溶液浓度对低温水热制备BiVO4形貌及光催化性能的影响

采用低温水热法合成了一系列BiVO4样品,以XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET等测试技术对样品的晶相结构、形貌、吸光性能以及比表面积等进行了表征,以MB染料分子模拟环境污染物,考察了样品的光催化性能。探讨了不同起始溶液浓度对样品的形貌及其光催化性能的影响。结果表明,水热反应中,起始溶液浓度对BiVO4样品的形貌和尺寸有很大影响,当起始溶液浓度为0.01mol/L时,所得样品呈海藻头形;浓度为0.05和0.1mol/L时,所得BiVO4均呈鹅卵石形;浓度为0.5mol/L时,所得BiVO4呈土豆形。光催化实验结果表明,海藻头和鹅卵石形BiVO4具有较高的光催化降解能力,光催化反应180min后,对MB溶液脱色率达到75%左右,而土豆形BiVO4仅达到45%。此外,对低温水热反应过程中BiVO4样品的形成机理进行了探讨。     

水热法制备Cu掺杂可见光催化剂BiVO4及其光催化性能研究

以Bi(NO3)3.5H2O、NH4VO3、Cu(NO3)2.3H2O为原料,采用水热法合成了Cu-BiVO4光催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外漫反射(UV-Vis)等测试手段对催化剂进行了表征.结果表明,提高前驱液pH值,可得到单斜晶系白钨矿型Cu-BiVO4光催化剂,BiVO4的晶型结构并未随着Cu掺入量的增加而改变.光催化剂中的Cu元素以CuO和Cu2O的形式存在.Cu的引入使可见光吸收带发生红移,吸收强度明显提高.可见光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,Cu掺杂有利于提高BiVO4的活性.其中pH值为5.0、Cu掺入量为1.0wt%的BiVO4具有最好的光催化效果,可见光照射60 min后,对初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液的最高降解率由纯BiVO4的57.4%提高到97.8%.并对Cu掺入后光催化活性提高的机理进行了分析.     

纳米BiVO4/BaTiO3复合材料光催化降解性能

通过混合烧结法将BiVO₄与BaTiO₃复合获得BiVO₄/BaTiO₃复合光催化剂。采用XRD和FTIR分析了产物的物相,可知,BiVO₄/BaTiO₃复合材料中仅含有BiVO₄和BaTiO₃,无杂相生成。TEM观察发现,粒径约为55 nm的纳米BaTiO₃颗粒较好地附着在平均颗粒尺寸为~400 nm的BiVO₄颗粒表面,形成异质结构。选用酸性橙7（AO7）作为反应物模型,以模拟太阳光作为光源,研究了BiVO₄/BaTiO₃复合材料的光催化降解性能。结果表明:与BaTiO₃相比,BiVO₄/BaTiO₃复合材料的光催化降解活性显著提高;当BiVO₄的含量为8wt%时,BiVO₄/BaTiO₃复合材料的光催化效果最佳,光照6 h染料的降解率可达~68%,为BaTiO₃的1.9倍。BiVO₄/BaTiO₃复合材料的光催化性能较为稳定,循环使用3次后AO7的降解率仍有~62%。催化机制分析说明,BaTiO₃与BiVO₄复合后,光生电子和空穴能够向对方迁移,促进了光生电荷的分离,有利于光催化效率的提高。      

Cu掺杂BiVO4微米片的水热合成和光催化性能

以Bi(NO3)3.5H2O、NaVO3和Cu(NO3)2.3H2O为原料并以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂通过水热法制备了Cu/BiVO4微米片晶体。采用XRD、XPS、SEM、HRTEM、UV-Vis、比表面积测试等对产品进行了表征。结果表明,2.0 g CTAB辅助水热法能够合成结晶度高且形貌规整的单斜白钨矿Cu/BiVO4微米片晶体,其长度为1.0～2.0μm,宽度为0.5～2.0μm,厚度在200～300 nm内。相比BiVO4颗粒,片状Cu/BiVO4样品的紫外–可见光吸收边发生了稍许红移,具有较小的能带隙。光催化结果说明,5.0wt%Cu/BiVO4微米片表现出最好的光催化活性,其速度常数k为5.89×10–2/min,可见光照射10 mg/L亚甲基蓝溶液60 min的光解率达100%。     

