复合催化剂Bi5O7I/g-C3N4的制备及其光催化降解盐酸四环素的研究

以三聚氰胺、五水合硝酸铋和碘化钾等为原料合成了一系列不同质量分数的复合催化剂Bi₅O₇I/g-C₃N₄,利用XRD、SEM、XPS和UV-Vis等手段对其进行表征。研究了不同质量分数的复合催化剂Bi₅O₇I/g-C₃N₄光催化降解盐酸四环素的活性,并对其光催化反应机理进行了探索。结果表明,所制备的Bi₅O₇I/g-C₃N₄复合催化剂具有中空结构,其禁带宽度减小,光催化效率提高;在所有样品中Bi₅O₇I/g-C₃N₄-5%催化活性最高;在降解过程中起主要作用的活性基团是超氧自由基（·O^-₂）,其次是羟基自由基（·OH）,作用最小的是空穴（h⁺）。     

Co3O4-Bi2O2CO3催化剂的制备及其光催化性能

以Bi(NO₃)₃·5H₂O、Co(CH₃COO)₂·4H₂O为原料,采用化学沉淀-水热法制备了Co₃O₄-Bi₂O₂CO₃异质结构复合半导体光催化剂,并通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱（DRS）、荧光光谱（PL）等手段对所合成的复合型催化剂进行了理化性能表征。研究结果表明：引入Co₃O₄没有改变Bi₂O₂CO₃物相结构,但促进了Bi₂O₂CO₃ 对可见光的吸收能力,提高了Bi₂O₂CO₃表面吸附氧物种的数量,抑制了光生载流子复合。复合光催化剂对罗丹明B（RhB）的光催化脱色实验显示引入Co₃O₄能够明显提高Bi₂O₂CO₃催化剂的光催化脱色能力。尤其是Co₃O₄引入量为0.6%的Co₃O₄-Bi₂O₂CO₃样品对罗丹明B染料的光催化脱色率可达到97%（模拟日光照射30min）。本文为复合型光催化剂制备提供了简单易行的技术路线,制备的新型半导体复合光催化剂Co₃O₄-Bi₂O₂CO₃在环境净化方面表现出了较好的应用前景。     

g-C3N4/Bi/Bi2WO6光催化材料的协同改性研究

以五水合硝酸铋[Bi（NO₃）₃·5H₂O]为铋源、二水合钨酸钠（Na₂WO₄·2H₂O）为钨源通过水热法制备出多孔钨酸铋（Bi₂WO₆）,并以纳米板条堆叠形成椭球结构的类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）为基底通过溶剂热法在原位还原金属铋（Bi）的同时制备出具有Z型异质结构的g-C₃N₄/Bi/Bi₂WO₆（CN/B/BWO）复合光催化材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、氮气吸附-脱附等温线（BET）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和光致发光（PL）光谱等检测手段对制备的样品进行了表征。结果表明,金属铋可以作为类石墨相氮化碳和钨酸铋之间的电荷转移媒介,其产生的表面等离子体共振（SPR）效应可协同增强光生电子-空穴对的分离效率和载流子的迁移率,从而提升样品的光催化活性。采用350 W氙灯照射30 min,样品CN/B/BWO-0.7对盐酸四环素（TC-H）的降解率达到99.94%,并对其降解机理进行了探讨。     

Bi2WO6/g-C3N4复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

以尿素、硝酸铋、钨酸钠等为主要原料,在热缩聚法制备g-C₃N₄的基础上,通过水热法制备Bi₂WO₆/g-C₃N₄复合光催化剂。在模拟太阳光照射下,研究Bi₂WO₆/g-C₃N₄复合光催化剂对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,复合光催化剂相比于单体光催化剂的性能有显著提高。在Bi₂WO₆与g-C₃N₄质量比为2∶1、水热温度为180℃、水热时间为12 h条件下,复合光催化剂的性能最好。光照时间210 min时,甲基橙降解率达到了98.15%,相比于单体Bi₂WO₆和g-C₃N₄光催化剂的效率分别提高了25.1%和37.7%,且光催化降解过程符合一级动力学方程。复合光催化剂具有优异的稳定性,经过4次重...     

