WO3/g-C3N4复合光催化剂制备及其可见光催化性能

将自制层状石墨相氮化碳(g-C₃N₄)和WO₃纳米片均匀混合,经煅烧制备WO₃/g-C₃N₄复合半导体。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS和PL对其进行表征。结果表明,g-C₃N₄呈现类石墨烯状片层结构,WO₃为纳米片状结构,且分散在g-C₃N₄表面;与WO₃复合后,UV-Vis吸收边发生了红移,拓宽了g-C₃N₄对可见光的响应。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物,考察WO₃/g-C₃N₄的光催化降解性能。WO₃/g-C₃N₄质量比为1∶5时,表现出最佳的光催化活性,可见光照60 min后,RhB降解率可达到94.9%。光催化剂具有良好的稳定性,重复使用6次后,RhB的降解率依然达到88.9%。光催化机制研究表明,超氧自由基(·O₂?)是光催化降解RhB的主要活性物种。      

WO3-x/CFs三相催化剂的制备及其可见光催化转化甲烷制甲醇

将甲烷选择性转化为平台分子甲醇是有效利用天然气资源的理想途径之一，低碳排放的光催化技术可在室温常压下活化与转化甲烷，但水相光催化体系的甲烷转化性能仍较低。采用水热法首先合成富含氧缺陷的氧化钨(WO_3-x)，借助聚四氟乙烯浓缩液(PTFE)将WO_3-x负载至碳纤维(CFs)表面制备WO_3-x/CFs三相光催化剂，改变PTFE添加量可调控WO_3-x/CFs的表面浸润性，通过XRD、SEM、水接触角、电子顺磁共振波谱仪(EPR)和低温氮吸脱附等测试技术对催化剂的形貌、结构与表面特性进行系统表征。可见光催化实验结果表明：WO_3-x/CFs三相体系可显著提升甲烷至甲醇的转化性能，最优催化剂WO_3-x/CFs-0.3的甲烷转化量为2 522.20μmol·g^-1，分别为WO_3-x/氧化铟锡导电玻璃(Glas)与粉末WO_3-x两相体系的1.76倍和2.48倍；相应的甲醇产生量为1 918.83μmol·g...     

BiOCl/TiO2/蒙脱石复合材料光催化降解刚果红研究

采用水解法和煅烧法，以钠基蒙脱石为基质材料，钛酸四丁酯为钛源，Bi(NO₃)₃·5H₂O为铋源，制备了BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料(BCTM),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射仪(UV-Vis DRS)等手段对其晶体结构、形貌、化学成分和吸光特性进行了表征。研究了不同Bi/Ti摩尔比对刚果红的光催化降解，并通过自由基掩蔽实验探究了光催化降解机制。结果表明：在光催化反应过程中起主要作用的活性物质是羟基自由基和超氧自由基。在BCTM的禁带宽度为2.83eV,在Bi/Ti摩尔比为25%,刚果红初始浓度为30mg/L,BCTM投加量为50mg,吸附30min,光催化120min条件下，BCTM对刚果红溶液的降解率达到93.75%。     

Ti3C2-OH/Bi2WO6复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以硝酸铋(Bi（NO₃）₃·5H₂O)为铋源、钨酸钠（Na₂WO₆·2H₂O）为钨源以及碱性碳化钛（Ti₃C₂-OH）为助催化剂,在CTAB的辅助作用下用简易的水热法成功地制备了具有光催化性能复合Ti₃C₂-OH/Bi₂WO₆光催化剂,在可见光（300 W氙灯）的照射下,以降解罗丹明B（RhB）染液来评估催化剂的光催化性能,并最终分析其降解机理。结果表明,纯相Bi₂WO₆在可见光照射20 min后,对污染物降解效率达到了60.8%,而负载助催化剂Ti₃C₂-OH后,复合物的光催化性能明显提高。具体的,当Ti₃C₂-OH负载量为20 mg时,复合催化剂20 mg-Ti₃C     

碳量子点/Bi2WO6复合材料高效光催化降解RhB和杀灭大肠杆菌及其催化活性增强机理研究

本工作通过碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)掺杂制备得到了稳定性好、催化活性高的碳量子点/钨酸铋(CQDs/Bi₂WO₆)复合材料,采用红外光谱、X射线衍射、光电子能谱、扫描电镜、透射电镜和固体紫外-可见漫反射光谱等手段对材料的结构进行了表征,通过光催化降解罗丹明B(RhB)评价催化剂的活性,并考察其在可见光照射下杀灭大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli)的性能及对应的光催化活性增强机理。结果表明,CQDs掺杂能够有效提高材料的催化活性,CQDs/Bi₂WO₆复合材料在光照40 min后对RhB的降解率高达99.98%,且其在光照6 h后能够有效杀灭约44.82%的大肠杆菌。机理研究表明,空穴(h⁺)是催化过程的主要活性物种,电子(e^-)是次要活性物种。光催化过程中还产生了大量的超氧自由基(·O₂^-)和羟基自由基(·OH),它们共同参与氧化-还原反应,起到降解有机染...     