水热合成单斜晶系BiVO4可见光催化剂及其性能

采用水热法合成了纯单斜晶系的可见光催化剂BiVO4,考察了水热温度、水热时间和体系的pH值对BiVO4结构和光催化性能的影响。利用XRD、SEM、BET和UV-VIS对样品进行了表征,结果表明:获得的BiVO4具有中空棒状结构,升高水热温度、提高反应溶液的pH值、延长水热时间有利于单斜晶系BiVO4的生成。确定了BiVO4的最优合成条件为:水热温度140℃,水热时间6h,反应体系pH=9。选择亚甲基蓝溶液作为光催化降解物质,研究BiVO4的可见光催化性能和催化机理。结果表明,最优条件下制备的BiVO4具有较好的可见光催化性能;同时,增加降解体系的pH值提高了催化剂对亚甲基蓝的吸附能力和活化电子的利用效率,有利于提高BiVO4的光催化性能。     

棒状ZnWO4纳米晶的合成及其光催化性能

以Na2WO4.2H2O和Zn(COOCH3)2.2H2O为原料,采用微波水热法,制备具有光催化性能的黑钨矿型棒状ZnWO4纳米晶.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外–可见吸收光谱仪(UV-Vis)和光致发光谱仪(PL)分别对产物的物相、形貌和光学性能进行了表征.结果表明:采用微波水热法,产物沿(100)晶面取向生长为棒状结构;对其光学性能和光催化性能的研究显示,所制备的ZnWO4具有蓝光发光特性,其激发峰和发射峰分别为295和460 nm,其还具有较强的紫外吸收特性;棒长约为50～60 nm,(100)取向度为0.24的ZnWO4纳米晶具有最佳的光催化性能.     

金属复合氧化物BiVO4的制备及其光催化降解含酚废水的研究

以Bi(NO3)3.5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法合成了金属复合氧化物BiVO4,并对其进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)以及N2的吸附-脱附表征,探讨了合成条件(温度、时间、pH值)对BiVO4的结构、晶型、形貌、孔性质等方面的影响。以苯酚水溶液为目标降解物,研究了在可见光照射作用下BiVO4的光催化性能,结果表明BiVO4具有良好的可见光催化活性。     

不同结构形貌BiVO4的水热制备及可见光催化性能

采用水热法,无需添加剂,通过调控反应液pH值和反应温度制备了不同结构和形貌的BiVO4可见光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(DRS)和低温氮吸附等手段对样品进行表征,结果显示:水热温度与反应液pH值对晶体结构有很大影响,180℃水热温度和酸性条件有利于单斜相的生成.反应液pH值对形貌也有很大影响,不同条件下得到了片状、立方状、棒状等不同形貌的BiVO4.同时以亚甲基蓝为降解对象,考察了所制备BiVO4的可见光催化活性.其中,pH值为2,反应液中制备的片状单斜相BiVO4具有最高的光催化活性(4 h达92.0%).此外,还考察了光催化剂用量、亚甲基蓝浓度和电子受体的存在对光催化过程的影响,结果表明:当催化剂用量为1.0 g/L,亚甲基蓝浓度为10 mg/L,KBrO3为电子受体时光催化效果最佳.     

