中（C —NH 2）伸缩振动峰［23］，这说明在可见光下10%Gre-BiOBr 对ＲhB 不单是一个简单的脱色过程，而且也是一个深度氧化过程．由TOC （图14）数据分析可知，在反应25h 后，10%Gre-BiOBr 对ＲhB 矿化率为50．1%，比单纯的BiOBr 对ＲhB 矿化率要高．图14ＲhB 降解的TOC 变化Fig．14The TOC removal of ＲhB［ＲhB ］=5ˑ105mol ·L －1，［Gre-BiOBr ］=1g ·L －1，pH =6．82．11催化剂对SA 的降解SA 是一种无色的小分子污染物，本身对可见光没有吸收．可见光（λ≥420nm ）照射下，测定降解过程中水杨酸浓度的变化，结果见图15．在控制相同温度条件下，SA 不发生光解，而BiOBr 和10%Gre -BiOBr 在可见光下能显著降解SA ．反应20h 后，BiOBr 和10%Gre-BiOBr 对水杨酸的降解率分别为70．82%和85．68%，表明10%Gre-BiOBr 在可见光激发下能有效降解小分子污染物，其催化能力大于BiOBr．图15光催化降解SA 的动力学曲线Fig．15Kinetic curves for degradation of SA under visble light ［Gre-BiOBr ］=0．4g ·L －1，［SA ］=3ˑ10-4mol ·L －12．12循环反应实验催化剂是否稳定是衡量其研究价值的重要指标，为了验证其稳定性，进行了光催化降解ＲhB 的循环实验，每个循环反应结束之后加入同等量的ＲhB 溶液定容到同样体积，吸附平衡后进行下一轮的循环反应．图16是BiOBr 和10%Gre-BiOBr 催化循环实验结果图，催化剂循环使用5次，仍保持着良好的光催化活性，表明负载后10%Gre-BiOBr 稳定性较好，具有研究价值．图16催化反应循环图Fig．16Catalytic recycling in repetitive degradation of ＲhB ［cata ］=0．33g ·L －1，［ＲhB ］=1．5ˑ10-5mol ·L －1，pH =6．8373第4期周薇等：石墨烯-溴氧化铋复合物的制备及可见光光催化性能研究3结论采用超声-水热法制备了不同负载量的Gre-BiOBr复合物，并探讨了石墨烯对其表面特性及可见光活性的影响．实验发现10%Gre-BiOBr催化剂（质量比）具有最佳可见光催化活性，这是因为在BiOBr表面负载的具有优异导电性的石墨烯，能有效地促进BiOBr表面电子和空穴分离，并一定程度上增大了其比表面积，从而能显著地提高了催化剂对可见光的利用率．参考文献：［1］Hoffmann MＲ，Martin S T，Choi W Y，et al．Environ-mental applications of semiconductor photocatalysis［J］．ChemＲev，1995，95：69－96．［2］Zhang Kun（张坤）．Master’s dissertion of Shanghai Normal University（上海师范大学硕士论文）［D］．2012．［3］Lei Y，Wang G，Guo P，et al．The Ag-BiOBrx I1-xcom-posite photocatalyst：Preparation，characterization andtheir novel pollutants removal property［J］．Appl Surf Sci，2013，279：374－379．［4］Fang Y F，Huang Y P，Yang J，et al．The unique ability of BiOBr to decarboxylate 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BiO-Br-Graphene composite［J］．Chem-A Europ J，2012，18（45）：14359－14366．［18］Li Xin-yu（李新玉），Fang Yan-fen（方艳芬），Xiong Shi-wei（熊世威），et al．Preparation of Fe dopped BiO-Br using different bromine source and visible-light photo-catalytic activity（不同溴源制备铁掺杂BiOBr及其可见光光催化活性研究）［J］．J Mol Catal（China）（分子催化），2013，27（6）：575－584．［19］Li Xu（李旭），Zhao Wei-feng（赵卫峰），Chen Guo-hua（陈国华）．Ｒesearch progress in preparation andcharacterization of graphenes（石墨烯的制备与表征研究）［J］．MaterＲev（材料导报），2008，22（8）：48－52．［20］Zhang X，Chang X，Gondal M A，et al．Synthesis and photocatalytic activity of graphene/BiOBr compo-sitesunder visible light［J］．Appl Surf Sci，2012，258（20）：7826－7832．［21］Nethravathi C，Ｒajamathi M．Chemically modified gra-phene sheets produced by the solvothermal reduction ofcolloidal dispersions of graphite oxide［J］．Carbon，2008，46（14）：1994－1998．［22］Hu Jin-shan（胡金山），Wang Huan（王欢），Liu Li（刘利），et al．Preparation of highly efficient Ag@AgBr473分子催化第28卷plasmonic photocatalyst and its photocatalytic perform-ance under visible light （高效Ag@AgBr 等离子体光催化剂的制备及可见光活性研究）［J ］．J Mol Catal （China ）（分子催化），2013，27（5）：452－458．［23］Deng A P ，Huang Y P ，Fang Y F ，et al．TiO 2nanotubespreparation and photocatalytic degradation of organic pol-lutants．（TiO 2纳米管的制备及其光催化降解有机污染物［J ］．Envir Chem （环境化学），2009，28（2）：202－205．［24］Wang L L ，Ma W H ，Huang Y P ，et al．