g-C3N4/Bi2MoO6复合光催化剂的制备及性能研究

结合热缩聚法和水热法制备了g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附曲线、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光致发光光谱（PL）等分析测试技术对材料的结构和性能进行了表征,研究了材料光催化降解罗丹明B（RhB）的效果。结果表明,与纯Bi₂MoO₆相比,g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料提高了对可见光的吸收能力,减小了带隙宽度,在可见光激发下提高了降解RhB的光催化活性。其中,5% g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料对RhB的降解率最高,在可见光照射180 min对RhB的降解率为93%;而同样条件下Bi₂MoO₆对RhB的降解率为58%。重复性实验表明,复合材料在RhB光降解过程中是稳定的,具有较好的应用潜力。     

铋基复合氧化物光催化剂的制备改性及其在环保领域的应用

以近几年的铋基光催化剂研究为基础,总结出几种铋基复合氧化物(BiVO₄、Bi₂WO₆、Bi₂MoO₆、CuBi₂O₄和BiFeO₃)的主要制备方式,如沉淀法、固相烧结法、水热法、溶胶-凝胶法等,并介绍了贵金属沉积、形貌调控、离子掺杂和构筑异质结等常见的改性方式。改性后的铋基复合氧化物光催化剂由于可见光范围扩大、电子迁移率升高,从而表现出更优异的光催化活性,进而能在治理有害废气、新型污染物、染料废水和光催化抗菌等环保领域发挥更有效的作用。为研究铋基复合氧化物光催化剂在环保领域的开发利用提供参考。     

BiVO4/Bi2Fe4O9的制备及光降解有机废水性能的研究

采用水热法制备具有高效可见光催化性能的BiVO₄/Bi₂Fe₄O₉复合光催化剂,通过SEM、XRD等一系列表征手段对样品进行了形貌和结构的表征。最后通过在一定的条件下降解目标污染物亚甲基蓝(MB)溶液对催化剂的光催化性能进行了探究。结果表明：BiVO₄以100～500 nm颗粒状形态均匀的修饰在片状Bi₂Fe₄O₉的表面。当BiVO₄的修饰量为15%时,光催化剂在可见光下对MB溶液的降解效率最高,高达51.92%。通过对照实验发现BiVO₄/Bi₂Fe₄O₉的催化效率比Bi₂Fe₄O₉单体高了4.45倍,比BiVO₄单体高了1.29倍。另外,根据实验结果对BiVO₄/Bi₂F...     

Fe掺杂Bi2WO6复合催化剂光催化芬顿协同去除污染物

采用水热法制备不同铁掺杂比例下的钨酸铋复合光催化剂，通过SEM、UV-Vis和PL表征手段对材料的结构及其光学性能等进行了表征。以罗丹明B作为目标污染物，考查了Fe/Bi₂WO₆复合材料的降解能力。结果表明，掺杂量为11%时，复合光催化剂在光催化-芬顿协同作用下的降解能力最好，此外，对催化剂投加量、H₂O₂投加量、p H等反应条件进行优化。最后提出了光芬顿降解机理。     

Bi2O3/Bi2S3二元异质结光催化剂的合成与制备

半导体光催化技术是解决能源危机和环境污染的有效手段。本文采用水热法制备了Bi₂O₃、Bi₂S₃及Bi₂O₃/Bi₂S₃复合物。以SEM、XRD等表征方法对样品进行分析,以染料为目标污染物考察了催化剂的光催化性能,并以染料的pH值和催化剂的用量以及催化剂的配比三个因素进行光催化实验,通过实验可知在催化剂对染料MB降解时,染料溶液p H值为3、催化剂为10 mg时为最优的降解效果,最大降解率可以达到96%,并提出了复合催化剂在光催化反应中的可能机理。     

