综合性实验——溴氧化铋光催化剂的制备及降解罗丹明B性能

介绍了一个化学综合性实验,涉及溴氧化铋(BiOBr)光催化剂的制备及降解罗丹明B (Rh B)性能。该实验采用溶剂热合成的方法制备了BiOBr光催化材料,利用X-射线粉末衍射(XRD)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对其晶相和吸光性能进行了表征,并测试其在全光谱照射下降解RhB的活性,最后通过自由基捕获实验证明了光催化降解过程中的活性物种,解释了光催化降解机理。本实验贯穿材料的制备、表征、性能和机理研究,有利于学生拓宽知识面,开阔视野,提高其实践能力和对知识的综合运用能力,培养他们的创新能力和科研兴趣。     

溴氧化铋基光催化材料的制备及应用

溴氧化铋基光催化剂具有独特的电子结构,合适的禁带宽度及良好的光催化活性,拓宽了光催化领域的研究,有不同形貌的溴氧化铋催化剂的制备与应用一直是研究者的关注热点。重点介绍了BiOBr的晶体结构、制备方法、形貌及其光催化性能,对比了常见制备方法的优缺点,综述了国内外研究者在改性溴氧化铋基光催化材料方面所做的工作,得出在可见光响应下具有高催化活性和高稳定性的溴氧化铋基光催化材料将是下一步研究的主要方向。     

卤氧化铋光催化剂的研究进展

卤氧化铋BiOX（X=Cl,Br,I）因其独特的层状结构和适合的禁带宽度,在可见光下表现出很好的光催化活性,成为近年来新型光催化剂的研究热点之一。本文概述了国内外对卤氧化铋光催化剂的研究动态和发展成果,从结构角度总结了BiOX材料的制备和设计。卤氧化铋材料的结构维度直接关系到它的比表面积、吸光能力、吸附性能和载流子迁移速率,从而影响其性能和作用。通过掺杂、负载、构建异质结等改性方法,提高了卤氧化铋的光催化性能,并简单叙述了卤氧化铋光催化剂的固定化。最后指出通过制备方法、能带结构及催化机理的深入研究,实现催化剂制备-结构-性能的可调控化,以拓展其应用领域是卤氧化铋光催化剂未来的研究 方向。     

纳米薄片状氯氧化铋的制备及其热解行为

通过铋盐水解法制备了薄片状氯氧化铋(Bi OCl)晶体。采用X射线衍射仪、热场发射扫描电子显微镜、高分辨场发射透射电子显微镜和热重分析仪表征了晶体产物的物相、晶体形貌和热解行为,研究了晶体的光催化性能。结果表明:水解法可制备纳米薄片状氯氧化铋晶体,其厚度约为70 nm,截面尺寸约300 nm×500 nm;氯氧化铋晶体在600℃开始分解,分解中间产物为Bi_xCl_y、Bi_xO_yCl_z、Bi_2O_3,于800℃分解结束,最终分解产物为Bi_3O_4Cl。     

碘氧化铋光催化复合材料的制备及其应用进展

环境和能源问题是当今世界面临的两大难题。半导体光催化为这两个问题的解决提供了途径。铋化合物是一类重要的光催化材料,其中碘氧化铋因为具有极窄的禁带宽度而能有效利用可见光而备受关注。把碘氧化铋与其它材料进行复合是增强其光催化性能的主要方法之一。本文对卤氧化铋复合材料的制备方法和应用性能进行综述,为开展新的碘氧化铋复合材料研究提供思路。     

氯氧化铋可见光光催化活性的研究

本研究采用一步溶剂热法合成具有高可见光响应活性的氯氧化铋,并探究溶剂热时间、温度、pH以及氯源对所合成的氯氧化铋光催化活性的影响。实验结果表明溶剂热时间、温度和氯源对氯氧化铋的晶型没有决定性作用,pH对氯氧化铋的晶型有显著的影响。当溶剂热的pH值较低时,能够合成具有(001)晶面择优取向的氯氧化铋,这个条件下合成的氯氧化铋表现出最佳的光催化活性,能够在10分钟内将5 mg/L的罗丹明B溶液降解完毕。     

溴氧化铋制备及光催化性能的学生创新性实验

在大学化学类实验中适当增加创新性实验项目的数量,有助于培养大学生科学研究的兴趣和创新性思维,使学生初步具备高校人才培养目标中必不可少的创新能力。本实验在常温常压条件下合成溴氧化铋光催化剂,用X射线衍射和紫外可见漫反射表征催化剂的晶型和吸光特性,利用罗丹明B的光催化降解反应评价催化剂的光催化活性,实验内容贴合科学研究的实际,包括材料制备、材料表征、光催化反应性能评价和数据分析处理,可以促进学生对基础知识的运用,提高学生的创新能力。     

