纳米Bi_2O_3的制备及其可见光催化活性

采用共沉淀法制备纳米Bi_2O_3,并将其应用于光催化,研究不同热处理温度下制备的Bi_2O_3的光催化降解甲基橙的活性。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱表征Bi_2O_3的形貌、结构、光学及光催化活性。结果表明:Bi_2O_3的光催化活性与热处理温度有关,热处理温度为400℃时,合成的Bi_2O_3在可见光照射180 min时,对甲基橙的降解率达到86%。良好的可见光吸收和较低的光生载流子复合是获得优异光催化活性的主要原因。     

Bi_2O_3/RGO的制备及其光催化还原CO_2性能的研究

利用氨沉淀法制备Bi_2O_3粉体,采用改进的Hummers法制备GO,将Bi_2O_3加入一定量的GO分散液中,采用紫外还原法制备Bi_2O_3/RGO复合光催化剂,通过XRD、SEM、EDS、BET等技术手段对催化剂进行表征,并考察其在紫外光下催化还原CO_2的性能。结果表明,GO在紫外照射过程中被有效地还原为RGO,与晶粒尺寸约为49nm的单斜晶系Bi_2O_3颗粒在紫外照射下共同搅拌,形成Bi_2O_3/RGO复合物,其Bi_2O_3的主要衍射峰发生轻微宽化,石墨烯碎片、絮状物质附着在Bi_2O_3表面;随着GO含量的增加,Bi_2O_3表面附着的石墨烯碎片、絮状物质增加,复合催化剂的比表面积增大;在紫外光照射下,Bi_2O_3/RGO复合催化剂的光催化效果明显高于Bi_2O_3,GO含量为2.0%(质量分数)的Bi_2O_3/RGO复合催化剂,在光照时间为8h时,生成CH_4的产量为1.012μmol/g,比Bi_2O_3提高了96.5%。     

溶胶凝胶法制备Bi_2O_3-SiO_2-B_2O_3-ZnO-Al_2O_3系玻璃粉体的热性能

为获得热性能优异的无铅玻璃粉体,采用溶胶凝胶法制备Bi_2O_3-SiO_2-B_2O_3-ZnO-Al_2O_3系玻璃粉体,通过扫描电镜(SEM)、差示量热扫描仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、热膨胀仪、"纽扣"实验等测试分析手段测定玻璃粉形貌、特征温度、晶化特性、热膨胀性及流动性,分析各性能之间的联系。结果表明:溶胶凝胶法制备的玻璃料疏松多孔,球磨后粒径主要分布于0.1~1μm;玻璃化温度为485℃、软化温度为541℃;在25~1 000℃范围内玻璃粉体为非晶态;热膨胀系数α_l(25~300℃)为6.57×10~(-6)℃~(-1);在700~725℃烧结具有良好的流动性。     

纳米Ag包覆Bi_2O_3颗粒的制备及其可见光催化性能评价

本文采用两步合成工艺,通过化学共沉淀工艺制备β-Bi_2O_3纳米颗粒;经室温原位还原硝酸银,制备不同包覆量纳米Ag负载的Bi_2O_3(Ag/β-Bi_2O_3)光催化剂颗粒。对该光催化剂进行结构表征,并以甲基橙溶液模拟废水在可见光下评价其光催化性能。透射电子显微镜(TEM)测试表明纳米Ag均匀包覆于β-Bi_2O_3颗粒表面,其中β-Bi_2O_3聚集体的颗粒尺寸约30nm,而分散的纳米Ag晶体约为20nm。紫外可见光谱(UV-vis)谱图表明Ag/β-Bi_2O_3复合材料的带隙能比纯相Bi_2O_3要小,对可见光利用率相应增加,光催化性能随之增强。其中以2.0%(质量比)Ag包覆β-Bi_2O_3颗粒的光催化性能最佳。     

Fe_2O_3/Bi_2WO_6的制备及其可见光光催化性能的研究

采用水热法制备了Bi2W06催化剂,并以Fe2O3对Bi2WO6进行改性,合成了新型复合光催化剂№03／Bi2w06。采用XRD、DRS等对合成的催化剂进行了表征。以氙气灯为光源（λ〉420nm）,以罗丹明B为目标降解物进行了光降解试验。结果表明,与Bi2W06相比,Fe2O3／Bi2W08的光催化性能有所提高,其中,...     

