α-Fe_2O_3氧化铁纳米颗粒的合成、表征及光催化性能研究

采用溶剂热法,以硝酸铁为铁源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,合成了α-Fe_2O_3纳米颗粒。采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)对样品进行了分析。把α-Fe_2O_3纳米颗粒用于光催化降解有机染料罗丹明B,并和商业Fe_2O_3粉体比较,结果发现,α-Fe_2O_3光催化活性明显高于商品Fe_2O_3粉体。     

SnO/Sn_3O_4异质结构的制备及其光催化性能

采用简单的一步水热法合成了SnO/Sn_3O_4异质结构花状微球。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、表面积分析仪和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等测试手段对其形貌、结构、比表面积和光学性质进行了分析,并以罗丹明B(RhB)为模型污染物研究了样品的光催化性能。结果表明,花状微球由大量SnO/Sn_3O_4异质结构组成,比表面积为52.6 m2/g;样品中SnO和Sn_3O_4的禁带宽度分别为2.90和2.51eV,同时对罗丹明B有较好的光催化降解特性。     

Fe_3O_4/G-BiOCl纳米复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以自制的氧化石墨烯、BiOCl/Fe_3O_4为原料,以水合肼为还原剂,制备出Fe_3O_4/石墨烯(G)-BiOCl复合光催化剂。运用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜对Fe_3O_4/G-BiOCl的组成和形貌进行了表征,运用振动样品磁强计对其磁性进行了测试;对照研究了Fe_3O_4/G-BiOCl、BiOCl/Fe_3O_4和纯BiOCl对罗丹明B的光催化降解能力以及Fe_3O_4/G-BiOCl光催化活性的循环稳定性。结果表明:Fe_3O_4/G-BiOCl复合光催化剂分布均匀,具有超顺磁性;Fe_3O_4/G-BiOCl的光催化性能优于纯BiOCl和BiOCl/Fe_3O_4,可回收再利用,并具有良好的循环稳定性。     

Ag3PO4/BigFe4O9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Ag3PO4/Bi2Fe4O9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Ag3 PO4颗粒负载在片状四边形的Bi2Fe4O9表面组成的,当Ag3PO4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10-5mol.L-1罗丹明B溶液的脱色率可达98.7％.     

不同晶相Bi_2O_3粉体的制备与表征

以Bi(NO_3)_3·5H_2O为主要原材料,利用共沉淀法制备α、β、γ3种不同晶相的Bi_2O_3粉末。利用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见光分光光度计对样品进行表征,结果表明:制备的α-Bi_2O_3粉末为长条状颗粒,β-Bi_2O_3粉末为不规则颗粒状,γ-Bi_2O_3粉末呈现为四面体颗粒。以质量浓度为10 mg/L的罗丹明B溶液为降解目标,考查不同晶相Bi_2O_3对罗丹明B的光催化降解性能,发现γ-Bi_2O_3粉末的光催化性能最佳,降解效率可达62. 5%。利用第一性原理对α、β、γ3种晶相Bi_2O_3的能带结构进行计算,计算结果表明:3种晶相Bi_2O_3的导带均主要由O 2p轨道构成,价带主要由Bi 6p轨道构成。光催化过程中,电子可从价带跃迁到导带参与化学反应,从而使罗丹明B溶液发生降解。     

类仙人球状Ag_3PO_4/ZnO纳米棒阵列异质结的构筑及光催化性能研究

采用晶种异质外延生长法合成制备结构新颖、性能稳定的类仙人球状的Ag_3PO_4立方微晶(MC)/ZnO纳米棒阵列(NRs)异质结。利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征样品形貌,X射线衍射仪(XRD)表征晶体结构。通过有机染料罗丹明B(RhB)的降解率及循环降解能力测试,研究其催化活性及稳定性。实验结果表明,制备的Ag3PO4 MC/ZnO NRs异质结表现出良好的光催化活性及稳定性;在可见光区域催化降解RhB的实验中,降解率高达98%。Ag_3PO_4 MC/ZnO NRs异质结独特的复合结构为催化反应提供大量的催化活性位点,有效提高催化反应的活性,同时降低了光生电子-空穴电荷对的复合率,从而极大地增强了光催化效率。     