The contrastiveresearch in the photocatalytic activity of BiOBr synthe-tized by different reactants ［J ］．J Nanomater ，2012，2012：1－9．［25］Li Xin-yu （李新玉），Fang Yan-fen （方艳芬），XiongShi-wei （熊世威），et al ．Preparation of bismuth molyb-date composite and improved photocatalytic activity under visible-light irradiation （钼酸铋光催化剂的制备及其光催化活性）［J ］．Envir Chem （环境化学），2013，32（009）：1611－1618．［26］Deng An-ping （邓安平），Yang Jing （杨静），WangShu-lian （汪淑廉），et al ．Preparation of mixed crystal TiO 2nanoparticles and photocatalytic degradation of toxic organic pollutants （混晶纳米TiO 2的制备及其光催化降解有毒有机污染物）［J ］．Envir Sci （环境科学），2010，31（012）：2965－2972．［27］An Wei-jia （安伟佳），Cui Wen-quan （崔文权），Liu Li（刘利），et al ．卤氧化铋光催化剂的复合改性［J ］．J Mol Catal （China ）（分子催化），2013，27（5）：483－492．Preparation of Graphene-BiOBr Composite and the EnhancedPhotocatalytic Activity under Visible-light IrradiationZHOU Wei ，HU Xiao-long ，ZHAO Xiao-rong ，JIA Man-ke ，HUANG Ying-ping ，FANG Yan-fen *（1．Collaborative Innovation Center for Geo-Hazards and Eco-Environment in Three Gorges Area ，Yichang 443002，China ；2．Engineering Ｒesearch Center of Eco-environment in Three Gorges Ｒeservoir Ｒegion ，Ministry ofEducation ，China Three Gorges University ，Yichang 443002，China ）Abstract ：Graphene-bismuth oxybromide （Gre-BiOBr ）composites with different amounts of graphene loading on BiOBr were prepared by ultrasound-hydrothermal method ，named BiOBr ，2%Gre-BiOBr ，6%Gre-BiOBr ，10%Gre-BiOBr and 14%Gre-BiOBr ，respectively．The materials were characterized by X-ray diffraction （XＲD ），scan-ning electron microscopy （SEM ），transmission electron microscopy （TEM ），ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy （UV-Vis DＲS ），fluorotrophotometer （PL ）and Brunauer-Emmett-Teller （BET ）．The results showed that the as-prepared catalysts were the diagonal square crystal shape （JCPDS card no ：78-0348），and the sheet of them were about 500 1000nm sheets．Compared with pure BiOBr ，the photocatalytic activity of Gre-BiOBr was significantly improved on the degradation of Ｒhodamine B （ＲhB ）and Salicylicacid （SA ）under visible light irradia-tion （λ≥420nm ）．The 10%Gre-BiOBr catalyst showed the best photocatalytic activity and the degradation rate ofＲhB （k 10%Gre-BiOBr =0．046min －1）was twice than that of pure BiOBr （k BiOBr =0．020min －1）．The specific surface area and the band gap （Eg ）of 10%Gre-BiOBr catalyst were 10．50m 2·g －1and 2．61eV （ 475nm ）．Based on the free radicals captured experiments ，the catalytic mechanism was mainly related to the common oxidation of the super oxygen radical （O 2·－）and holes （h +）．The photocatalytic activity of 10%Gre-BiOBr was excellent in the recycle-usage for five times ，so it had good stability．Key words ：Gre-BiOBr composite ；recombination ；photocatalysis573第4期周薇等：石墨烯-溴氧化铋复合物的制备及可见光光催化性能研究。
光催化剂的研究现状和应用前景
光催化剂的研究现状和应用前景光催化技术是一种绿色环保的技术，以其高效、无污染等特点受到了越来越多的关注。
光催化剂是实现光催化技术的关键。
本文将对光催化剂的研究现状和应用前景进行探讨。
一、光催化剂的研究现状1. 金属氧化物光催化剂金属氧化物光催化剂是目前最常见的光催化剂之一。
一些具有特殊活性的金属氧化物，如TiO2、ZnO、Fe2O3等，通过光催化作用，能够分解有机物质和气体污染物。
这些光催化剂具有简单的合成方法、良好的稳定性、低成本等优点。
近年来，人们通过控制光催化剂的结构、表面性质、晶粒大小等因素来增强其催化作用，并引入了共掺、修饰等方法来改善其催化效果。
