水热法制备BiVO_4及其光催化性能研究

采用水热反应法并改变反应条件制备不同形貌和晶体结构的BiVO4可见光催化剂,并探讨不同形貌BiVO4的形成机制及其光催化活性的影响因素。借助X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及固体紫外-可见漫反射光谱(DRS)对产品进行表征,并在可见光(λ420 nm)照射下考察其降解亚甲基蓝(MB)的光催化性能。结果表明,高温更有利于单斜型钒酸铋的生成,反应初始pH值对钒酸铋的形貌影响较大。反应过程中,前驱液中的颗粒通过溶解再结晶、定向聚集自组装、熟化过程最终形成不同形貌的钒酸铋颗粒。钒酸铋的光催化降解速率主要受其晶粒粒径和晶体微观应变的影响,晶粒粒径越大,微观应变越小,结晶度越好,降解速率越高。     

高可见光活性的棒状钒酸铋/氧化石墨烯复合光催化剂的制备

通过水热法制备了棒状钒酸铋/氧化石墨烯（BiVO4/GO）复合可见光光催化剂。用扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman光谱和紫外–可见漫反射光谱表征了所制备的样品。在可见光（λ≥420nm）光照下光催化降解亚甲基蓝水溶液来检测样品的活性。结果表明：氧化石墨烯的加入有效地提高了BiVO4的可见光光催化活性,含1%（质量分数）的氧化石墨烯的复合光催化剂活性最好。BiVO4/GO活性增强的原因是氧化石墨烯能快速捕获并转移光生电子,有效提高BiVO4光生载流子的分离效率,从而提高其光催化活性。     

新型可见光活性氧化钯/钒酸铋复合光催化剂的制备及其光催化性能

通过浸渍法制备了新型可见光活性的氧化钯(PdO)/钒酸铋(BiVO4)复合光催化剂.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、紫外-可见吸收光谱等测试手段对复合光催化剂的物理和光学性质进行了表征.在可见光(λ＞400nm)照射下考察了PdO/BiVO4样品降解甲基橙的光催化性能.结果表明:PdO/BiVO4光催化剂为单斜相结构,晶粒形貌呈十字花或球形.XPS结果显示:复合光催化剂中掺杂的钯(Pd)元素是以PdO的形式存在的.与纯BiVO4样品相比,复合光催化剂可见光降解甲基橙的活性显著增强.这种新型复合光催化剂的光催化性能提高的原因可能是由于催化剂中光生载流子的高效分离造成的.     

基于SiNW阴极和钒酸铋光阳极的光催化燃料电池用于降解有机污染物协同产电的研究

光催化燃料电池(PFC)对有机污染物的高效能量回收方面受到越来越多的关注.本研究提出了一种由BiVO4为光阳极和Si-NW为阴极的新型单光照PFC系统.探讨了不同表面活性剂作为诱导剂对钒酸铋晶面生长的影响,通过水热合成法,制备了具有不同形貌的钒酸铋材料.采用XRD、SEM对所制备的BiVO4进行表征.在AM 1.5G的...     

多孔钒酸铋的制备及其光催化性能

作为一种新型高效的可见光催化剂,钒酸铋已经成为目前研究人员研究的重点。本实验采用硝酸铋和偏钒酸铵作为反应原料,白炭黑作为模板剂,利用水热反应,制备了不同形貌的钒酸铋材料。光催化降解罗丹明B以及电化学性能均表明当Si与Bi元素摩尔比为1时,材料的光催化性能最好,扫描电子显微镜也表明其具有较为规整的形貌以及较多的孔数,同时,孔富集于特定的晶面,使得富集空穴的表面有更大的接触面积,进而提高了氧化性能。     

BiVO4/rGO复合物的制备及其 光催化还原CO2研究

采用水热法制备了颗粒状单斜相钒酸铋（BiVO4）/还原氧化石墨烯（rGO）复合催化剂。采用傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱对合成的复合材料做了表征。采用透射电镜、扫描电镜和氮吸附脱附实验对复合材料的表面形貌和表面积做了分析测试。实验结果表明,BiVO4复合物能选择性将CO2还原成甲醇,石墨烯的引入能很好地改善BiVO4光催化还原CO2的性能。当石墨烯的加入量为3%（质量分数）时,在氙灯功率为600 W的条件下,光照6 h后,BiVO4/rGO复合材料光催化还原CO2生成的甲醇产量达到513.1 μmol/L,比相同形貌的纯BiVO4的甲醇产量高73.6%。     

