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。     

基于酵母的钨酸铋空心微球制备及其光催化降解盐酸四环素性能

以酵母细胞为模板,Na_2WO_4·2H_2O和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,采用生物模板法制备了钨酸铋(Bi_2WO_6)空心微球。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG-DTA)等技术对样品进行了结构与形貌表征,并以盐酸四环素为目标污染物,考察了Bi_2WO_6空心微球的光催化活性。结果表明:所制得的Bi_2WO_6空心微球系正交相Bi_2WO_6,直径约为2μm,颗粒形貌一致,较好的保持了酵母细胞椭圆形的形貌,在可见光区有吸收。在氙灯照射下,Bi_2WO_6空心微球对盐酸四环素的光催化效果显著,催化剂用量及溶液的pH值对四环素的降解率有影响,当催化剂浓度为1.0g/L,溶液pH值为3时,Bi_2WO空心微球对20mg/L的四环素光催化降解率可达95%以上。     

三维介孔Bi_2WO_6光催化剂的制备及无机离子对其光催化活性的影响

以硝酸铋、钨酸铵为起始原料,采用水热法合成介孔Bi_2WO_6光催化剂,借助X射线粉末衍射(XRD)、固体紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、电子扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)对催化剂的物相组成、形貌和光吸收特性进行表征,并推测三维球状介孔Bi_2WO_6的形成机理;研究溶液pH值和环境水体中常见无机离子对Bi_2WO_6光催化降解亚甲基蓝的影响。结果表明:在强酸条件下,Bi_2WO_6表现出更高的光催化活性;环境水体中的无机离子对亚甲基蓝的光催化降解影响显著,阳离子如Fe~(3+),NH~+_4以及阴离子如卤素离子对其光催化降解具有很强的促进作用,Cu~(2+)和NO~-_2几乎无影响,而Fe~(2+)对其则具有明显抑制作用。     

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。     

Fe~(3+)/N共改性TiO_2可见光催化剂的制备及其对染料光催化降解性能研究

以偕胺肟纤维(AOCF)为载体,与TiCl_4进行配位后再水解,制得TiO_2/纤维复合物(N-TiO_2)。再将NTiO_2与FeCl_3反应,获得Fe、N共改性纳米TiO_2/纤维复合材料(Fe3+/N-TiO_2)。采用SEM、XRD、EDS等对复合物的形貌、晶态结构、表面元素进行表征。以染料降解率为指标,优化制备条件:Fe~(3+)初始浓度5.0mmol/L、pH=2.0、改性反应时间为20min。考察了Fe~(3+)/N-TiO_2对活性黄、活性红和甲基橙三种染料溶液的光催化降解性能,结果显示:在可见光下其对3种染料表现出良好的光催化性能,且可多次重复使用与再生,光催化反应过程符合一级反应动力学特征。PL和UV-Vis分析表明:Fe、N共改性使TiO_2禁带宽度窄化,吸收带边红移,其光谱响应范围变宽。     

Ag-Ag_2O/Bi_2WO_6光催化剂的合成及其光催化性能

水热法合成了Bi_2WO_6催化剂后,将Ag-Ag_2O负载在Bi_2WO_6上,制备出新型Ag-Ag_2O/Bi_2WO_6异质结光催化剂,通过XRD,SEM,TEM,UV-Vis DRS等一系列测试手段对光催化剂进行了形貌、结构、吸光性能等性质的表征,并以罗丹明B(Rh B)为目标污染物研究催化剂的光催化活性。结果表明制备的Ag-Ag_2O/Bi_2WO_6异质结光催化剂主体为立体花球状结构,直径约2μm,具有较大的比表面积,且对可见光的吸收范围有明显增加(从442红移至594nm),催化活性亦高于未负载的Bi_2WO_6,反应120min后,Ag-Ag_2O/Bi_2WO_6对罗丹明B(Rh B)的降解率可达96.20%,在重复4次降解实验之后,其光催化活性虽然有一定损失,但光催化性能仍优于其余两组催化剂。     

Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂的制备及光催化性能

以表面改性煤矸石粉、Bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4Cl为原料,采用超声化学法制备了BiOCl/煤矸石前驱体;并通过BiOCl/煤矸石前驱体和硫代乙酰胺(TAA)的阴离子交换反应,原位制备了Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂。利用XRD和SEM对Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化材料的结构及表面形貌进行了表征,并以可见光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明:在可见光辐照下,Bi_2S_3-BiOCl/煤矸石复合光催化剂表现出较高的光催化降解能力,这是由于Bi_2S_3与BiOCl复合后形成的异质结促进了光生电子和光生空穴的分离,抑制了它们的复合。     