TiO_2/BiVO_4复合光催化剂的水热法合成及其光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法合成了BiVO4和TiO2/BiVO4复合光催化剂,借助XRD、SEM、UV-Vis、IR等测试手段对样品进行了表征。XRD分析表明,所得BiVO4为单斜晶系结构,与TiO2复合后,特征衍射峰窄化,强度略增;SEM显示,BiVO4样品呈现规整的多边立方体形貌,TiO2/BiVO4粉体为规整球状形貌。UV-Vis紫外可见光谱表明,BiVO4和TiO2/BiVO4在400~700nm的可见光区域对光响应。根据光吸收特性,选择亚甲基蓝为模拟污染物,考察了样品的光催化活性。结果表明,与BiVO4相比,TiO2/BiVO4具有更高的可见光催化降解活性,催化降解亚甲基蓝的降解率达到95.9%。     

WO3/BiVO4复合薄膜的制备及其光电化学性能

导电玻璃作为基底制备WO₃纳米片薄膜,通过改变旋涂BiVO₄次数,以WO₃纳米片薄膜为基底成功制得不同厚度的WO₃/BiVO₄复合薄膜样品。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对样品进行表征,并对WO₃/BiVO₄复合薄膜样品进行吸收光谱、光电流、光电催化和交流阻抗测试。结果表明：WO₃/BiVO₄复合薄膜样品的光电流密度和光电催化降解效率相较于单一WO₃纳米薄膜都得到了提高,具有更好的光电化学性能。且旋涂两次BiVO₄的WO₃/BiVO₄复合薄膜样品有最高的光电流密度值(1.79 mA/cm²)和光电催化降解效率(约为60.5%),比单一WO₃材料的光电流密度(1.30 mA/cm²)提高了27.4%,光电催化降...     

The effect of pH value on the synthesis and photocatalytic performance of MnWO4 nanostructure by hydrothermal method

In this study MnWO₄ nanocrystals with different morphologies were synthesised by a simple hydrothermal method with MnCl₂?·?4H₂O and Na₂WO₄?·?2H₂O as source materials. The products were characterised by X-ray powder diffraction, field-emission scanning electron microscopy, Raman spectroscopy and fluorescence spectroscopy. The results reveal that pH value plays an important role in the morphology and phase of samples. A simple reaction mechanism for the formation of MnWO₄ was presented. The photodegradation of acetone was employed as a probe reaction to test the photoactivities of the as-prepared samples.     

Hydrothermal synthesis and photocatalytic properties of visible-light induced BiVO4 with different morphologies

BiVO₄ photocatalyst has been successfully synthesized using a hydrothermal strategy. Experimental results revealed that the pH value of the reaction solution had a significant influence on the phases and morphologies of BiVO₄. The crystal structures, morphologies, and photophysical properties of BiVO₄ were well-characterized. The morphology evolution process of BiVO₄ was discussed. The photocatalytic activities were evaluated by the degradation of rhodamine B under visible-light irradiation. The best photocatalytic performance was attained for BiVO₄ synthesized at pH 3.0, which was attributed to synergic effect of monoclinic phase and particle size.     

无机纳米材料的水热合成及其衍生方法

综述了纳米材料水热合成法的研究进展,并总结了水热合成法的优点和缺点,对水热合成法的反应机理作了初步的探讨,对水热反应中水的状态作了简要分析;对由水热法衍生出来的溶剂热和微波水热法也做了分析,介绍了溶剂热反应中经常使用的有机溶剂和微波反应中微波的加热机理;同时论述了目前这几种实验方法的实验进展和应用情况.     

BiVO4的水热合成及其光催化分解水产氧性能研究

以无机盐为前体，采用表面活性剂为模板，水热法制备了具有较高含量的单斜晶系BiVO4．实验结果表明，随着水热温度的升高，产物中单斜晶系BiVO4的含量增大，其光催化分解水产氧的效果越好．讨论了制备的BiVO4在牺牲试剂Fe（NO3）3存在下的产氧效率及其与产物晶型的关系。在优化的实验条件下获得了较高的光催化分解水产氧效率。     

水热法制备不同形貌纳米ZnO阵列及光学性能的研究

采用简单水热法制备得到棒状、铅笔状和塔状不同形貌的纳米ZnO阵列。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发射光谱对样品结构、形貌、光学性能和催化性能进行表征;结果表明,样品晶型比较完整,PL谱图表明样品在380nm左右都出现了强烈的紫外发射峰。同时,以甲基橙为模拟污染物,通过光催化测试表明,产品均具有良好的光催化性能,其中塔状纳米ZnO的光催化性能较高。     