二氧化钛-钒酸铋复合材料光催化降解布洛芬的研究

为综合二氧化钛、钒酸铋光催化剂的性能,制备了二氧化钛-钒酸铋复合光催化剂,并以布洛芬为目标降解物,与二氧化钛、钒酸铋光催化剂的光催化性能进行了对比。以钛酸丁酯为原料,加入无水乙醇、盐酸、去离子水,采用凝胶法制备了二氧化钛光催化剂;以五水硝酸铋、偏钒酸铵为原料,加入浓硝酸、氢氧化钠,制备了钒酸铋、二氧化钛-钒酸铋复合光催化剂。此制备方法简便、高效。在可见光照射下,使用二氧化钛、钒酸铋、二氧化钛-钒酸铋3种光催化剂对布洛芬进行光催化降解,并将3种光催化剂分别联合过氧化氢对布洛芬进行光催化降解,考察了3种光催化剂的光催化性能。结果表明,未加入过氧化氢条件下,3种光催化剂的光催化性能由大到小的顺序为二氧化钛-钒酸铋、二氧化钛、钒酸铋;加入电子捕获剂过氧化氢后,提高了光催化剂降解布洛芬的效率,减少了电子-空穴对的复合速度,并且3种光催化剂的光催化性能由大到小的顺序为二氧化钛-钒酸铋、钒酸铋、二氧化钛。     

锌锰共掺杂铁酸铋磁性和光催化性能研究

通过溶胶-凝胶法合成了锌锰共掺杂铁酸铋（BiFeO3）纳米粉体。锌锰共掺杂使得铁酸铋粉体的晶体结构从R3c三角晶型转变成了P4mm立方晶型。样品中的铋、铁均为+3价,掺杂的锰和锌分别以+4价和+2价的价态存在。5%锰掺杂（原子数分数）未对铁酸铋的微观形貌产生显著影响,锌的引入则使得样品的颗粒尺寸增加。锌锰共掺杂铁酸铋的磁性随着锌掺杂量的增加而减弱,使得铁酸铋在可见光区的吸收显著增强。对样品光催化测试结果显示,5%锰和2.5%锌共掺杂（原子数分数）铁酸铋样品具有最好的光催化活性。     

水热法制备钒酸铋及其光催化性能研究

采用水热法制备了钒酸铋催化剂，以罗丹明B为目标降解物，对催化剂的光催化性能进行了测定。考察了水热反应pH、反应温度、反应时间对催化剂光催化性能的影响，实验得出制备钒酸铋催化剂的最佳水热反应条件：水热反应pH为7、反应温度为100℃、反应时间为8 h。在最佳水热反应条件下，投放5 mg的钒酸铋催化剂，对5 mL初始质量浓度为10 mg/L罗丹明B溶液的光催化降解率高达96.5%。最后利用X射线衍射（XRD）表征手法，对最佳水热反应条件下制备的钒酸铋催化剂的结构进行了表征，证明制得的钒酸铋催化剂纯度较高。     

石墨烯钒酸铋复合纳米纤维处理含油废水的性能研究

采用水热法制备石墨烯修饰的钒酸铋复合纳米纤维光催化剂,采用扫描电镜、X射线衍射和紫外可见漫反射对复合光催化剂进行了表征,结果表明,RGO的加入未影响BiVO4的单斜相结构,且对复合光催化剂禁带宽度具有一定的窄化作用。将复合光催化剂用于含油废水中油类物质的降解,通过RGO的吸附和BiVO4的光催化降解两者有机结合,RGO@BiVO4复合纳米纤维对含油废水的降解速率是单纯BiVO4的5.3倍,在反应120 min后除油率可达89%,出水油含量低于《船舶污染物排放标准》(GB 3552—2018)中石油类污染物的排放标准限值。研究为船舶含油废水的处理提供了一种新思路。     

TiO_2/BiVO_4复合光催化剂的微波辅助水热法合成及催化性能研究

以硝酸铋和偏钒酸铵为原料,采用微波-辅助水热法合成了BiVO4和TiO2/BiVO4复合光催化剂,借助XRD、UV-Vis和FE-SEM等测试手段对样品进行表征。XRD分析表明,所得BiVO4粉体为单斜晶系,且与TiO2复合后,特征衍射峰宽化,强度降低;FE-SEM显示,所得样品为具有多级结构的球状纳米结构体系;UV-Vis吸收光谱表明,BiVO4粉体和TiO2/BiVO4在400～600 nm的可见光区域对光响应。根据光吸收特性,选择罗丹明B为模型污染物,考察了样品可见光催化活性。结果表明,TiO2/BiVO4相比BiVO4,具有更高的可见光催化活性。     

BiVO4的制备及其光催化性能的研究

通过直接沉淀法,以硝酸铋和偏钒酸铵为主要原料,制备了BiVO4前驱体,经过不同温度焙烧得到相应的光催化剂,研究了样品的光电响应强度和对甲基橙的光催化活性.结果表明,400℃时制得的BiVO4的可见光响应强度最大,为1.206 42 mA/cm2,在光照180 min后,对10 mg/L甲基橙溶液的降解率为54.33％.     

