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.     

氢氧根调制氯氧化铋的表面结构及光催化活性

使用NaOH溶液处理BiOCl合成了BiOCl/Bi_2O_3复合材料,并对其光催化性能进行了研究。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见(UV-vis)吸收光谱、阻抗谱(IS)和光致发光(PL)光谱表征样品。以BiOCl/Bi_2O_3复合材料为催化剂,以氙灯为光源,对罗丹明B(RhB)溶液进行了光催化降解试验。研究结果表明:BiOCl/Bi_2O_3复合材料在350～500 nm有较强的吸收能力,其微观形貌由片状结构和棒状结构组成,有较快的电子转移速度和较低的PL强度。当NaOH溶液的浓度为10.00 mol/L时,35/65 Bi OCl/Bi_2O_3复合材料对RhB的降解率在光照50 min后为67.3%。     

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。     

超细Bi_2Mn_4O_(10)粉体的制备及其表征

以次碳酸铋(BiO)_2CO_3?5H_2O和碳酸锰MnCO_3为原料,无水乙醇为研磨介质,采用球磨-煅烧法制备环境友好型Bi_2Mn_4O_(10)近红外反射涂层用材料。采用X线衍射、扫描电镜、激光粒度仪以及近红外分析仪对Bi_2Mn_4O_(10)的理化性能和近红外反射性能分别进行表征,考察前驱体不同煅烧温度对煅烧产物物化性能的影响。研究结果表明:通过湿法球磨可以获得混合均匀的次碳酸铋和碳酸锰机械混合前驱体;前驱体的最佳煅烧温度为650℃,所得到的Bi2Mn4O10形貌呈类球形或多面体,中位粒径D50=2.449 nm。在波长γ为1 000 nm的近红外反射率可达50%以上,2 000~2 500 nm高波段反射率则高达60%以上。     

α-Bi_2O_3/TiO_2纳米粒子的制备及其光催化性能的研究

采用两步水热法合成了α-Bi2O3/TiO_2纳米粒子,利用透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见固体漫反射光谱(DRS)对其进行了表征,以罗丹明B(Rh B)为模型污染物评价了其光催化活性,结果表明:在模拟可见光源的照射下,α-Bi2O3/TiO_2比α-Bi2O3、TiO_2单体具有更好地光催化活性,当α-Bi_2O_3与TiO_2的摩尔比为1︰5时复合纳米粒子的光催化活性最佳,光照150 min降解率为98.5%.经过3次循环利用,α-Bi2O3/TiO_2纳米粒子具有较好的稳定性.     

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.     

静电纺丝制备Ag/ZnO复合材料及其光催化性能研究

以PVP为载体,乙酸锌(Zn(CH₃COO)₂·2H₂O)和硝酸银(AgNO₃)为原料,采用静电纺丝与煅烧相结合的方法制备了一系列银掺杂量不同的ZnO复合纳米材料.用SEM、FTIR、XRD对煅烧前后的纤维形貌和结构进行表征.以刚果红为目标降解物,考察了煅烧温度和Ag掺杂量对Ag/ZnO复合纳米纤维的光催化活性的影响.结果显示,煅烧温度和Ag掺杂量对复合纳米材料的催化活性影响显著,600 ℃煅烧3 h制得的Ag掺杂摩尔分数为6%的Ag/ZnO复合纳米材料,经155 W紫外灯照射210 min后对40 mg·L^-1刚果红溶液降解率可达99%以上.催化剂重复利用4次后对刚果红的催化降解率仍可保持在94%以上.     

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.     

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。     

纳米α-Fe_2O_3制备工艺的研究

用微乳液法制备纳米α-Fe2O3,研究不同反应温度和煅烧温度对其晶型结构和形貌的影响,并用X射线衍射仪(XRD)对其进行表征、用扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌。结果表明,当煅烧温度大于600℃时,所得样品均为α-Fe2O3,随着反应温度和煅烧温度的增加,α-Fe2O3粒子的粒径逐渐增大,表面呈现蓬松多孔状,而且出现少量团聚现象。     

基于黄铁矿合成α-Fe2O3纳米颗粒及其对NO2的气敏特性

本研究以黄铁矿纯矿物为铁源,采用直接焙烧法合成出α-Fe_2O_3纳米颗粒,并利用XRD和SEM对制备出的α-Fe_2O_3纳米颗粒的晶体结构和微观形貌进行表征。结构表征结果表明,所制备出的α-Fe_2O_3纳米颗粒结晶良好、纯度较高,晶粒尺寸在100～200 nm之间,分散性良好。气敏测试结果表明,α-Fe_2O_3纳米颗粒对NO_2气体具有优良的气敏性能,并在最佳工作温度150℃时获得对10×10~(-6)的NO_2气体的最大灵敏度16.7,同时展现出了良好的稳定性、重现性以及选择性。通过电子耗尽层理论对α-Fe_2O_3纳米颗粒的气敏机理进行了分析和探讨。     

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.     