SiO2@BiOCl-Bi24O31Cl10核壳微球的合成及光催化

调整禁带宽度和抑制光生电子-空穴对复合是提高Bi₂O₃半导体光催化性能的重要途径。首先采用溶液合成和热处理法成功制备了SiO₂@Bi₂O₃核壳微球,研究了投料比、热处理温度等因素来调控核壳组成和包覆效果。为提高光催化活性,采用Cl掺杂改变SiO₂@Bi₂O₃核壳微球壳层的结构、形貌与组成,通过XRD、SEM、TEM等方法确定了微球壳层为BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀复合物。调整摩尔比、氨水和NaCl用量等参数,优化SiO₂@BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀核壳微球的均匀包覆效果,大幅提高了对罗丹明B（RhB）的光催化降解效率。在此基础上,阐述了SiO₂@Bi₂O₃核壳微球的形成机理和SiO₂@BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀核壳微球的光催化降解机理。     

镂空α-氧化铁纳米带制备及其光催化性能研究

采用煅烧三聚氰胺硝酸铁超分子水凝胶前驱体的方法,成功制备了新型镂空纳米带状α-氧化铁（NB-α-Fe₂O₃）。以NB-α-Fe₂O₃为光催化剂,讨论了催化剂用量和过氧化氢用量对光催化降解罗丹明B（RhB）的影响,并考察了催化剂的稳定性。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（HR-TEM）、比表面积测试仪（BET）和X射线光电子能谱仪（XPS）等对α-氧化铁的形貌、结构和组成进行了分析。结果显示,制备的氧化铁属于α晶相,具备较好的结晶度,是由粒径为40~70 nm的颗粒组装成镂空纳米带状结构。通过考察不同催化剂用量和过氧化氢用量对光催化降解RhB效果的影响,发现适宜的催化剂用量为30 mg、过氧化氢用量为0.5 mL。在适宜条件下NB-α-Fe₂O₃催化剂可见光降解RhB循环4次后降解率仍达到96.8%。制备的NB-α-Fe₂O₃具有良好的光催化活性与稳定性。     

MoO3/g-C3N4复合材料的制备及光催化性能

以三聚氰胺和四水合钼酸铵为前驱体,采用水热法制备了MoO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。利用X-射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及紫外-可见漫反射仪（DRS）等对制备的样品进行了表征。表征结果显示,棒状的三氧化钼负载在层状C₃N₄表面,复合材料的光吸收能力有一定的增强。材料可见光催化降解亚甲基蓝（MB）溶液的实验表明,三氧化钼和g-C₃N₄所复合产生的异质结具有较好的吸收光强度及催化降解性能,尤其是5%（质量分数）MoO₃/g-C₃N₄复合材料光催化降解率最好,达到95.7%,高于纯三氧化钼和g-C₃N₄。自由基与空穴捕获实验表明,·O₂^-是光催化反应中的主要活性物种。MoO₃/g-C₃N₄复合材料在4个循环周期内表现出了优异的稳定性。     

金属氧化物掺杂高岭土纳米 二氧化钛光催化复合材料研究

以高岭石为载体,以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备金属氧化物掺杂高岭土纳米二氧化钛光催化复合材料。采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱（Raman）对复合材料进行表征,并通过在紫外光下降解云母珠光工业废水来考察其光催化性能。研究了不同金属氧化物掺杂浓度对复合材料光催化活性的影响。实验结果表明：金属氧化物三氧化二铁、氧化锌掺杂使锐钛矿二氧化钛晶相特征衍射峰宽化,掺杂生成钛铁矿、红锌矿新相,影响锐钛矿二氧化钛结晶度。在紫外光下降解6 h,掺杂质量分数为0.5%的三氧化二铁对废水降解率为98.8%,掺杂质量分数为1.5%的氧化锌对其降解率为91.4%。     

