Bi_2S_3复合光催化材料可见光催化研究进展

概述了Bi_2S_3的制备方法,分析了Bi_2S_3复合光催化材料异质结的构建,总结了Bi_2S_3复合光催化材料在环境治理方面的最新应用。     

MoS_2/Bi_2S_3/Ni_3S_4黑暗下热催化降解低密度聚乙烯膜

以硫代乙酰胺、硝酸铋、硝酸镍、钼酸铵为主要原料,采用回流法合成了热敏催化剂MoS_2/Bi_2S_3/Ni_3S_4,将其与低密度聚乙烯(LDPE)熔融共混制得复合薄膜,并置于黑暗烘箱中热催化降解。通过SEM、EDS、AFM、TG、GPC、FTIR及力学性能测试,对热敏催化剂的结构和复合薄膜的热降解性能进行了考察。结果表明:纯聚乙烯薄膜在黑暗条件、55℃下热降解60 d后,热分解温度仅降低2.3℃,相对分子质量减小了17 451;而复合薄膜的降解效果明显优于纯聚乙烯薄膜,添加质量分数4%热敏催化剂的复合薄膜的热分解温度下降了20.5℃,相对分子质量减小了92 408,断裂伸长保留率低于5%,拉伸强度保留率低于20%,表面粗糙度明显增加且周围出现了不同程度的褶皱与鳞片状结构,甚至于剥落现象。此外,添加热敏催化剂的聚乙烯膜在降解过程中会出现大量的活性基团(·OH和HOO·等),可使聚乙烯发生链段降解,从而导致其分解温度降低。     

红外Ga_2S_3–Sb_2S_3硫系玻璃的热稳定性及光学性能

采用真空熔融淬冷法制备Ga_xSb_(40–x)S_(60)硫系玻璃样品,并通过Archimedes法、X射线衍射、热膨胀系数分析、可见/近红外光谱吸收度与透过率、中远红外光谱透过率以及Raman散射光谱等研究了硫系玻璃样品的结构、热稳定性和光学性能。结果表明:随着Ga含量的增加,玻璃密度逐渐下降,玻璃转变温度逐渐提高,热膨胀系数不断减小,表明玻璃具有良好的热稳定性;玻璃的可见/近红外短波截止边均发生蓝移,光学带隙增大,而且保持了良好的红外透过率,其较宽的红外透过范围(0.8~14.0μm),涵盖了目前3大主要通信波段和热红外波段,Ga–Sb–S玻璃已成为极具前景的红外材料。Ga含量增加促进[GaS_4]四面体的形成,减少[SbS_3]三角锥的比例,归纳了该类硫系玻璃的光学性质与结构的依赖关系。     

含PbO-ZnO-B_2O_3的Bi_2O_3低温封接玻璃

绪论 本发明叙及封接玻璃组分,尤其叙述了具有较低软化温度和能与钠-钙-硅系统相匹配的热膨胀系数的玻璃。 在生产等离子显示板器件中,生产工艺之一是用封接玻璃将两块预制玻璃板牢固地接合起来。为了避免产生对预制板不利的条件起见,在较低的温度下进行封接为好。并且经     

Bi_2O_3-B_2O_3-WO_3系统微晶玻璃的制备

采用熔融法制备了0.97[x Bi2O3(1-x)B2O3]·0.03WO3(0.25≤x≤O.75)基础玻璃,通过差热分析确定玻璃的特征温度,经热处理制备微晶玻璃.结果表明所制备的玻璃中只有x =0.67和x=0.60两个组成经热处理生成了微晶玻璃,颜色为乳黄色,晶相分别为BiO2和Bi2WO6,在扫描电镜下观察两种晶体的形貌均为颗粒状,晶粒尺寸在0.8～1.0μm.该体系玻璃的密度较大而硬度较小,但热处理后的微晶玻璃的密度和硬度均大于处理前的基础玻璃.     