光催化材料制备及性能测定教学探讨

文章结合光催化材料的制备及性能测定实验,采取实验结合理论的方式介绍光催化材料纳米ZnO的制备方法设计、结构表征及光催化性能测试,使学生对专业理论知识具有更深入的理解,培养学生的动手能力,提高学生分析解决问题的能力。     

BiOCl复合光催化材料的研究进展

氯氧化铋(Bi OCl)为卤氧化铋Bi OX(X=Cl,Br,I)新型半导体材料的一种,具有独特的层状结构和电子结构,适合的禁带宽度,表现出优良的光催化活性,在环保、能源、化工等领域具有良好的应用前景。本文对近几年通过离子掺杂、半导体复合和金属负载手段制备的Bi OCl复合光催化材料的研究现状与发展动态进行综述分析,并对Bi OCl复合光催化材料的研究方向和存在问题进行了展望。     

BiOCl/TiO2复合材料的制备与光催化性能

基于半导体异质结原理,设计并制备了新型氯氧铋/二氧化钛复合光催化材料,以甲基橙为目标污染物,研究了氯氧铋制备条件和复合比例对复合材料的光催化特性的影响,随后利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、EPR等方法对催化材料进行表征,从表面形貌、自由基等角度,分析其光催化原理。结果表明,新型复合光催化材料相对氯氧铋、二氧化钛的单体,具有更强的紫外催化能力,对传统有色染料均具有良好的去除效果。这是由于氯氧铋和二氧化钛可以形成半导体异质结,光生电子传递降低了载流子负荷率,羟基自由基生成量增加,因此光催化性能大幅提升。     

AgCl/BiOCl纳米片材料的合成及光催化性质研究

以硝酸铋((Bi(NO_3)3·5H_2O)、甘露醇(C_6H_(14)O_6)、氯化钾(KCl)为原料,制备了半导体材料氯氧化铋(BiOCl)纳米片,采用浸渍法负载AgCl对Bi OCl的改性。用XRD,SEM,EDS,UV-Vis光谱等测试方法对样品的结构、形貌、光谱吸收性能等进行了测量分析,考察了不同浸渍次数的AgCl/BiOCl纳米片对罗丹明B(Rh B)染料在可见光下的光催化降解活性。发现适量的AgCl修饰能够提高BiOCl纳米片的光催化活性,当浸渍次数为2次时获得的AgCl/BiOCl复合纳米片具有最好的光催化性能。     

二氧化硅负载碘氧化铋光催化降解甲基橙性能研究

采用沉淀-浸渍法制备了不同负载量的二氧化硅负载碘氧化铋催化剂，考察了其光催化降解甲基橙性能。采用XRD、UV-Vis、TEM对催化剂进行了表征。结果表明，随着碘氧化铋负载量的增加，二氧化硅负载碘氧化铋催化剂光催化降解甲基橙的降解率升高。当碘氧化铋和二氧化硅的物质的量比为0.5时，二氧化硅负载碘氧化铋催化剂降解甲基橙的降解率60 min时可达73.74%。不同粒径二氧化硅负载的碘氧化铋催化剂对甲基橙的降解率接近，因为活性组分碘氧化铋都可以高度分散在不同粒径的二氧化硅载体上。     

氧化铋光催化剂的制备及其降解水中有机污染物研究进展

综述了氧化铋的主要制备方法,氧化铋因其具有可见光响应性,表现出了良好的光催化性能而在光催化领域备受关注,其次介绍了其降解水中有机污染物的研究进展,并从理论基础和实际应用方面对氧化铋光催化剂进行了总结及展望。     

BiOCl基光催化材料的研究进展

氯氧化铋（BiOCl）为一种新型光催化材料,其独特的层状结构和电子性质显示出优异的光催化性能,并在能源、环保、化工、材料等领域具有潜在的应用前景。首先,本文介绍了BiOCl的晶体结构和电子结构;其次,对近几年微纳米BiOCl基光催化材料的制备方法、形貌特征、可见光拓展、固定化等方面研究现状与发展动态进行了全面综述分析,并概述了第一性原理计算方法应用于该类催化剂反应机理的研究进展;最后,对未来新型BiOCl基光催化材料负载或沉积与涂覆于适宜的基体表面、与其表面吸附物之间作用机制、光催化反应机理等研究方向进行了展望。     