2. 复合光催化剂复合光催化剂指的是将多种催化剂进行组合，以提高光催化效率的一种方法。
一些研究人员通过将金属氧化物和碳材料、半导体材料等进行复合，可以有效地改善催化剂的光吸收、载流子转移和利用效率等性能。
例如，将TiO2和二氧化硅、氮化硅等进行复合，不仅可以减少光降解过程中的反应阻抗，还可以增加光催化剂的光吸收效率。
另外，石墨烯、半导体量子点等也被广泛应用于光催化剂的复合中，以提高其稳定性和催化效率。
3. 金属有机骨架光催化剂金属有机骨架材料是一种由金属离子和有机配体组成的多孔性材料。
它不仅具有良好的稳定性和可控性，而且具有高表面积和高光吸收率等特性。
一些研究表明，金属有机骨架材料在光催化剂中具有潜在应用前景。
例如，实验室中已经利用铂-2-羟基-1，4-苯二甲酸催化剂分解了甲醛等有机物，其催化效率较好。
此外，人们还在探索利用金属有机骨架材料设计功能化材料的方法，以开发出更高效的光催化剂。
二、光催化剂的应用前景1. 污染治理领域光催化技术在污染治理领域应用前景积极。
目前，利用光催化技术降解废水、处理空气污染物等已经成为一个热门研究方向。
尤其是一些易挥发的有机污染物，如苯、甲苯等，很难用传统的处理方法达到彻底分解的效果。
而光催化技术可以实现在室温下，快速地降解这些有机物质，具有明显的优势。
新型储能光催化材料
图 2.1 电子和空穴的产生及迁移过程
（1） 受光激发产生电子(e)和空穴(h)（图中右上角过程） ； （2） 在势场的作用下，电子(e)和空穴(h)迁移至半导体材料的表面；
（3） 迁移至表面的电子(e)和空穴(h)与吸附在半导体表面的有机物以及水、氧
5
气等无机物发生氧化还原反应（图中 c,d 过程） ； （4） 电子(e-)和空穴(h)复合湮灭（图中 a.b 过程） 。
[3] [1] [1] [2]
一、 TiO2 的结构和储锂特性
自然界中存在TiO2 的三种晶型， 分别为： 锐钛矿、 金红石和板钛矿。 以Ti4+为 中心，6 个 O 围绕而成的八面体是这三种结构的基本单元。 如图 1.1 所示三池的主要为锐钛矿型和金红石型。 以下对两种晶型的TiO2 的储锂性能进行介绍。 1.1 锐钛矿型TiO2 的储锂特性 锐钛矿TiO2 的晶体结构为由正八面体组成的四方晶系， 将其应用于锂离子电 池时，锂离子能沿着 a 轴和 c 轴传输，双孔隙通道使其具有较高的脱嵌锂容量， 其嵌锂平台相对于������������ +/Li 约为 1.8 V，对应的嵌锂系数为 0.6。而随着材料尺寸的 减小，比表面积的提高，其嵌锂能力会有所提高。纳米材料可以有效缩短锂离子 的扩散距离以及电子的传输距离，而介孔材料具有较大的比表面积，孔结构有利 于锂离子从电解液中扩散至电极内部。对其重复使用性能进行测试，发现该材料 具有优越的容量保持率。循环使用 60 次后，其充电容量仍然保持不变。 1.2 金红型TiO2 的储锂特性 与锐钛矿TiO2 不同的是金红石型TiO2 是由 TiO6 八面体结构沿 c 轴呈链状排 列而成的， 锂离子在其中的扩散具有各向异性， 沿 c 轴的传播速度为10−6 ������. ������ −1 ， 大大快于沿 a 轴和 b 轴的传播速度 。由于异性相斥的原理，锂离子在沿着 c 轴 这一方向传播的过程中会互相排斥，大大降低了传输速率。 但是金红石型 TiO2 相比锐钛矿更加稳定，也有其独特的优势，综上所述，锂离子在金红石型 TiO2 中的传输速率是阻碍其广泛应用的关键因素。与锐钛矿TiO2 类似，颗粒尺寸 越小，越有利于锂离子传输性能的提高。研究表明纳米化的金红石TiO2 的脱嵌锂 性能优于微米结构的金红石TiO2 。在锂离子电池中，限制金红石TiO2 应用的主要 因素分别为锂离子和电子传输能力较低和高度的各向异性。
纳米复合材料的优化设计和性能研究
纳米复合材料的优化设计和性能研究近年来，纳米复合材料作为一种新兴的材料，受到了广泛的关注。
由于其特殊的物理和化学性质，纳米复合材料在材料科学和工程领域中具有广泛的应用前景。
本文将从优化设计和性能研究两个方面探讨纳米复合材料的发展和应用。
优化设计在优化设计方面，纳米复合材料具有多种性质，综合考虑这些性质可以得到优化设计。
比如，在纳米复合材料的制备过程中，不同的材料组合比例、纳米粒子大小和形状等参数会影响材料的结构、物理性质和机械性能。
因此，通过优化这些参数，可以获得具有优异性能的纳米复合材料。
一种常见的优化方法是采用模拟软件进行计算机辅助设计。
比如，采用分子模拟等技术，可以在虚拟环境中模拟不同材料组合产生的纳米复合材料的性质。
这种优化方法不仅可以节省时间和成本，还可以在较短时间内得到大量的实验结果，有效提高复合材料的设计效率。
性能研究在性能研究方面，纳米复合材料的物理化学特性和力学性能往往是研究的重点。
近年来，科学家们对于纳米复合材料的物理性质如表面活性、光学性质、电学和热学性质等的研究成果不断涌现。
例如，某些金属氧化物纳米材料具有良好的光谱响应、光催化性能和优异的电化学性能。
又如，纳米复合材料中的纳米颗粒与基础材料之间的热传递和热流特性等方面的研究也是目前的热点之一。
另一方面，纳米复合材料在力学性能方面也有很好的表现，如增强材料、耐磨材料和高强度材料等。
而纳米复合材料的加工和制备方法也在不断改进中，比如光敏胶体等特殊方法的出现，大大提高了纳米复合材料的稳定性和可控性。
应用领域纳米复合材料的优异性能和多样性使得它们在各个领域具有广泛的应用前景。
纳米复合材料的应用领域主要包括能源、环境、医疗、电子和信息技术等方面。
在能源领域，纳米复合材料已经被广泛应用在太阳能电池、燃料电池、储能器等方面。
纳米复合材料光学性能良好，可以用于太阳能电池的结构设计和光照转换；同时，纳米复合材料制备成燃料电池电极可以有效提高燃料电池的效率和性能。
功能微纳米复合新能源材料
功能微纳米复合新能源材料1.引言1.1 概述概述：功能微纳米复合新能源材料是在微观和纳米尺度上结合多种功能材料而形成的一种新型纳米复合材料，具有独特的物理、化学和电子特性。
随着全球能源需求的不断增长和对可再生能源的需求不断增加，功能微纳米复合新能源材料的研究和应用受到了广泛关注。
功能微纳米复合新能源材料的特点在于其具有优异的电导性、光催化性、热稳定性等多种特性。
这些材料的研究和应用可以用于太阳能电池、燃料电池、储能材料、光催化材料等方面，为新能源的开发和利用提供了强有力的支持。
本文将重点介绍功能微纳米复合新能源材料的研究现状、技术进展及其在可再生能源领域的应用。
首先，讨论微纳米材料的特性和制备方法，深入探讨其在功能复合材料中的作用和应用。
其次，介绍目前针对不同功能材料的组合和复合技术，并分析其在新能源领域中的应用前景和挑战。
最后，对功能微纳米复合新能源材料的研究进行总结，展望其未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究，我们可以深入了解功能微纳米复合新能源材料的概念、特点和应用，为新能源领域的发展提供有力的科学依据和技术支持。