Eu掺杂BiVO4微纳米材料的制备及其光催化性能

采用一步水热法制备了Eu/BiVO4微纳米材料。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱微区分析（EDS）、X射线能谱（XPS）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-Vis DRS）及光致发光光谱（PL）等手段对所制备的材料进行结构表征,并以罗丹明B为目标污染物研究了样品的光催化活性。考察了主要制备条件对样品晶相结构的影响。结果表明：在Bi3+与V5+的物质的量比为1∶1、前驱液pH=4、水热温度为160 ℃、水热时间为20 h、Eu的掺杂量为5%（物质的量分数）的条件下制备的Eu/BiVO4样品具有单斜白钨矿结构;该样品拥有优良的光催化性能,在可见光（200 W钨灯）照射1 h及H2O2助剂的存在下,对10 mg/L罗丹明B溶液的光降解率可达89.2%,比纯的BiVO4的光降解率提高了约30%。     

银对BiVO_4光催化性能的影响

采用溶剂热法制备单斜晶型BiVO4,研究银对BiVO4光催化活性的影响。BiVO4光催化降解罗丹明B的效率低,而Ag+的加入大大增强BiVO4光催化降解罗丹明B活性,归结于Ag+的存在抑制BiVO4光生电子-空穴的复合。XRD、TEM和EDS证实回收的BiVO4表面沉积金属银,形成Ag/BiVO4复合材料。Ag/BiVO4的光催化活性强于BiVO4。引入的银起到双重促进BiVO4光催化降解罗丹明B的作用。     

均相反应法制备钒酸铋颜料

以Bi(NO3)3?5H2O和NH4VO3为原料,采用均相反应法制备不同形貌的BiVO4粉末,考察了V/Bi摩尔比、pH值、反应温度、均相反应器转速等因素对BiVO4粒度、形貌和色度的影响,对BiVO4产物进行了表征. 结果表明,均相反应有利于制备粒度均匀、形貌均一的BiVO4粉末,在V/Bi=1(摩尔比)、pH=7、反应温度105℃、反应时间6 h、均相反应转速60 r/min的条件下可得到理想的BiVO4颜料产品,添加表面活性剂可获得更多形貌的BiVO4,有利于其应用.     

pH dependent morphology and texture evolution of ZnO nanoparticles fabricated by microwave-assisted chemical synthesis and their photocatalytic dye degradation activities

ZnO nanostructures are well-known photocatalysts for the degradation of toxic organic dyes and their morphology, size, and other physicochemical properties play important roles in their photocatalytic performance. To study the effect of size, morphology, and synthesis conditions in photocatalytic performance, we synthesized ZnO nanoparticles of different morphologies through a simple microwave-assisted chemical process at different pH values of the reaction mixture. Different pH values of the reaction mixture produced ZnO nanoparticles of different morphologies and sizes. The nature of the pH controlling agent and final pH of the reaction mixture were seen to have considerable effects on the lattice parameters and microstrain of the ZnO nanocrystals, along with their photocatalytic performance. We observed that while the ZnO nanostructures synthesized at very high pH values of the reaction mixture have a high specific surface area, their photocatalytic activity is higher when they are synthesized at acidic pH or pH near the isoelectric point of ZnO. The results demonstrate that the photocatalytic activity of ZnO nanostructures not only depends on their size or specific surface area but also strongly depends on the concentration of catalytic sites at their surface.     

BiVO4的光催化活性及其正电子湮没谱

以2,4-二硝基苯酚光催化降解为探针反应,考察了BiVO4的光催化降解活性。利用正电子湮没谱分析了焙烧温度对BiVO4光催化活性的影响。结果表明,焙烧温度能引起特定的缺陷数目变化,改变了光催化剂的微观结构。经900 ℃焙烧的BiVO4催化剂比在其它温度下焙烧的催化剂有较多的表面缺陷数目,可产生表面光生电子-空穴的数目较多,不均匀性、缺陷位的电子密度大,使得其光催化氧化活性增强,即2,4-二硝基苯酚的降解率较高。     

新型钒氧簇合物(BiVO_4)的光催化性能研究

钒氧簇合物作为一类同多酸类的化合物,很可能具有一些光催化性质。本文以硝酸铋、偏钒酸铵为原料,采用水热合成法制备了钒酸铋;以可见光光催化解罗丹明B作为模型反应,详细考察了合成条件(模板剂种类、陈化时间、晶化温度),并采用X-射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和紫外-可见漫反射(UV-Vis-DRS)等手段对样品的理化性能进行了详细表征。结果表明:BiVO4的最佳合成条件是以四丙基氢氧化铵为模板剂,陈化时间为1d,晶化温度为170℃;在可见光下对罗丹明B具有良好的光催化性能,辐照5h,罗丹明B溶液的脱色率可达90.6%。