α-Fe_2O_3/g-C_3N_4纳米复合体系的构建及其光催化性能研究的综合型实验设计

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。     

富氢气氛下CO选择性氧化综合实验

结合化工专业特色设计了富氢气氛下CO选择性氧化综合实验。该实验涵盖催化剂合成、结构表征及催化性能测试等知识点。通过水热合成法制备CeO_2-NiO催化剂,采用XRD和TEM对催化剂的形貌、结构进行表征并用固定床反应器对其催化性能进行测试。重点考察了CeO_2-NiO催化剂的形貌对其催化性能的影响。该综合实验内容丰富、覆盖面广、可操作性强,具有显著的科研性特征。对培养学生的应用能力、动手能力、创新能力和科研素养有很好的促进作用。     

纳米ZnFe_2O_4快速燃烧合成及其光催化活性综合实验设计

以溶液燃烧法快速合成了纳米ZnFe_2O_4光催化剂,以X射线衍射、透射电镜、紫外可见漫反射吸收等对其进行了分析和表征,以罗丹明B的降解评价了其催化活性,考察了燃料量对催化剂粒径及光催化活性的影响。结果表明,以盐酸三乙胺为燃料、在微富燃条件下所得ZnFe_2O_4粒径为21.9nm,表现出良好的光催化活性,罗丹明B 120min降解率为61.3%。该实验操作简单,节能省时,涵盖纳米材料、光催化、燃烧合成、测试表征等多个知识点,有利于提高学生的实验兴趣,培养学生综合能力和素质,可以作为化学或材料、环境等相关专业的综合性实验项目。     

二硫化钼纳米片的制备和光催化性能测试研究型实验

设计了二硫化钼纳米片的合成、表征及光催化性能的研究型实验。以钼酸钠和硫脲为原料,硅钨酸、四丁基溴化铵、草酸为添加剂,采用水热法制备了光催化剂二硫化钼纳米片。运用扫描电镜、X射线衍射仪等方法对制备的样品进行了表征和分析,通过光催化性能测试研究制备条件对催化性能的影响。设计实验将材料合成技术、材料表征、催化性能测试等专业知识贯穿起来,培养材料化学专业学生的科研探索精神与创新思维,促进学生专业能力的提高。     

BiOClxI1–x@NH2-MIL-125(Ti)的制备及其光催化性能综合实验

采用溶剂热法制备了Bi OCl_xI_1–x@NH₂-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。     

无机化学实验WO_3/g-C_3N_4杂化材料的制备及其光催化性能

本文设计了一个简单易行的WO3/g-C3N4杂化材料的合成及结构、性能表征实验,即采用煅烧法制备WO3/g-C3N4杂化材料;运用FT-IR、XRD、UV-Vis等表征材料的结构;以亚甲基蓝为模型污染物,考察材料的可见光催化性能,旨在使学生初步了解杂化材料的基本知识、常用的表征分析方法,以及环境污染物光催化降解方法。实验内容涵盖无机化学、材料化学、仪器分析、光催化性能测试等方面,有利于培养学生的探索精神和科研能力。     

Fe、Cr掺杂TiO_2光催化分解水制氢综合性实验设计

设计了TiO_2光催化分解水制氢的综合性实验,分别合成了无掺杂、Fe掺杂和Cr掺杂的3种锐钛矿型TiO_2,通过X-射线衍射仪和紫外-可见漫反射光谱对材料的晶型结构和光响应性质进行了表征,同时测试了3种材料的光催化分解水产氢活性,通过气相色谱法对产氢量进行定性和定量分析。结果显示,该综合性实验有助于学生了解光催化学术研究前沿,激发学生的科研热情,又可以提升学生的综合实践能力和创新思维能力。     

纳米TiO2的制备及UV/TiO2体系光催化性能研究

采用回流沉淀法、微波模板辅助法和水热法分别制备了TiO2纳米颗粒,采用XRD对催化剂进行了表征。考察了不同制备方法的催化剂光催化活性。实验结果表明,3种方法制备的TiO2对甲基橙溶液的光催化降解能力较高,采用微波模板辅助法制备的TiO2催化剂催化活性最高,对甲基橙的降解效果最好。催化剂用量为0.4 g,紫外光照射60 min,浓度为12 mg/L的甲基橙溶液降解率为80%。     

