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。     

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。     

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.     

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.     

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.     

Bi_2Fe_4O_9纳米颗粒的水热制备及其对染料模拟太阳光光催化降解

采用水热法制备出Bi_2Fe_4O_9纳米光催化剂.利用X射线衍射技术(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光漫反射光谱(DRS)对样品进行系统研究.结果表明:产物呈现出类球形特征,表面光洁,其粒径分布在300~500nm之间,带隙约为2.27eV.模拟太阳光辐照下对亚甲基蓝的光催化降解实验发现Bi_2Fe_4O_9纳米颗粒具有良好的光催化性能.     

SnO_2/Bi_2MoO_6复合光催化剂的制备及可见光催化性能研究

采用简单的水热法通过引入少量的SnO_2制备出不同比例的SnO_2/Bi_2MoO_6异质结光催化剂.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)现代研究技术对所制备的光催化剂进行表征测试,分析了样品的形貌尺寸、晶体结构、光学性质等.以龙胆紫为目标污染物,在5 W的LED(发光二极管)灯下进行光催化降解实验,并研究动力学过程,系统地评价催化剂的光催化性能.实验结果表明,所合成的SnO_2/Bi_2MoO_6复合材料对龙胆紫的降解均比纯的Bi_2MoO_6有明显的提高,其中7%SnO_2/Bi_2MoO_6拥有最佳的光催化活性,该复合物对龙胆紫的降解速率常数约是纯Bi_2MoO_6的2.7倍、纯SnO_2的17倍.进一步通过电子自旋共振(ESR)检测光催化反应中的活性物种,并提出可能的光催化机理.     

石墨烯负载Zn2GeO4光催化剂的制备及其 降解有机污染物的性能研究

采用溶剂热法制备Zn_2Ge O_4纳米晶;并将其负载到氧化石墨烯(GO)上。通过两步水热法制备了一系列Zn_2Ge O_4/GO复合光催化剂。利用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等手段对催化剂的结构、形貌及光学性能进行了表征;并以罗丹明B(Rh B)作为目标降解污染物,对其进行了光催化性能测试。结果表明,Zn_2Ge O_4纳米晶均匀地分散在GO上,与单纯的Zn_2Ge O_4纳米晶相比,Zn_2Ge O_4/GO复合物的光催化性能有了明显的提高。当GO质量分数为5%时,罗丹明B降解率达到95.21%;且经过5次循环使用后,仍然保持较高的光催化活性,具有良好的稳定性。     

类光-芬顿体系PW_(11)O_(39)Fe(Ⅲ)(H_2O)~(4-)/H_2O_2可见光催化降解罗丹明B

以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe(Ⅲ)(H_2O)4-(PW11Fe)为可见光活性组分构建了一个类光-芬顿体系(PW11Fe/H2O2),并用于模型污染物罗丹明B(Rh B)的可见光催化降解,同时考察了H2O2浓度、PW11Fe浓度、Rh B初始浓度及溶液p H值对Rh B可见光催化降解速率的影响,讨论了Rh B光催化降解的动力学性质。实验结果表明,当溶液p H=4.5时,由0.6 mmol·L-1PW11Fe和4 mmol·L-1H2O2构成的体系对Rh B的光催化降解效果最佳,0.01 mmol·L-1的Rh B在250 W金卤灯照射下反应60 min,其降解率达到100%,反应240 min,总有机碳(TOC)去除率约48%。羟基自由基猝灭和电子顺磁共振(EPR)实验表明,PW11Fe/H2O2体系在可见光照射下产生羟基自由基,从而导致Rh B的快速降解,降解反应的表观速率常数k为(6.2±2)×10-2mmol·L-1·min-1。     

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.     

比表面积及金修饰对氧化锌光催化性能的影响

采用3步反应制得大比表面氧化锌纳米晶,并用BET、XRD和TEM对氧化锌样品的比表面积、晶型以及颗粒形貌进行了表征.以X3B染料为降解对象,紫外灯为光源,研究了其光催化性能,研究发现紫外光照180 min,X3B溶液(初始浓度为1.0×10~(-4)mol/L)的降解率为99.73%,而传统方法制备的氧化锌在相同条件下,X3B的降解率仅为39.80%.结果表明:制得的大比表面氧化锌纳米晶光催化活性明显高于传统方法制得的氧化锌.考察了金修饰对氧化锌光催化活性的影响,实验结果表明:比表面积对催化剂的光催化活性影响更大.     

不同的合成条件对八面体铁酸锌光催化性能的影响

以柠檬酸钠为添加剂,采用水热法一步合成了八面体ZnFe_2O_4纳米材料,所合成的材料尺寸在10~15 nm之间.实验表明该材料的禁带宽度为1.7 eV,可被可见光激发.将所制备的ZnFe_2O_4纳米材料用于可见光催化降解工业染料罗丹明B(Rh B),并研究了不同的合成条件对光催化降解性能的影响.结果表明,ZnFe_2O_4对Rh B有很好的光催化降解性能,且水热温度和时间、pH值和柠檬酸钠的用量对光催化性能有较大影响.最佳的水热温度和时间为180℃,15 h.随着p H值的增大,光催化性能增加,但随着柠檬酸用量的增加,光催化降解性能大幅降低,最佳用量为0.5 mmol.     