Bi_2S_3/BiOI复合材料的制备及可见光光催化性能

采用超声辅助水解法制得BiOI,并采用阴离子交换法,以硫代乙酰胺为硫源,在BiOI表面原位生长Bi2S3,获得Bi2S3/BiOI复合光催化材料。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Bi2S3/BiOI复合光催化材料的结构及表面形貌进行了表征,并研究了Bi2S3/BiOI复合材料在可见光条件下对甲基橙溶液的降解性能。     

Bi_2MoO_6和Bi_2WO_6材料的合成和光催化性能研究

本课题利用水热法一步合成了钼酸铋(Bi_2Mo O_6)和钨酸铋(Bi_2WO_6)两种半导体光催化剂。借助红外光谱(IR)、X射线衍射光谱(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相结构、表面结构进行了表征。以罗丹明B为目标降解物,借助太阳光为光源,研究了两种催化剂材料在不同光催化时间下对有机染料的光催化性能影响。结果表明,纳米片结构的Bi_2WO_6对有机染料的降解综合性能要优越于纳米线团簇结构的Bi_2Mo O_6材料,尤其是Bi_2WO_6催化剂对罗丹明B染料的降解度在光催化5小时后可以达到80%。     

Bi_2O_3-SiO_2系统玻璃非等温析晶动力学

利用高温熔体冷却法制备了Bi2O3-SiO2(BS)系统玻璃,通过差热分析和X射线衍射,并借助Kissinger方程和Augis-Bennett方程,研究了BS系统玻璃的非等温析晶动力学和玻璃相转变动力学行为。结果表明:在热处理过程中,BS系统基础玻璃依次产生了3种主晶相:Bi12SiO20,Bi2SiO5和Bi4Si3O12;对应的活化能Ep1=150.6kJ/mol,Ep2=474.9kJ/mol,Ep3=340.3kJ/mol;平均析晶指数m1=2.5,m2=2.1,m3=2.2,所产生晶相均为体积成核,一维空间生长;系统中产生的亚稳定相Bi2SiO5易于向稳定的Bi4Si3O12相转变,通过Kissinger方程计算出该相转变的活化能Eg为90.5kJ/mol。     

Bi_2O_3-B_2O_3-BaO玻璃的结构与热学性能研究

通过调整ω(Bi_2O_3)/ω(BaO)比例关系,研究了Bi_2O_3-B_2O_3-BaO低熔点玻璃体系结构和性能,通过DTA测定了玻璃软化温度和转变温度,热膨胀测试仪测试玻璃膨胀系数,红外光谱仪和X射线衍射仪分别研究玻璃结构和玻璃化程度。结果表明:玻璃的软化温度和转变温度都随着BaO质量分数的增加而增加,两者均处于较低的温度变化区间;玻璃的热膨胀系数随着BaO质量分数的增加而升高,XRD表明,玻璃的玻璃化程度良好,没有析晶。     

窄带隙半导体耦合Bi_2S_3/g-C_3N_4催化剂制备及光催化性能

利用原位生成法,制备了Bi_2S_3含量可调的Bi_2S_3/g-C_3N_4复合材料。通过X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、光致发光光谱(PL)、时间分辨荧光衰减光谱等手段对制备的光催化剂物相、形貌、结构和性能进行表征分析。可见光照射下,以罗丹明B(Rh B)为降解模型评价Bi_2S_3/g-C_3N_4复合材料的催化性能。结果表明:Bi_2S_3沉积在g-C_3N_4表面,显著增强g-C_3N_4的可见光催化性能,并随着Bi_2S_3含量不同,复合光催化剂Bi_2S_3/g-C_3N_4的催化性能发生变化,其中Bi_2S_3质量分数为5%时表现出最佳的可见光催化活性。利用捕获剂、NBT转化确定h+是主要的活性物种,O_2~-·是次要活性物种。对Bi_2S_3/g-C_3N_4光催化活性增强机理进行研究,Bi_2S_3的加入显著增强g-C_3N_4对可见光的吸收,并与g-C_3N_4之间形成异质结,促进光生电子空穴的有效分离,延长载流子寿命,显著增强g-C_3N_4光催化性能。     

