g-C3N4/BiVO4异质结的制备及其在环境治理中的应用

通过负载法成功制备了g-C₃N₄/BiVO₄异质结,采用XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS、Mott Schottky、SPV等技术对样品的结构与性质进行分析,以光催化降解RhB和光催化还原CO₂评价其光催化活性。结果表明,g-C₃N₄和BiVO₄能带结构匹配,能够组成“Z”型异质结,并有效提高光生载流子的分离效率,同时保留g-C₃N₄导带电子较强的还原性和BiVO₄价带空穴较强的氧化性,最终提高光催化活性,其中当g-C₃N₄的负载量为3%时,样品展现了最佳的光催化活性,在光催化降解RhB实验中,经过180min光照后,降解率达到95.3%,反应速率常数达到0.0166min^-1;而在光催化还原CO₂的实验中,经过4h光照后,CO和O₂的产量达到70....     

BiVO4光催化材料制备与改性方法研究进展

光催化降解是处理水污染物的一种绿色、高效的方法。BiVO₄作为一种半导体材料具有良好的光催化性能,得到环境领域学者的广泛关注。基于此,本文介绍了BiVO₄材料的制备方法,包括水热法、模板法、溶胶-凝胶法及共沉淀法,并从复合材料角度对金属、非金属、金属氧化物与BiVO₄材料的复合效果进行了综述。     

BiVO4表面氧空位的调控及其光降解抗生素研究

通过水热法一步合成了BiVO₄催化剂，并在氩气气氛下对BiVO₄催化剂进行表面改性。通过SEM、TEM、XRD、XPS和PL对BiVO₄催化剂进行分析表征，结果表明BiVO₄催化剂及改性BiVO₄催化剂为单斜状的晶体结构，且改性BiVO₄催化剂表面含有大量的氧空位。相比BiVO₄催化剂，氧空位BiVO₄催化剂的价带由1.97 eV增加至2.13 eV，扩大了带隙，降低了电子和空穴的复合率。在抗生素磺胺甲唑(SMX)初始质量浓度为10 mg/L，考察了不同因素对氧空位BiVO₄催化剂光催化降解SMX的影响，结果表明最佳反应条件为氧空位BiVO₄催化剂投加量50 mg/L，反应温度35℃，光照度150 mW/cm²,pH 5.0～9.0。此外，研究表明氧空位BiVO₄催化体系能够抵御水体中常见阴离子的干扰，但受到腐殖酸的抑制较为明...     

多元复合Co3O4/g-C3N4光催化性能研究进展

Co₃O₄/g-C₃N₄材料是一种可见光复合光催化材料，但很难同时满足理想光催化剂的诸多要求，限制了其实际应用能力。本文梳理了国内外利用金属粒子、金属氧化物、金属基材料、碳材料和磁性Fe₃O₄等对Co₃O₄/g-C₃N₄复合改性的研究进展，介绍了其制备方法、应用、光催化增强机理等。本文将对后期Co₃O₄/g-C₃N₄光催化剂的改性研究提供参考，以期获得性能更优的复合材料。     

Co-Pi/BiVO4的制备及对有机硫废水的催化光降解

为有效降解高浓度乙硫醇工业废水，研究了性能良好的半导体复合光催化剂CoO_x/BiVO₄与Co-Pi/BiVO₄。通过优化选择反应物Co(NO₃)₂与BiVO₄物质的量比n(Co(NO₃)₂):n(BiVO₄)为1:3，并在磷酸盐中性缓冲溶液下通过电沉积方法制得稳定且性能优异的催化剂CoO_x-Co(PO₄)_x/BiVO₄(记为Co-Pi/BiVO₄)。通过对Co-Pi/BiVO₄及CoO_x/BiVO₄在形貌、晶型、化学态和析氧及电阻抗等方面进行测试与比较，得到了Co-Pi/BiVO₄具有更强氧化性和更大稳定性的推论。在可见光响应下对Co-Pi/BiVO₄与CoO_x     

