钼酸铋半导体光催化剂的研究新进展

钼酸铋拥有典型的Aurivillius型结构,主要由(Bi_2O_2)~(2+)层及MoO_6钙钛片层状结构组成,显示出良好的光催化性能,广泛用于有机污染物的降解,成为近年来最受关注的一类可见光催化材料。综述钼酸铋半导体光催化剂的制备方法,以及通过构建异质结、掺杂、固溶体、金属沉积、量子点等改性措施提高其光催化活性,归纳和总结钼酸铋光催化剂在催化氧化反应、降解有机废水、电化学储能和CO_2的还原、气体传感器等方面的应用,并对钼酸铋光催化剂发展进行展望。     

铋基光催化材料的应用研究进展

铋基光催化材料具有独特的层状结构、合适的带隙,可调的价导带位置,在环境与能源领域具有广阔的应用前景,是近年来被广泛研究的一类环境友好型新型光催化剂。本文介绍了铋基光催化材料的种类,以及形貌调控构建异质结等结构调控方法,并总结了铋基光催化材料在污水处理及产氢等环境净化和能源转化领域的研究进展,最后对铋基光催化材料的未来进行了展望。     

含铋光催化材料的研究进展

含铋光催化材料因其能吸收可见光、催化活性高而具有广阔的应用前景。本文主要回顾了含铋光催化材料近年来的研究概况,详细介绍了铋氧化物、卤氧化铋及钛酸铋、钨酸铋、钒酸铋、钼酸铋、铁酸铋等光催化剂的结构、制备和光催化性能,重点对光催化性能的改进方法进行了综述,包括制备方法的改良、催化剂的掺杂改性及复合催化剂的制备等;最后针对进一步提高光催化剂整体性能、实现工业化应用两点,提出了未来可以利用多元元素掺杂、多元半导体复合进行改性和负载于某些载体制备整体催化剂进行改良的观点。     

钨酸铋基光催化剂的制备及其降解水中有机污染物的研究进展

综述了近年来半导体光催化氧化技术处理废水中难降解有机污染物技术领域的发展现状、制备高效光催化剂的研究进展以及通过金属氧化物半导体复合形成异质结以显著提升光催化剂性能的研究趋势,从理论基础和应用实践方面对钨酸铋基光催化剂进行了总结和展望。Bi₂WO₆作为常用的光催化材料,因其具有窄禁带、易制备、对可见光响应、且无毒性等特点而成为光催化处理水中污染物研究的热点。在今后的研究工作中,应鼓励在探索成本更低的制备材料、可大规模生产的制备方法以及提高光催化半导体材料的可回收性等方面加深研究。     

蒙脱石负载BiOI/BiOBr的合成及光催化降解罗丹明B

以硝酸铋、碘化钾和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,钙基蒙脱石为载体采用水热法合成了具有可见光响应的蒙脱石负载型BiOI/BiOBr异质结光催化剂。采用SEM、XRD、FT-IR、UV-Vis DRS等表征方法对其组成、晶型、形貌和光学吸收性能进行了研究。以有机染料罗丹明B(RhB)为目标降解物,考察了合成的负载型异质结催化剂的光催化活性,并初步探讨了其光催化性能提高的机理。     

BiOCl/TiO2复合材料的制备与光催化性能

基于半导体异质结原理,设计并制备了新型氯氧铋/二氧化钛复合光催化材料,以甲基橙为目标污染物,研究了氯氧铋制备条件和复合比例对复合材料的光催化特性的影响,随后利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、EPR等方法对催化材料进行表征,从表面形貌、自由基等角度,分析其光催化原理。结果表明,新型复合光催化材料相对氯氧铋、二氧化钛的单体,具有更强的紫外催化能力,对传统有色染料均具有良好的去除效果。这是由于氯氧铋和二氧化钛可以形成半导体异质结,光生电子传递降低了载流子负荷率,羟基自由基生成量增加,因此光催化性能大幅提升。     

异质结型KBiO_3/BiOCl光催化剂制备及其可见光光催化性能

铋酸钾具有良好的光催化性能,但稳定性差,通过原位转化法在铋酸钾表面生成氯氧化铋构成KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂并将其用于降解结晶紫。实验结果表明,BiOCl能有效改善铋酸钾稳定性并提高其光催化性能,构成的KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂可在可见光照下90 min内实现结晶紫完全降解,活性优于KBiO_3或BiOCl。KBiO_3/BiOCl异质结光催化剂可见光性能提高归因于异质结结构对吸收光区的拓宽和对电子-空穴复合率的抑制,以及原位生长的BiOCl比表面积的增大。     

