Ag3PO4/g-C3N4异质结催化剂可见光降解黄连素

采用原位生长法制备Ag₃PO₄/g-C₃N₄异质结催化剂,在可见光照射下,催化氧化降解废水中的药物大分子黄连素。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）分析催化剂的组成和结构,并测试了Ag₃PO₄/g-C₃N₄降解黄连素的光催化活性。结果表明：利用可见光照射,g-C₃N₄掺杂量为0.7 g时,Ag₃PO₄/g-C₃N₄对黄连素的光催化降解活性最好,可见光反应15 min降解率达到100%,重复4次实验后降解率降至73.2%,其具有较好的光稳定性。自由基捕获实验证明h⁺和·O₂^-在降解黄连素废水中起主要作用,结合UV-vis DRS分析可知,Ag₃PO₄/g-C₃N₄遵循Z型异质结机理。     

升温速率对尿素热解制g-C3N4光催化剂构效影响研究

尿素热解可制备高附加值下游产品石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,热解条件显著影响其光催化性能。以工业级尿素为前驱体,考察了升温速率对产物g-C₃N₄结构和光催化性能的影响,并用于光催化氧化降解有机染料和光催化还原生产双氧水。结果表明,快速升温（15 ℃/min）所得g-C₃N₄（GCN-15）结晶度高、无定型结构少、带隙窄、光利用率高、共轭结构完整,利于光生电子传递,因此具有更好的光催化性能。其对罗丹明B（RhB）和亚甲基蓝（MB）光氧化降解速率分别是慢速升温（2 ℃/min）所得g-C₃N₄（GCN-2）的4倍和2倍,8 h光还原双氧水产量提高18.37%。     

超分子前体制备g-C3N4/g-C3N4同质结及光催化性能研究

通过混合煅烧二氰二胺水热法和三聚氰胺-三聚氰酸共沉淀法制备的超分子前驱体,制备了兼具多孔纳米片和中空纳米管形貌的g-C₃N₄/g-C₃N₄同质结（CN-HP）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光致发光光谱（PL）等对光催化剂进行了表征。结果表明,CN-HP-1/1在75 min内对亚甲基蓝（MB）的降解率可达99.8%,伪一级动力学常数为4.02 h^-1,是块体g-C₃N₄的5倍,同时单位比表面积的反应常数提升至单体的1.8倍。PL测试表明,合适比例的三聚氰胺-三聚氰酸（MCA-H、MCA-P）超分子制备的同质结,其光生电子-空穴复合率较单体g-C₃N₄进一步降低。自由基捕获实验表明,光生空穴是光催化降解过程中的主要活性物种,并结合X射线光电子能谱价带谱测试提出了Z型电子传输机制。     

g-C3N4/Bi/Bi2WO6光催化材料的协同改性研究

以五水合硝酸铋[Bi（NO₃）₃·5H₂O]为铋源、二水合钨酸钠（Na₂WO₄·2H₂O）为钨源通过水热法制备出多孔钨酸铋（Bi₂WO₆）,并以纳米板条堆叠形成椭球结构的类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）为基底通过溶剂热法在原位还原金属铋（Bi）的同时制备出具有Z型异质结构的g-C₃N₄/Bi/Bi₂WO₆（CN/B/BWO）复合光催化材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、氮气吸附-脱附等温线（BET）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和光致发光（PL）光谱等检测手段对制备的样品进行了表征。结果表明,金属铋可以作为类石墨相氮化碳和钨酸铋之间的电荷转移媒介,其产生的表面等离子体共振（SPR）效应可协同增强光生电子-空穴对的分离效率和载流子的迁移率,从而提升样品的光催化活性。采用350 W氙灯照射30 min,样品CN/B/BWO-0.7对盐酸四环素（TC-H）的降解率达到99.94%,并对其降解机理进行了探讨。     

金负载多孔g-C3N4纳米片制备及可见光催化产氢性能

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为一种不含金属的光催化剂,因成本低、简单易得和良好的光响应特性受到关注。然而,电子-空穴对的高复合率阻碍了其广泛的应用。以三聚氰胺为原料、尿素为致孔剂,通过水热结合煅烧方法制备出多孔g-C₃N₄纳米片（PCNS）,然后采用化学还原法将金（Au）负载在PCNS表面,并对反应体系中的金含量进行调控。通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、拉曼（Raman）光谱、透射电镜（TEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和电化学测试等对复合材料进行了表征。与PCNS相比,Au/PCNS复合材料不仅具有更强的光吸收性能,而且电子和空穴的复合率也明显降低。同时对复合材料的可见光分解水产氢性能进行了研究,结果发现0.5%Au/PCNS呈现出最优的光催化产氢速率[84.09 μmol/（g·h）],是0.5%Au/g-C₃N₄[1.88 μmol/（g·h）]的44.7倍。     

