SDS修饰钨酸铋催化剂的可见光催化活性及其降解机理研究

以阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂,通过简单水热法制备新型可见光活性的钨酸铋(Bi_2WO_6-SDS)光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射(UV-Vis)对该催化剂的结构及光化学性质进行了初步表征。在可见光照射下(λ≥420 nm),以有机染料罗丹明B(Rh B)作为降解底物,考察了Bi_2WO_6-SDS的光催化活性。结果表明,与无模板剂条件水热法制备的Bi_2WO_6-Hydro光催化剂相比,表面活性剂SDS存在对Bi_2WO_6的晶型结构和形貌特征都产生了重大影响,且Bi_2WO_6-SDS光催化剂可见光降解Rh B的活性明显增强。通过外加电子受体实验、空穴捕获实验和ESR分析表明,该光催化降解机理主要是空穴的直接氧化。     

Bi_2WO_6光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用水热法制备Bi_2WO_6,探究pH值对Bi_2WO_6光催化性能的影响。利用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等对Bi_2WO_6光催化剂的结构及形貌进行了表征,并研究了Bi_2WO_6光催化剂对4-CP溶液的降解性能。     

新型三元复合可见光催化剂Au/Bi_2WO_6/RGO的制备及其性能

采用溶剂热法制备钨酸铋/石墨烯(Bi_2WO_6/RGO)光催化剂,然后利用光还原法将Au纳米颗粒沉积于该二元光催化剂表面,制备出Au/Bi_2WO_6/RGO三元复合可见光催化剂。运用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和透射电镜(TEM)对催化剂的晶体结构、光吸收性能、形貌性能进行了分析表征。以罗丹明B (Rh B)为模拟污染物,评价了该催化剂的可见光催化性能。结果表明,RGO和Au纳米颗粒的引入,增强了Bi_2WO_6可见光吸收,同时抑制了光生载流子的复合,从而提高Bi_2WO_6可见光催化降解RhB的性能。     

Bi_2WO_6光催化剂的合成及降解罗丹明B

以H_2WO_4和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,用溶剂热法(无水乙醇、乙二醇、丙三醇)和添加不同表面活性剂(SDS,CTAB,PVP,PEG2000)制得了不同形貌的Bi_2WO_6粉体,利用XRD、SEM对产品进行表征。研究了Bi_2WO_6催化降解有机染料Rh B及其相关机理。考察了,溶剂(无水乙醇、乙二醇、丙三醇)、表面活性剂(SDS,CTAB,PVP,PEG2000)等因素对罗丹明B降解率的影响。结果表明添加表面活性剂PVP所制备的Bi_2WO_6粉体为中空花球状结构,其禁带宽度为2.51 e V,在150 W金卤灯辐照下2 h罗丹明B降解率达到92%。     

微波–水热两步法合成花状Ag@AgBr/Bi_2WO_6及其可见光催化性能

通过微波-水热两步法制备了花状Ag@Ag Br/Bi_2WO_6复合光催化剂。采用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子谱、紫外可见漫反射光谱等对样品进行了表征,通过可见光降解甲基橙检测了复合光催化剂的催化活性。结果表明:Ag@Ag Br颗粒覆盖在Bi_2WO_6片上,在复合光催化剂表面生成Ag~0。当Ag@Ag Br与Bi_2WO_6的摩尔比为1:5时,Ag@Ag Br/Bi_2WO_6的光催化活性最高,并有良好的稳定性,优于单一的Ag@Ag Br或Bi_2WO_6。Ag@Ag Br/Bi_2WO_6的光催化活性和稳定性增强的原因是由于纳米银粒子的表面等离子体效应和Ag Br与Bi_2WO_6间形成的异质结协同作用的结果。     

Bi_2MoO_6/Ag_3PO_4复合光催化剂的制备及其光催化性能

以片状的Bi_2MoO_6为前驱物,通过原位化学沉淀法制备了Bi_2MoO_6/Ag_3PO_4复合光催化剂,考察了其光催化降解罗丹明B(Rh B)的活性。研究表明:Bi_2MoO_6和Ag_3PO_4复合可显著提高光催化活性,Bi_2MoO_6和Ag_3PO_4匹配的能级结构有利于光生电子和空穴的分离,延长光生载流子的寿命;当Bi_2MoO_6的质量分数为35%时,复合光催化剂具有最佳的光催化活性。     