稀土离子La~(3+)掺杂花形状Bi_2O_3的制备及光催化活性研究

以硝酸铋和硝酸镧为原料,采用水热法制备了形貌可控的花形状Bi_2O_3和La~(3+)掺杂Bi_2O_3光催化剂,利用X射线衍射、透射电镜、能谱、N2吸附-脱附和紫外-可见近红外光谱法等方法对材料的结构和形貌进行表征。通过紫外-可见吸收光谱法研究了催化剂对罗丹明B(RhB)光催化降解效率。结果表明:样品具有可控形貌的花形状结构及较窄的孔径分布(3.624nm),当稀土离子La~(3+)掺杂到花形状Bi_2O_3后,不仅是原Bi_2O_3的花形结构没有破坏,而且光吸收范围拓展到600nm左右。利用模拟太阳光(氙灯,350W,λ420nm)光源,对RhB进行光催化降解时,产生了良好光催化活性,其光催化活性明显高于纯Bi_2O_3纳米颗粒和花形状Bi_2O_3,光照180min后,降解效率达到99.1%以上。     

Ag_3PO_4/AgBr/CNTs复合光催化剂的合成及其可见光催化性能研究

采用离子交换-沉淀法制备了Ag_3PO_4/AgBr/CNTs复合光催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等手段对材料的晶型、形貌特征和光吸收特性进行了表征,并以罗丹明B(Rh B)为目标污染物,考察催化剂的光催化活性和稳定性。测试结果表明,当CNTs的质量添加量为3%时,催化剂的催化活性表现最高,光照90min对Rh B的降解效率为100%;经过5次循环使用,对Rh B的降解率仍然保持在90%左右。通过加入不同的牺牲剂,探讨了材料的光催化机理和光催化过程中的活性物种。实验表明,光催化活性的提高是由于Ag_3PO_4/AgBr形成了异质结以及CNTs对光生载流子的高迁移率,同时h+和·O-2是光催化降解过程中的主要活性物种。     

溶胶-凝胶法制备Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备石英砂负载Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2光催化材料,研究负载对Bi_4Ti_3O_(12)的物理性质和光催化活性的影响。结果表明,负载后的层状钙钛矿结构Bi_4Ti_3O_(12)包覆在非晶态石英砂球体表面,Bi_4Ti_3O_(12)中各元素的电子结合能没有发生改变。活性艳红X-3B在纯Bi_4Ti_3O_(12)和不同负载量x Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2上的吸附率不超过3%。负载后Bi_4Ti_3O_(12)的光催化活性均有提高,其中质量分数为50%负载量的Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2具有最高的活性。在Bi_4Ti_3O_(12)和质量分数为50%负载量的Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2上的光催化反应速率常数分别为0.021 s-1和0.027 s-1。     

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。     

纳米钨酸铋/偕胺肟纤维的制备及其光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3和Na_2WO_4为原料、偕胺肟纤维作为配体,采用液相法合成钨酸铋/偕胺肟纤维(Bi_2WO_6/AOCF),通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等对样品进行了表征分析。以罗丹明B的降解率为指标进行考察,可知,Bi_2WO_6/AOCF最佳制备条件为:Bi(NO_3)_3用量为1.0mmol,Na_2WO_4用量为0.5mmol,温度为70℃,反应时间为24h。以罗丹明B、活性黄、亚甲基蓝、甲基橙为模拟污染物来考察Bi_2WO_6/AOCF的光催化活性,结果表明,Bi_2WO_6/AOCF对4种染料都有很好的光催化降解能力,且可以重复使用多次,光催化反应过程符合一级反应动力学。     