Bi2O3-Bi2WO6 直接Z-scheme异质结的制备、表征及光催化还原U(VI)的性能

根据能带理论,以Bi(NO₃)₃·5H₂O为铋源,采用水热煅烧法制备了Bi₂O₃-Bi₂WO₆复合光催化材料,SEM、XRD、XPS、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)、电化学阻抗(EIS)等表征手段对材料进行表征与分析,以U(VI)为目标污染物,在可见光下进行光催化还原U(VI)的性能研究。结果表明:与纯Bi₂WO₆相比,Bi₂O₃-Bi₂WO₆复合材料具有较高的光催化活性,当Bi₂O₃与Bi₂WO₆的摩尔比为2.4∶1时,Bi₂O₃-Bi₂WO₆的光催化活性最好,光催化活性增强归因于Bi₂O₃的加入,在Bi₂O₃与Bi₂WO₆界面形成的直接Z-scheme异质结,提高了光生电子-空穴的传输速率,降低了其复合率;另一方面,Bi₂O₃的加入使Bi₂WO₆带隙变小,扩大对可见光的响应范围,从而提高了Bi₂O₃-Bi₂WO₆光催化剂的活性。本研究为设计和合成具有高可见光活性的光催化剂和了解增强U(VI)光催化还原机理提供了新的思路。      

银掺杂三氧化钨复合上转换材料的制备与表征

WO₃本身在紫外光下具有很强的光催化性能,在可见光下能力较弱。为了改善其光催化性能,通过热解法和水热法分别制备出WO₃颗粒和WO₃纳米管基体,采用水热还原法制备出不同质量比的WO₃与Ag复合的光催化剂。以罗丹明B为目标降解物,对其光催化性能进行了测试。结果表明:热解法制备的WO₃与Ag的复合并未改善其光催化性能,水热法制备的WO₃纳米管在与银复合后一定程度上提高了WO₃的光催化效果。为了进一步提高其催化效率,把Ag/WO₃与上转换材料NaYF₄∶Yb,Er进行了复合,并对其进行了光催化实验。实验证明Ag/WO₃与上转换材料NaYF₄∶Yb,Er质量比为0.25时,在暗反应过程中罗丹明B浓度有明显的下降。通过实验表明与上转换材料NaYF₄∶Yb,Er的复合使其具有了良好的吸附性能,在对处理环境污染起到了一定作用。     

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...     

单晶WO3/红磷S型异质结的构建及光催化活性研究(英文)

S型异质结被广泛应用于光解水产氢和解决环境污染问题。本研究通过简单的水热法制备了单晶WO₃/水热处理后的红磷(HRP)复合材料。XPS和EPR等表征结果证实单晶WO₃/HRP复合材料形成了S型异质结。5%WO₃/HRP异质结复合物在可见光下展现出最佳的光催化活性,在4min内对罗丹明B(RhB)的降解率高达97.6%。此外,制氢速率可以达到870.69μmol·h^-1·g^-1,是纯HRP的3.62倍。这可归功于单晶WO₃和HRP之间形成紧密的S型异质结,使其光生载流子快速分离并提高氧化还原能力。本研究制备的RP基光催化剂为解决日益增长的清洁新能源和饮用水需求提供了参考。     

WO3-Ag/石墨相C3N4 Z型复合光催化剂的合成及其光催化性能

采用水热法合成WO₃纳米棒，并通过简单的溶剂蒸发法及光沉积法实现WO₃-Ag/石墨相C₃N₄(g-C₃N₄)复合光催化剂的合成。采用XRD、SEM、TEM等对材料进行全面表征。结果表明，由于成功构建了Z型异质结，WO₃-Ag/g-C₃N₄复合光催化剂能够拓展可见光响应，有效抑制光生电子与空穴复合。最佳工艺条件下所得WO₃-Ag/g-C₃N₄复合光催化剂在100 min时光催化降解罗丹明B (RhB)的效率可达96.8%，且WO₃-Ag/g-C₃N₄复合光催化剂具有优异的稳定性。光催化机制表明，光催化实验中真正的活性物质为羟基自由基与超氧自由基。      

LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2@WO3复合正极材料的制备与性能

为改善LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（NCM）锂离子电池三元正极材料的电化学性能,采用液相蒸发法将WO₃包覆于NCM表面,得到NCM@WO₃复合正极材料。通过XRD、SEM和TEM对NCM@WO₃复合材料的结构和形貌进行表征,利用充放电测试、循环伏安及交流阻抗测试对其电化学性能进行表征。结果表明,当WO₃包覆量为3wt%时,NCM@WO₃复合材料性能最佳,在0.5 C下的首次放电比容量为179.9 mA·hg-1,不可逆容量损失降低至42.4 mA·hg-1,循环50圈后容量保持率为98.3%。WO₃的包覆提高了锂离子扩散速率,减少了电极材料与电解液的副反应,NCM@WO₃复合材料的电化学性能得到提升。      