GeS_2-Ga_2S_3-AgCl微晶玻璃的制备及其光学性质

用熔融淬冷法制备了一系列GeS2-Ga2S3-AgCl三元系统硫卤玻璃。研究了样品的密度、热稳定性以及折射率随玻璃组分的变化规律。选取了75GeS2-10Ga2S3-15AgCl玻璃组分进行微晶化处理,并且在350℃下热处理得到了可见至红外透明的微晶玻璃样品。X射线衍射和扫描电子显微镜测试显示,玻璃中析出(Ga4Ge)S4和AgCl微晶相,晶粒尺寸为200～400nm。用Z扫描测量了微晶化前后玻璃样品在800nm波长下的三阶非线性特性,结果表明:在热处理后,玻璃的非线性折射率n2和非线性吸收系数β均明显增加,其中微晶玻璃的最大三阶非线性极化率χ(3)为8.619×10-11esu,是基质玻璃的2.2倍。     

Bi_2S_3/TiO_2纳米棒异质结阵列的制备及光电化学性能

以钛酸丁酯为钛源,通过盐酸调制的两步溶剂热法在FTO基底上制备异质结阵列Bi_2S_3/TiO_2纳米棒。利用XRD、SEM、UV-Vis和电化学工作站等测试手段对Bi_2S_3/TiO_2纳米棒异质结阵列电极的晶体结构、表面形貌、光学和光电化学性质进行了表征。结果表明,经Bi_2S_3敏化后的TiO_2纳米棒阵列薄膜对可见光的吸收明显增强,吸收光波长由400 nm增至700 nm。在标准模拟太阳光(AM 1.5 G,100 m W/cm2)照射下,复合薄膜开路电压为1.06 V,短路电流密度为0.11 m A/cm2,与纯TiO_2纳米棒薄膜相比,光电转化能力显著提高。     

Bi_2O_3–ZnO–B_2O_3三元系统玻璃结构与性能

采用X射线吸收精细结构和红外吸收光谱分别对铋锌硼玻璃中铋离子邻近结构和硼氧网络结构进行研究,分析其结构变化对玻璃转变温度Tg和热膨胀系数α的影响。结果表明:1)铋离子以三配位([BiO3])和六配位([BiO6])两种配位状态存在;随Bi2O3含量增加,三配位铋离子的配位数上升,六配位铋离子配位数下降,同时铋离子总配位数上升。2)随Bi2O3含量增加,硼氧网络中硼氧四面体含量下降,硼氧三角体含量上升,硼氧四面体网络解聚形成硼氧三角体网络。3)上述结构因素是造成玻璃转变温度Tg下降和热膨胀系数α上升的主要原因。     

Bi_2O_3在软质PVC制品中的阻燃应用研究

将不同晶型的Bi2O3阻燃剂添加到软质PVC材料中,采用极限氧指数和烟密度评价Bi2O3对软质PVC的阻燃性能,并与常用的氧化锑(Sb2O3)和钼酸铵协同阻燃剂进行阻燃抑烟比较,结果表明:5%的β-Bi2O3阻燃剂添加至软质PVC时氧指数达35.5,烟密度为75%;而6%氧化锑与3%钼酸铵协同添加后软质PVC的氧指数达到35,烟密度为85.5%。SEM和TG/DSC表征Bi2O3在软质PVC中的分散和热分解特性,结果表明:β-Bi2O3的在PVC树脂中分散性优于α-Bi2O3,Bi2O3的加入使PVC前期热释放速率降低,后期分解释放小分子速度和数量均有所降低,增加了成碳率,从而提高PVC的氧指数和降低烟密度。     

利用Ce_2S_3对70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质掺杂改性的研究

为了提高70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的离子电导率和电化学性能,提出利用Ce_2S_3掺杂改性的方法。采用高能球磨和热处理相结合的方法制备了一系列组分为70Li_2S-(30-x)P_2S_5-xCe_2S_3 (x=0, 0.5, 1, 2, 3)的玻璃陶瓷态电解质。通过差示扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD),拉曼光谱,扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等表征手段,对掺杂不同比例Ce_2S_3的Li_2S-P_2S_5基固体电解质进行分析测试。研究结果表明:掺杂适量的Ce_2S_3不仅可以提高70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的离子电导率,还可以降低其与正极材料的界面电阻。其中,掺杂1%Ce_2S_3得到的70Li_2S-29P_2S_5-1Ce_2S_3玻璃陶瓷态电解质表现出最高的室温离子电导率(1.52×10~(-3)S×cm~(-1)),明显高于70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的室温离子电导率。对比LiCoO_2/70Li_2S-30P_2S_5/Li-In和LiCoO_2/70Li_2S-29P_2S_5-1Ce_2S_3/Li-In2种全固态锂电池,后者表现出更好的放电性能,在室温下0.1C时的初始放电比容量为105.3 mAh×g~(-1),循环50圈后的放电比容量为91.8 mAh×g~(-1),容量保持率为87.2%。     