3D花状Bi_2WO_6催化降解水中头孢曲松钠

近年来头孢曲松钠滥用导致严重的环境问题,寻找一种绿色环保降解抗生素的方法迫在眉睫。通过水热法,采用盐酸调控反应pH=5,成功制得3D花朵状Bi_2WO_6光催化剂。通过可见光(λ>420 nm)催化降解水中头孢曲松钠,结果表明,3D花朵状Bi_2WO_6光催化剂在240 min可降解70.18%的头孢曲松钠;对催化机理研究发现,空穴(h+)和超氧自由基(·O-2)起主要催化作用,羟基自由基(·OH)次之。制备的Bi_2WO_6光催化剂在降解水中残余抗生素类有机污染物方面具有潜在应用价值。     

掺杂可见光催化剂Bi_2WO_6的制备及降解效果研究

笔者采用水热法在不同的条件下(不同温度、不同pH值、不同浓度的表面活性剂)制备了可见光催化剂Bi_2WO_6,同时也掺杂了Fe制备掺杂了Bi_2WO_6,并改变了原材料的配比,制备掺杂了Bi_2O_3-Bi_2WO_6。实验结果表明:Bi_2WO_6的禁带宽度在2.83 eV时有良好的可见光催化性能。Bi_2O_3-Bi_2WO_6拓宽了禁带宽度,使得禁带宽度为3.05 eV。催化剂的光催化活性与催化剂的晶型、颗粒的半径大小、比表面积的大小都密切相关。然而催化剂的形貌、粒径、比表面积又与制备条件密切相关,只有在特定形貌下,粒径小并且均匀的情况下的催化剂的催化活性才好。在酸性条件下由于抑制了硝酸铋的水解,从而制备的催化剂的催化活性优于在碱性条件下制备的催化剂。催化剂在降解罗丹明B的实验中,催化时的去乙基作用使得罗丹明B溶液的主峰发生蓝移,主峰由553 nm移动到了495 nm。催化剂的去乙基作用只有在可见光的照射下才会发生,并且去乙基作用使得光催化降解反应的初速度加快。催化剂的吸附性能影响去乙基反应,吸附性能差的催化剂发生去乙基反应的速度也低。催化剂在降解染料时对染料有选择性,本实验所制备的催化剂对罗丹明B的降解效果高于对甲基橙的降解效果。     

Bi_2WO_6/WO_3/C异质结型复合光催化剂的制备及其性能

H_2WO_4经乙二胺插层和高温碳化后,水热条件下与Bi_2WO_6复合,制备了Bi_2WO_6/WO_3/C异质结光催化剂。采用X射线粉末衍射仪、紫外-可见漫反射光谱、扫描电子显微镜对样品进行表征。以罗丹明B为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。结果表明:Bi_2WO_6/WO_3/C异质结光催化剂性能明显优于纯Bi_2WO_6和WO_3/C。异质结的存在,抑制了光生电子与空穴的复合;此外,光催化剂低的导带电势,也有利于光催化活性的提高。     

光催化氧化降解水体中4-硝基酚实验研究

采用水热法成功制备了WS_2/WO_3光催化剂。降解实验结果表明WS_2/WO_3复合光催化剂在模拟太阳光照射下能对4-硝基酚进行有效地降解,反应3小时的转化率为56%,是单一WO_3催化剂的11倍。此外,光催化自由基实验结果表明,羟基自由基(·OH)和空穴(h~+)是WS_2/WO_3复合材料光催化降解对硝基苯酚的两个主要活性物种。     

二氧化钛-聚四氟乙烯光催化膜制作及其光催化活性研究

在常温条件下直接将高活性的纳米二氧化钛粉末与聚四氟乙烯(PIFE)乳液混合,通过辊压复合至不锈钢网上,制成了高活性的TiO2/PTFE多孔光催化膜.当TiO2与PIFE质量比为4:1时,光催化反应苯甲酸(浓度为20 mg/L)实验2 h内总有机碳(TOC)去除率高达81.3%,此时复合催化膜表面平整均匀,且孔隙分布均匀,更有利于有机物的吸附.催化剂最佳负载量为15mg/cm2.在优化反应条件下同悬浮态反应体系相比较,固定化膜表现出更好的活性.     