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%。     

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。     

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。     

稀土配合物Eu(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)纤维的制备及其荧光性能研究

将腈纶纤维(PAN)与羟胺溶液反应,制备偕胺肟腈纶纤维(AOCF);AOCF与EuCl_3和TbCl_3进行反应,制备偕胺肟-Eu(Ⅲ)纤维和偕胺肟-Tb(Ⅲ)纤维,探讨了合成反应的最佳条件参数,得出在pH为3~4、温度为45℃左右时,配合物纤维的颜色变化最深,纤维中Eu(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)的含量最高。红外谱图显示,配合物纤维中νN—O、νCN特征峰均发生了位移,峰的强度也有较大变化,表明了Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)与偕胺肟纤维发生了配位反应。从配合物纤维的荧光谱图可以看出,在一定的激发波长下,配合物纤维都具有明显的荧光性能。     

g-C3N4量子点修饰球形Bi2WO6及其光催化活性增强机制

采用水热法制备三维分级结构Bi_2WO_6,在此基础上采用浸渍-焙烧法将g-C_3N_4量子点成功沉积在Bi_2WO_6的表面,获得Z-型结构g-C_3N_4/Bi_2WO_6光催化剂。采用XRD,FE-SEM,TEM,UV-Vis-DRS测试手段对催化材料的组成、形貌和光吸收特性进行表征。以亚甲基蓝(MB)和对硝基苯酚(p-NPh)为模型污染物,考察g-C_3N_4量子点表面修饰对Bi_2WO_6光催化活性的影响。结果表明:所得Bi_2WO_6为三维分级多孔结构,孔尺寸约为10nm,浸渍-焙烧法可将尺寸约5nm的g-C_3N_4量子点沉积在其二级结构纳米片表面。Z-型结构g-C_3N_4/Bi_2WO_6光催化剂的催化活性优于纯Bi_2WO_6的,且10%g-C_3N_4/Bi_2WO_6(质量分数)异质光催化剂对MB的降解表观速率常数(k_(app))分别为纯Bi_2WO_6和g-C_3N_4的4.5倍和5.8倍,对p-NPh的k_(app)分别为纯Bi_2WO_6和g-C_3N_4的2.6倍和1.6倍。O■是光催化过程中的主要活性物种。g-C_3N_4量子点与Bi_2WO_6形成异质结,有利于拓宽光响应范围的同时有效抑制了Bi_2WO_6光生电子与空穴的复合,从而提高了催化剂的活性。     

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_2WO_6耦合宽带隙半导体TiO_2及其可见光催化活性

基于纳米级耦合效应,采用溶胶-凝胶联合浸渍提拉法合成了Bi_2WO_6/TiO_2复合催化材料。利用XRD、SEM、UV-Vis、XPS和PL对Bi_2WO_6/TiO_2复合光催化剂进行了表征和分析,并对其可见光催化降解乙烯的光催化性能进行了评价。结果表明,Bi_2WO_6/TiO_2纳米复合材料比纯Bi_2WO_6、TiO_2具有更高的光催化活性。当Bi_2WO_6和TiO_2镀层比为3∶1时,乙烯的可见光催化降解效果最好,其降解率分别比TiO_2和纯Bi_2WO_6高5.4和2.4倍。纳米复合材料的光催化活性的提高主要是由于在Bi_2WO_6和TiO_2的接触界面形成了交错异质结。这改善了复合材料中晶粒在交界面处的晶格缺陷,提供了更多的活性位点,提高了光生电子空穴对的分离效率,并将光谱响应范围扩展到可见光区域,提升了光能的吸收和利用。     

MWCNT/Bi2WO6复合光催化剂的制备及其活性研究

采用水热合成法将多壁碳纳米管(MWCNT)和Bi_2WO_6有效复合,制备了具有高效光催化活性的MWCNT/Bi_2WO_6催化剂。利用XRD、SEM、TEM、XPS、BET和UV-Vis等技术对样品进行表征分析,以罗丹明B为目标污染物,考察了催化剂的光催化性能。结果表明,合成的样品均为斜方晶体结构,MWCNT交互附着在Bi_2WO_6片层结构的周围,两者紧密接触形成了复合物。合成的MWCNT/Bi_2WO_6样品具有较大的比表面积和较小的禁带宽度,能有效抑制光生电子和空穴的复合,增加了量子的传递效率,更容易被光照激发。当MWCNT负载量为2%(质量分数)时,催化剂表现出了最佳的催化性能,在模拟太阳光试验中,该催化剂对10 mg/L的罗丹明B溶液光降解效率高达98. 8%。     

