Bi24O31Br10/BiOBr复合物纳米片的制备及光催化降解环丙沙星抗菌剂的性能研究

以Bi(NO3)3. 5H2O和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为原料,用三乙醇胺为pH调节剂,溶剂热法制备Bi24O31Br10 / BiOBr 复合物纳米片。运用XRD,SEM,BET,UV-Vis等手段对所得样品进行表征。改变三乙醇胺的量和调节Bi(NO3)3. 5H2O和CTAB 物质量比例可调控所得物质的组成、微结构和形貌。在可见光下降解无色的环丙沙星抗菌剂（CIP）溶液来评价所制备样品的光催化性能,当三乙醇胺的体积为8mL、Bi和Br的物质量比为1:1时所得样品S-1.0-8 (Bi24O31Br10 / BiOBr) 具有最佳的光催化性能,它的速率常数为不加三乙醇胺所得纯BiOBr的4倍。Bi24O31Br12和BiOBr 间载流子的迁移,高的比表面积和氧空穴都有助于提高所得产品的光催化性能。     

剥离蒙脱石表面原位构建Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)SiO_(5)异质结及其光催化活性EI北大核心CSCD

采用一步法,在剥离蒙脱石表面原位构建了Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)SiO_(5)异质结,系统研究了其物相结构、微观形貌和光学特征。制备过程中,剥离蒙脱石除作为Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)SiO_(5)异质结生长的骨架,还可以作为硅源得到Bi_(2)SiO_(5)。结果表明:与纯α-Bi_(2)O_(3)相比,在模拟太阳光的照射下,Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)SiO_(5)异质结表现出对罗丹明B有优良降解性能,这主要是由于Bi_(2)O_(3)与Bi_(2)SiO_(5)之间形成的p-n结以及高的比表面积所引起的。此外,还提出了光催化反应机理。本工作提供了一种构建低成本污染物降解催化剂的新方法,拓展了蒙脱石的新应用。     

一步法合成Bi4O5BrxI2-x用于污染物高效光催化降解

文中采用一步溶剂热法合成一系列不同Br/I比例的Bi_4O_5Br_xI_(2-x)光催化剂,通过XRD、场发射扫描电子显微镜、BET、紫外可见红外漫反射仪、PL、电化学等表征手段对样品进行分析。在可见光下降解苯酚作为探针实验,研究了其光催化性能。结果表明:Bi_4O_5Br_(1.2)I_(0.8)的降解效率最高,60 min的降解效率可达到94.6%,分别为Bi_4O_5Br_2和Bi_4O_5I_2的9.91和1.55倍;经过5个周期的循环实验,Bi_4O_5Br_(1.2)I_(0.8)光催化剂的稳定性保持良好,这种出色的光催化降解性能也广泛适用于其他无色持久性有机物。最后,对光降解污染物的机理进行了分析,催化活性的提高归因于富铋策略与固溶体的协同作用。这项工作为高活性环境修复型光催化剂的设计提供了思路。     

异质结光催化剂Bi_2O_4/BiOBr的制备及其可见光降解苯酚的性能研究

首先以二水合铋酸钠为原料,采用水热法制备了Bi_2O_4微米棒,然后通过化学蚀刻法在Bi_2O_4表面原位沉积Bi OBr,制备了异质结光催化剂Bi_2O_4/Bi OBr。采用XRD、FESEM、TEM和UV-vis DRS等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行了表征,并对其可见光降解苯酚溶液的性能进行了评估。结果表明,与纯Bi_2O_4和BiOBr相比较,异质结光催化剂Bi_2O_4/Bi OBr展现了更加提升的可见光降解活性,这归因于Bi_2O_4与Bi OBr之间异质结的形成促进了光生电荷的分离。捕获实验结果表明在可见光降解苯酚过程中主要的活性氧化物质是光生空穴(h+)和超氧自由基(·O2-),且h+占主要地位。     

Ag/AgBr/Bi_4O_5Br_2复合催化剂的合成及性能研究

以AgNO_3为Ag源,在Bi_4O_5Br_2纳米片表面通过原位离子交换反应制备了Ag/AgBr/Bi_4O_5Br_2复合催化剂。利用XRD,TEM,紫外-可见吸收光谱等测试手段,对所合成样品的相结构、微观形貌、光学性能等进行了表征分析。以双酚A为目标污染物,考察了Ag/AgBr/Bi_4O_5Br_2粉体对污染物在可见光照射下的光催化降解性能。研究结论表明,20%Ag/AgBr/Bi_4O_5Br_2样品表现出最强的光催化活性,光照120 min后对双酚A的分解率为85%。     