甲酸铵处理对氮化碳光催化性能的影响

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为环境友好型材料在半导体光催化领域广受关注,然而未经改性的g-C₃N₄光吸收范围窄,仅能对太阳光谱中蓝紫光区响应,同时比表面积小,且光生载流子分离及迁移速率慢,导致光催化性能不佳。本文以g-C₃N₄为研究对象,将甲酸铵(NH₄HCO₂)和硫脲(CH₄N₂S)按不同比例混合,在马弗炉中520℃下高温煅烧(升温4 h保温2 h),制得C元素掺杂的石墨相氮化碳。g-C₃N₄中掺杂C元素可提高光吸收能力、调整电荷密度、促进光生载流子解离,从而显著提高其光催化效率。通过降解模拟污染物罗丹明B(RhB)发现,当n(CH₄N₂S)∶n(NH₄HCO₂)=1∶0.04时表现出最好的光催化活性,其对罗丹明B的降解效率几乎能达到1...     

g-C3N4光催化材料改性研究进展

针对石墨相氮化碳(g-C₃N₄)比表面积小、光生载流子复合快和可见光利用效率低等缺点,阐述了g-C₃N₄的改性方法,包括形貌调整、离子掺杂、半导体复合,旨在增大比表面积,加快电子-空穴对的分离,拓宽可见光响应范围;同时讨论了相应的改性方法对光催化性能的影响,从而达到提高光催化性能的目的;对g-C₃N₄的未来发展趋势进行了展望。     

稀土离子掺杂钒酸铋纳米晶的制备、晶体结构特征及光谱性质

采用化学溶液法合成了不同稀土离子(Nd³⁺、Y³⁺、Eu³⁺)掺杂的BiVO₄纳米晶。利用X射线衍射分析、扫描电子显微分析、能量色散X射线光谱、Fourier红外光谱、Raman光谱、紫外-可见光漫反射光谱以及荧光光谱研究了样品的物相、晶体结构、成分、形貌、局部结构、表面化学和光谱性质。结果表明:不同离子掺杂的BiVO₄样品尺寸处于纳米尺度,不同离子掺杂的BiVO₄纳米晶具有四方相晶体结构,这些纳米晶呈现出清晰的轮廓及规则的形貌,表明得到的纳米晶具有较好的结晶性能,且表现出一定程度的晶格畸变。在247、367、763、855 cm^-1附近出现的掺杂BiVO₄纳米晶的拉曼峰,与四方相BiVO₄结构的振动频率相吻合。紫外-可见光漫反射光谱表明,随着掺杂离子的引入,BiVO₄纳米晶样品内部电子结构发生了变化,BiVO₄、Eu:BiVO₄     

鳞片状BiVO4不锈钢网涂层的制备及其在油水分离中的应用

随着石油泄漏事故的频繁发生和工业含油废水的大量排放,现代化工油水分离问题日益突出。具有特殊润湿性的材料可以选择性透过水或油,分离效率高且操作简单而广泛应用于油水分离。本文以不锈钢网为基底,通过液相法可控制备得到具有不同尺寸、排列的BiVO₄纳米片涂层。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角测量仪对其表面形貌与润湿性能进行表征,研究BiVO₄纳米片尺寸和排列对水下疏油性能的影响。结果表明当不锈钢网表面均匀生长着鳞片状BiVO₄,且这些纳米片随机放射排列时,涂层水下油接触角达到了165.1°,倾斜角仅为2.0°,具有水下超疏油性质。将该涂层用于油水混合物的分离,分离效率均在95.0%以上且分离通量最大可达1.4×10⁴L/(m²·h),在油水分离领域展现出巨大的应用潜力。     