Bi_2Te_3/炭黑复合材料的制备及热电性能

采用水热法合成Bi_2Te_3粉体,将炭黑(CB)与其掺杂制备不同比例的碲化铋/炭黑(Bi_2Te_3/CB)复合材料,研究复合材料的热电性能。同时采用TGA、SEM、XRD等分析方法表征Bi_2Te_3/CB复合材料的结构,探究微观结构与热电性能的关系。研究发现:室温下,CB的引入使Bi_2Te_3/CB复合材料的热导率大大降低(0.5957 W/(m·K)降到0.0888 W/(m·K));随着Bi_2Te_3含量的增加,复合材料的电导率、热导率均增大,Seebeck系数先增加后降低;当Bi_2Te_3含量为88.9%时,在558℃烧结10min所得的Bi_2Te_3/CB复合材料室温下热电优值ZT最大(ZT=0.21)。虽然ZT值未能达到应用价值,但是CB的添加为改善Bi_2Te_3材料的热电性能,尤其在降低材料的热导率方面,提供了新方法和新思路。     

超细Bi_2O_3粉体的制备研究现状

对Bi2O3超细粉体的制备方法、生产工艺和原理进行了综述,对比了各制备方法的优缺点,提出了Bi2O 3超细粉体制备存在的问题和今后发展方向。指出控制晶体粒度的大小和提高产品的均匀性是制备超细Bi2O3粉体的关键问题,必须对制备过程的力学规律和动力学条件进行深入研究。     

Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料的制备及其电化学性能

本文以葡萄糖作为碳源,采用溶剂热法进行原位碳包覆合成了Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C材料,研究了材料的结构及电化学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安扫描(CV)和恒流充放电技术对材料结构及电化学性能进行了表征。结果表明,采用此法合成的Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料呈现多孔结构,粒径约为250nm,经历40次循环后材料的可逆容量依然能保持在645.7mAh/g,较未包覆碳材料的电极提高了19.0%,其可逆容量和循环稳定性能得到了显著提升。     

B_2O_3-La_2O_3-ZnO系统的分相析晶及其控制

采用 TEM、SEM、DTA 和 X 射线衍射等手段研究了 B_2O_3-La_2O_3-ZnO(简称 BLZ)系统玻璃的分相、析晶及其控制。研究指出,BLZ 系玻璃在高硼区有很强的分相倾向易导致析晶。通过引入 BaO 可抑制该系统玻璃的分相倾向,其引入量与 BLZ 系玻璃的组成有关。除此,还研究了 BLZ 系玻璃的析晶与热历史的关系。     

Sr_6Bi_2O_9的制备及其可见光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和Sr(NO_3)_2为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Sr_6Bi_2O_9光催化剂。使用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等对Sr_6Bi_2O_9催化剂的结构进行了表征。Sr_6Bi_2O_9样品的光催化性能是通过在可见光下(λ≥400nm)光催化降解直接耐酸大红(4BS)溶液来评估。实验结果表明,经过800℃焙烧处理的Sr_6Bi_2O_9光催化剂对模拟印染废水4BS显示出优异的降解性能,60min内对4BS的去除率高达98%。此外,研究了反应条件如有机物初始浓度、Sr_6Bi_2O_9投加量、溶液pH值对催化剂的光催化活性的影响。并进一步通过紫外-可见光谱分析结果验证了光催化剂对4BS的降解机理。     