WO3/TiO2复合薄膜的制备及其电致变色性能

使用水热法在掺氟SnO₂涂覆的导电玻璃（FTO）基板上生长TiO₂纳米线,随后在TiO₂纳米线上采用水热法生长WO₃纳米线,制备出WO₃/TiO₂复合薄膜。通过循环伏安法（CV）、计时电流法（CA）、计时电量法（CC）等电化学测试技术研究了WO₃/TiO₂复合薄膜的电致变色性能;采用紫外分光光度计对薄膜的着色﹑漂白状态的响应时间进行测试。通过以上测试,计算得到了薄膜的循环稳定性﹑光调制﹑着色效率和切换时间（Y和X）等参数。结果显示WO₃/TiO₂复合薄膜的电致变色性明显提高,其中WO₃/TiO₂复合薄膜可逆性增加了6%,着色效率提高了40.96 cm2/C。      

ZIF-67修饰WO3纳米片的制备及其气敏性能

金属氧化物半导体气敏传感器在有毒有害气体检测领域逐渐表现出巨大的应用前景,但是金属氧化物半导体传感器通常在检测时受环境湿度影响较大,这极大地限制了其应用。本文采用水热法成功在陶瓷管表面原位生长WO₃纳米片,并以此为基底,在其表面生长ZIF-67多孔材料,通过调控W和Co的比例制备了不同比例的ZIF-67/WO₃复合材料,利用XRD、SEM、FTIR和比表面积测试仪(BET)等方法对所制备的材料进行物相和形貌表征。针对其不同比例的复合材料的气敏性能进行了研究。结果表明:W∶Co摩尔比为 1∶1的ZIF-67/WO₃(1∶1)复合材料性能最好,在220℃对三乙胺表现出优异的选择性,对体积分数为100×10?6的三乙胺的响应值可达140.34,响应和恢复时间分别为9 s和7 s。研究了空气相对湿度(RH)对ZIF-67/WO₃(1∶1)传感器的影响,结果表明,在高达75%RH环境下该材料仍能保持较好的响应值,相对于纯WO₃气敏材料具有较好的抗湿性能。      

介孔TiO2/WO3空心球的制备及其可见光光催化性能

以硫酸氧钛和偏钨酸铵为前驱体, 以柠檬酸作为络合剂, 采用喷雾干燥-高温煅烧两步法制备了介孔TiO₂/WO₃空心球复合材料。利用SEM、TEM、BET、XRD、UV-Vis DRS等手段对样品的形貌、微结构、比表面积、晶相组成和光学性能进行了表征和分析, 以亚甲基蓝为模拟降解物考察其光催化性能。结果表明: 复合材料为介孔空心球状结构, 球体分散好, 直径主要分布在1 μm左右; 球壁由纳米颗粒和空隙构成, 随着煅烧温度的升高, 颗粒粒径不断增大, 空隙孔径不断增大。性能研究结果表明, TiO₂与WO₃复合后, 样品对光的吸收范围扩展到了可见光区域, 这有利于提高太阳光的利用率; 当前驱体中WO₃含量为3mol%, 样品的煅烧温度为500℃时, 复合材料具有最好的光催化性能: 对亚甲基蓝降解率可达99.1%, 而P25的降解率仅为29.5%。     

PEG改性氧化钨薄膜的电致变色特性

为改善WO₃薄膜的电致变色性能, 采用溶胶-凝胶法制备了聚乙二醇(PEG)改性的WO₃电致变色薄膜, 并对其着色态与漂白态的光学特性以及循环伏安特性进行了研究。研究表明: PEG改性的WO₃薄膜具有良好的电致变色性能, 循环5000次伏安曲线无明显衰减, 对可见光的最大透过率调制幅度可达71%。PEG的加入改变了WO₃薄膜的微结构, 形成了平均直径为9 nm的介孔, 提高了离子在其中的扩散速率, 因此改善了WO₃薄膜的电致变色性能。由于循环稳定性对于电致变色材料的实际应用至关重要, 因此这种低成本的湿化学法有望用于制备高性能的WO₃基电致变色器件。     

Ag-BiOBr/WO3复合材料的制备及强化磺胺异噁唑去除性能

抗生素类药物因其抗菌效果好在人畜医疗等领域得到广泛应用,但其在环境中难以自然分解,光催化氧化技术在降解持久型有机物方面有着光明的应用前景。然而,常规的光催化材料光谱吸收范围不够宽、光生载流子复合率过高,严重制约了催化材料的应用推广。因此,亟待研发更有效安全的去除技术。本文利用光沉积法将Ag单质负载于BiOBr/WO₃ p-n型异质结材料表面,构建出新型Ag-BiOBr/WO₃材料,并将其用于光催化降解磺胺异噁唑。采用XRD、TEM、XPS、UV-vis DRS等技术对其进行表征表明,Ag的沉积拓展了材料的光响应范围,显著加快光生载流子的分离速度,从而提高了光催化性能。单质Ag含量为15wt%的材料为降解磺胺异噁唑效率最高的复合材料。当溶液中催化剂浓度为0.3 g/L,磺胺异噁唑浓度为5 mg/L,pH为7时,在60 min时光催化降解磺胺异噁唑的效率最高,可达98.1%,降解速率常数分别为BiOBr、WO₃和BiOBr/WO₃的28.79倍、36.37倍和7.59倍。经过5次循环实验后,15wt%A...