Ag3PO4/GO/Bi2MoO6复合材料的制备及用于尾矿废水中黄药的高效降解

用两步水热法合成了Ag₃PO₄/GO/Bi₂MoO₆三元复合材料。通过控制GO与Ag₃PO₄前驱体的添加量,制备出一系列不同负载比的Ag₃PO₄/GO/Bi₂MoO₆复合材料,以乙基黄药为目标降解物评价其光催化性能。同时采用FT-IR、SEM和UV-vis等手段表征复合材料的微观形貌及光学性能。结果表明：与Bi₂MoO₆和GO/Bi₂MoO₆相比,Ag₃PO₄/GO/Bi₂MoO₆复合材料的光催化活性显著提高,当GO添加量为5 mg、Ag₃PO₄前驱体添加量为8 mmol时,其光催化速率约为GO/Bi₂MoO₆...     

可见光激发Bi2MoO6活化PMS降解盐酸四环素

为了利用半导体光催化和硫酸根自由基高级氧化技术协同作用处理抗生素废水,采用溶剂热法制备三维结构的钼酸铋(Bi₂MoO₆)微球,并在可见光照射下激发Bi₂MoO₆进而活化过一硫酸氢盐(PMS)处理含盐酸四环素(TC)废水。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对样品形貌特征、晶格结构、光学性能进行表征。结果表明,Bi₂MoO₆纳米片组成的三维微球具有良好的吸附和可见光催化降解TC能力,活化PMS协同作用可以进一步提高系统降解TC的效率。通过静态实验,考察催化剂使用量、PMS初始浓度、环境共存阴离子(Cl^-、CO^2-₃、NO^-₃)和腐殖酸(HA)对可见光激发Bi₂MoO₆活化PMS降解TC性能的影响。自由基捕获实验表明,·OH、SO^-₄·、O^-₂·和h⁺等活性基团在可见光激发Bi₂MoO₆活化PMS催化降解TC过程中都做出了贡献。     

碳量子点修饰Bi2MoO6复合电极的制备及光电催化性能研究

为改善Bi₂MoO₆电极的光吸收与表面光生载流子的迁移能力，提升其在可见光下对水体中有机物的催化降解性能，通过溶剂热、煅烧与吸附过程对Bi₂MoO₆电极进行了表面碳量子点修饰，并将其应用于光电催化系统中，通过多种物理表征与实验测试探究了CQDs修饰与光电催化偏压对改善Bi₂MoO₆催化性能的影响。结果显示，CQDs均匀分散在Bi₂MoO₆表面，2者复合作用良好，CQDs/Bi₂MoO₆复合电极具有更强的可见光利用能力与表面载流子迁移能力，其中实验制得的15-CQDs/Bi₂MoO₆电极具有最高的催化降解活性，在可见光下2 h内对亚甲基蓝的降解率最高可达82.7%，相比于Bi₂MoO₆单体电极16.0%的降解率有了明显的提升，且具有较好的循环稳定性。     

同轴电纺法TiO2/g-C3N4的制备及光催化性能研究

传统的静电纺丝法使用单一的毛细管状喷头喷丝,通常用于制备实心且表面光滑单一组分的纳米纤维,无法得到具有多种功能性结构的复合材料,应用范围较窄。以酞酸丁酯和尿素为原料,采用同轴静电纺丝法成功制备了TiO₂/g-C₃N₄复合材料,并用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和Brunauer-Emmett-Teller （BET）分析对样品进行了表征,通过光催化降解亚甲基蓝溶液（MB）研究了不同g-C₃N₄添加量对TiO₂/g-C₃N₄复合材料光催化性能的影响。实验结果表明,采用同轴静电纺丝法结合500℃煅烧工艺成功制备了大比表面积及高光催化性能的TiO₂/g-C₃N₄复合材料。当g-C₃N₄添加量为0.15 g时,TiO₂/g-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝溶液（MB）的光催化降解效率可达93.8%,且经过5次重复实验后降解率仍可达80%以上。     

碳量子点修饰g-C3N4/SnO2复合材料光催化性能

以四氯化锡五水合物、乙二醇和氨水为原料,在微波辅助水热条件下快速合成氧化锡纳米颗粒,以尿素 为前体在马弗炉中退火得到g-C₃N₄,使用柠檬酸和乙二胺为原料水热合成碳量子点。室温下,将碳量子点/ g-C₃N₄/SnO₂在通风橱中进行搅拌得到碳量子点负载的氮化碳/氧化锡复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）、 X射线衍射（XRD）、氮气吸附-解吸等温线（BET）、紫外-可见分光光度计（UV-vis）、电子自旋（顺磁）共振波谱仪（ESR）对复合材料的形貌、结构特征、吸光度和光催化过程中的活性物质等进行表征和分析,并通过在紫外光下降解罗丹明B（RhB）测试样品的光催化性能。试验结果表明,紫外-可见分光光谱吸收边缘的红移说明碳量子点负载后能提高复合材料在可见光区域的响应,光催化试验表明碳量子点负载能提高g-C₃N₄/SnO₂复合材料的光催化性能,当碳量子点负载量为7%时复合材料的降解效率最高,在3h内对RhB的降解效率为97%。此外,微波辅助水热法能在短时间内大量合成氧化锡纳米颗粒,且氧化锡纳米颗粒具有较小的晶粒尺寸（8.5nm）,可以高效制备并应用于环保领域。     

