新型铈掺杂氧化铋复合催化材料制备及其光催化性能研究

基于静电纺丝技术将金属Ce掺杂到Bi₂O₃中,研究制备出了光催化活性增强的新型一维线性复合催化剂,并通过XRD、SEM、TEM、UV vis-DRS表征与分析,研究了不同掺杂比例对Bi₂O₃改性的影响,并将自制的光催化剂应用于液相中光降解甲基橙染料有机物,以甲基橙为目标降解物,研究结果表明,金属Ce成功地掺杂到Bi₂O₃中替换了部分Bi的晶格位,其中掺杂比例为0.25时获得了最佳的可见光催化活性,其吸收边红移最大,增禁带宽度为2.22 eV,可见光照射下90min对MO催化降解率达到98.81%,光降解过程符合一级动学过程,光催化剂可见光催化降解有机污染物性能优良。研究结果为新型铈掺杂氧化铋复合催化材料在光催化领域内处理难生物降解污染物提供理论依据和技术支持。     

光催化材料石墨相氮化碳的合成、改性及应用

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种对环境温和的半导体材料,在光催化领域具有良好的应用前景。但是,纯g-C₃N₄因比表面积小、光生载流子分离难等缺点影响了其光催化性能,限制了其大规模应用,因此对g-C₃N₄进行改性使其光催化性能得到提升具有重要意义。从合成方法和改性策略出发,综述了近年来g-C₃N₄光催化剂的研究进展,并总结了g-C₃N₄光催化剂在废水处理降解污染物、产H₂及产H₂O₂等领域的应用发展。结果表明,改性后的g-C₃N₄光催化剂性能得到了巨大的提升。最后,对g-C₃N₄的发展方向进行了展望。     

CNTs/Bi12O17Cl2光催化剂的制备及其光降解罗丹明B性能

水的污染越来越严重,利用太阳光光催化降解水中的污染物在未来的发展中具有非常重要的作用。通过简单的化学沉淀法,将CNTs复合到Bi₁₂O₁₇Cl₂表面上,得到一系列CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂复合材料,并用XRD、TEM、UV?vis DRS和PL表征方法对催化剂的结构特点、形貌特征和光学性质等方面进行了测量表证。结果表明,对比单一相Bi₁₂O₁₇Cl₂,CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂复合材料表现出优异的降解污染物的活性、良好的光催化稳定性能和循环性能。通过捕获实验,发现超氧自由基(·O{}_{\mathrm{2}}^{-})与空穴(h⁺)是主要的活性物种,并推测其降解反应的可能机理。这项研究为提高催化剂的光催化性能提供了一种廉价、简便的改性方法,对其他高效光催化剂的合成具有一定的指导作用。     

Bi7Ti4NbO21的合成、酸化及光催化性能

采用化学溶液分解法制备了Aurivillius结构钛酸铋铌化合物Bi₇Ti₄NbO₂₁,并对其进酸化处理。X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)表征表明, 500 ℃以上的温度进行热处理,可以制得结晶性良好的Bi₇Ti₄NbO₂₁。 对Bi₇Ti₄NbO₂₁进行浓硝酸酸化处理,可转化为结晶性良好的焦绿石结构钛酸铋化合物Bi₂Ti₂O₇。采用SEM观察了所合成的Bi₇Ti₄NbO₂₁和Bi₂Ti₂O₇的形貌和尺寸。在紫外光照射下对甲基橙的光催化降解实验表明,所合成的钛酸铋铌化合物Bi₇Ti₄NbO₂₁及其酸化产物钛酸铋Bi₂Ti₂O₇均具有良好的光催化活性。试验结果表明,光催化剂颗粒的结晶性及其尺寸对其光催化活性均具有很大影响。550 ℃热处理得到的Bi₇Ti₄NbO₂₁具有最高的催化活性,而将钛酸铋铌酸化处理得到的Bi₂T_i2O₇其光催化性能显著提高,优于标准光催化剂P25。     

TiO2光催化剂的改性与应用

二氧化钛是一种优异的半导体材料,具备良好的光电性能,是目前应用较多的光催化剂。介绍了TiO₂的光催化机理、以及其改性情况,可通过贵金属沉积、离子掺杂、半导体复合等方法来提高光催化效率。介绍了TiO₂在污染物处理、太阳能电池以及光催化制氢等领域的应用,具备广泛的前景。     

Bi2MoO6/ZnO复合材料的制备及光催化性能

采用两步水热法合成由纳米片组装而成的三维Bi₂MoO₆/ZnO微花，通过调控复合物中Bi₂MoO₆，制备一系列不同摩尔比的Bi₂MoO₆/ZnO微花.研究表明，Bi₂MoO₆/ZnO-10%复合材料在可见光照射20 min后，对罗丹明B(RhB)溶液的光催化降解率达到79.61%，相较于纯ZnO和Bi₂MoO₆，复合材料具有更好的光催化性能.通过紫外可见光谱(UV-Vis)和室温荧光光谱(PL)分析推测，由于复合材料的光吸收范围提高和异质结的形成抑制了光生载流子的复合，进而提升了Bi₂MoO₆/ZnO微花光催化性能.     