Fe掺杂Bi12TiO20光催化剂的制备及光催化性能

采用水热法制备Fe元素掺杂的Bi12TiO20光催化剂，对Bi12TiO20结构进行修饰，使用X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）、扫描电镜（SEM）、氮气吸附脱附、X射线光电子能谱（XPS）对光催化剂的形貌微观结构和化学价态进行表征，并应用在光催化降解亚甲基蓝（MB）上。实验结果表明，当Fe的掺杂量为5%时，催化剂的投加量为0.05g，对10mg/L的MB的降解率达到98.949%。经过Fe掺杂后，Fe-Bi12TiO20光催化剂形成了新的杂化能级，吸收带边界发生红移，进而提高催化剂的光催化活性，Fe是以+3和+2价掺杂于Bi12TiO20的晶体中。Fe-Bi12TiO20光催化剂，经过重复使用5次后，对MB的降解率仍然可以达到88%以上，具有优秀的光催化稳定性能。h+和·O2-是光催化降解过程中的主要活性物种。本文为Bi12TiO20材料的掺杂改性研究提供了参考。     

石墨烯基光催化复合材料研究进展

简单介绍石墨烯的结构和性质,简述石墨烯及石墨烯基光催化复合材料的制备方法,对近些年石墨烯基光催化复合材料在染料降解、有机污染物氧化、无机污染物处理、CO2还原、光催化裂解水产氢方面的研究进行综述。     

光催化剂新技术研究进展

可见光型光催化剂是环境领域研究的热点.本文综述了近年来ABOx型、非金属掺杂型、复合半导体型可见光催化剂的制备、合成技术的新研究进展,对催化机理进行了概括,指出日光型光催化剂是光催化剂的发展方向.     

Laser photocatalytic polymerization of phenylacetylene

Summary The polymerization of phenylacetylene induced by ultraviolet laser (266 and 355 nm) irradiation of W(CO)₆ and W(CO)₆-TiCl₄ in CCl₄ solvent was investigated. The weight-average molecular weights of the polymers reach 10⁵. The infrared spectra indicate that the polymers have a trans-rich conjugated double bond structure. The influence of laser energy, laser wavelength and irradiation time on the polymerization was examined. Experimental data show that laser energy and wavelength are the most effective factors.     

Solar photocatalytic degradation of Aldrin

Photocatalytic degradation of the pesticide Aldrin dissolved in water was carried out, in one case, using concentrated solar radiation and, in another case, using non-concentrated solar radiation. In these experiments, the effects of catalyst concentration, oxidant agent concentration, and solar irradiation were tested. In experiments without irradiation, strong adsorption of the pesticide over titanium dioxide was observed in the first few minutes of contact in the presence of titanium dioxide (TiO₂). These results can be explained by means of Coulombic interactions between the catalyst surface and the pesticide molecules. During the photodegradation process, results show a residual degradation (photolysis) in both the cases, when no catalyst was added. In the case of the non-concentrated solar system, the achieved results suggest that the use of H₂O₂ increased the degradation rate. For concentrated sunlight, an increase of the Aldrin concentration was observed during the first few minutes of irradiation. This can be explained as a desorption process that is triggered by a change in surface charge of the catalyst in the presence of hydrogen peroxide (H₂O₂) during irradiation. When photocatalysis was performed with TiO₂ alone, no Aldrin was detected in the water solutions throughout the entire experiment. This result was unexpected; however, it might be explained by the adsorption of the pesticide on the catalyst surface and by the absence of the oxidant’s effect. Three transformation products (TPs) of the degradation process were identified: dieldrin, chlordene and 12-hydroxy-dieldrin. The results presented here are in agreement with previously reported results for photocatalytic degradation of other chlorinated pesticides using lamps as radiation sources.     

多相光催化反应器的研究进展

介绍了多相光催化反应器的类型、特点和研究现状.围绕光传递限制和传质限制两方面的问题,结合反应器的新型设计和应用情况展开讨论.通过比较悬浮型和负载型光催化反应器,阐明了研究可分离悬浮型和负载型流化床光催化反应器是实现光催化技术工业化的关键所在,指出了光催化反应器设计中存在的问题和今后的研究重点.