TiO2/Bi4V2O11复合光催化剂的制备及光催化性能

目的水热法制备TiO_2/Bi_4V_2O_(11)复合光催化剂并对其催化活性进行研究。方法采用XRD,BET,UV-Vis等表征手段研究催化剂的晶相结构和性能,并通过测试该复合结构对罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的可见光催化降解评估其光催化活性。结果实验结果表明,复合物的光催化效果与纯的Bi_4V_2O_(11)和TiO_2光催化剂相比,TiO_2负载量为50%时,TiO_2/Bi_4V_2O_(11)复合光催化剂降解RhB具有更高的可见光催化活性。结论 TiO_2/Bi_4V_2O_(11)样品光催化性能的提高归因于增大了催化剂的比表面积以及TiO_2与Bi_4V_2O_(11)形成了异质结,从而有效抑制光生电子-空穴对的复合,并根据捕获实验提出了可能的光催化机理。     

三维纳米花状Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3的制备及其可见光催化性能

25℃下,以Bi(NO_3)_3·5H_2O和KI为原料,在乙二醇和水的混合体系中进行磁力搅拌,继而通过NaOH溶液处理获得具有异质结的三维纳米花状Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3半导体材料,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱等方法对样品进行表征与分析;然后以制备的样品为催化剂,研究其对罗丹明B的可见光催化降解作用.结果表明,添加15mL 2.0mol·L~(-1) NaOH溶液处理所得的Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3-15样品在2h内对罗丹明B的降解率为84.5%,表现出良好的光催化活性.     

C/Bi2 MoO6复合材料的合成及其可见光光催化性能研究

采取溶剂热法制备C/Bi_2MoO_6光催化复合材料,通过SEM、XRD和XPS等手段研究催化剂的形貌,晶相结构和元素组成等,并在可见光下进行RhB (罗丹明B, C_(28)H_(31)ClN_2O_3)以及BPA (双酚A,(CH_3)_2C(C_6H_4OH)_2)的降解试验.当C负载量为5%时,C/Bi_2MoO_6复合材料的光催化降解RhB具有最高的光催化活性,60 min内降解率达到93%,速率常数是纯Bi_2MoO_6的4.6倍.电阻抗和光致发光光谱结果表明,非金属C掺杂后的光催化剂促进了光生载流子的分离,有助于提高光催化性能.该催化剂经过5次循环实验之后,光催化活性损失较小,说明具有较高的稳定性.通过添加牺牲剂捕获不同的活性物质,证明了h~+为主要活性物种,并探索性地提出了相应的光催化机理.     

BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2@石墨烯的简易制备及增强可见光催化性能研究

【目的】以BiCl_3和NaOH为原料,以石墨烯纳米片为模板,通过一步常温沉淀法制备得二维BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2@石墨烯纳米复合物。【方法】通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、BET-BJH等手段对样品进行了表征分析。【结果】BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2@石墨烯纳米复合物的可见光催化活性明显高于纯BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2纳米片。【结论】BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2@石墨烯纳米复合物表现出明显增强的可见光催化活性可以归因于可见光利用能力增强、比表面积和孔容增大、光生电子-空穴对分离能力提高等因素的协同作用。研究结果为制备新型BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2基可见光催化剂提供了一种新思路。     

四羧基苯基卟啉铜敏化BiOCl纳米片的制备及其增强光催化性能研究

以硝酸铋和氯化钾为反应物，采用一步水热法合成了氯化氧铋(BiOCl)纳米片.通过考察不同反应时间和反应温度下所得BiOCl样品的光催化降解罗丹明B(RhB)活性差异，确定最佳合成条件，并在此基础上，采用相同方法原位合成四羧基苯基卟啉铜(CuTCPP)敏化BiOCl复合光催化材料(BP).利用XRD,SEM,UV-Vis DRS,XPS,PL等手段表征了材料的结构、形貌及光学特性，通过RhB光降解实验考察了BP复合材料的光催化性能并讨论了光催化作用机理.结果表明，与纯BiOCl相比，BP的光催化活性明显增强，其中BP-0.2%样品的光催化活性最强，紫外光照射10 min即可将RhB完全降解，即使将光源改为模拟太阳光，在20 min内也可使染料分子完全降解.这种光催化性能的增强得益于CuTCPP作为光敏剂修饰BiOCl增强了该半导体的光吸收能力，并有效地提高了光生电子和空穴的产生和分离效率.     