ZnS/ZnO异质结光催化剂的应用研究进展

硫化锌（ZnS）和氧化锌（ZnO）具有无毒、环境友好和制备简单等优点,并且常温下拥有优异的物理化学特性和催化活性,所以一直都是光催化领域研究的热点材料。然而,单一ZnS和ZnO光催化剂表现出低的太阳能利用率、量子效率和光稳定性,极大地限制了它们的实际应用。将ZnS与ZnO复合形成异质结不仅可以拓宽光吸收波长范围,而且能促进载流子的转移和空间分离,增强光催化活性和稳定性。归纳了半导体异质结（Ⅱ型异质结、Z型异质结和S型异质结）中载流子的转移路径及光催化机理,综述了ZnS/ZnO异质结在能源和环境催化领域中的应用研究进展及其光催化性能的影响因素和提升策略,最后对其目前存在的问题和未来的发展方向进行了总结与展望。     

S型光催化剂的电子转移机理研究进展

光催化技术是减轻能源危机和环境污染的有效技术之一。由于光生电子–空穴对的快速复合,单组分光催化剂的光催化效率不高。新型S型异质结光催化剂可以实现光生载流子的有效分离,同时具备强氧化还原能力,因此受到了广泛的关注和研究。对S型异质结光催化剂电子转移机理的深入理解有利于设计出更高效的光催化剂。通过选择合适的表征技术可以有效揭示S型异质结光催化剂的电子转移机理。因此,本文综述了直接和间接表征S型异质结光催化剂电子转移机理的技术。对于每种表征技术,首先对基本原理进行简述,然后通过代表性示例加以证明。研究S型异质结光催化剂电子转移机理可以加深对S型异质结光催化剂的理解,为进一步优化光催化系统提供极大帮助。     

铋基复合氧化物光催化剂的制备改性及其在环保领域的应用

以近几年的铋基光催化剂研究为基础,总结出几种铋基复合氧化物(BiVO₄、Bi₂WO₆、Bi₂MoO₆、CuBi₂O₄和BiFeO₃)的主要制备方式,如沉淀法、固相烧结法、水热法、溶胶-凝胶法等,并介绍了贵金属沉积、形貌调控、离子掺杂和构筑异质结等常见的改性方式。改性后的铋基复合氧化物光催化剂由于可见光范围扩大、电子迁移率升高,从而表现出更优异的光催化活性,进而能在治理有害废气、新型污染物、染料废水和光催化抗菌等环保领域发挥更有效的作用。为研究铋基复合氧化物光催化剂在环保领域的开发利用提供参考。     

铋系异质结光催化剂的研究进展

探讨了几种不同类型的铋系异质结,分别是贵金属/含铋复合物、半导体/含铋复合物、2种含铋光催化剂之间的异质结、碳基材料/含铋复合物和元素掺杂含铋化合物,简要概括了各类异质结的特点和研究进展,最后对具有异质结类铋系光催化剂的应用前景做出了展望。     

碳酸氧铋光催化剂的研究进展

光催化技术是一种将太阳能转化为化学能的绿色技术,在污染治理和能源生产方面有广阔的应用前景。近几年,碳酸氧铋光催化剂因其优异的光催化性能受到广泛关注,但因其只对紫外光具有响应和回收利用困难等问题限制了在实际生产中的应用。对碳酸氧铋进行形貌控制和改性能有效改善其光催化性能,介绍零维、一维、二维和三维结构的碳酸氧铋光催化剂的研究现状,指出三维结构的碳酸氧铋展现更佳的光催化性能。综述了采用掺杂、金属沉积和构建异质结方式对碳酸氧铋进行改性所取得的进展,提出碳酸氧铋光催化剂在降解机理、降解对象和降解环境等方面需不断努力深入研究。     

Co-BiVO_4异质结光催化剂的制备及其性能

采用一步水热法合成具有高效光催化活性的Co-BiVO_4纳米复合材料。该材料通过Co氧化物包覆在钒酸铋表面构成p-n型异质结结构。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)等对所制备的纳米光催化剂进行形貌、结构、组成及光电性能表征分析。发现Co是以氧化物的形式负载在BiVO_4的表面,并且复合材料的可见光吸收带发生了红移。利用亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,以可见光作为光源考察不同材料的光催化性能。结果表明,Co-BiVO_4复合光催化剂的催化活性明显高于纯BiVO_4。当Bi和Co的复合比为2∶1时,Co-BiVO_4的光催化活性最高,与纯BiVO_4相比光催化反应速率提高了4倍。本研究完善了铋系异质结和过渡金属提高光催化活性的相关机理。     