光催化与离子交换吸附耦合有效去除2,4,6-三氯苯酚

为了实现2, 4, 6-三氯苯酚(2, 4, 6-TCP)废水快速降解和氯离子去除，构建了光催化与离子交换吸附耦合系统。该系统由钌(Ru)、钼(Mo)双金属掺杂单晶体BiVO₄涂覆光催化石英空心光纤束和ZnAl-LDH-NO₃涂覆石英光纤布构成。研究发现：RuO₂/Mo-BiVO₄光催化剂具有粒径小且呈多孔不规则多面体结构，有助于提高光催化剂比表面积，促进光电转换及电子转移，同时Ru和Mo掺杂可有效地抑制光生电子-空穴复合，促进氧化活性物质(·OH和·O₂^-)产生，提高BiVO₄光催化活性；RuO₂/Mo-BiVO₄涂覆光催化空心光纤束6 h对200 ml、80 mg/L 2, 4, 6-TCP去除率达到62.4%，是BiVO₄涂覆光催化空心光纤束的1.56倍。在pH为6.2、温度为35℃时，单独RuO₂/MoBiVO₄涂覆光...     

水热法制备Eu复合BiVO4纳米片及其光催化降解性能

水热法制备了以聚乙二醇(PEG-200)为模板剂的稀土元素Eu复合BiVO₄光催化剂,并对材料进行XRD、SEM、UV-vis DRS、BET的表征和分析.以光催化降解甲基蓝(MB)效率作为光催化活性的指标,考察Eu复合对BiVO₄光催化活性的影响.结果表明:Eu复合可使BiVO₄的晶型发生转变,同时又抑制四方相晶体生长,使晶粒尺寸变小,比表面积增大.复合样品中,部分Eu³⁺进入BiVO₄晶格内取代Bi³⁺,使晶形发生畸变,有利于光催化活性的提高.当Eu的复合量为50%时,光催化降解甲基蓝的效率最高,可见光照射120min降解效率可达到90%,较纯BiVO₄的光降解效率明显提高.     

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...     

g-C3N4的改性策略以及g-C3N4/Ti3C2异质结研究进展

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）禁带宽度约为2.7 eV,具有可见光响应能力。由于其良好的热和化学稳定性,且形貌和化学结构可调,在光催化领域应用广泛。但由于其带隙宽,对可见光响应范围窄,且光生载流子的复合率高,导致其光催化效率低,可通过改性来改善。本文综述了对g-C₃N₄形貌调控、掺杂和构建异质结等改性策略,以及g-C₃N₄/Ti₃C₂异质结的作用机理、制备方法和在光催化析氢、有机物降解及合成等领域的应用。     

光催化剂TiO2改性的研究进展

TiO₂具有光催化性能好、化学性质稳定、毒性低、价格低廉等优点,但由于禁带较宽,只对紫外光有响应,且电子和空穴容易复合,导致光催化活性和效率降低。本文介绍了TiO₂的几种主要改性方法的最新研究进展。表面沉积贵金属、半导体复合、染料敏化可以降低TiO₂的禁带宽度,增加其响应波长,提高太阳光的利用率。离子掺杂可使得TiO₂晶体表面产生缺陷,抑制光生电子和空穴的复合,增加表面活性中心的数量。碳纳米管和石墨烯掺杂则能够提高TiO₂对可见光的吸收率,扩大光响应范围,同时加快电子传输,减少载流子复合,提高催化效率。指出石墨烯作为新型掺杂材料具有很大的发展潜力,TiO₂基多组分复合型光催化剂可获得比单种组分表面改性或者掺杂TiO₂更好的效果。最后介绍了TiO₂表面的亲/疏水改性研究进展。     

g-C3N4的改性策略以及g-C3N4/Ti3C2异质结研究进展

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)禁带宽度约为2.7 eV,具有可见光响应能力。由于其良好的热和化学稳定性,且形貌和化学结构可调,在光催化领域应用广泛。但由于其带隙宽,对可见光响应范围窄,且光生载流子的复合率高,导致其光催化效率低,可通过改性来改善。本文综述了对g-C₃N₄形貌调控、掺杂和构建异质结等改性策略,以及g-C₃N₄/Ti₃C₂异质结的作用机理、制备方法和在光催化析氢、有机物降解及合成等领域的应用。     