微波辅助法制备Ba~(2+)掺杂BiOBr催化剂及其光催化性能

以硝酸铋、溴化钾和氯化钡为主要原料,采用微波辅助法制备了纯BiOBr和高催化活性的Ba~(2+)掺杂Bi OBr光催化剂,通过XRD、SEM、UV-vis、PL对催化剂样品进行表征.以罗丹明B(RhB)溶液为目标污染物进行光催化降解实验,测试催化剂的光催化活性.结果表明:Ba~(2+)-BiOBr的光催化活性明显优于纯BiOBr,仅需经过55 min就可以将质量浓度为20 mg/L的RhB溶液完全降解.这主要是因为Ba~(2+)的掺杂有效地提高了BiOBr光催化剂中光生电子–空穴的分离效率.经过3次循环降解RhB溶液,Ba~(2+)-BiOBr的光催化活性没有明显降低,证明光催化剂具有很好的稳定性.捕获实验表明,空穴(h+)和超氧自由基(·O_2~-)为光催化过程中最主要的活性物种.     

BiO2-x/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用简单的一步水热法制备得到片状结构的BiO_2-x,然后通过溶剂热法将BiO_2-x与BiOCl进行复合,制备一系列BiO_2-x/BiOCl异质结复合材料。采取一系列测试的手段对所制备的BiO_2-x/BiOCl复合材料进行表征实验,对复合物的晶相构成、晶体形貌、稳定性进行研究。以罗丹明B(RhB)模拟作为难降解污染物,对所制备的BiO_2-x/BiOCl复合材料的光催化性能进行测试,结果表明一定比例的BiO_2-x/BiOCl复合物比纯的BiO_2-x, BiOCl能够更快、更好、更彻底地降解有机污染物,具有更显著的光催化活性。同时经过5次循环实验及反应前后的XRD图谱表明所制备的材料具有优异的光化学稳定性,并且可以多次重复利用。基于自由基捕获实验,我们提出了可能的光催化机理。     

BiOCl/NH2-UiO-66(Zr)异质结的构建及其对罗丹明B的光催化降解

基于溶剂热法成功制备了BiOCl/UiO-66(Zr)-NH2(BUN)异质结复合材料,并通过XRD、TEM、SEM和DRS等对材料的晶相结构、表面形貌和光吸收范围等进行了表征.光催化降解罗丹明B(RhB)实验结果表明,当BiOCl与UiO-66(Zr)-NH2的质量比为1:0.1,可见光照射20 min后,RhB的降...     

水解温度对BiOCl光催化性能的影响规律研究

采用水解法,以氯化钠、五水合硝酸铋为原料,成功制备了不同水解温度下的BiOCl.采用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)、固体漫反射光谱(DRS)等测试方法表征了材料的物相结构和光学性能.系统研究了水解温度对样品相组成、光学性能和光催化性能的影响.以罗丹明B(RhB)为目标降解物,进一步研究了样品的光催化性能.实验结果表明溶液温度为50℃时,得到的BiOCl样品,其发光强度最低、吸附和降解能力最好,这是因为该温度下合成的BiOCl禁带宽度最小,载流子分离效率最高,有效降低了电子和空穴的复合,从而显著提高材料的光催化性能.     

镧掺杂铁酸铋纳米粒子的制备及光催化性能

采用化学共沉淀法制备了镧掺杂铁酸铋纳米粒子(Bi_(1-x)La_xFeO_3,x=0～0.40),研究了掺杂浓度对产物的物相结构、形貌、光学吸收性质、吸附和光催化性能的影响.结果表明:随着掺杂浓度的增加,Bi_(1-x)La_xFeO_3的晶体结构由六方晶系转变为正交晶系,催化剂的粒径逐渐减小,吸收带边缓慢红移;在可见光下,Bi_(1-x)La_xFeO_3光催化降解罗丹明B(RhB)的性能优于纯BiFeO_3,Bi_(0.65)La_(0.35)FeO_3的光催化活性最佳,在重复使用5次时,RhB的降解率仍高于85%;抑菌圈实验显示,Bi_(0.65)La_(0.35)FeO_3在可见光下对大肠杆菌具有抑菌活性;借助捕获实验证实了光催化过程中的主要活性氧物种是·OH,·O_2~-和h~+.综上,Bi_(0.65)La_(0.35)FeO_3有望应用于光催化降解有机染料废水和光催化抑菌中.     