钛网表面TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究型实验设计

采用阳极氧化法在钛网表面制备了TiO2纳米管阵列,研究氧化电压对TiO2纳米管形貌和光催化性能的影响。采用XRD、SEM对样品的物相和形貌进行表征,利用紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪分析样品的光学性能,以罗丹明B作为降解对象研究样品的可见光催化活性。结果表明,不同电压条件下制备的TiO2纳米管均为无定形态,电压为20V时制备的TiO₂纳米管光催化性能最佳,对其进行热处理可提高其光催化性能。该实验可操作性强,内容涵盖了材料制备、表征和光催化性能测试等多方面知识点,可激发学生的学习兴趣,培养学生的科研素养和创新思维。     

非金属光催化剂氮化碳的合成及其降解染料性能的考察

本实验设计将科研实验转变为综合化学教学实验。(1)采用煅烧法制备g-C3N4光催化剂;(2)通过红外(FT)光谱、X-射线衍射(XRD)光谱、紫外可见漫反射(DRS)光谱、元素分析(EA)等测试手段对g-C3N4组成、结构进行分析和确定;(3)以亚甲基蓝染料为目标污染物、氙灯为模拟太阳光的光源,考察催化剂g-C3N4光催化降解有机染料的活性。通过本实验,学生学习光催化的基本知识、煅烧法制备催化剂、材料的常用表征手段,以及光催化材料降解污染物能力的考察方法。实验涉及多个学科知识,有利于拓宽学生的知识面,培养学生的科研兴趣和探索能力。     

化学实验:g-C_3N_4/Ag_3VO_4材料的制备及其光催化环境污染物降解的设计

通过水热法合成g-C_3N_4,并使Ag_3VO_4纳米粒子附着在g-C_3N_4表面,形成g-C_3N_4/Ag_3VO_4复合光催化剂,通过两种半导体材料之间的相互协同作用,提高复合材料的光催化性能及其光致稳定性。并通过XRD、TEM、XPS、FT-IR等表征方法对g-C_3N_4/Ag_3VO_4光催化剂进行分析;在可见光下以Rh B(罗丹明B)和MB(亚甲基蓝)为目标污染物,高压汞灯为光源,评估g-C_3N_4/Ag_3VO_4复合光催化剂的性能,并运用XRD、红外、DRS等表征了其结构特征。通过实验可使学生初步了解纳米材料的基本知识,常用的表征分析方法,以及环境污染物降解处理方法。实验内容涵盖材料化学、环境化学、无机材料合成、仪器分析、光催化性能测试等方面。实验内容设置有助于培养学生的科研创造能力。     

ZnO/PANI改性材料合成及应用研究型实验设计

结合前期的研究成果,设计了氧化锌/聚苯胺(ZnO/PANI)的合成、表征及电催化性能研究的研究型实验。学生在教师的引导下查阅相关文献、设计实验方案,运用X光衍射仪等表征手段对所制备的复合材料进行表征和分析,通过电化学性能测试了解不同制备条件对电化学性能的影响,从而优化实验方案,并将实验进行深层次拓展应用,培养学生的科研探索精神与创新思维。该实验模式的实施有助于学生综合能力的培养。     

磁性AgBr/NiFe2O4复合材料可见光催化降解水中四环素研究

结合水热法和沉积法合成磁性可分离Ag Br/NiFe_2O_4复合光催化剂,并通过XRD、SEM和UV-vis DRS对其晶体结构、形貌及吸光性能进行了表征。以四环素(TC)作为目标污染物,研究Ag Br/NiFe_2O_4复合材料的可见光催化性能。结果表明Ag Br/NiFe_2O_4复合材料的可见光催化性能高于单一Ag Br,归因于复合材料能够有效促进电子-空穴对的分离。此外,探究了催化剂添加量、温度和p H值对光催化降解TC效果的影响。机理研究证实Ag Br/NiFe_2O_4光催化降解水中TC主要是通过超氧自由基(O_2·-)来实现的。     