同时，通过对现有研究的总结和展望，可以为功能微纳米复合新能源材料的研究提供参考和指导，促进其在能源领域的广泛应用和推广。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构本文主要围绕功能微纳米复合新能源材料展开讨论。
为了更好地呈现各个主题，文章分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们首先对功能微纳米复合新能源材料进行了概述，介绍了其在能源领域中的重要性和应用前景。
接着，我们详细阐述了本文的结构安排，让读者能够清晰地了解整篇文章的组织架构。
最后，我们明确了本文的目的，即通过探讨功能微纳米复合新能源材料的特点和发展趋势，揭示其在解决能源问题中的潜力和优势。
正文部分是本文的重点，分为第一个要点和第二个要点两个小节。
在第一个要点中，我们将详细介绍功能微纳米复合新能源材料的制备方法和性能特点。
TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究共3篇
TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究共3篇TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究1TiO2纳米结构、复合及其光催化性能研究随着环境污染日益严重，光催化技术逐渐成为一种重要的治理手段。
其中，TiO2因其良好的光催化性能，在光催化领域中得到了广泛应用。
近年来，随着纳米技术的发展，研究人员开始尝试制备TiO2纳米结构及其复合材料，以提高其光催化性能。
本文将就TiO2纳米结构、复合及其光催化性能进行探讨。
TiO2是一种广泛应用于光催化领域的半导体材料。
其中，纳米级TiO2颗粒具有更高的比表面积和更好的光催化性能。
通过控制TiO2颗粒的形貌和尺寸，可以进一步提高其光催化性能。
目前，制备TiO2纳米颗粒的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、气-液界面法等。
其中，溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。
通过将钛酸四丁酯、乙醇等原料混合后，进行溶胶-凝胶、干燥、煅烧等步骤，即可制备纳米级TiO2颗粒。
研究表明，通过控制煅烧温度和时间，可以控制TiO2颗粒的尺寸和形貌。
例如，较高温度和较长时间会导致颗粒尺寸增大，形貌由球形转变为椭球形或纺锤形等。
除了纳米颗粒外，掺杂和复合是另一种提高TiO2光催化性能的有效手段。
掺杂主要是通过将其他元素掺入TiO2晶格中，以改变其电子结构，提高光催化性能。
目前常用的掺杂元素包括银、氮、碳等。
复合则是将TiO2与其他材料复合，以提高其光催化稳定性和性能。
常用的复合材料包括金属氧化物、石墨烯、聚合物等。
对于掺杂TiO2，研究发现，掺杂银元素可以增加TiO2的光催化活性和稳定性。
由于银元素具有良好的表面等离子共振吸收效应，可促进TiO2的光吸收和电子传输。
同时，掺杂氮和碳元素可以缩小TiO2带隙，增强光吸收效果。
对于复合TiO2，研究发现，纳米级TiO2颗粒与金属氧化物复合，可以提高其光吸收和电子传输效果，从而提高光催化性能。
总体而言，制备TiO2纳米结构、掺杂和复合是提高TiO2光催化性能的有效手段。
氮化碳-氮化硼复合催化剂的设计、制备及光催化性能研究
氮化碳-氮化硼复合催化剂的设计、制备及光催化性能研究氮化碳-氮化硼作为一种新型的复合催化剂在光催化领域备受关注。
本文主要对氮化碳-氮化硼复合催化剂的设计、制备以及光催化性能进行了综述。
一、设计氮化碳是一种由碳和氮元素构成的半导体材料，具有高表面积、低成本、环境友好等优点，已经成为光催化领域的研究热点。
但是，氮化碳仍然存在一些缺点，如光吸收能力较弱、光生载流子复合速率较快等。
为了克服这些问题，研究人员提出了氮化碳与其他材料的复合，其中氮化硼是一种非常有潜力的合作伙伴，其具有优异的电子传输能力和催化性能。
因此，将氮化硼与氮化碳组合可以形成一种新型的复合催化剂，可以显著提高氮化碳的光催化性能。
二、制备方法1. 氮化碳-氮化硼复合催化剂的制备方法很多，下面介绍最常使用的三种方法：2. 溶胶-凝胶法: 此方法需要将硼酸钠和葡萄糖混合溶解，然后通过升温到80℃形成溶胶。
将氮化碳添加到溶胶中，然后通过干燥和热处理形成复合催化剂。
3. 氨气气氛下的磁控溅射法: 将氮化碳与氮化硼放置在磁控溅射仪中，在氨气气氛下进行热处理，形成复合催化剂。
4. 氮化物化学气相沉积法: 沉积温度是制备优质氮化碳-氮化硼复合薄膜的关键因素。
沉积物和反应气体之间的热量传递效率较低，通常会增加LDW反应室和载气的温度来防止温度梯度的出现。
三、光催化性能氮化碳-氮化硼复合催化剂具有优良的光催化性能，主要体现在以下几个方面：1. 具有宽波长吸收能力：在可见光和近紫外光区域内，氮化硼具有良好的吸收能力，可以扩展氮化碳的吸收范围。
2. 提高了光生载流子的利用率：通过将氮化硼与氮化碳复合，可以提高氮化碳中光生载流子的利用率，从而提高光催化性能。
3. 加速了光生载流子的分离：氮化硼具有更快的电荷传输速率，当与氮化碳复合后，可以促进载流子的分离，进一步提高光催化效率。
4. 提高了反应速率：氮化碳-氮化硼复合催化剂在苯酚降解等反应中的表现表明其反应速率较高，同时具有较好的稳定性和可重复性。
纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究
纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究一、本文概述随着环境问题的日益严重和能源需求的不断增长，光催化技术作为一种高效、环保的能源转换和污染物降解手段，受到了广泛的关注和研究。
在众多光催化剂中，氧化锌（ZnO）因其独特的物理和化学性质，如宽禁带、高激子结合能以及优异的光电性能，被认为是一种理想的光催化材料。
然而，ZnO在实际应用中仍面临一些挑战，如光生电子-空穴对的快速复合、可见光利用率低等。
为了解决这些问题，研究者们尝试通过制备ZnO复合物、调控其形貌和结构等方式来提高其光催化性能。
本文旨在研究纳米ZnO及其复合物的可控制备方法，并探讨它们的光催化性能。
我们将介绍纳米ZnO及其复合物的制备方法，包括溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助法等，并对比各种方法的优缺点。
然后，我们将重点讨论如何通过调控制备条件，如温度、浓度、时间等，来实现纳米ZnO及其复合物的形貌、结构和性能的调控。
接着，我们将对所制备的纳米ZnO及其复合物进行光催化性能评价，包括光催化降解有机物、光催化产氢等方面，并通过对比实验，探究不同制备方法和条件对光催化性能的影响。