一步法制备Fe_2O_3/碳纳米管复合材料及其电化学性能研究

采用水热法一步制备了氧化铁(Fe_2O_3)/碳纳米管复合材料,并对制得的Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的形貌、结构进行了表征。对Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的循环伏安特性和电化学性能进行了研究。七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)用量为200mg制得的Fe_2O_3/碳纳米管复合材料,在放电电流密度为0.5A/g条件下,Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的比电容高达618F/g,在500次循环之后电容保持率可达56.8%。     

Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结的制备及其光催化性能

用静电纺丝和水热法制备了Bi4Ti3O12/TiO2异质结,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对Bi4Ti3O12/TiO2异质结和TiO2纳米棒的形貌及晶体结构进行了表征和分析。其紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)表明,相比于纯TiO2纳米棒,Bi4Ti3O12/TiO2异质结的吸收带边有明显的红移,禁带宽度也有减小,说明Bi4Ti3O12/TiO2异质结的形成有利于提高样品对可见光的吸收。从光致发光图谱(PL)可见,Bi4Ti3O12/TiO2异质结在440 nm的发射峰强度明显减弱,说明Bi4Ti3O12/TiO2之间的异质结结构有效抑制了光生电子和空穴的复合。对甲基橙的紫外光催化降解结果表明,这种异质结在紫外光辐射下表现出更高的光催化活性,随着异质结浓度的增加其光催化性能明显提高。     

Bi_2O_3/ZnO复合材料的制备及太阳光处理孔雀石绿的应用研究

以竹纤维为模板,五水合硝酸铋[Bi(NO_3)_3·5H_2 O]和二水合醋酸锌[Zn(OAc)2·2H_2 O]为原料,采用浸渍-热转化法制备一系列Bi含量不同的氧化铋(Bi_2O_3)/氧化锌(ZnO)复合材料。通过热重分析、扫描电子显微镜、X射线衍射等方法对复合材料进行分析表征。以孔雀石绿染料为模拟污染物,在太阳光照射下进行光降解实验,探究了煅烧温度和Bi掺杂量对复合材料光催化活性的影响。研究结果表明:复合材料保持了竹纤维模板物的纤维形貌;煅烧温度和Bi掺杂量对Bi_2O_3/ZnO光催化性能影响显著。600℃煅烧2h制备的Bi掺杂量为2.5%(摩尔分数)的Bi_2O_3/ZnO催化剂对孔雀石绿降解效果最佳,太阳光照射240min后对100mL质量浓度为20mg/L的孔雀石绿降解率可达95.84%。催化剂重复利用4次后对孔雀石绿的催化降解率仍可保持在92%以上。     

Bi_2Te_3/碳纳米管复合材料的制备方法

本文采用两步法制备Bi2Te3/碳纳米管复合材料。用硝酸溶液对碳纳米管进行超声纯化处理并使其表面活化;采用乙二醇作为溶剂与还原剂、Bi(NO3)3和Na2TeO3作为前驱体、乙二胺四乙酸(EDTA)作为表面活性剂,以NaOH调节溶液pH值,在200W功率下超声处理90min,得到均匀包覆于碳纳米管表面的中间产物为BixTeyOz。用NaBH4还原以上中间产物得到最终产物。用XRD、TEM、SEM等手段对反应中间及最终产物的形貌与微结构进行了表征。结果表明,Bi2Te3纳米颗粒分散连接于碳纳米管表面,所得Bi2Te3产物晶粒尺寸为12nm左右。使用表面活性剂和控制反应速率,使Bi2Te3非均匀形核被认为是将Bi2Te3包覆在碳纳米管表面的关键因素。     

Fe_2O_3/煤基石墨烯纳米复合材料制备及其电化学性能研究

以自然界富产煤炭为原料,通过高温处理、化学氧化及等离子体技术制备了煤基石墨烯,并进一步通过水热合成法将Fe2O3负载在所制石墨烯表面,成功制备了不同质量比的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料。采用SEM、TEM等技术手段,研究了Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的结构特征;采用电化学工作站和锂电池系统,研究了Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的电化学特征。实验结果表明:质量比为50%的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的各项电化学性能最佳。     