静电纺丝技术制备TiO_2纳米纤维的研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液为基体,加入体积分数为6%的钛酸异丙酯,制得前驱体溶液,在高电场强度下用静电纺丝法制备了PVP/Ti(OCH(CH3)2)4复合纳米纤维,经600℃高温煅烧得到金红石和锐钛矿混杂的二氧化钛(TiO2)纳米纤维,直径约150～200 nm.研究了不同电纺参数对PVP/Ti(OCH(CH3)2)4复合纳米纤维的形貌的影响.通过差热-热重分析(TG-DSC)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)等分析测试手段对制得的TiO2纳米纤维进行表征.     

α-Fe_2O_3纳米颗粒的制备及其对曙红B的吸附性能研究

以Fe(NO_3)_3·9H_2O与Na_2S_2O_3为前驱体溶液,加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP),采用光化学合成方法首先制备FeO(OH)/S粉体材料,然后通过高温煅烧后得到Fe_2O_3纳米颗粒.结果表明,随着煅烧温度的升高,α-Fe_2O_3纳米颗粒的结晶度变好,晶粒粒度逐渐增大;α-Fe_2O_3纳米颗粒对曙红B具有较好的吸附效果,煅烧温度为400℃时吸附效果最佳.研究了不同吸附剂用量、p H对吸附性能的影响.Fe_2O_3纳米颗粒对曙红B的吸附过程符合二级动力学与Freundich等温吸附模型,最大吸附量为368 mg/g.     

水热-煅烧法制备BiNbO_4及其光催化性能研究

本文提出一种水热-煅烧法合成BiNbO_4的新方法。以Bi(NO_3)_3·5H_2O和NbCl_5为原料,用水热法(pH=9,220℃,24 h)制得前驱体Bi_5Nb_3O_(15),再将其于800℃煅烧3 h制得α-BiNbO_4,于1 040℃煅烧3 h制得β-BiNbO_4。通过XRD,UV-vis DRS,TG-DTA,SEM和BET等技术对样品进行表征和分析,探讨了水热温度和煅烧温度对BiNbO_4催化剂晶型结构的影响。以沙拉沙星为降解模型比较了α-BiNbO_4和β-BiNbO_4的光催化性能,发现α-BiNbO_4的光催化性能优于β-BiNbO_4的光催化性能。研究了α-BiNbO_4光催化降解沙拉沙星的条件及性能。结果表明,在250 W氙灯180 min的照射下,催化剂用量为2.0 g/L,沙拉沙星浓度为10 mg/L,溶液pH值为3.0时,沙拉沙星的降解率可达97.37%。α-BiNbO_4在各条件下降解沙拉沙星过程均符合一级动力学模型。     

磁性Fe_3O_4纳米微球与H_2O_2类芬顿体系催化氧化罗丹明B

采用溶剂热法成功制备出磁性Fe_3O_4纳米微球,与H_2O_2构建类芬顿(类Fenton)体系,去除印染废水中一种典型的阳离子染料——罗丹明B(RhB).借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,并探讨了H_2O_2用量、纳米粒子投加量、温度、pH值和RhB初始质量浓度等因素对RhB去除效果的影响。实验结果表明:当H_2O_2用量为140mmol/L,磁性Fe_3O_4纳米粒子投加量为1.2g/L,温度为30℃,pH值为3,RhB初始质量浓度为20mg/L时,反应30min即可去除90%,反应60min后已基本完全去除。     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.     

Fe(Ⅲ)团簇表面修饰Bi_2WO_6及其界面电子转移增强催化性能机制

采用水热法制备了分级结构的Bi_2WO_6微球,在此基础上采用回流法将Fe(Ⅲ)沉积在其表面,获得了系列Fe(Ⅲ)修饰的Fe(Ⅲ)/Bi_2WO_6催化材料,采用XRD、UV-Vis-DRS、SEM等测试技术对其组成、形貌和能带结构进行表征分析。以偶氮染料罗丹明B (RhB)为模拟污染物对其活性进行测试。活性测试结果表明,Fe(Ⅲ)表面修饰增强了Bi_2WO_6光催化剂RhB的对吸附对能力,提高了光生电子-空穴的分离能力并有效拓宽了Bi_2WO_6光催化材料对可见光的吸收范围,促进了·OH和·O_2~-的产生,Fe(Ⅲ)/Bi_2WO_6的催化活性比Bi_2WO_6增强了约2. 4倍。     

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。     

尿素均相沉淀法制备菱形Gd_2O_3:Eu~(3+)纳米荧光粒子

以尿素为沉淀剂,稀土氯化物为原料,采用均相沉淀法制备Eu~(3+)掺杂的Gd_2O(CO_3)_2·H_2O纳米粒子,经过煅烧后得到Gd_2O_3:Eu~(3+)纳米荧光粉。利用扫描电镜(SEM)对纳米粒子的形貌和粒径进行表征,采用X-射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)等对纳米粒子的成分进行分析,研究了回流时间对纳米粒子的形貌和粒径的影响。结果表明:在回流结晶的过程中无定形的球形Gd_2O(CO_3)_2·H_2O纳米粒子逐步转化为菱形Gd_2O(CO_3)_2·H_2O纳米晶,煅烧后转化为立方相的Gd_2O_3:Eu~(3+),且在煅烧过程中它们的氧化物继承其碳酸盐前驱体的形貌。荧光测试表明,该菱形Gd_2O_3:Eu~(3+)纳米荧光粒子在253 nm紫外光激发下,其发射主峰位于611 nm,表现出强烈的红光。