钛酸铋系光催化剂研究进展

钛酸铋系光催化剂在降解水环境中有机污染物方面具有良好的可见光催化活性,本文介绍了Bi4Ti3O12、Bi12TiO20、Bi20TiO32、Bi2Ti2O7光催化剂的研究动态和主要成果,并对钛酸铋系光催化剂的发展趋势进行了展望.     

不同碱液调节pH水热制备钨酸铋及其光催化性能研究

以硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和钨酸钠(Na2WO4·2H2O)为原料,分别以NaOH和NH3·H2O为pH调节剂,采用水热法制备Bi2WO6催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和比表面积(BET)对催化剂进行表征,分析了使用不同碱液调节pH对催化剂晶型、形貌、吸光性和比表面积的影响。结果表明,使用NaOH调节pH制备的Bi2WO6结晶度更好,片状结构规则,紫外-可见光吸收边发生红移,能隙带较小,为2. 88 eV;使用NH3·H2O调节pH制备的Bi2WO6比表面积大于NaOH调节pH制备的Bi2WO634%。在λ>400 nm的可见光区降解罗丹明B模拟废水的结果表明,NaOH调节pH制备的Bi2WO6光催化效率更高,NH3·H2O调节pH制备的Bi2WO6光催化效率相对较低。     

钨酸铋及其复合材料的制备和可见光催化研究

本文利用水热合成反应成功制备了钨酸铋、碱式硝酸铋和钨酸铋/碱式硝酸铋复合材料等三种光催化材料,并对其进行了XRD、SEM、BET比表面积测试.室温条件下还对三组样品降解亚甲基蓝溶液的可见光催化活性进行了测量.研究表明180℃水热反应12h制备的Bi2WO6纳米材料形成二维片状结构,并且其可见光催化效果最好.     

改性钨酸铋用于光催化降解有机污染物研究进展

钨酸铋(Bi₂WO₆)具有较大的表面积和较多的光催化活性位点,因而展示出较高的光催化性能.但是,其中的光生电子-空穴对的快速复合明显地限制了其能量转换效率,进而影响其光催化活性的发挥.研究发现改性Bi₂WO₆能够有效地解决这些问题,提高其催化活性.文章综述了改性Bi₂WO₆常见制备方法,并探讨了改性Bi₂WO₆发挥光催化降解活性的影响因素,从而为改性Bi₂WO₆的进一步研究提供依据和新的思路.     

上转光剂掺杂钨酸铋复合物的制备及其光催化降解 罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了上转光剂Er~(3+):Y_3Al_5O_(12),然后采用超声分散法将制备的Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)与Bi_2WO_6复合得到光催化剂Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)/Bi_2WO_6复合物,利用X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征.在(发出可见光的)三基色灯照射下,对罗丹明B的降解效果进行了一系列研究,如Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)/Bi_2WO_6的煅烧温度,煅烧时间以及用量,光照强度,光照时间对罗丹明B降解率的影响.同时也考察了Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)/Bi_2WO_6催化降解不同染料以及不同染料浓度的催化活性,并与单一的Bi_2WO_6的催化活性进行了对比.实验结果表明,催化剂的量为1.00 g/L,染料的初始浓度为10.00 mg/L,煅烧温度为350℃,煅烧时间为120 min时,对罗丹明B染料的降解效果最佳.     

乙醇助水热法制备钛酸铋光催化剂的研究

以Bi(NO3)3·5H2O和Ti(SO4)2为反应物,用乙醇助水热法制备了钛酸铋光催化剂,并研究了水热温度、水热时间对样品光催化活性的影响.用X射线衍射表征了样品的结构,紫外可见漫反射光谱测试显示含有Bi12TiO20的样品吸收带发生了红移,比表面积及孔结构分析表明样品的比表面积远远高于化学溶剂分解法制备的钛酸铋的比表面积.以甲基橙为模拟污染物,评价了样品的光催化性能,发现当水热反应温度为140 ℃、水热反应时间为1.5 h时,样品的光催化活性最高.     

焙烧温度对钨酸铋光催化降解四环素性能的影响

通过一步水热法制备具有可见光响应的Bi₂WO₆光催化材料,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对材料进行表征分析,通过电子顺磁共振谱(ESR)技术对反应活性物质进行表征。以氯贝酸为目标污染物进行光催化性能测试,探究了污染物浓度、催化剂投加量、光电流强度、溶液pH、阴离子和腐殖酸6种因素对光催化性能的影响。实验表明：Bi₂WO₆材料在可见光下对氯贝酸具有良好的催化效果,并且在污染物浓度为10 mg/L,催化剂投加量为60 mg(0.6 g/L),光电流强度为20 A,在初始溶液pH为5.0和不投加腐植酸的条件下,取得最佳的氯贝酸降解效果。h⁺和·OH是反应的主要活性氧化物质,材料经历5次循环后光降解率仅下降不到2%。