Cr_2O_3在SiO_2-Al_2O_3-MgO-B_2O_3系玻璃和玻璃陶瓷中的作用

利用ＳＭＥ和ＸＲＤ等技术,系统研究了Ｃｒ２Ｏ３对ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３系玻璃和玻璃陶瓷中的作用。当Ｃｒ２Ｏ３％＜１时,随着Ｃｒ２Ｏ３。含量的增加,玻璃试样的颜色由浅绿色逐渐转变成灰色;Ｃｒ２Ｏ３％＞１时,镁铬（铝）类晶石,Ｍｇ（Ａｌ１．５Ｃｒ０．５）Ｏ４,在玻璃试样中析出;在玻璃陶瓷中,Ｃｒ２Ｏ３％的含量的增加有助于Ｍｇ（Ａｌ１．５Ｃｒ０．５）Ｏ４相的析出,对云母晶体的析出有抑制作用。同时还发现Ｃｒ２Ｏ３的含量对云母晶体显微组织也有显著的影响作用。     

PbO-B_2O_3-TiO_2玻璃的形成和性能

研究了PbO-B_2O_3-TiO_2玻璃在800～1400℃时的形成和它的物化性能。TiO_2含量决定了该玻璃的性能。增加TiO_2含量,其化学稳定性和电介性增     

Bi_2O_3-ZnO-SiO_2-B_2O_3玻璃钎料连接铁氧体/钛酸镁陶瓷接头性能

将Bi_2O_3-ZnO-SiO_2-B_2O_3玻璃钎料用于连接Li-Ti铁氧体与钛酸镁陶瓷,分别采用X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜及能谱分析仪表征连接件相组成和界面形貌,同时表征接头剪切强度。结果表明:在适当的连接温度下,Bi_2O_3-ZnO-SiO_2-B_2O_3玻璃钎料连接Li-Ti铁氧体和钛酸镁陶瓷的效果较好,连接界面无孔洞、裂纹等缺陷。玻璃钎料与钛酸镁陶瓷之间的界面反应形成白色棒状Bi_4Ti_3O_(12)相和富镁陶瓷颗粒。适当的界面反应有利于获得较高的连接强度,接头剪切强度在700℃时达到最大值35 MPa。     

Cr_2O_3对PbO－Bi_2O_3－B_2O_3玻璃颜色及析晶性能的影响

Ｃｒ_２Ｏ_３对ＰｂＯ－Ｂｉ_２Ｏ_３－Ｂ_２Ｏ_３玻璃颜色及析晶性能的影响郝德生（齐齐哈尔轻工学院１６１００６）ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＴｒａｃｅＣｒ２Ｏ３ｏｎＣｏｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＮｕｃｌｅａｔｉｏｎｏｆＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３ＧｌａｓｓＳｙｓｔｅｍ...     

CaO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃在水泥浆体中的离解和钙矾石的形成

本研究在CaO-Al_2O_3-SiO_2三元系统中合成了二十余种玻璃,并运用红外光谱、碱失重、X射线衍射、扫描电镜及S-600能谱仪等分析方法研究了该系玻璃在水泥浆体中离解的实质和钙矾石的形成。结果表明,玻璃在水泥介质中因受OH~-离子作用而离解,主要反映在Al—O键的断裂(即[AlO_4]转变为[AlO_6])和Si—O键的断裂,玻璃网络解体。所谓混合材的活性,是表示这种离解的难易程度,它取决于玻璃的成分和结构,其中Al_2O_3的含量、配位状态具有更重要的意义。