α-Bi_2O_3纳米纤维的制备及其光催化性能研究

采用静电纺丝法制备了α-Bi_2O_3纳米纤维,并研究了煅烧温度对其形貌和光催化活性的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、热重-差热分析(TG-DTA)和N2吸附-脱附等温线(BET)等技术对样品进行了表征。以罗丹明B(RhB)和四环素(Tc)为降解模型,评价了Bi_2O_3纳米纤维材料的光催化性能。结果表明,前驱体复合纤维PVP/Bi(NO3)3在空气氛围下经450℃、500℃和550℃煅烧处理后,其产物Bi_2O_3的晶型均为单斜相α-Bi_2O_3。随着煅烧温度的升高,Bi_2O_3的形貌由直径较细的纤维(～100nm)逐渐变粗(～150nm),最后断裂成球状颗粒。发现经450℃煅烧温度处理得到的α-Bi_2O_3纤维具有最佳的可见光催化活性,在氙灯(150 W)照射下,180min,对RhB和Tc的降解率分别达到98.1%和94.5%。     

Bi_4V_2O_(11)光催化剂的制备及催化性能研究

采用水热法制备光催化剂Bi_4V_2O_(11)并对其光催化降解活性进行研究,通过SEM、XRD、BET等方法来综合分析Bi_4V_2O_(11)的结构、形貌、比表面积.实验结果显示,Bi_4V_2O_(11)在60 min可见光照射下降解Rh B几乎能够降解完全.Bi_4V_2O_(11)较高的光催化活性可能归因于其大的比表面积,窄的带隙和Bi_4V_2O_(11)自身较小的纳米尺寸.还通过捕获实验对Bi_4V_2O_(11)的光催化机理进行研究,并且循环重复使用实验结果说明Bi_4V_2O_(11)降解Rh B具有较强的稳定性.     

NiFe2O4/TiO2纳米颗粒材料的磁性及光催化性能研究

采用水热合成工艺制备了NiFe_2O_4纳米颗粒材料与NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的微观结构与形貌进行了测试与表征,利用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁学性能进行了测试与分析,并研究了NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料对罗丹明(RhB)的光催化降解性能.研究表明,反应温度对NiFe_2O_4样品的微观结构与磁性有重要的影响,软磁相NiFe_2O_4的存在不但有效地提高了NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料光催化性能,而且赋予了其良好的磁分离特性.     

等离子体处理的Pd/BiOBr光催化剂及其光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和KBr为原料,采用水热合成法制备了BiOBr光催化剂.然后将制备好的BiOBr运用低温等离子体技术处理制备了Pd/BiOBr光催化剂.运用N_2-物理吸附脱附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对催化剂的结构和晶型进行了表征,利用光致发光(PL)谱、紫外可见漫反射吸收光谱(Uv-Vis DRS)技术和瞬时光电流谱对催化剂的光电特性进行了测定.并以染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)为底物,在可见光(λ≥420nm)条件下考察了Pd/BiOBr的光催化降解性能,结果表明Pd/BiOBr催化剂较纯BiOBr光催化效果显著提升,在反应11h时对RhB矿化率达到70%.同时分析了BiOBr和Pd/BiOBr对RhB光催化降解过程中活性物种,表明BiOBr在降解过程中主要涉及O_2·~-氧化,Pd/BiOBr对RhB光催化降解过程中超氧和空穴同时起作用.     

罗丹明敏化BiOCl宽光谱响应光催化剂的制备及对苯酚的降解性能研究（英文）

采用水解法,通过加入不同量的NaOH控制水解反应速率,获得了具有不同形貌的BiOCl光催化剂.用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计和发光光谱表征了材料的结构、形貌和光学性能.实验结果表明,NaOH的加入可以减小BiOCl的晶粒尺寸,更多量NaOH加入时BiOCl会严重团聚.在23mmol NaOH加入时所得BiOCl对罗丹明(RhB)的吸附能力和可见光催化能力最好.RhB敏化显著扩展了BiOCl的光谱响应范围.在可见光激发下,与纯的BiOCl相比,敏化后的BiOCl对苯酚表现出优异的降解性能,这表明敏化在光催化反应中起到了重要作用.另外,本文也给出了主要的活性物种和光催化机制.     