光催化改性铋系化合物的研究进展

铋系光催化剂作为重要的可见光光催化剂,因本体铋的光催化性能并不优越,故对其表面进行改性。形貌调控和表面改性能有效增强铋系光催化剂性能,总结了铋系光催化剂形貌调控和表面改性方面的研究进展,介绍超薄结构协同异质结的形成、分级结构和空心结构构筑、官能团和纳米颗粒修饰表面、调控表面缺陷及进行原位转化形成金属铋和含铋化合物等改进铋系光催化剂性能的方法,分析了光催化改性铋系化合物的未来前景和所面临挑战。     

原位光催化水泥基材料的制备及性能

光催化剂在水泥基材料中的分散性问题一直是制约光催化水泥基材料性能的主要因素之一。本文通过在水泥基材料成型过程中加入铋系光催化前驱体溶液实现原位光催化水泥基材料的合成,提高光催化剂在水泥基体中的分散性,赋予水泥基材料光催化性能的同时改善水泥基体抗压强度。通过扫描电镜和EDS能谱对光催化水泥基材料微观结构和成分进行表征。结果表明,光催化水泥基材料对罗丹明B的降解效率最高可达91.64%,对氮氧化物的降解效率最高可达到15.03%,早期机械强度提升约10%。光催化剂在水泥基体中分散更加均匀,同时水泥基体致密度提高。本文揭示了原位光催化水泥基材料的光催化性能与机械性能的提升机制,为其他功能性水泥基材料的制备提供了理论基础。     

银基半导体光催化剂研究进展

银基半导体光催化剂作为近年来新的研究热点,在可见光下通常表现出较好的光催化活性,但光催化性能不稳定,反应过程中极易发生光腐蚀,导致光催化活性下降。此外,银基半导体通常比表面积小,无孔结构。本文综述了近年来银基半导体光催化剂的研究进展,介绍了如简单银化合物、异质结型复合体、银基固溶体及负载型银基半导体光催化剂的制备和应用。认为形成异质结、增大比表面积、丰富孔结构或通过形貌和晶面控制是解决上述银基半导体不足的有效方法,并结合银基半导体光催化剂的优点必将在光催化降解废水和制氢等领域有良好的发展。     

p-n异质结光催化剂的制备及性能的研究进展

p-n异质结光催化剂材料因其具有特殊的能带结构和载流子输送特性,在光催化领域得到重视.本文重点介绍各种类型的P-n异质结光催化剂的研究现状,并对未来的研究方向进行了展望.     

钨酸铋基光催化剂改性研究进展

近年来,能源、环境领域的需求和问题带动了光催化研究的广泛开展。钨酸铋(Bi₂WO₆)具有无毒性、低带隙能和易于制备等特点,是一种出色的光催化剂。本文从形态控制、掺杂和形成异质结几个方面综述了Bi₂WO₆基光催化剂的改性研究,并对未来的发展做了展望,以期为控制环境污染及推动可持续发展提供参考依据。     

铋基可见光光催化剂的研究浅析

光催化被认为是解决由工业发展引起的当前能源和环境危机的有效方法。然而,由于其宽带隙,常规氧化物光催化剂的实际应用受到可见光吸收差的限制,因此,具有窄带隙的光催化剂的研究成为热门话题。在光催化剂领域中,铋基光催化剂因其高可见光光催化活性而备受关注。这篇综述总结了铋基光催化剂的类型、复合结构、形态控制和性能方面的最新进展,并在最后对在此研究领域中的铋基可见光光催化剂的未来发展进行了讨论。     

铋系半导体光催化材料的改性

铋系半导体光催化剂是近年来较热门的一类光催化剂,大多具有各向异性的层状结构与合适的禁带宽度,其可见光响应性能好,在环境及能源领域有着广阔前景。然而其依然存在对可见光的吸收有限、光生电子-空穴易复合的问题。介绍了近年来对铋系半导体光催化材料(铋的氧化物、含氧酸盐、卤氧化物等)改性的手段,包括形貌结构调控、表面修饰、构建异质结和组成调控,阐述了改性的效果以及机理,并对其今后发展的前景进行了展望。