超声协同微球型Bi2O2CO3降解罗丹明B的研究

Bi_2O_2CO_3是一种Bi类半导体催化剂,文章研究了它的超声催化性能。首先,采用水热法制备了微球型的Bi_2O_2CO_3,利用X射线衍射(X-ray Diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、紫外-可见漫反射光谱对样品的晶体结构、微观形貌、光学特性进行了表征。然后,以罗丹明B(Rh B)作为模型污染物,通过研究超声催化降解罗丹明B来评测Bi_2O_2CO_3的超声催化性能。研究了催化剂的浓度(Ccatalytic)、初始罗丹明B染料的浓度(CRhB)和超声功率(P)等实验因素对超声催化降解效率的影响。得出在Ccatalytic=3 g·L-1,CRhB=10 mg·L-1和P=400 W条件下降解罗丹明B的效率最高,其最高降解效率可以达到91.7%。     

改性BiOBr复合光催化剂的制备及性能研究

采用一步溶剂热法将半导体材料溴化氧铋(BiOBr)与钛酸铋(Bi_4Ti_3O_(12))复合,制备了Bi_4Ti_3O_(12)/BiOBr复合光催化剂,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等表征手段对其进行表征,并在7W LED灯照射下对罗丹明B(RhB)进行光催化反应。结果表明:合成的Bi_4Ti_3O_(12)/BiOBr复合光催化剂具有较好的结晶度和较高的光催化活性;反应时间与反应温度对光催化剂活性有显著影响,当反应时间为24h、反应温度为180℃时,复合光催化剂的降解率最大,可达85.1%;污染物RhB的初始质量浓度对降解率也有影响。     

纳米碘氧铋/硫化铋/偕胺肟纤维光催化剂的合成、表征及其性能研究

以Bi(NO_3)_3为铋源,以KI为碘源,以Na_2S_2O_3·5H_2O为硫源,偕胺肟纤维为载体,通过常态液相法制备合成了纳米碘氧铋/硫化铋/偕胺肟纤维(BiOI/Bi_2S_3/AOCF)光催化材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、能谱(EDS)和紫外-可见分光光谱(UV)等方法对样品进行表征和分析。实验结果表明:样品呈片状结构,纳米级别,并与纤维牢固结合。以罗丹明B作为模拟污染物来验证BiOI/Bi_2S_3/AOCF的光催化性能,结果反映该材料具有优异的光催化能力和稳定性。总体来看,该材料光催化性能优异,稳定性较强,易于分离,具有良好的应用前景。     

α-Fe_2O_3微球的合成、表征及光催化性能研究

采用水热法,以聚乙烯吡咯酮(PVP)为表面活性剂,合成了α-Fe_2O_3微球,并用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其进行了表征。比较研究了合成的α-Fe_2O_3微球和商业氧化铁粉体对有机染料罗丹明B的光催化效果。结果表明,在相同的实验条件下,α-Fe_2O_3微球对有机染料罗丹明B的光催化效果明显好于商业氧化铁粉体。     

铋基金属有机骨架合成多孔炭负载Bi_2O_3/Bi三元可见光催化剂用于高效去除水中有机污染物（英文）

利用高温碳化铋基金属有机骨架CAU-17(Bi)得到一系列不同炭化温度的多孔炭负载Bi_2O_3/Bi三元可见光催化材料(Bi_2O_3/Bi/PC),并对材料进行了详细的鉴定和表征。随后,通过在可见光下降解水中罗丹明B染料研究材料的光催化性能。结果表明,通过改变炭化温度可以调节三元光催化材料中的Bi_2O_3与Bi的比例。在炭化温度为800℃时,Bi_2O_3/Bi/PC表现出最高的光催化活性。同时,在降解罗丹明B的过程中,材料的3个组分表现出良好的协同效应,并且光催化材料在较宽的pH范围内均表现出良好的光催化活性。在光催化过程中,空穴和超氧自由基作为主要的活性物种主导污染物的降解。本研究通过高温炭化将金属有机骨架直接转化为三元光催化材料,为可用于高效降解水中有机污染物的可见光催化材料的设计与合成提供了新思路。     