N、Bi共掺杂的TiO_2可见光光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备系列BixTi1-xO_2光催化剂以及N和Bi共掺杂Ti O_2光催化剂,采用XRD、UV-Vis、N2-物理吸附和TEM等对催化剂进行微观结构表征,以普通节能灯为光源,考察催化剂光催化氧化室内甲醛的性能。结果表明,在Bi掺杂的Ti O_2光催化剂体系中,Bi0.15Ti0.85O_2光催化剂催化降解甲醛效果最佳,400℃焙烧2.5 h,节能灯光照48 h,可将(1.05±0.05)mg·m-3甲醛降解至0.08 mg·m-3,甲醛转化率92.8%,达到室内空气质量标准。当N与Bi共掺杂时,节能灯光照24 h,Bi0.15Ti0.85O_2-N(0.2)光催化剂表现出最佳的光催化氧化降解甲醛性能,即可将甲醛由(1.05±0.05)mg·m-3降解至0.082 mg·m-3,甲醛转化率达92.0%,较Bi0.15Ti0.85O_2催化剂光催化效率提高50%。     

碳酸银光催化性能研究

银系光催化剂制备方法简单且带隙较窄,在可见光照射下具有良好的光催化效果,因此受到人们的广泛关注。以罗丹明B为降解物,在模拟可见光条件下利用碳酸银进行光催化降解实验,比较同等条件下碳酸银和二氧化钛的光催化性能,探究了碳酸银在不同pH、降解物质量浓度和催化剂投加量条件下的光催化活性,并利用总有机碳（TOC）分析矿化程度。通过X射线衍射仪（XRD）、激光拉曼光谱仪（RRS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和紫外吸收光谱仪（UV-Vis）对碳酸银进行表征并分析其晶相组成。结果表明,在同等条件下碳酸银对罗丹明B的光催化降解速率远大于二氧化钛,并且在溶液pH小于7、碳酸银投加量为 1 g/L条件下催化剂对质量浓度为5 mg/L的罗丹明B染料的光催化降解效果最好,紫外灯照射100 min后罗丹明B染料降解率达到98%以上,最终矿化率达到66%。     

片状铋/钒酸铋复合催化剂的制备及其光催化性能

用溶剂热法合成了一系列不同铋含量的片状铋/钒酸铋（Bi/BiVO₄）复合光催化剂。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）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、电感耦合等离子发射光谱 （ICP-OES）、氮气吸附脱附和光电流响应等技术对所制备的催化剂进行了表征。通过氙灯下光催化降解亚甲基蓝的性能来评价样品的光催化活性,实验结果表明铋的自掺杂能显著提高钒酸铋的光催化活性。最后,通过自由基捕获实验对铋/钒酸铋光催化机理进行了探讨。     

Facile ultrasonic-assisted synthesis of micro–nanosheet structure Bi4Ti3O12/g-C3N4 composites with enhanced photocatalytic activity on organic pollutants

The Bi₄Ti₃O₁₂/g-C₃N₄ composites with microsheet and nanosheet structure were prepared through facile ultrasonic-assisted method. The SEM and TEM results suggested that the nanosheets g-C₃N₄ were stacked on the surface of regular Bi₄Ti₃O₁₂ sheets. Comparing with pure Bi₄Ti₃O₁₂ and g-C₃N₄, the Bi₄Ti₃O₁₂/g-C₃N₄ composites showed significant enhancement in photocatalytic efficiency for the degradation of RhB in solution. With the mass ratio of g-C₃N₄ increasing to 10 wt%, the Bi₄Ti₃O₁₂/g-C₃N₄-10% presented the best photocatalytic activity. Its photocatalysis reaction constant was approximately 2 times higher than the single component Bi₄Ti₃O₁₂ or g-C₃N₄. Meanwhile, good stability and durability for the Bi₄Ti₃O₁₂/g-C₃N₄-10% were confirmed by the recycling experiment and FT-IR analysis. The possible mechanism for the improvements was the matched band positions and the effective separation of photo-excited electrons (e^-) and holes (h⁺). Furthermore, based on the results of active species trapping, photo-generated holes (h⁺) and superoxide radical (·O₂^-) could be the main radicals in reaction.