Bi_2WO_6-NiFe_2O_4磁性可见光催化剂的制备及其性能研究

采用水热法制备Bi2WO6-NiFe2O4磁性可见光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、扫描电子显微镜(SEM)和磁学性质测量系统(MPMS)对所合成材料进行分析和表征。最后以罗丹明B(RhB)为目标污染物,考察不同pH值条件下,Bi2WO6-NiFe2O4复合可见光催化剂对污染物的降解效率。结果表明,罗丹明B溶液pH值为5时,Bi2WO6-NiFe2O4具有最大降解效率2 h达98%。Bi2WO6-NiFe2O4在外加磁场下能快速的从溶液中分离。     

射频磁控溅射法制备Bi_2O_3薄膜的电致变色性能研究

采用射频磁控溅射技术在ITO导电玻璃上沉积了Bi_2O_3薄膜,利用X射线衍射仪、原子力显微镜、X射线光电子谱对薄膜的微结构、表面形貌、成分和价态进行了表征。分析表明在空气气氛中350℃热处理的Bi_2O_3薄膜具有四方结构,属β-Bi_2O_3,该薄膜在-1.8-+3V的直流电压驱动下具有在透明和暗棕色之间转换的电致变色性能,着色和漂白过程中均没有其他价态(+3价以外)的Bi生成。研究发现Bi_2O_3薄膜在400-800nm的可见光波段平均透射率调制幅度可达44%,550nm处着色系数为9.6cm~2/C,该材料具有优良的电致变色性能。     

Ag_3PO_4/Bi_2Fe_4O_9复合催化剂的制备及其光催化性能

利用水热法成功地制备得到具有高效光催化活性的Ag_3PO_4/Bi_2Fe_4O_9复合型光催化剂。使用X-射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征,并以罗丹明B为目标降解物对其光催化性能进行研究。结果表明:样品是由纳米Ag_3PO_4颗粒负载在片状四边形的Bi_2Fe_4O_9表面组成的,当Ag_3PO_4的负载量为4wt%时,复合材料的光催化效果最好,在可见光(波长420nm)照射下,1.5h内对100mL浓度为10~(-5)mol·L~(-1)罗丹明B溶液的脱色率可达98.7%。     

CNTs-Al_2O_3多孔陶瓷复合材料的制备与性能

利用冰模板法制备一种具有高孔隙率的碳纳米管强化氧化铝(CNTs-Al_2O_3)多孔陶瓷复合材料。采用SEM,XRD及Raman对样品进行表征,研究碳纳米管(CNTs)含量对复合材料微观形貌、性能的影响。结果表明:随着CNTs含量的增大,复合材料的体积密度、孔隙率和抗压强度均发生改变;添加适量的CNTs能促进陶瓷孔壁烧结致密度,提高材料的抗压强度;但加入过量CNTs会导致CNTs团聚,嵌于陶瓷内壁形成微孔,反而降低了材料致密度与抗压强度;当CNTs含量达2.0%(质量分数)时,多孔陶瓷的抗压强度达到最大值4.52MPa,相对纯Al_2O_3多孔陶瓷提高了66%。     

Bi_2Te_3/Bi_2Se_3纳米复合热电材料的制备和性能

通过水热法分别合成了Bi2Te3和Bi2Se3纳米粉末,粉末按目标产物Bi2Te2.85Se0.15混合后真空热压烧结(523～623K,50或80MPa)制成块体材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和场发射扫描电镜对合成的粉末和块体进行了分析,对块体在室温附近的载流子浓度、迁移率、霍尔系数、以及298～598K温度区间的电导率和Seebeck系数进行了测试。在623K,80MPa,保温60min真空热压烧结得到的样品的功率因子在298K达到了峰值19.1μWcm-1K-2。探讨了烧结温度和压力对材料相结构和形貌的影响。