沉淀法合成蘑菇状AgBr-Ag_3PO_4催化剂及其光催化性能研究

以二甲基甲酰胺(DMF)为辅助剂,以硝酸银(AgNO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用简单的液相沉淀法一步合成蘑菇状纳米溴化银/磷酸银(AgBr/Ag_3PO_4)可见光催化剂,并对样品进行了表征,以甲基橙(MO)溶液(pH=2)为目标降解物研究其光催化性能。研究结果表明:合成的蘑菇状纳米AgBr/Ag_3PO_4可见光催化剂,其禁带宽度为1.97eV,对MO溶液有较好的可见光催化活性;在可见光照4min,0.08g AgBr/Ag_3PO_4对酸性MO溶液(200mL,8mg/L)的降解率达到97.86%,循环降解3次后降解率为95.21%。     

Ag3PO4/Au/TiO2纳米片异质结薄膜的制备及其光催化性能研究

以钛片(Ti)、氯金酸(HAuCl_4)和硝酸银(AgNO_3)为主要原料,采用碱热法、微波辅助化学还原法和浸渍-沉积法三步法制备了磷酸银(Ag_3PO_4)/金(Au)/二氧化钛纳米片(TiO_2NSF)异质结薄膜(Ag_3PO_4/Au/TiO_2NSF)光催化剂,并对其进行了表征,探究了其在模拟太阳光条件下降解水相中有机染料亚甲基蓝(MB)和清除气相中氮氧化物(NO_x)的性能。结果表明,在模拟太阳光光照140min条件下,Ag_3PO_4/1.0Au/TiO_2NSF对MB的去除率达到99.9%;在模拟太阳光照射条件下,Ag_3PO_4/1.0Au/TiO_2NSF对NO的光催化转化率达到98.2%。采用捕获剂确定空穴(h~+)是主要的活性物种,超氧自由基(·O_2~-)是次要活性物种。Z机制和Au纳米粒子的局域表面等离子体共振效应的协同作用是复合光催化剂催化性能增强的主要原因。     

纳米棒状Ag3PO4/TiO2异质结复合材料的可见光催化性能

采用水热法制备了一维棒状TiO_2纳米材料,再通过原位生长法合成了棒状纳米Ag_3PO_4/TiO_2复合材料,制备了不同摩尔量的纳米棒状Ag_3PO_4/TiO_2异质结复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、漫反射紫外-可见近红外光谱仪(UV-Vis-DRS)和电化学阻抗谱(EIS)对纳米棒状Ag_3PO_4/TiO_2异质结复合材料的晶体结构、形貌、光吸收特性和电子复合情况等进行了表征,并在可见光照射下研究了甲基橙和苯酚的光降解率。结果表明:制备的纳米棒状TiO_2具有更大的比表面积,为纳米Ag_3PO_4的负载提供更多的活性位点,提高了光利用效率;Ag_3PO_4/TiO_2复合材料有异质结的形成,其内建电场可有效提高电子-空穴对的分离效率,进而提高材料的光催化性能和稳定性。     

V_2O_5掺杂Bi_2WO_6微纳米纤维的静电纺丝制备及光催化性能

以柠檬酸铋铵[Bi(NH_3)_2C_6H_7O_7·H_2O]、仲钨酸铵(H_(42)N_(10)O_(42)W_(12))、偏钒酸铵(NH_4VO_3)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,采用静电纺丝法成功制备前驱体PVP/Bi_2W_(1-x)V_xO_(6-δ)纤维毡,通过缓慢控温处理制得Bi_2W_(1-x)V_xO_(6-δ)微纳米纤维。采用X射线衍射光谱(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品进行了表征。以亚甲基蓝(MB)光降解为模型反应,研究Bi_2W_(1-x)V_xO_(6-δ)样品光催化性能。结果表明,所有掺杂V_2O_5的样品光催化活性均高于纯Bi_2WO_6样品。其中VO_(2.5)掺杂量为3%(原子分数)时光催化效果最好,可见光下120 min内对初始浓度为10mg/L的MB溶液的降解率可达到86.9%,较纯Bi_2WO_6样品提高15%。