以水稻秸秆为模板和硅源制备Si-BiVO_4的机制及其光催化性能

以水稻秸秆为模板和硅源,采用溶胶-凝胶法制备x RS-Si-BiVO4光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)等手段对样品进行表征分析。在可见光照射下,通过光催化降解甲基橙溶液评价x RS-Si-BiVO4的光催化活性。结果表明:以水稻秸秆为模板制备的样品具有水稻秸秆相同的微观形貌,均为单斜型,晶体粒径比未有模板时的粒径减小,比表面积增大;水稻秸秆中含有的Si4+离子掺杂进入BiVO4晶体,取代部分V5+离子,以O—Si—O—V—O键存在,晶体内V4+离子和氧空位增加,带隙减小。在可见光下光照50 min后,6RS-Si-BiVO4样品对甲基橙的脱色率达93%,较未以秸秆为模板制备的纯BiVO4样品有明显提高。     

B-Mo共掺杂BiVO_4光催化降解罗丹明B的研究

通过柠檬酸络合法+浸渍法合成B+Mo共掺杂Bi VO4,并对其进行XRD、SEM和UV-vis表征,研究合成材料的物相、形貌和光吸收性能。将制备的样品用于光催化降解罗丹明B,考察了溶液的初始浓度、p H、催化剂投加量等因素对光催化降解罗丹明B的影响。实验结果表明:罗丹明B的初始浓度为15 mg/L、p H=5、催化剂投加量为0.015 g时,B-Mo共掺杂Bi VO4对罗丹明B有较好的光催化活性,反应50 min后,降解率可达91%以上。     

溶胶–凝胶法制备Eu3+掺杂BiVO4及其可见光光催化性能

采用柠檬酸络合溶胶–凝胶法制备了Eu3+掺杂BiVO4新型光催化剂,通过XPS、XRD、SEM、BET和UV-Vis等手段对其进行表征和分析。并以甲基橙为模拟污染物,考察了BiVO4的可见光催化活性。结果表明,Eu3+掺杂前后BiVO4均为单斜白钨矿型,无其他杂质相生成,且由于掺杂Eu3+,晶体中V4+和氧空缺增多。掺杂后样品光吸收性能发生红移,但掺杂对其形貌和比表面积改变较小。Eu3+掺杂有效提高了BiVO4的可见光催化活性,当Eu3+掺杂量为0.2mol%时,BiVO4光催化效率最高,50 min内对甲基橙溶液的脱色率达95%,比纯BiVO4提高了62%左右。     

B-Er共掺杂BiVO_4光催化降解金橙Ⅱ的研究

通过柠檬酸络合法合成B-Er共掺杂BiVO4,采用X-射线衍射和扫描电子显微镜表征合成材料的物相、形貌。同时考察溶液的初始浓度、pH、催化剂投加量以及光照强度等因素在可见光的照射下对金橙Ⅱ光催化降解的影响。实验结果表明,在金橙Ⅱ水溶液中,初始质量浓度为15mg/L、pH=3、催化剂投加量为0.015 g、光照距离14 cm,B-Er共掺杂BiVO4对金橙Ⅱ有较好的光催化活性,t为50min后,降解率可达90%以上。     

以玉米秸秆为模板制备FeVO4光催化剂并研究其光催化性能

以玉米秸秆为模板,采用溶胶-凝胶法制备FeVO4新型光催化剂,并采用XRD、FTIR、SEM和BET等手段对其物相、表面形貌和比表面积等进行分析表征。以甲基橙水溶液为光催化降解对象,考察样品在可见光作用下的光催化活性。结果表明:制备的光催化剂均为三斜型FeVO4,当以玉米秸秆为模板,550℃煅烧4h时制备的样品较好的复制了玉米秸秆的微观片状结构,在18W荧光灯下光照12h对甲基橙溶液的脱色率达80%左右,较未以模板制备的FeVO4提高34%左右。分析表明,光催化剂的形貌是其光催化活性提高的主要原因。     