Bi_2MoO_6/Ni-FeLDH复合材料的制备及可见光催化性能

采用水热法和共沉淀法结合制备Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料,通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS和N2物理吸附等对样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B和苯酚为目标降解物,在可见光下进行复合材料的光催化性能测试,以降解甲基橙溶液为例研究复合材料的光催化反应机理。结果表明,复合材料的BET比表面积随着Ni-Fe LDH含量的增加而增大,光催化活性明显提高。Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料中Ni-Fe LDH的含量为4.5%时具有最好的光催化效果,可见光照射60min,甲基橙的降解率达91%,较Bi2MoO6和Ni-Fe LDH分别提高52%和16%。Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料具有良好的稳定性,循环使用5次,甲基橙(MO)的降解率为88%。复合材料光催化降解甲基橙反应遵循一级反应动力学。     

Cu2O/g-C3N4/Bi2WO6三元复合光催化剂的制备及性能研究

采用水热法和还原沉淀法制备了三元复合光催化剂Cu_2O/g-C_3N_4/Bi_2WO_6,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪和电化学交流阻抗测试对光催化剂的结构组成、形貌、光吸收性能、电化学性能等进行分析。在制备的三元复合光催化剂中,片状钨酸铋(Bi_2WO_6)和层状类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)依附在立方体氧化亚铜(Cu_2O)上。以短链脂肪酸为牺牲剂,考察了不同光催化剂的光催化产生氢气和烷烃的性能。结果表明:以乙酸、丙酸、丁酸为牺牲剂,10%Cu_2O/5%g-C_3N_4/Bi_2WO_6三元复合光催化剂的光催化性能比纯Bi_2WO_6分别提高了4.20、5.21、4.24倍,降解率分别达到82.44%、86.12%、79.29%。     

CeO_2/In_2TiO_5纳米纤维异质结可见光催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯(Ti(OC_4H_9)_4)、硝酸铟(In(NO_3)_3)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为原料,采用静电纺丝技术制备钛酸铟(In_2TiO_5)纳米纤维;通过水热合成,使二氧化铈(CeO_2)均匀分布于In_2TiO_5纳米纤维表面,制备了CeO_2/In_2TiO_5可见光催化剂。利用XRD、SEM、UV-Vis DRS和TG-DTA等技术对样品进行了表征。以罗丹明(RhB)为目标降解物,考察了催化剂的可见光光催化性能,结果表明250W氙灯下,180min罗丹明的降解率为83.70%,降解过程服从一级动力学模型。     

AgCl/BiOCl 片组装纳米花球的合成及光催化性能研究

以硝酸铋(Bi(NO_3)_3·5H_2O)、硝酸银(AgNO_3)、氯化钾(KCl)为原料,通过无模板、无加热、无表面活性剂的绿色化学方法制备了BiOCl片组装纳米花球,并在它的基础上采用浸渍法负载AgCl实现了对它的改性。以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)为光催化反应降解模型,进行了光催化活性测试,考察了不同浸渍次数的AgCl对BiOCl光催化剂反应活性和稳定性的影响。用XRD、SEM、EDS、UV-Vis吸收光谱等手段对其结构、形貌、光谱吸收性能等进行了表征。研究表明,AgCl改性的BiOCl复合光催化剂的光催化性能明显优于纯BiOCl,当浸渍2遍时,光催化降解RhB活性最佳,当浸渍5遍时,光催化降解MO活性最佳。     

偕胺肟-稀土离子Tb(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)配合物坯布的制备及荧光性能研究

将腈纶(PAN)坯布与羟胺溶液反应,得偕胺肟腈纶坯布(AOCF),再将AOCF分别放入三氯化铽(TbCl3)、三氯化镝(DyCl3)溶液中,温度为45℃,pH=3,反应2.5h,分别制得偕胺肟腈纶坯布-铽离子配合物[AOCFTb(Ⅲ)]、偕胺肟腈纶坯布-镝离子配合物[AOCF-Dy(Ⅲ)]。对制得的坯布进行表征和荧光性能测试。研究结果表明:在紫外线激发波长为320nm时,AOCF-Tb(Ⅲ)的荧光发射波峰为468.5nm;在紫外线激发波长为300nm时,AOCF-Dy(Ⅲ)的荧光发射波峰为475.0nm。