BiOBr光催化材料的制备及其降解有机污染物性能测定——关于一个综合化学实验的设计

本文设计了一个简易的BiOBr光催化剂的合成,通过XRD、FT-IR、DRS等测试方法对结构进行确定。以罗丹明B染料为模型目标污染物、氙灯为光源,探索催化剂光催化降解污染物的活性。本实验可使学生了解光催化材料合成的基本知识,常用表征分析方法,以及催化活性的考查方法。实验内容涵盖材料化学、环境化学、仪器分析等学科的知识。实验方案和内容的设计有利于培养学生的科研创新能力。     

利用Ce-Mn/Al2O3复合催化剂降低燃煤中硫排放的综合实验设计

针对燃煤电厂SO₂排放法规日趋严格，而传统固硫剂高温固硫性能差的问题，设计了Ce-Mn/Al₂O₃复合催化剂降低燃煤中硫排放的综合实验。以纳米Al₂O₃为载体，采用共沉淀法制备了Ce-Mn负载型燃煤催化剂，在管式炉中进行高温固硫性能评价实验，采用热重法分析煤粉的燃烧性能，得到反应动力学参数。采用FESEM-EDS、TEM、XRD、XPS对催化剂进行表征。实验结果表明，Ce-Mn催化剂可以显著提高燃煤固硫效果，改善煤粉燃烧性能。该实验不仅能加深学生对脱硫工艺原理和应用的理解，掌握仪器使用、软件绘图和催化剂表征手段，还能增强学生对燃料清洁利用的认识，培养科研思维和创新能力。     

液相沉积法制备光催化TiO2/SiO2复合薄膜及其表征

通过液相沉积法在较低的温度下制备了TiO2/SiO2复合薄膜,利用UV-Vis、XRD和SEM等表征手段对薄膜的透明性、物相和表面形貌进行了表征;并在紫外光照下,通过薄膜对罗丹明B水溶液的光催化降解实验,评价了沉积薄膜的光催化活性.实验结果表明,在室温下制备的液相沉积膜具有较好的光催化活性.     

Zn-TiO2/AC复合催化剂的制备及其光催化活性

以硝酸锌、钛酸四丁酯和活性炭为原料,采用真空吸附法制备了不同组成的Zn-TiO2/AC.通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.选择较难降解的Cl3CCOOH作为探针分子考察了其光催化活性.结果表明,掺锌能提高TiO2/AC的催化活性,当Zn的摩尔分数为0.5%(相对TiO2)、处理温度为400℃,溶液的pH值为6时,Zn-TiO2/AC催化剂具有很好的光催化活性.     

Ag/AgCl/Fe_3O_4复合光催化材料的制备与性能研究——基于大学生创新创业计划项目的实验设计

近年来,银系半导体由于其高效的光催化性能而广受研究者的青睐。本文设计了一个简单的两步法合成Ag/AgCl/Fe_3O_4纳米复合光催化材料的实验,利用XRD和TEM对其结构进行表征,并在可见光照射下通过降解亚甲基蓝(MB)评价其光催化活性。通过本实验,学生可以进一步了解纳米材料的制备方法及其相关表征手段,进一步巩固学生的基础理论知识,提高学生的实验技能与创新能力。     

Gd掺杂TiO2光催化剂制备及其可见光活性研究

利用溶胶凝胶法制备Gd掺杂TiO₂(不同配比)光催化剂,并用扫描电镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(IR)对样品进行表征,以罗丹明B为目标污染物,测试该光催化剂的光催化活性。结果表明,合成的光催化剂中Gd在TiO₂结构中以Gd₂O₃结合在TiO₂表面,样品表面具有大量羟基,有利于污染物的光催化降解。     

环境化学实验纳米ZnO的制备及其光催化性能

本文设计了一个简单易行的纳米ZnO的合成及表征分析,运用XRD、红外、DRS等表征了其结构特征。以亚甲基蓝为模型化合物、高压汞灯为光源,探索了其光催化性能。通过实验可使学生初步了解纳米材料的基本知识、常用的表征分析方法,以及环境污染物降解处理方法。实验内容涵盖材料化学、环境化学、无机材料合成、仪器分析、光催化性能测试等方面。实验内容的设置有利于培养学生的探索能力和科研能力。