B-Er共掺杂BiVO_4及对甲基橙的可见光光催化降解

采用柠檬酸络合法分别合成了B掺杂及B-Er共掺杂BiVO4可见光光催化剂,并对材料进行了XRD、SEM、EDS、BET和UV-vis等表征和分析。以光催化降解甲基橙溶液为探针反应,考察掺杂对BiVO4可见光催化活性的影响。结果表明:掺杂没有改变BiVO4晶型,掺杂前后均为单斜型,但B-Er共掺杂BiVO4的晶体粒径较单掺杂B和纯BiVO4减小。由UV-vis知,B-Er共掺杂BiVO4的光吸收强度大于单掺杂和纯BiVO4,光谱吸收红移程度大于单掺杂。B和Er共掺杂纳米BiVO4光催化剂产生协同效应,其光催化性能优于单掺杂B。当固定B为4%掺杂时,Er掺杂量为1%制备的B-Er共掺杂BiVO4,60 min对甲基橙的降解率达96.62%,较单掺杂B(37%)和纯样(20%)有明显提高。     

硼和铒共掺杂BiVO_4光催化降解罗丹明B的研究

通过柠檬酸络合法合成硼和铒共掺杂Bi VO4,并对其进行XRD、UV-Vis的表征以分析合成材料的物相、形貌。同时考察溶液的初始浓度、p H、催化剂投加量以及光照强度等因素在可见光的照射下对罗丹明B光催化降解的影响。实验结果表明:在50 m L罗丹明B水溶液中,初始质量浓度为10 mg/L,p H=3,催化剂投加量为0.015 g,光照距离14 cm,B-Er共掺杂Bi VO4对罗丹明B有较好的光催化活性,反应50 min后,降解率可达90%以上。     

以玉米秸秆为模板制备N掺杂BiVO4及其可见光光催化性能

以六次甲基四胺(C₆H₁₂N₄)为氮源, 玉米秸秆为模板, 采用溶胶-凝胶法制备N掺杂BiVO₄(CS-BiVO₄-xN), 并采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等表征手段对样品进行表征和分析。在可见光照射下, 通过光催化降解甲基橙溶液评价N掺杂对BiVO₄光催化剂活性的影响。结果表明: N掺杂没有改变BiVO₄的晶型; 掺杂的N取代BiVO₄中部分O, 以-N-V-O形式存在, 产生杂质能级, N掺杂导致BiVO₄表面氧空位增加, 二者协调作用致使禁带宽度变窄, 光吸收带边发生红移, 提高了其活性。以玉米秸秆为模板制备的蜂窝状BiVO₄, 颗粒分散好, 晶体粒径小, 有效提高了BiVO₄初始吸附能力, 促进了光催化活性; 可见光光照50 min时, CS-BiVO₄-12N样品对甲基橙的脱色率达80.9%, 较CS-BiVO₄(25.56%)和BiVO₄-12N(28.34%)有明显提高。     

Lanthanum and boron co-doped BiVO4 with enhanced visible light photocatalytic activity for degradation of methyl orange

BiVO4 photocatalysts co-doped with La and B were prepared by sol-gel method using citric acid as chelate.The samples were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),Brumauer-Emmett-Teller(BET),UV-Vis diffuse reflectance spectra(DRS) and the photocatalytic activity was investigated by photocatalytic degradation of methyl orange(MO).The results showed that boron and lanthanum ions incorporated into the lattice of BiVO4,and co-doping led to more surface oxygen vacancies,high specific surface areas,small crystallite size,narrow band gap and intense light absorbance in visible region.And the doped La(III) ions could help the separation of photogenerated electrons.Compared with BiVO4 and B-BiVO4,the photocatalytic activity of La-B co-doped BiVO4 was remarkably improved due to the synergistic effects of the co-doped ions.The degradation rate of MO in 60 min was 98.4% when La doping content was 0.05 mol.%,which was much higher than that of pure BiVO4(20%) and B-BiVO4(37%).