形貌可控的C掺杂BiOBr高效光催化剂的制备及其对抗生素废水降解的性能研究

以Bi（NO₃）₃·5H₂O为Bi源、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为Br源和表面活性剂、无水乙酸为溶剂和螯合剂,采用溶剂热的方法成功制备了形貌可控的C掺杂BiOBr（C-BiOBr）。利用XRD、SEM、TEM、BET、XPS、PL和UV-Vis等对其进行表征,并以环丙沙星（CIP）作为模拟污染物评价催化剂的性能。结果表明,所制备的样品禁带宽度均比纯BiOBr（2.7 eV）明显缩减,光催化性能较好,重复利用性更强。     

石墨烯负载Bi_3O_4Br复合光催化剂的制备及其活性研究

采用一步水热法制备了一系列石墨烯负载Bi_3O_4Br的复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、UV-vis吸收光谱等手段对该复合光催化剂的晶型、形貌、光学性质等进行表征。通过考察G-Bi_3O_4Br复合光催化剂在降解活性艳红X-3B的光催化活性后发现,石墨烯的引入可以有效增强Bi_3O_4Br的光催化性能。这是因为石墨烯能够有效降低光生载流子的复合,提高Bi_3O_4Br对有机污染物的吸附能力,同时减小Bi_3O_4Br的禁带宽度。不仅如此,石墨烯的掺入量对光催化性能影响巨大,当石墨烯含量为10%时,光催化性能最佳。     

Bi_4Ti_3O_(12)/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用机械混合/热处理的方法制备了具有异质结结构的Bi_4Ti_3O_(12)/g-C_3N_4复合光催化剂,利用XRD、SEM及UVVis对所制备的复合光催化剂的结构与形貌进行了表征。结果表明,复合光催化剂中形成了异质结构,其禁带宽度减小,吸收带边红移,可见光吸收增加。以Rh B为目标污染物评价复合光催化剂的活性,考察了不同g-C_3N_4复合量对光催化剂反应活性的影响。结果表明,异质结型复合光催化剂的光催化活性明显优于单相Bi_4Ti_3O_(12);当g-C_3N_4的质量分数为20%时,其光催化性能最佳(90 min达92. 8%),其表观反应常数为单相Bi_4Ti_3O_(12)的4倍。复合光催化剂光催化活性提高的原因是Bi_4Ti_3O_(12)与g-C_3N_4之间形成了异质结,显著降低了光生电子和空穴的复合几率。外加捕获剂的实验结果表明,复合光催化剂的主要活性基团为空穴(h+)与超氧自由基(·O2-)。     

Sb_2O_3/BiOBr复合物的制备及其对RhB的去污作用

为了进一步提高BiOBr在可见光范围内的光催化性能,通过简单的低温液相法制备了不同质量掺杂比的三氧化二锑/溴氧化铋(Sb_2O_3/BiOBr)复合光催化材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜形貌分析(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis/DRS)、透射电子显微镜(TEM)等对材料进行了表征,并以罗丹明B(RhB)为目标污染物,在模拟可见光条件下研究了复合物对RhB的光催化降解性能。结果表明,Sb_2O_3的掺杂显著提高了复合物的吸附能力;同时,Sb_2O_3的掺杂促进了BiOBr表面羟基(OH~-)的产生,该基团能够有效捕获空穴(h~+),从而提高光催化活性。当Sb_2O_3掺杂量为3%(质量分数)时降解效果最佳,60min内Rh B的降解率比纯相BiOBr提高了20.03%,达到了95.41%。多次重复实验,复合物的光催化性能并没有发生明显的减弱,表明复合物同时也具有较好的稳定性。     

组装态Bi_5O_7I纳米材料的制备及其光催化性能研究

以硝酸铋、PEG 4000、NaCl、KI和NaOH为原料,通过简单的液相沉淀法制备出组装态Bi_5O_7I纳米材料。通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis等对所得产物进行测试和表征,研究了不同NaCl和KI的添加量对Bi_5O_7I的形成和光催化活性的影响,并对光催化反应机理进行了探索。结果表明,NaCl和KI的加入量分别为45 mL和5 mL时,所得Bi_5O_7I样品光催化性能最好;见光2 h后,对罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和环丙沙星(CIP)的光催化降解率分别为92. 53%、88. 15%、42. 33%。     

Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结的原位制备及其光化学性能研究

利用Bi_4Ti_3O_(12)和TiO_2的结构相似性,以TiO_2纳米片为原料,用水热法制备了Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜和高分辨透射电镜等证实了异质结结构的形成。可见光催化反应活性的表征说明Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结结构相较于TiO_2或Bi_4Ti_3O_(12)性能有明显提高,光电化学表征进一步证实Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结结构能有效促进光生电子-空穴对的分离。实验结果还表明,这种增强作用与两相的比例密切相关,并通过控制两相比例对性能进行了优化。     

混合溴源制备BiOBr微球及其可见光催化性能

以混合溴源十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和溴化钠(NaBr),五水硝酸铋(Bi(NO_3)_2·5H_2O)为反应物,乙二醇(EG)水溶液为溶剂,采用水热法制备了BiOBr微球。对制备的BiOBr微球的相结构和形貌等进行了表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,在模拟可见光条件下研究了单一溴源和混合溴源对制备的BiOBr光催化性能的影响。结果表明:制备的BiOBr晶体呈片状,集合体呈球状,尺寸在3~4mm之间。当n(CTAB):n(NaBr)摩尔比为1:1时,BiOBr的比表面积最大,(110)晶面的暴露程度最高,可见光利用范围最宽,光催化性能最优,在可见光照射50min情况下,对RhB的降解率达到了94.46%,比单一溴源制备的BiOBr的光催化性能提高约19.5%。循化使用8次后对RhB的降解率仍保持在90%以上,表明BiOBr具有较好的稳定性。     

氧化铋改性的研究进展

Bi_2O_3具有无毒、廉价、在可见光下响应的特性,具有良好的应用前景,主要有α-Bi_2O_3、β-Bi_2O_3、γ-Bi_2O_3和δ-Bi_2O_3四种晶型。近年来,国内外对Bi_2O_3的制备和改性进行了广泛的研究,通过减小带隙、降低光生电子-空穴复合率、增大比表面积等方式,有效提高了Bi_2O_3的光催化性能。本文对Bi_2O_3的结构和性质进行了简单分析,对不同改性方法提高Bi_2O_3催化活性的机理进行了概述,并提出了存在的主要问题。     

一种TiO_2/BiOF/BiOBr花状复合粉体的超声法合成及可见光催化应用

纳米BiOBr作为一种新兴的半导体材料,其电子结构比较特别,禁带宽度较小,其独特的结构导致电子空穴复合率不高,可以响应可见光,在光催化降解有机或有毒污染物方面展现出优异的性能。本文采用简单的超声法制得了TiO_2/BiOF/BiOBr复合纳米光催化剂。采用XRD表征并与标准卡片对比发现成功制得了TiO_2/BiOF/BiOBr复合粉体;采用场发射扫描电镜(FESEM)对产品的形貌进行了进一步表征,表明制得的产品形貌分布均匀,且平均粒径约为1.3μm;采用全自动比表面积及孔径分析仪(BET)通过氮气的吸附-脱附分析了样品的比表面,发现掺杂一定比例的TiO_2可以增大样品的比表面积。光催化实验以350 W氙灯模拟可见光,利用罗丹明B(Rh B)溶液为目标降解物,使用紫外分光光度计定量分析了所制催化剂催化Rh B溶液的吸附率和降解率,结果表明体系中溴源与钛源的摩尔比为95:5时,产物光催化性能比较好,光催化Rh B的总去除率为98.08%。     

pH对水热合成Bi_2WO_6的结构和光催化性能的影响

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和Na_2WO_4·2H_2O为原料,Na OH为p H调节剂,采用一步水热法在160℃合成出了Bi_2WO_6纳米材料,对所制备Bi_2WO_6材料进行了表征。并考察了前驱物p H对Bi_2WO_6材料光催化性能的影响。结果表明,p H对制得Bi_2WO_6样品的晶相结构、光学性质、比表面积以及催化性能都有较大影响。p H=9时,Bi_2WO_6光催化效果最佳,在氙灯照射120 min后,MB的降解率达到80.9%,照射180 min后,Rh B的降解率达到84.7%。     