三氧化钨光催化材料的研究进展

随着经济的快速发展以及城市化进程的加快,污染物的排放量日益增加,尤其是水污染,严重威胁人们的身体健康。近年来,大量光催化剂已被开发并用于废水处理。三氧化钨(WO₃)是一种能可见光响应的光催化材料。结合国内外相关文献,综述了WO₃光催化剂的制备方法、形貌尺寸、光催化性能及改性的研究现状,并对WO₃基光催化材料的研究和发展趋势进行了展望。     

Bi4MoO9/g-C3N4复合材料的合成及光催化性能研究

通过煅烧法合成g-C₃N₄纳米片并在其表面负载Bi₄MoO₉纳米粒子(NPs),制备了Bi₄MoO₉/g-C₃N₄(BMC)异质结光催化剂. 采用TEM、SEM、DRS、PL等方法对BMC样品进行表征. 以磺胺二甲基嘧啶(SMT)为目标降解物,考察BMC的光催化性能. 结果表明,BMC-50(Bi₄MoO₉质量分数为50.0%)的光催化活性最高. BMC-50投加量为0.5 g·L^-1时,SMT溶液在光照180 min后降解率可达94.0%,是单一Bi₄MoO₉降解能力的17.7倍. 复合材料中Bi₄MoO₉与g-C₃N₄间异质结构的构建降低了电子-空穴对的复合,提高了光催化性能.     

PW12/Bi2WO6复合材料的制备及光催化性能的研究

采用两步法合成新型可见光驱动的PW₁₂/Bi₂WO₆复合材料，利用XRD、SEM、TEM、IR、EDX表征技术对复合材料进行物理和光学性质的分析，并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物对其催化剂活性进行测试。实验结果显示，与纯Bi₂WO₆相比，引入PW₁₂的催化剂光催化活性显著提升。当m(PW₁₂)/m(Bi₂WO₆)=2∶8、复合催化剂煅烧温度为400℃、MB浓度为10 mg/L、复合催化剂投加量为0.1 g时，PW₁₂/Bi₂WO₆的光催化活性最佳，光照1.5 h后对MB的去除率达90.87%,2 h后可达99.71%。     

In2O3/ZnIn2S4复合光催化剂的制备及其降解甲基橙性能

采用二次水热法构建了In₂O₃/ZnIn₂S₄异质结光催化剂,通过XRD、SEM、DRS、电化学等表征研究此异质结光催化剂的晶体结构、形貌、光学性质及光生载流子的分离效率。在模拟可见光下,以甲基橙作为目标污染物,通过考察光催化降解甲基橙的效率来评价其性能。研究表明,In₂O₃/ZnIn₂S₄复合光催化剂的光催化性能明显优于In₂O₃、ZnIn₂S₄,In₂O₃与ZnIn₂S₄摩尔比为0.3∶1的复合光催化剂在90 min内降解效率可以达到96.33%,3次循环后降解效果仍能达到78.26%,具有较好的稳定性。     

Bi2S3-MoS2/石墨烯复合材料的合成及电化学储锂性能

为了研发高性能的锂离子电池负极材料,采用水热法合成了Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯复合材料,利用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、热重分析（TGA）和X-射线光电子能谱（XPS）对复合材料进行表征,讨论复合材料的微观结构对电化学储锂性能的影响. 特别是,当Bi与Mo的物质的量之比为1∶4时,Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯的电化学储锂可逆比容量可以达到1 140 mA·h/g,并具有稳定的循环性能. 当充放电电流密度为1 000 mA/g时,其高倍率特性为886 mA·h/g. Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯复合材料优异的电化学储锂性能主要由于MoS₂具有更少的层数和较多的边缘以及Bi₂S₃纳米粒子具有更均匀的粒径,并能很好地分散在石墨烯表面,增强了复合材料容纳锂离子的能力,改善了储锂电极过程的动力学性能.     

TiO2光催化效率影响因素及应用

简述TiO₂光催化反应机制,从TiO₂的粒径、缺陷、晶体结构、晶体形貌和TiO₂的表面改性等方面综述了影响TiO₂光催化性能的因素;总结了TiO₂光催化剂在污水处理、杀菌以及空气净化等方面的应用,并指出今后可以从减小TiO₂的粒径、增加其缺陷、改变其形貌、采用混晶化合物以及对TiO₂进行表面改性等方面提高TiO₂光催化效率。     

钠离子电池正极材料V2O5研究进展

钠离子电池(SIBs)具有资源丰富、成本低廉及供应风险低等优势，被认为是极具潜力的下一代电化学储能器件。目前，五氧化二钒(V₂O₅)正极材料因具有高工作电压及高理论容量等优点，逐渐成为SIBs正极材料的研究热点。然而，V₂O₅正极材料的低离子扩散系数、低电导率及反复的离子嵌入/脱嵌所致的结构不稳定等缺点，限制了其在SIBs中的应用。分析了V₂O₅正极材料的晶体结构和储钠机制，并通过形貌控制、晶体结构修饰、化学预插入以及与其他材料复合等改性方法，综述了V₂O₅正极材料在SIBs中的研究进展，最后对V₂O₅正极材料的发展趋势进行了展望。     

Ag3PO4/Fe3O4/GO复合催化剂的制备及其可见光催化性能

以氧化石墨烯（GO）为基底,利用共沉淀及离子交换两步法制备Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 复合光催化剂．通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热重（TGA）、振动样品磁强计（VSM）及紫外-可见光谱（UV-Vis DRS, UV-4100,带积分球）对样品的特征基团、微观形貌及磁性质、光学性质等进行了鉴定和表征．光催化脱色实验结果表明：Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 化剂20 min内对10 mg/L罗丹明B模拟水样的脱色率可达97.6%,高于Ag₃PO₄（73.4%）;Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 系中引入过硫酸钠可以起到强化光催化性能的作用;另外,Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 剂表现出良好的活性稳定性、热稳定性及结构稳定性。     

TiO2同质体材料的拓扑转变合成及其性能的研究

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料,通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01）,采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段,详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明,HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构,再转变至金红石结构,且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验,600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高,说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外,染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明,600 ℃时样品的光电性能较高,其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。