液相转化法从氯氧化铋制备纳米氧化铋及其前驱体的热解行为

氯氧化铋经碳酸钠溶液二次脱氯转型后得到氧化铋前驱体碳酸氧铋,将其烘干,进行热解,即得氧化铋产品。考察了Na2CO3用量、搅拌时间、转化温度、固液比、pH值等对脱氯的影响。采用TG/DSC、XRD和红外光谱对前驱体及其热解产品进行表征,确定最佳的热解温度。结果表明,最佳的脱氯工艺条件为:氯氧化铋3.0 g,NaCO33.0 g,加水25 mL,转化温度45℃,搅拌时间25 m in;最佳热解条件580℃热解2 h。在最佳工艺条件下得到的氧化铋产品平均一次粒径约为67 nm,含氯量为0.43%。     

铁改性二氧化钛/石墨烯的制备及性能研究

以钛酸丁酯,乙酰丙酮,三氯化铁,石墨粉为原料,制备了乙酰丙酮铁改性二氧化钛/石墨烯复合材料,通过红外光谱(IR)、比表面分析仪(BET)手段对复合材料进行表征,并以罗丹明B为降解物,在可见光照射下测试了材料的光催化性能,结果表明,乙酰丙酮铁作为铁源的添加可以提高二氧化钛的吸光性能,石墨烯的掺杂较大幅度提升二氧化钛的吸附能力以及电子导出能力,降低电子一空穴对的再结合速率,二者的协同作用提高了二氧化钛的光催化降解性能。     

磷酸银-介孔炭复合光催化材料性能的研究

采用共沉淀法将介孔炭与磷酸银结合,制备出磷酸银-介孔炭复合光催化材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射等技术手段对所制备材料进行表征,结果表明随着介孔炭负载量的增大,生成的磷酸银粒子尺寸减小。所制备材料中的磷酸银为立方体型,介孔炭的加入不会影响其晶体结构,可以制得性能稳定的复合材料。采用氮气吸-脱附测试对复合光催化材料进行光催化性能的评价,主要考察了不同介孔炭负载量对材料的光催化性能的影响。同时,通过光催化实验发现,当介孔炭负载量为10%时,所得的磷酸银-介孔炭复合光催化材料光催化效果最佳,并且所制备的复合光催化材料具有再循环使用的能力。     

微波辐射法研制复合半导体光催化材料TiO2/ZnO

采用微波辐射法制备了复合型半导体光催化材料TiO2/ZnO,利用X射线衍射(XRD)测试技术对TiO2/ZnO复合型半导体光催化材料进行了表征。用甲基红模拟有机废水,在高压汞灯模拟日光光照的条件下,研究了复合型半导体光催化材料TiO2/ZnO光催化降解有机废水的过程,并在相同的条件下,与机械研磨法制备的复合型半导体光催化材料TiO2/ZnO的光催化性能进行了对比实验。研究结果表明,微波辐射法制备的复合型半导体光催化材料TiO2/ZnO具有很好的光催化性能,TiO2/ZnO投加量为0.5g.L-1时,其具有良好的光催化脱色性能,经1h光照,对甲基红的光降解效率可以达到100%。随着溶液初始浓度增加,甲基红的降解率增大。     

Sb_2O_3/BiOBr复合物的制备及其对RhB的去污作用

为了进一步提高BiOBr在可见光范围内的光催化性能,通过简单的低温液相法制备了不同质量掺杂比的三氧化二锑/溴氧化铋(Sb_2O_3/BiOBr)复合光催化材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜形貌分析(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis/DRS)、透射电子显微镜(TEM)等对材料进行了表征,并以罗丹明B(RhB)为目标污染物,在模拟可见光条件下研究了复合物对RhB的光催化降解性能。结果表明,Sb_2O_3的掺杂显著提高了复合物的吸附能力;同时,Sb_2O_3的掺杂促进了BiOBr表面羟基(OH~-)的产生,该基团能够有效捕获空穴(h~+),从而提高光催化活性。当Sb_2O_3掺杂量为3%(质量分数)时降解效果最佳,60min内Rh B的降解率比纯相BiOBr提高了20.03%,达到了95.41%。多次重复实验,复合物的光催化性能并没有发生明显的减弱,表明复合物同时也具有较好的稳定性。     

PEG分子量对TiO2微观结构和光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同分子量的PEG改性的TiO2光催化材料(PEG-TiO2).利用X射线衍射仪和拉曼光谱,表征和分析了PEG-TiO2的微观结构,以亚甲基蓝溶液为降解对象,评价了不同分子量的PEG-TiO2的光催化性能.实验结果表明,制备的PEG-TiO2为锐钛矿和金红石的混合晶体结构,其中,锐钛矿含量与PEG...