     

钨酸铋／预氧化腈纶复合纳米纤维制备的研究

以五水硝酸铋、二水钨酸钠和腈纶为原料,通过静电纺丝的方法制备钨酸铋／预氧化腈纶复合纳米纤维前体,并将制备的复合纳米纤维前体在200℃下反应,制得钨酸铋／预氧化腈纶复合纳米纤维．利用FE-SEM、XRD对制得的复合纳米纤维进行了表征．探讨了纺丝电压、接收距离和纺丝流速对纤维直径和形态的影响．结果表明,纺丝电压为22kV、接收距离为15cm、纺丝流速为0．2mL／h时,所制备的复合纳米纤维前体形态较好,纤维平均直径为93nm．经过200℃处理后,钨酸铋在复合纳米纤维上形成,得到的钨酸铋／预氧化腈纶复合纳米纤维的平均直径为113nm．     

钨酸铋多级孔材料的制备及光催化性能研究

采用高分子辅助的溶胶-凝胶-冷冻干燥技术结合高温煅烧过程成功制备了钨酸铋(Bi_2WO_6)多级孔材料.利用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和吸附-脱附(BET)等多种分析测试手段对材料的组成、结构等特性进行了表征,并通过降解染料罗丹明B(RhB)研究了材料的光催化性能.结果表明:所制备的Bi_2WO_6多级孔材料具良好的光催化性能,在150min内Bi_2WO_6多级孔材料对RhB的降解率达85%以上.     

化学沉淀法制备玫瑰花状分等级结构钨酸铋粉体材料及其光催化性能

利用化学沉淀法制备出玫瑰花状分等级结构的钨酸铋粉体材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测其结构和形貌特征.XRD结果表明合成的产物为单斜晶体结构;SEM和TEM结果表明,这种分等级结构的玫瑰花是由弯曲结构的花瓣状薄片构成,因而具有较大的比表面积.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明相比于颗粒状钨酸铋,其带隙由2.6eV降为2.45eV.利用光催化降解罗丹明B(RhB)评价玫瑰花状钨酸铋的光催化性能,由于特有的分等级结构,其光催化性能明显优于颗粒状钨酸铋.     

纳米氧化铋气-固复相光催化剂的制备、表征与光催化活性

采用多元醇介质法和氨水沉淀法制备了Bi₂O₃半导体纳米粒子光催 化剂, 运用XRD, BE T和XPS等手段对其进行表征, 以甲苯的气相光催化氧化为探针反应, 考察了不同制备方法 、 不同温度焙烧处理的Bi₂O₃纳米粒子的光催化活性. 结果表明, 以 多元醇介质法和氨水沉淀 法制备的Bi₂O₃微粒均为纳米晶粒, 其晶型主要为四方型; 随焙 烧温度的升高固体表 面电子结合能增大, 导致光催化活性升高; 其光催化活性多元醇介质法优于氨水沉淀法.     

WO3/TiOF2-TiO2复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用水热法制备了具有太阳光光催化性能的WO₃/TiOF₂-TiO₂三元复合的系列光催化剂W∶Ti=X∶10（X=0.5、1、3、5）（其中X∶10为W与Ti元素的物质的量之比,下同）。为提升催化剂性能,在复合前用NaOH溶液对TiOF₂进行了改性处理,制备了W∶OH-Ti=X∶10（X=0.5、1、3、5）系列光催化剂。采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱（PL）等手段对样品进行了表征。在模拟太阳光照射下,以盐酸四环素（TTCH）溶液为模拟废水,对催化剂性能进行了研究。结果表明,WO₃的加入使部分TiOF₂在高温下转变为TiO₂,W∶OH-Ti=1∶10复合光催化剂与TiOF₂相比,禁带宽度降低,可见光响应增强,电子-空穴的复合受到了抑制,并且TiOF₂经NaOH处理后,复合光催化剂增加了更多的羟基。模拟太阳光照射2.5h后,投加量为0.3g/L的W∶OH-Ti=1∶10催化剂对TTCH的降解率可达85%,说明所制备的三元复合光催化剂具有良好的催化效果。     

Bi2O3/Bi2WO6复合物的制备及其光催化活性

以Na2WO4·2H2O和Bi（NO3）3·5H2O为原料,采用机械球磨和煅烧两步法制备Bi2O3/Bi2WO6复合物。通过XRD和DRS对产物进行表征,研究制备条件（如球磨时间、煅烧时间）对复合物组成结构的影响。在可见光的照射下,以Bi2O3/Bi2WO6催化剂光催化降解罗丹明B溶液,结果表明,光照2 h后Bi2O3/Bi2WO6对罗丹明B的降解率达到98%。     