我们将总结本文的主要研究成果，并提出未来可能的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，我们期望能够为纳米ZnO及其复合物在光催化领域的应用提供理论基础和技术支持，同时也为其他光催化材料的研究和开发提供借鉴和参考。
二、文献综述纳米ZnO及其复合物作为一种重要的半导体材料，近年来在光催化领域受到了广泛关注。
其独特的物理和化学性质，如大的比表面积、高的光催化活性以及良好的稳定性，使得纳米ZnO在光催化降解有机物、光解水产氢、太阳能电池和气体传感器等领域具有广阔的应用前景。
早期的研究主要集中在纳米ZnO的合成方法上，如溶胶-凝胶法、化学沉淀法、水热法、气相法等。
随着纳米科技的不断发展，研究者们开始关注纳米ZnO的形貌控制，以期获得具有更高光催化活性的材料。
例如，通过调节反应条件，可以制备出不同形貌的纳米ZnO，如纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米花等。
石墨烯纳米复合材料及其应用
石墨烯纳米复合材料及其应用石墨烯纳米复合材料是指将石墨烯与其他材料混合或复合形成的纳米级复合材料。
石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维晶体结构，具有独特的物理和化学性质，如高导电性、高热导性、高强度、高柔韧性和高透明性等。
其纳米复合材料具有石墨烯和其他材料共同的优异性能，被广泛应用于各个领域。
一种常见的石墨烯纳米复合材料是石墨烯与聚合物的复合材料。
石墨烯可以通过机械剥离、化学气相沉积和还原法等方法制备得到。
将制备好的石墨烯与聚合物进行混合，可以提高聚合物的导电性、强度和维护性能等。
例如，石墨烯和聚苯乙烯共混形成的纳米复合材料具有优异的电导性能，可用于制备高性能电池。
除了聚合物，金属也是常用的石墨烯纳米复合材料的组分之一。
将石墨烯与金属粉末进行混合，可以制备出高强度、高导电性的金属基复合材料。
石墨烯的加入可以提高复合材料的导电性和机械性能，同时减轻材料的重量。
这种纳米复合材料可以应用于制备高性能电子器件和强度要求高的结构材料。
此外，石墨烯纳米复合材料在能源领域也有广泛应用。
将石墨烯与二氧化钛等光催化剂混合可以制备出高效的光催化纳米复合材料。
这种复合材料在可见光下具有较高的光催化活性，可用于水处理、空气净化和可见光催化电池等领域。
此外，石墨烯还可与锂离子等储能材料组合，制备出高性能的储能材料。
这种储能材料可以应用于锂离子电池、超级电容器等领域，具有较高的容量和循环稳定性。
总之，石墨烯纳米复合材料具有石墨烯和其他材料的共同优势，可以在导电性能、强度、光催化活性、储能性能等方面提供卓越的性能。
这些特性使得石墨烯纳米复合材料在电子器件、结构材料、环境治理、能源存储等领域具有巨大应用潜力。
随着石墨烯纳米复合材料的制备技术的不断发展和完善，相信其在各个领域的应用将会得到更广泛的推广和应用。
氮化碳复合石墨烯提高光生载流子利用率增强光催化性能
氮化碳复合石墨烯提高光生载流子利用率增强光催化性能张鹏;张新欣;冯可心;王宇;董晓丽【摘要】以尿素和氧化石墨烯为原料,采用简便易行的煅烧方法合成氮化碳与石墨烯的复合物.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱、光电流密度等方法对样品进行表征,并研究其在可见光照射下降解罗丹明B的光催化性能.通过改变前驱体的不同复合比例,确定其最佳反应条件,并说明氨气氛围对煅烧过程的影响.结果表明,在550℃煅烧3 h,氧化石墨烯与尿素前驱体的复合比为4×10-6时其光催化效果最佳,90 min后染料降解率可达90％,是纯相氮化碳的1.4倍.与未复合石墨烯的氮化碳样品相比,复合物在抑制光生电子空穴复合率、加快光生载流子传输方面表现出优异性质.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】4页(P101-104)【关键词】氮化碳;石墨烯;光催化【作者】张鹏;张新欣;冯可心;王宇;董晓丽【作者单位】大连工业大学轻工与化学工程学院 ,辽宁大连 116034;大连工业大学轻工与化学工程学院 ,辽宁大连 116034;大连工业大学轻工与化学工程学院 ,辽宁大连 116034;大连工业大学轻工与化学工程学院 ,辽宁大连 116034;大连工业大学轻工与化学工程学院 ,辽宁大连 116034【正文语种】中文【中图分类】X703.50 引言石墨相氮化碳作为一种稳定性好、无毒、成本低廉的光催化剂，日益受到关注，并且被广泛应用于降解污染物、水裂解产氢、二氧化碳还原等诸多方面，在治理环境污染和解决能源危机方面具有潜在的利用价值[1-3]。
为进一步增强氮化碳的光催化活性，提高其光催化降解速率，人们已采取多种方法对氮化碳进行改性，如对其进行二次煅烧[2]、超声剥离[3]、通过模板调控形貌[4]等。
然而单一的氮化碳仍然存在很多不足之处，尤其是光生电子空穴的复合率较高，限制了其进一步的应用[5-7]。
纳米TiO2／聚糠醛复合物涂布纸的光催化性能
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储能 光催化
储能光催化
储能光催化是一种利用光能将其转化为化学能并储存起来的技术。
它可以通过光催化反应将太阳能转化为可储存的能量形式，如氢气等。
光催化反应通常涉及光敏材料的吸收太阳光，激发电子从基态跃迁到激发态，然后通过外部电路流动产生电流，同时使用催化剂促进表面催化反应速率。
在储能中，异质结界面调控是提高光催化产氢性能的一种新途径。
通过调控异质结界面，可以促使载流子迁移机制向有利于光催化反应的方向发展，从而提高异质结催化剂的光催化产氢性能。
此外，一些复合光催化剂的制备方法也可以提高光催化活性。
例如，W O3/ZnO复合光催化剂可以通过优化配比，利用WO3和ZnO之间的能级差异提高ZnO的光催化活性，同时避免过多的WO3破坏WO3在ZnO上的分散和/或使捕获载流子的捕获位。
综上所述，储能光催化是一种利用光能转化为化学能并储存的技术，通过异质结界面调控和复合光催化剂的制备方法可以提高光催化产氢性能。
光催化剂在储能系统中的应用
光催化剂在储能系统中的应用光催化剂在储能系统中的应用正逐渐成为研究的热点之一，它在提高储能系统效率、降低能源消耗、减少环境污染等方面发挥着重要作用。
以下将详细介绍光催化剂在储能系统中的应用及其研究进展。
1. 光催化剂的定义及原理光催化剂是一种能够利用光能促进催化反应进行的催化剂，其主要原理是利用光激发催化剂的电子结构，从而加速反应速率。
光催化剂在储能系统中的应用主要是利用光能将能源转化为化学能，实现能源的存储和释放。
2. 光催化剂在光电储能系统中的应用光催化剂在光电储能系统中的应用是其一个重要领域，主要是通过将光能转化为化学能，储存在电化学储能装置中，实现光电储能的功能。
目前，利用光催化剂催化光电储能系统已经取得了一定的研究进展，如采用半导体光催化剂催化水分解制氢，将氢气储存在燃料电池中以供电力使用等。
3. 光催化剂在电化学储能系统中的应用除了光电储能系统，光催化剂在电化学储能系统中的应用也备受关注。