Ligand-assisted hydrothermal synthesis of ZnWO4 rods and their photocatalytic activities

ZnWO₄ rods were prepared using a ligand-assisted hydrothermal method with ZnCl₂ and Na₂WO₄ in the presence of various amines as ligands for zinc ions. The choice of ligand was found to play an important role in the formation of ZnWO₄ rods. The aspect ratio of the ZnWO₄ rods increased with increasing ligand strength. XRD and HRTEM confirmed that the ZnWO₄ rods grow along the [1 0 0] direction. The photochemical activities of the ZnWO₄ rods for the decomposition of Rhodamine 6G were examined. The photocatalytic activity was found to depend on the aspect ratio of the ZnWO₄ rods.     

Crystallite, optical and photocatalytic properties of visible-light-driven ZnIn2S4 photocatalysts synthesized via a surfactant-assisted hydrothermal method

A series of ZnIn₂S₄ photocatalysts were synthesized via a surfactant-assisted hydrothermal method. The products were characterized with X-ray diffraction (XRD), UV-vis-near-IR diffuse reflectance spectra (UV-vis), photoluminescence spectra (PL) and field emission scanning electron microscope (FESEM). The results indicated that the CTAB-assisted ZnIn₂S₄ product had a wider band gap than the other three ZnIn₂S₄ products (CPBr-assisted, SDS-assisted and no-surfactant-assisted ZnIn₂S₄). The surfactant (especially CTAB) addition would greatly affect the crystal structure (i.e. d(0 0 6) along the c-axis) of ZnIn₂S₄. The photocatalytic activities of the as-prepared samples were evaluated by photocatalytic hydrogen production from water under visible light irradiation. The CTAB-assisted ZnIn₂S₄ product, with quantum yield (420 nm) determined to be 11.9%, had a much higher photocatalytic activity than the other three ZnIn₂S₄ products in our photocatalytic system. The energy conversion efficiency in the whole visible light region was determined to be 3.1% for the CTAB-assisted ZnIn₂S₄ photocatalyst.     

Pt对TiO2薄膜的结构及可见光光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法辅之以离子溅射制备了TiO2/Pt/TiO2纳米多层薄膜和TiO2/TiO2薄膜.通过SEM观察表明,TiO2/Pt/TiO2中二氧化钛颗粒的平均尺寸在20～40nm之间,而TiO2/TiO2中颗粒平均尺寸在40～80nm之间.TiO2/Pt/TiO2纳米多层薄膜的总厚度约为160nm.TEM观察及SADP结果证实单质Pt颗粒尺寸在20～40nm之间,二氧化钛为锐钛矿型.与TiO2/TiO2薄膜相比,TiO2/Pt/TiO2的光吸收曲线红移了30nm,与此同时,除本征吸收边(365nm)外,它在可见光波段还出现了一个新的吸收边650nm,对应的带隙为1.91eV,这种现象归因于沉积Pt后TiO2/Pt/TiO2薄膜中存在金属与基体的界面强相互作用(SMSI).在可见光光降解甲基蓝的实验中,扣除甲基蓝自身的分解,TiO2/Pt/TiO2多层纳米复合薄膜2h后的光降解率为18.1%.     

SrMoO4粉体的化学溶液沉积制备及其发光性能研究

采用化学溶液沉积技术,用廉价的无机盐作为初始原料、常见的有机试剂为溶剂,制备了晶相单一且结晶良好的钼酸锶粉体;借助XRD、SEM和荧光分光光度计,对钼酸锶粉体的晶相、形貌、粒径分布和室温光致发光性能进行了表征.结果表明,所制备的钼酸锶粉体具有单一的四方相;粉体晶粒发育饱满、晶界清晰,晶粒呈现不规则的球状,尺寸在纳米-微...