Bi2WO6-Cu2S复合材料的制备及其有机物降解应用

针对传统光催化剂可见光利用率低下以及体相/界面光生电子-空穴复合严重难题,利用水热法制备二维结构的Bi₂WO₆纳米片,为进一步改善光吸收,基于能级匹配原则,通过水热法在二维Bi₂WO₆纳米片表面原位生长Cu₂S构建Bi₂WO₆-Cu₂S异质结,基于二维Bi₂WO₆纳米片优良的压电性能以及Bi₂WO₆-Cu₂S异质结良好的光吸收及载流子传输性能,构建光-电-压电三种效应协同催化体系,探索最优降解实验条件,并成功用于水中罗丹明B的降解中。结果表明在光-电-压电效应协同作用下,设计的Bi₂WO₆-Cu₂S对罗丹明B的降解率在40 min内达到87%,为利用光电催化和压电催化的协同作用设计独特的异质结结构开辟了一条新途径。     

纳米Bi2WO6空心球的制备及光学性能

以Na2WO4·2H2O和Bi(NO3)3·5H2O为原料,PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和NaOH为添加剂,乙醇、冰乙酸和去离子水的混合溶液为溶剂,使用水热法制备出空心球状Bi2WO6纳米结构.采用XRD、SEM、TEM和UV-vis吸收光谱分析等手段对纳米Bi2WO6空心球进行了表征.结果表明:纳米Bi2WO6空心球的生长过程符合成核-溶解-再结晶的机制;NaOH和PVP的浓度对最终纳米空心球的形成起了关键性的作用.     

TiO2负载型光催化剂的制备与降解性能研究

对溶胶 -凝胶法制备的 Ti O2 纳米溶胶 ,采用浸渍法将其负载于颗粒型活性炭的表面上制成 Ti O2 ( Sol)活性炭负载型催化剂。利用 SEM、EDS、XRD等手段对其表面的形貌、均匀性及晶型等进行表征 ,并进行了光对甲基橙水溶液的降解试验 ,结果表明该催化剂具有良好的光催化性能     

水热法制取Bi2WO6及其用于光催化降解含酚废水的研究

利用水热法制备了含Bi2WO6光催化剂,并对其进行了表征.以苯酚为降解对象,考察了不同Bi2WO6的光催化性能.结果表明,pH=1,水热180℃时,制备的Bi2WO6光催化剂的活性最佳,在400 W金卤灯下光照3h,空气流量为30 mL/min,BiWO6用量为1.00 g/L时,对苯酚的降解效果最好,降解率可达95％.     

Photocatalytic oxidation of ammonia by Bi2WO6 nanoplates using fluorescent light

Photocatalytic oxidation under fluorescent light with BizW06 was used to oxidize ammonia. The results showed that the NHa＋/NH3 could be totally converted into NO3- and trace amount of NO2- in an alkaline solution. It was revealed that the photocatalytic oxidation efficiency was affected by the pH values and the initial concentration of the pollutant. Possible mechanism of photocatalytic oxidation in the system is proposed. The superoxide spe- cies （O2-） captured by the superoxide dismutase levels could accelerate the photocatalytic oxidation reaction. The indoor fluorescent lamp as the light source will be a promising option for future applications of photocatalytic technology.     

Y2O3掺杂对WO3压敏非线性及介电性能的影响

在Y2O3掺杂量(摩尔分数)为0.2%～2%的范围内研究了Y2O3掺杂对WO3的非线性伏安特性及介电性能的影响.实验结果表明:随Y2O3掺杂量的增加,样品的非线性系数先增大后减小,在Y2O3掺杂量为0.8%附近达到最大值(3.61);样品的介电常数(在1kHz频率下测量)也是先增大后减小,其最大值(1.16×104)出现在Y2O3摩尔分数为1.2%附近的样品中.测量了各样品的阻抗频率依赖关系,并由此估算了不同Y2O3含量样品的晶粒电阻,利用德拜弛豫关系式解释了Y2O3掺杂引起WO3介电常数与晶粒电阻变化的关系.Y2O3掺杂的WO3陶瓷是一种新型的压敏电容材料.     

Tb3+掺杂Bi2 WO6光催化剂的制备及其光催化性能研究

为进一步提高Bi2 WO6光催化剂的可见光催化性能,采用水热法制备稀土离子Tb3+掺杂Bi2 WO6光催化剂,采用X射线衍射( XRD)、X射线荧光光谱( XRF)、傅里叶红外光谱( FT-IR)、场发射扫描电镜( FESEM)、紫外-可见漫反射光谱( UV-Vis DRS)等手段对样品进行了表征。考察掺杂Tb3+后样品在可见光下降解罗丹明B( RhB)的光催化性能,研究Tb3+掺杂量对样品光催化性能的影响。结果表明,适当的Tb3+离子对Bi2 WO6的掺杂能提高其光催化活性。当Tb3+的掺杂量为0.5mol%时,光催化效果最好,在90 min内,对初始浓度为10 mg/L的RhB溶液的降解率达98.8%。