电化学储能系统主要包括锂离子电池、钠离子电池、超级电容器等，利用光催化剂可以实现电化学储能系统的快速充放电和提高储能效率。
例如，将光催化剂引入锂离子电池中，可以提高电池的电化学性能，延长电池寿命。
4. 光催化剂在热电储能系统中的应用热电储能系统是将热能转化为电能或将电能转化为热能的一种能量转换系统，其在光催化剂的应用也备受瞩目。
通过将光催化剂引入热电储能系统中，可以实现热能与电能的高效转换，提高系统的能量利用效率。
例如，利用光催化剂催化光热转换反应，将光能转化为热能储存在热电储能系统中，实现能源的高效利用。
5. 光催化剂在化学储能系统中的应用光催化剂还可以应用于化学储能系统中，例如利用可再生能源如太阳能和风能通过光催化剂催化合成化学燃料，储存在化学储能系统中，以供能源需求。
这种利用光催化剂合成化学燃料的方法不仅可以解决可再生能源的间歇性问题，还可以实现能源的长期存储。
6. 光催化剂在储能系统中的未来发展方向光催化剂在储能系统中的应用还处于起步阶段，未来的发展方向主要包括提高光催化剂的光催化活性、提高储能系统的能量转换效率、降低系统成本等。
纳米复合材料
纳米复合材料纳米复合材料是一种由纳米颗粒与基质相结合形成的新型材料。
纳米颗粒的尺寸通常处于1到100纳米之间，具有与传统材料不同的特性，如高比表面积、尺寸效应和量子尺寸效应等。
而基质则是指纳米颗粒所嵌入的固体、液体或气体。
纳米复合材料拥有许多独特的性质和潜在应用，因此受到了广泛关注和研究。
首先，纳米复合材料具有极高的比表面积，这使得它们拥有更强的化学反应活性和吸附性能。
这使得纳米复合材料在催化、储能、分离等领域具有广泛的应用潜力。
其次，纳米颗粒的尺寸效应和量子尺寸效应使得纳米复合材料表现出特殊的光学、电学、热学和磁学性质。
比如，纳米复合材料可以表现出强吸收和强荧光特性，这使得它们在光电子学和生物医学领域有着广泛的应用。
此外，纳米复合材料还具有许多其他的优点，比如高强度、高刚度、低密度和优异的机械性能。
这些特性使得纳米复合材料在材料工程领域有着广泛的应用，如先进航空航天、汽车制造、船舶建造等。
在实际应用中，纳米复合材料的制备方法多种多样。
常见的制备方法包括溶剂热法、溶胶凝胶法、机械合金法、物理气相沉积法等。
这些方法在纳米颗粒的制备和基质的合成方面都有一定的优缺点。
纳米复合材料的应用领域非常广泛。
在能源领域，纳米复合材料被用于制造更高效的太阳能电池、储能装置和燃料电池。
在环境领域，纳米复合材料可用于制造高效的吸附剂、光催化剂和膜分离材料，以净化水和处理废水。
在电子和光电子领域，纳米复合材料可以用于制造更小、更快、更高效的电子器件和光电子器件。
纳米复合材料的研究发展还面临许多挑战和问题。
首先，纳米复合材料的制备方法需要更加精确和可控，以实现复合材料的一致性和稳定性。
其次，纳米复合材料的安全性和环境影响也需要充分考虑。
最后，纳米复合材料的商业化还需要解决成本和规模化生产等问题。
总的来说，纳米复合材料具有广泛的应用潜力，将在各个领域中发挥重要作用。
随着相关技术的不断发展和突破，纳米复合材料将会在未来实现更多的商业化应用，为社会的进步和发展做出重要贡献。
eda复合物分解 -回复
eda复合物分解-回复什么是EDA复合物分解？EDA复合物分解是一种化学反应过程，其中EDA代表电子供体-受体复合物（Electron Donor-Acceptor Complex）。
在化学中，一对电子供体和电子受体之间的复合物是由于它们之间的电子转移而形成的。
在EDA复合物分解中，这些电子转移导致复合物的解离。
具体来说，该过程涉及到电子供体分子中的一个电子在施放给电子受体分子之前进行从供体到受体的传递。
EDA复合物分解的步骤如下：1. 组成EDA复合物：在反应开始之前，需要电子供体和电子受体分子来形成复合物。
这些分子可以根据它们的化学性质选择，例如配体和金属离子之间的配位反应。
2. 电子转移：一旦EDA复合物形成，电子供体分子中的一个电子开始转移到电子受体分子。
这通常涉及到电子在供体-受体之间的迁移。
3. 电子传递：转移的电子在供体和受体之间传递。
这可能涉及电子穿越配合物或传输通道。
4. 解离：电子传递导致EDA复合物的解离，使电子供体和电子受体分子分离。
5. 生成产物：在解离后，电子供体和电子受体分子可能会形成新的化合物或自由基，具体取决于反应条件。
EDA复合物分解的应用：EDA复合物分解在化学和材料科学中具有广泛应用。
一些应用包括：1. 光催化剂：通过光催化过程，EDA复合物分解可以用于产生高效的电子转移和解离，从而促进光化学反应。
2. 化学储能：EDA复合物分解可以用于化学储能系统中的电荷转移和解离过程，例如锂离子电池。
3. 光伏材料：利用EDA复合物分解的电子传递原理，可以设计和制造高效的光伏材料，用于太阳能电池。
4. 有机合成：EDA复合物分解在有机合成中用于控制化学反应的速率和选择性。
总结：EDA复合物分解是一种涉及电子转移和解离的过程，用于产生新化合物或自由基。
这种分解过程在化学和材料科学中具有重要的应用。
通过深入理解EDA复合物分解的步骤和应用，我们可以更好地理解和利用这一化学反应过程。
SrWO4-ZnO复合物的制备及光致发光与光催化性质的研究
Ｓ ＮＧ Ｊ— ｉ，Ｊ Ａ ｉｎ，ＭＥ ｅｆｎ ，Ｚ Ｏ ｉｍｅ Ｉ Ｏ Ｊａ ＩＸｕ ・ ｇ ＨＡＮ ｉｏ ｘａ ｅ Ｇ Ｘ ａ —ｉ ，Ｄ ｎ — ｎ Ｕ Ｙｏ ｇｆ ｇ ａ
（ ｏｌｇ ｆＣ ｅ ｓ ｙａ ｄ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ，Ｋｅ ａ ｏａｏｙｏ ｈ ｉ Ｃ ｌ ｅｏ ｈ ｍｉｔ ｎ ｈ ｍｉａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｅ ｒ ｎ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆ Ａｎ ｕ
作 者 简 介 ： 继 梅 （ ９３ ） 女 ， 徽 合 肥人 ， 徽 大 学教 授 ， 士 生导 师 ． 宋 １６ 一 ， 安 安 硕
引文格式 ： 宋继 梅， 焦剑 ， 梅雪峰 ， ＳＷＯ 一ｎ 等． ｒ Ｚ Ｏ复合物的制备及光致发光与光催化性质 的研究［ ］ 安徽大学学报 ： Ｊ．
自然 科 学 版 ，０ １３ （ ）７ ７ ． ２ １ ，５ １ ：４— ８
外可见 分光 光度 计 ，Ｐ７２型 ， Ｓ －５ 上海光 谱仪 器有 限公 司 ； 电感 耦 合 等离 子体 发 射 光谱 仪 ， Ｉ ｎｒｐ Ⅱ Ｉ ＳＩｔ ｉ Ｒ ｅｄ
Ｉ Ｐ Ｏ Ｓ型 ． ｈ ｒ ｌｃｒｎ Ｃ ｒ ｏａｉｎ Ｃ —Ｅ Ｔ ｅｍｏ Ｅｅ ｔ ｏｐ ｒｔ ． ｏ ｏ
１ ２ ＳＷＯ 及其 复合 物的 制备 ． ｒ
摘
要： 采用溶剂热法制备纯 的和复合 Ｚ Ｏ的 ＳＷＯ ， ｎ ｒ 利用 Ｘ Ｄ、Ｇ、Ｌ、 Ｐ和 ｕ — ｉ等手段对样 Ｒ Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ Ｖ Ｖｓ