不同的合成条件对八面体铁酸锌光催化性能的影响（英文）

以柠檬酸钠为添加剂,采用水热法一步合成了八面体ZnFe_2O_4纳米材料,所合成的材料尺寸在10~15 nm之间.实验表明该材料的禁带宽度为1.7 eV,可被可见光激发.将所制备的ZnFe_2O_4纳米材料用于可见光催化降解工业染料罗丹明B(Rh B),并研究了不同的合成条件对光催化降解性能的影响.结果表明,ZnFe_2O_4对Rh B有很好的光催化降解性能,且水热温度和时间、pH值和柠檬酸钠的用量对光催化性能有较大影响.最佳的水热温度和时间为180℃,15 h.随着p H值的增大,光催化性能增加,但随着柠檬酸用量的增加,光催化降解性能大幅降低,最佳用量为0.5 mmol.     

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%。     

优化制备Zn_2SnO_4显著提高其光催化活性的研究

以氢氧化钠为沉淀剂,将锡盐和锌盐共沉淀得到固体,将固体煅烧得到锡酸锌(Zn_2SnO_4),通过优化煅烧温度和煅烧时间,得到光催化活性最佳的Zn_2SnO_4的制备条件.以光催化降解Rh B为模型反应研究发现,当煅烧温度为1 073 K、煅烧时间为3 h时,所得的Zn_2SnO_4光催化性能最佳,紫外光照射30 min,其对Rh B的降解率为97.7%.采用扫描电镜、粉末XRD和紫外-可见漫反射分别表征了光催化活性最佳Zn_2SnO_4的形貌、晶相结构和光学性质,以探究其活性提高的原因.     

Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化降解罗丹明B

为了使g-C_3N_4光生电子和空穴容易复合,改善可见光响应低等缺点,该实验中采用溶胶-凝胶法将g-C_3N_4和α-Fe_2O_3进行复合形成g-C_3N_4异质结光催化剂,再采用光沉积法将Ag沉积在α-Fe_2O_3/g-C_3N_4上,构建Z型机制Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4催化剂材料,改善光生电荷的分离和传输能力及可见光响应,进一步增强其光催化降解污染物活性.最后通过XRD、FT-IR、XPS、SEM、TEM、紫外-可见漫反射光谱表征光催化剂结构和性能,并以染料罗丹明B溶液模拟废水,研究催化剂的降解动力学特性,通过活性基团捕获实验探究光催化机制.实验结果表明:(1)α-Fe_2O_3和g-C_3N_4复合形成异质结,当α-Fe_2O_3负载量为3%时,α-Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化性能比纯的g-C_3N_4有了明显的提高,光催化性能降解罗丹明B达到79%.(2)Ag负载在α-Fe_2O_3/g-C_3N_4,当Ag的负载量为3%时,在可见光下3.5 h能够对罗丹明B达到95%以上的降解.(3)Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4增强的光催化剂性归因于α-Fe_2O_3和g-C_3N_4形成异质结以及Ag加入后形成Z型异质结结构.     

Bi/BiOBr光催化剂的合成及性能研究

研究溶剂对Bi/BiOBr光催化活性的影响.以硝酸铋、溴化钾为原料,采用一步溶剂热法在不同溶剂条件下制备Bi/BiOBr光催化剂,通过降解模拟污染物罗丹明B评价样品的光催化活性,利用XRD,SEM,BET,DRS等表征手段对样品进行测试.结果表明:当反应溶剂为乙醇时,样品的光催化活性最佳,在7W LED灯照射140min后,对6mg/L罗丹明B溶液的降解率为87.8%.样品具有较高的比表面积和较好的光催化循环稳定性;降解过程中,h~+和·O_2~-是主要的活性物种.     

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.     

Bi_2MoO_6/g-C_3N_4Z型异质结的合成及其光催化性能的研究

本研究制备了Bi_2MoO_6/g-C_3N_4 Z型异质结光催化剂。通过XRD和紫外-可见漫反射光谱表征来测试样品的晶体结构和光吸收性能等性质。结果表明:掺杂Bi_2MoO_6形成异质结后,g-C_3N_4的禁带宽度变窄,增强了光催化活性。以罗丹明B为目标污染物,在可见光下研究了pH对Bi_2MoO_6/g-C_3N_4的光催化降解性能的影响,研究显示Bi_2MoO_6/g-C_3N_4光催化性能优于g-C_3N_4,在光照1 h内基本可将污染物100%完全降解。最后通过捕获实验验证在光催化过程中起主要作用的是O~-_2·自由基,并推测出可能的光催化机理。     

ZnFe_2O_4/聚苯胺复合材料的制备及光催化性能

采用化学氧化聚合法制备了组分含量比不同的ZnFe_2O_4/聚苯胺纳米复合材料(ZnFe_2O_4/PANI),对产物进行了表征,并研究了其对罗丹明B的吸附性能和可见光下的光催化性能.结果表明:随着纳米ZnFe_2O_4与苯胺的投料质量比(wZ/A)的减小,ZnFe_2O_4/PANI中聚苯胺(PANI)的质量分数和酸掺杂度均增大,复合物的可见光吸收性能和导电性均增强;同时,PANI的修饰提高了催化剂对罗丹明B的吸附能力,平衡吸附量随着wZ/A的减小而缓慢增加;产物的光催化性能先增加、后减小,wZ/A=10%的产物的光催化性能最好,且在重复使用5次内呈现良好的催化稳定性,可磁回收.结合活性物种捕获实验结果,推测其光催化反应过程中氧化性自由基和空穴共同参与了罗丹明B的降解.