复合光催化剂Bi_5O_7I/Ag_3PO_4的制备及其光催化性能研究

合成了一系列不同质量比的Bi_5O_7I/Ag_3PO_4复合光催化剂,并通过XRD、FT-IR、SEM和UV-Vis DRS分别对其晶体结构、官能团、微观形貌和吸收光谱进行表征。利用模拟太阳光照射下罗丹明B(RhB)的降解速率评估所制备样品的光催化性能。结果表明,复合材料的光催化活性均高于纯Bi_5O_7I或Ag_3PO_4;其中Bi_5O_7I/Ag_3PO_4-25%的光降解能力更为显著,最佳条件下RhB仅需50 min即可完全降解,TOC去除率高达59.89%。捕获实验证实光催化过程中的主要活性物质是羟基自由基(·OH)和光生空穴(h~+)。     

BiOBr微纳米材料的制备及其光催化降解含酚废水的研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和KBr作为原料,以柠檬酸作为络合剂,采用水热法制备得到BiOBr光催化材料。通过XRD、SEM、UV-Vis DRS、PL等手段对所制备的BiOBr样品进行结构表征。以苯酚为目标污染物研究了BiOBr的光催化活性。考察了主要制备条件对BiOBr的光催化活性的影响。结果表明:在Bi3+与Br-物质的量比为1∶1、柠檬酸用量为0.3 g、水热温度为120℃,水热时间为4 h的条件下,制备得到的BiOBr是由微纳米花球状颗粒组成的材料。在可见光照射(500 W氙灯)下,0.1 g的BiOBr对20 mg/L的苯酚溶液的降解率在6 h时达到了59.4%,且循环3次使用后仍保持较高的活性,由此说明BiOBr是一种光催化活性较高且稳定的光催化材料。     

Bi:YIG石榴石薄膜生长工艺和磁光性能研究

本文采用脉冲激光淀积PLD法在Si基片上生长了Bi掺杂钇铁石榴石(Bi:YIG),得到了Bi_(1.5)Y_(1.5)Fe_5O_(12)磁光薄膜。通过改变衬底温度和反应氧分压来控制淀积的薄膜质量。利用X射线衍射仪(XRD)和法拉第旋光测试装置测定了样品的物相结构和磁光性能。结果表明,在单步淀积生长Bi_(1.5)Y_(1.5)Fe_5O_(12)/Si过程中,基底温度越低、氧分压越高,越有利于薄膜结晶;同时生长了种子层YIG的Bi_(1.5)Y_(1.5)Fe_5O_(12)/YIG/Si的薄膜,较高的淀积温度和较高的氧分压是生长高结晶度Bi:YIG的必要条件。生长了种子层的薄膜结晶效果明显优于一步淀积生长的薄膜,且具有大的比法拉第旋转角,可以改善薄膜的磁光性能。     

Bi_2O_3-TiO_2/污泥活性炭复合催化剂的制备及其可见光催化性能研究

以热裂解市政污泥获得的活性炭(ASS)为载体、钛酸四丁酯为钛源、Bi(NO_3)_3·5H_2O为铋源,采用溶胶-凝胶法制备Bi_2O_3-TiO_2/ASS光催化剂,并测试其对医疗废水中的头孢成分在可见光下的光催化降解活性。结果表明,ASS的最佳制备条件为:污泥预处理的活化剂氯化锌的浓度为2 mol/L、热解温度为600℃、热解时间为40 min; Bi_2O_3、TiO_2、ASS质量比为1∶1∶2制备的Bi_2O_3-TiO_2/ASS三元催化剂具有较高光催化活性,可见光照射180 min对头孢氨苄的降解率可达70%,优于单体Bi_2O_3和TiO_2,表现出优越的可见光光催化性能。     

Bi_2O_2CO_3微/纳米片的合成及其光催化降解RhB

以尿素为碳源,通过水热法成功合成了片状光催化剂Bi_2O_2CO_3。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等对Bi_2O_2CO_3进行了表征。考察了不同尿素加入量对Bi_2O_2CO_3形貌、结构和光催化降解罗丹明B性能的影响。结果表明:所合成Bi_2O_2CO_3尺寸均小于2μm;尿素加入量为0.1g所合成Bi_2O_2CO_3的吸收边为394 nm,带隙能量为3.14 eV。该样品在可见光下光照200 min可将Rh B降解50%,紫外光下光照120 min, RhB的降解率为80%,均高于商品TiO_2对RhB的降解率。自由基抑制实验表明,超氧自由基和空穴是Bi_2O_2CO_3在光催化降解过程中主要的活性物种。循环降解实验发现,Bi_2O_2CO_3具有较高的光催化稳定性和重复利用性。