光催化的能源与环境应用
光催化的能源与环境应用
光催化是一种利用光能激发材料表面上的光生电子和空穴对进行催化反应的技术。
这一技术在能源与环境应用中有着广泛的潜力，主要包括以下几个方面：
1. 水分解产氢：光催化技术可用于水分解反应，将太阳能转化为氢气，从而实现清洁能源的生产。
光催化产氢技术有望成为未来可再生能源的一项重要手段。
2. 二氧化碳还原：光催化可用于二氧化碳的光解和还原反应，将二氧化碳转化为高附加值的有机物，有助于缓解温室气体排放问题。
3. 光催化降解污染物：光催化技术对降解有机物和污染物具有良好的效果。
通过催化光生电子和空穴对，可以促使污染物分解为更为环境友好的产物，从而净化水体和大气。
4. 光催化空气净化：光催化技术可以利用光生电子和空穴对分解大气中的有害气体，如二氧化氮和一氧化碳，从而改善空气质量。
5. 染料敏化太阳能电池：染料敏化太阳能电池（DSSCs）利用光催化的原理，将太阳能直接转化为电能。
这种太阳能电池具有低成本、易制备、高效率等优点，适用于分散式能源应用。
6. 光催化蓄能：将光能转化为化学能的储能系统是光催化的另一个应用方向。
通过吸收太阳能，将其储存为化学能，随后可在需要时释放出来，为能源供应提供灵活性。
7. 水处理与废水处理：光催化可用于水处理，例如光催化氧化、降解有机污染物，提高废水的处理效率。
这对于解决水资源短缺和水污染问题具有重要意义。
8. 抗菌和消毒：光催化技术也可用于抗菌和消毒，通过产生活性氧物种，对细菌、病毒等微生物进行灭活，从而实现清洁卫生的目的。
总体而言，光催化在能源与环境应用中具有广泛的潜力，可以为可持续发展和环境保护提供有效的解决方案。
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第29卷第3期Vol.29No.3中国稀土学报JOURNAL OF THE CHINESE SOCIETY OF RARE EARTHS2011年6月Jun.2011收稿日期：2011－01－11；修订日期：2011－03－15基金项目：国家863项目（2010AA064907）资助作者简介：曹铃林（1982－），女，博士研究生*通讯联系人（E －mail ：shangguan@sjtu．edu．cn ）K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3复合物的光催化储能特性曹铃林，陈铭夏，田蒙奎，袁坚，上官文峰*（上海交通大学机械与动力学院燃烧与环境技术研究中心，上海200240）摘要：为获得可见光响应的储能光催化材料，以离子交换法获得的钨酸溶液与可见光响应光催化剂K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30（x =0，5，10）为原料，制备了K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3（x =0，5，10）复合光催化剂。
采用XRD ，TEM ，BET ，UV-Vis 等方法表征了材料的物理化学特性，通过电化学方法和抗菌实验对其储能特性进行表征，分析和研究了K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30能带结构对其光催化储能效应的影响及作用机制。
研究结果表明，稀土元素Ce 贡献于K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30能带结构的调变，使得K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3复合光催化材料具有可见光储能特性，在黑暗中也显示出一定的储能抗菌效应。
该材料的储能性能受Nb 含量和K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30的导带位置的影响：随着Nb 含量的增加，光生电子还原能力下降，导致储能性能降低。
关键词：光催化；储能；能带结构；K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30；WO 3；稀土中图分类号：O643；O647文献标识码：A文章编号：1000－4343（2011）03－0290－05光催化剂在环境净化、抗菌防霉等各方面有着广泛的应用，而具有储能功能、在无光条件下也能进行催化作用的储能型光催化材料也逐渐成为关注的热点。
TiO 2-WO 3复合光催化剂具有紫外光下的储能特性［1 8］，可见光在太阳光谱占了绝大部分，因此制备具有可见光响应储能特性的光催化材料对拓展光催化的应用具有重要意义。
从构成光催化储能材料的感光半导体和电子存储器的条件可知，可见光响应储能型光催化剂的感光半导体在可见光下即可被激发，同时必须具备比WO 3更负的导带电势［1］。
本文将K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30（x =0，5，10）系列可见光响应光催化剂与WO 3结合，制备了可见光响应储能型光催化材料K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3，研究了该系列复合材料在紫外及可见光下的光催化储能性能。
同时分析了能带结构对储能性能的影响及作用机制，并评价了其在黑暗中的储能抗菌效应。
1实验1．1样品的制备K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30（x =0，5，10）光催化剂的制备方法见文献［9，10］。
钨酸溶胶的制备方法见文献［8，11］。
K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3（x =0，5，10）复合光催化剂的制备通过将一定的摩尔比的K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30加入适量的钨酸溶胶中，搅拌均匀，于80ħ下烘干、研磨后于250ħ下热处理2h 得到。
1．2催化剂表征紫外-可见漫反射光谱测试采用TU-1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）。
催化剂比表面积测试采用美国Quanta-chrome 公司NOVA 1000型比表面仪。
1．3光催化活性测试采用电化学恒电流放电测试和抗菌性能测试表征样品的储能特性。
1．3．1光催化储能性能的电化学测试［8］将一定量的K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3光催化剂置于无水乙醇研磨成浆状，通过印刷法涂覆于ITO 玻璃片（2．0cm ˑ2．5cm ）表面并在100ħ下烘干得到工作电极。
通过涂覆前后的质量比较得到负载于工作电极上的催化剂质量。