纳米Fe2O3@硅藻土异相芬顿体系的光催化性能

采用水热法,以FeCl_3·6H_2O为原料,硅藻土为载体,成功制备了Fe_2O_3纳米粉体负载硅藻土催化剂(记为Fe_2O_3@D)。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和粒度分析仪对样品的物相、形貌及尺寸进行了表征,测试了Fe_2O_3@D在异相芬顿体系中对罗丹明B(RhB)的降解率,并对催化剂的稳定性及光催化机理进行了探究。结果表明,Fe_2O_3@D复合催化剂比纯相α-Fe_2O_3纳米粉体对RhB降解效果显著,30 min即可将RhB降解完全;5次重复使用Fe_2O_3@D催化剂降解RhB,降解率仍可达90%以上;在光催化反应过程中,·OH是主要活性物质。     

热解法制备g-C_3N_4及其可见光降解有机污染物

在580℃下热解单氰胺的方法合成石墨型碳氮化合物g-C_3N_4,并采用X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外可见漫反射(UV-Vis DRS),红外光谱(FT-IR),光致发光光谱(PL)对该催化剂进行了表征.通过对罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及水杨酸(Salicylic acid,SA)的降解来研究其催化活性,同时探讨了光催化降解RhB体系中g-C_3N_4的用量和溶液pH对RhB降解的影响.结果表明,在可见光(λ≥420nm)照射下,g-C_3N_4为1.2g/L,pH 5.35时,g-C_3N_4对RhB的光降解活性最好,150min后可使RhB褪色完全.在光催化反应条件下降解SA,45h时降解率达到35.09%.采用外加异丙醇、苯醌、EDTA等捕获剂试验,推测其催化机理主要为超氧自由基(O2·-)氧化历程.     

磁性BiPO_4-Fe_2O_3异质结催化剂的制备及其光催化特性研究

通过醇热法制备出BiPO_4-Fe_2O_3异质结催化剂,利用XRD,SEM等手段对其进行物理结构的表征,发现Fe_2O_3均匀分散块状BiPO_4表面形成良好的异质结结构.以罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为分子探针,在紫外光(λ=253.7nm)照射下考查BiPO_4-Fe_2O_3的光催化性能,发现其催化活性要高于纯BiPO_4,反应80min后可将(2.50×10-5 mol/L)RhB褪色,动力学速率常数k(0.049min-1)是单纯BiPO_4的2倍.通过对活性物种的测定发现,其反应过程主要涉及有·OH和H_2O_2生成,说明其催化降解机理主要为·OH对RhB的氧化作用.在进行5次循环实验后发现催化剂仍对RhB具有良好的降解活性,且利用其具有的磁性,在回收利用方面具有优势.为BiPO_4光催化的实际应用提供了理论依据.     

Ag/AgBr/Bi_4Ti_3O_(12)催化剂的制备及可见光催化降解卡马西平

首先利用水热法制备了Bi_4Ti_3O_(12)纳米片,再通过原位沉积和光还原的方法制备了Ag/Ag Br/Bi_4Ti_3O_(12)纳米片复合光催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射谱(DRS)及X射线光电子能谱仪(XPS)对其结构进行表征,以卡马西平(CBZ)作为目标污染物对其光催化活性进行评价.结果表明:Bi_4Ti_3O_(12)纳米片的厚度小于50 nm,长度小于500 nm.Ag/Ag Br的颗粒度小于20 nm.Ag/Ag Br的复合极大地提高了催化剂对卡马西平的光催化降解效率,光催化活性的提高主要是由于Ag/Ag Br可以显著抑制光生电子和空穴的复合.催化机理研究发现光生h~+在CBZ的光催化降解过程中起主要作用.     

Bi2O3/电气石复合催化剂的制备及其光催化性能

以电气石为载体,采用化学沉淀法制备Bi_2O_3/电气石复合光催化材料。通过XRD、SEM、UV-Vis等方法对制备的复合型催化剂进行了表征,并在可见光照射下对催化剂的光催化活性进行了测试。结果表明:复合型催化剂扩展其光响应范围,且复合后的Bi_2O_3比纯的Bi_2O_3比表面积更大,在处理酸性红B实验中表现出良好的可见光催化活性。实验发现复合物含5%电气石的制备比例就可以显著提升Bi_2O_3降解有机物活性,60 min时降解率达到97.32%,明显优于单纯Bi_2O_389.77%降解率,提高了光催化剂的降解效率。