Ag@AgBr/BiVO4等离子复合光催化剂的制备与性能研究

以Bi(NO₃)₃·5H₂O和NH₄VO₃为原料,控制pH=9,采用水热法合成了片状BiVO₄,并用Ag@AgBr等离子共振体对生成的BiVO₄进行表面修饰,通过X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外光谱等测试手段对合成样品进行表征,并利用光催化降解罗丹明-B研究了不同摩尔比的Ag@AgBr/BiVO₄的光催化性能。分析可知,Ag@AgBr表面修饰明显提高了BiVO₄光催化性能。其中Ag@AgBr/BiVO₄(Ag:Bi=0.4:1)的光催化性能最好,光照15 min时,降解迅速,降解率为97.08%,当光照时间为25 min时,降解率达到最大值,降解率为99.95%。     

非贵金属助催化剂Ni3C修饰Zr-MOF/g-C3N4异质结加速电荷转移改善光催化析氢性能

负载助催化剂被广泛认为是提高光催化效率的有效方法。本文设计合成了非贵金属Ni₃C纳米颗粒修饰的Zr-MOF/g-C₃N₄异质结,并将其用于光催化析氢反应。结果表明,Ni₃C助催化剂不仅改善了复合材料中光生载流子的电荷分离和转移能力,而且降低了催化剂表面析氢过电位,可以大大提高Zr-MOF/g-C₃N₄的光催化析氢活性。在优化Ni₃C负载量后,Zr-MOF/g-C₃N₄/Ni₃C(4.8%)复合材料在可见光下的析氢速率可达3.405mmol·h^-1·g^-1,是Zr-MOF/g-C₃N₄析氢速率的7.2倍。     

四氧化三钴/石墨相氮化碳复合光催化剂的研究进展

四氧化三钴(Co₃O₄)和石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是近年来被广泛研究的光催化材料,将Co₃O₄和g-C₃N₄复合可以实现光生载流子的有效分离和迁移、促进协同作用,从而获得高效的Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂。综述了国内外Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂的制备方法及其应用研究进展,并探讨了其光催化机理,为Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂的开发和应用研究提供了参考。     

石墨相氮化碳光催化剂研究进展

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种可见光响应的半导体聚合物光催化剂,具有廉价易得、化学稳定性好、无毒无害以及合适的禁带宽度和能带位置等优点,但也存在只能吸收波长小于475nm的光且光生载流子复合严重等问题,需要对其进行改性来提高光催化能力。本文在介绍g-C₃N₄的结构、特性和制备方法的基础上,着重评述了g-C₃N₄在形貌调控、半导体复合、元素掺杂、分子掺杂和染料敏化等改性手段方面的研究进展以及在降解有机污染物、分解水制氢、还原CO₂和有机合成等方面的应用。最后指出g-C₃N₄未来的研究方向在于用多种手段共同改性g-C₃N₄、拓展g-C₃N₄在光催化领域的应用和深入进行机理研究等方面。     

熔盐改性的金属氧化物捕获二氧化碳研究进展

金属氧化物捕获二氧化碳(CO₂)技术是减少碳排放的有效手段，然而其在捕获CO₂方面存在吸附容量低和易板结等问题。目前，熔盐改性金属氧化物可有效解决以上问题。以水滑石类衍生镁铝氧化物、氧化镁和氧化钙为研究对象，综述了掺杂熔盐(如硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐等)对金属氧化物捕获CO₂性能的影响，分析了熔盐的改性机制，归纳了金属氧化物捕获CO₂的应用进展。未来应更多关注熔盐掺杂体系设计、低成本高选择性吸附材料研发以及CO₂捕获机制研究。同时，在实验中应尽可能模拟实际工况，为后续大规模工业应用提供支持。