Bi2MoO6@CQDs/TiO2纳米管阵列的制备与光电催化性能

为提高TiO₂的可见光光电催化活性,本文用Bi₂MoO₆和碳量子点(CQDs)对TiO₂纳米管阵列(TNA)进行了改性。以CQDs、Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂MoO₄为原料,通过简单的溶剂热法,在TNA中沉积了CQDs和Bi₂MoO₆,成功制备了新型Bi₂MoO₆@CQDs/TNA。扫描电镜(SEM)和元素mapping分析结果表明,CQDs和Bi₂MoO₆成功涂覆在TNA管壁上。通过在可见光下降解甲基橙(MO)溶液,评价了所制备的光催化剂的光电催化性能。结果显示,经3 h的光电催化降解,Bi₂MoO₆@CQDs/TNA对MO的去除率比Bi₂MoO₆/TNA高32%。CQDs优异的上转换光致发光(UCPL)性能促进了TiO₂在可见光下被激发产生光生载流子,同时Bi₂MoO₆与TiO₂的耦合抑制了光生载流子的复合,从而提高了Bi₂MoO₆@CQDs/TNA的光电催化活性。     

光催化材料Bi4O7/BiOBr的制备及其光催化性能研究

以自制的铋酸钾（KBiO₃）为前驱物,采用低温水热法制备七氧化四铋（Bi₄O₇）,再利用氢溴酸原位离子刻蚀法首次成功制备了Bi₄O₇/BiOBr复合物。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分别观测了样品的物相和形貌特征,复合相具有比二者单相更佳的可见光降解罗丹明B（RhB）的性能,最高可达到30 min内降解86.9%;紫外可见漫反射光谱（DRS）和光致发光光谱（PL）分别证明了其性能的提升是由于复合相拥有更广的光学响应范围和更低的光生载流子复合效率。超氧自由基和空穴是该体系光催化降解过程中的活性物质,并由此提出了一种可能的光催化降解机制,且复合相比单相Bi₄O₇具有更好的光催化降解稳定性。     

MoO3/g-C3N4复合材料的制备及光催化性能

以三聚氰胺和四水合钼酸铵为前驱体,采用水热法制备了MoO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。利用X-射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及紫外-可见漫反射仪（DRS）等对制备的样品进行了表征。表征结果显示,棒状的三氧化钼负载在层状C₃N₄表面,复合材料的光吸收能力有一定的增强。材料可见光催化降解亚甲基蓝（MB）溶液的实验表明,三氧化钼和g-C₃N₄所复合产生的异质结具有较好的吸收光强度及催化降解性能,尤其是5%（质量分数）MoO₃/g-C₃N₄复合材料光催化降解率最好,达到95.7%,高于纯三氧化钼和g-C₃N₄。自由基与空穴捕获实验表明,·O₂^-是光催化反应中的主要活性物种。MoO₃/g-C₃N₄复合材料在4个循环周期内表现出了优异的稳定性。     

Piezocatalytic performance of Fe2O3−Bi2MoO6 catalyst for dye degradation

A Fe₂O₃−Bi₂MoO₆ heterojunction was synthesized via a hydrothermal method. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray, powder X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy and ultra-violet−visible near-infrared spectrometry were performed to measure the structures, morphologies and optical properties of the as-prepared samples. The various factors that affected the piezocatalytic property of composite catalyst were studied. The highest rhodamine B degradation rate of 96.6% was attained on the 3% Fe₂O₃−Bi₂MoO₆ composite catalyst under 60 min of ultrasonic vibration. The good piezocatalytic activity was ascribed to the formation of a hierarchical flower-shaped microsphere structure and the heterostructure between Fe₂O₃ and Bi₂MoO₆, which effectively separated the ultrasound-induced electron–hole pairs and suppressed their recombination. Furthermore, a potential piezoelectric catalytic dye degradation mechanism of the Fe₂O₃−Bi₂MoO₆ catalyst was proposed based on the band potential and quenching effect of radical scavengers. The results demonstrated the potential of using Fe₂O₃−Bi₂MoO₆ nanocomposites in piezocatalytic applications.     

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。