（1）预光照储能：以350W 氙灯作为光源，将负载催化剂的工作电极置于3%NaCl 溶液（pH 5）中进行光照充电（储能）；可见光下的储能用滤光3期曹铃林等K4Ce2Ta10－x Nb x O30-WO3复合物的光催化储能特性291片滤去400nm以下的紫外光。
（2）电化学测试：采用光催化工作电极、Pt对电极、饱和甘汞参比电极三电极体系，用ZF-9恒电位/恒电流仪与ZF-10B数据采集存储器（上海正方电子电器有限公司）对已进行光催化储能的工作电极以2μA·min－1的速度进行电化学恒电流放电，测试工作电极的放电电量，并由此计算单位质量样品的放电电量。
1．3．2光催化储能抗菌性能测试抗菌实验采用大肠杆菌DH5α作为模型菌种。
储能抗菌实验以350W氙灯作为光源对催化剂进行1h光照储能，然后测试其在黑暗中的抗菌活性。
同时在黑暗中进行未经预光照催化剂的抗菌活性对比实验以及细菌自然死亡的空白实验。
抗菌率=（原始菌落数－抗菌后菌落数）原始菌落数ˑ100%2结果与讨论2．1K4Ce2Ta10－xNbxO30-WO3光催化剂的物理化学特性2．1．1K4Ce2Ta10－xNbxO30-WO3的DRS分析XRD分析结果标明：所制备的K4Ce2Ta10－xNbx O30（x=0 10）均属于四方晶系的钨青铜结构，并且Nb和Ta可以相互取代形成无限固熔体［9］。
图1为K4Ce2Ta10－xNbxO30（a）和K4Ce2Ta10－xNbx O30-WO3（b）的紫外-可见吸收光谱图。
从图1中可知，随着固熔体中Nb含量的增加，K4Ce2Ta10－xNbxO30的吸收边红移，最大吸收波长依次为540，640以及690nm。
同时测试了K4Ce2Ta10O30与K4Ce2Nb10O30以TaʒNb摩尔比为1ʒ1进行物理混合的样品。
结果显示，1ʒ1物理混合的样品于520和650nm处有两个明显的吸收台阶，分别对应于K4Ce2Ta10O30和K4Ce2Nb10O30的吸收边附近。
而高温固相反应得到的x=5的固熔体K4Ce2Ta5Nb5O30没有台阶，表现出的是一种带间跃迁吸收特性。
从而进一步证实K4Ce2Ta10－xNbxO30（x=5）形成了单相的固溶体。
与K4Ce2Ta10－xNbxO30系列相比，复合WO3的光催化剂的吸收边有相应地蓝移，但在可见光区仍有光吸收特性，具有可见光响应的效应。
2．1．2K4Ce2Ta10－xNbxO30-WO3的比表面积分析表1为K4Ce2Ta10－xNbxO30-WO3（x=0，5，10）的比表面积，三者比较接近。
与相应的未复合WO3的材料比表面积1．67，1．71，2．66m2·g－1相比，复合材料的比表面积均有所提高，这可能是由于溶胶凝胶法制备的WO3具有相对较大的比表面积所致。
2．2K4Ce2Ta10－xNbxO30-WO3的光催化储能性能由于WO3的导带位置低于K4Ce2Ta10－xNbxO30，光照条件下光催化材料上激发出电子空穴对后，部分光生电子转移到WO3上被存储起来：表1固溶体K4Ce2Ta10－xNbxO30-WO3的比表面积Table1Specific surface area of K4Ce2Ta10－xNbxO30-WO3Samples BET surface area/（m2·g－1）K4Ce2Ta10O30-WO38．8K4Ce2Ta5Nb5O30-WO310．4K4Ce2Nb10O30-WO311．2图1紫外-可见漫反射吸收光谱Fig．1UV-Vis diffuse reflectance spectra（a）K4Ce2Ta10－xNbxO30（x=0，5，10）；（b）K4Ce2Ta10－xNbxO30（x=0，5，10）-WO3292中国稀土学报29卷WO 3+x e －+x M +→M x WO 3（1）光照结束后，储存的电子则以如下的途径释放，并继而生成O 2－·，H 2O 2等活性基团，从而实现储能型光催化反应。
M x WO 3→WO 3+x e －+x M +（2）因此光照后复合材料上存储的电子量反映该材料的光催化储能性能强弱。
图2为K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3系列复合光催化剂在全波段及可见光下的光催化储能性能。
从图2中可以看出：（1）该系列复合材料具有光催化储能性能。
当预光照时间由1h 延长至4h 时，材料的放电电量增加，说明随着光照充电时间延长，WO 3上存储的光生电子量相应增加。
（2）复合材料在可见光照射下的储能性能弱于全波段光照，这主要是由于滤去紫外光后，K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30在可见光条件下激发出的电子空穴数减少，导致WO 3存储的电子量减少。
（3）全波段与可见光下的储能性能均随着Nb 含量的增加降低，这与它们的吸收边随着Nb 含量增加发生红移呈现出相反的规律。
结合K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30系列固熔体化合物的电子结构分析［9，10，12 16］，稀土元素Ce 贡献于K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30电子能级杂化，使其带隙变窄，响应可见光，其能带结构如图3所示。
在光催化储能中，感光半导体需要具有比电子存储半导体更负的导带位置，才能使光生电子从前者迁移至后者［1］。
从图中可以看出，K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30系列固图2K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3的光催化储能性能Fig．2Energy storage capacity of K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3A －Illuminated for 1h with full band ；B －Illuminated for 4h with full band ；C －Illuminated for 4h with visible light图3K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30固溶体系列（x =0，5，10）的能级结构示意图Fig．3Schematic chart for band structures and chemical levels of band edges for K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30（x =0，5，10）熔体的导带底高于还原H 2O 的电极电位H +/H 2，同时价带顶低于氧化H 2O 的电极电位，而WO 3的导带位置则比产氢电位略低，因此K 4Ce 2Ta 10－x Nb x O 30-WO 3满足光催化储能所要求的电化学电位特性。