高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点, 本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl, 其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时, 样品的光催化性能最佳, 能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色, 而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理, 结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围, 这有利于增强其光捕获能力以及促进电子-空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为, 以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。     

高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解（英文）

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点,本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl,其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时,样品的光催化性能最佳,能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色,而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理,结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围,这有利于增强其光捕获能力以及促进电子–空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为,以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。     

AgCl/BiOCl 片组装纳米花球的合成及光催化性能研究

以硝酸铋(Bi(NO_3)_3·5H_2O)、硝酸银(AgNO_3)、氯化钾(KCl)为原料,通过无模板、无加热、无表面活性剂的绿色化学方法制备了BiOCl片组装纳米花球,并在它的基础上采用浸渍法负载AgCl实现了对它的改性。以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)为光催化反应降解模型,进行了光催化活性测试,考察了不同浸渍次数的AgCl对BiOCl光催化剂反应活性和稳定性的影响。用XRD、SEM、EDS、UV-Vis吸收光谱等手段对其结构、形貌、光谱吸收性能等进行了表征。研究表明,AgCl改性的BiOCl复合光催化剂的光催化性能明显优于纯BiOCl,当浸渍2遍时,光催化降解RhB活性最佳,当浸渍5遍时,光催化降解MO活性最佳。     

以PAMAM为模板ZnO-SnO2纳米复合氧化物的制备及其光催化性能

以PAMAM树枝状大分子为模板,制备了ZnO-SnO2纳米复合氧化物。利用XRD、EDS、DRS、UV-Vis等表征手段对纳米复合氧化物进行表征,并初步探讨了ZnO-SnO2纳米复合氧化物在可见光激发下降解罗丹明B的光催化性能及影响光催化剂活性的因素。结果表明所制备的ZnO-SnO2纳米复合氧化物对罗丹明B具有良好的可见光光催化降解活性。     

离子液体辅助合成BiOBr微球和纳米片及其光催化性能

使用混合溶剂热法,以1-己基-3-甲基咪唑溴盐离子液体([Hmim]Br)和Bi(NO3)3·5H2O为反应物,乙二醇水溶液为溶剂,制备了BiOBr微球和纳米片。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis)以及N2吸附-脱附等手段对其进行了物相和结构的表征。在可见光照射下,以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究了离子液体存在下,溶剂组成对BiOBr光催化活性的影响。结果表明,当乙二醇与水的比例为3∶1~1∶1时所制备的BiOBr纳米片具有最高的光催化活性;同时,BiOBr纳米片光催化剂稳定性良好,循环使用8次后光催化活性基本稳定。     

类石墨相氮化碳二维纳米片的制备及可见光催化性能研究

以三聚氰胺为原料制备类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),采用球磨与超声联用技术制备g-C_3N_4二维纳米片。利用X射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、荧光(PL)光谱等分析手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明:g-C_3N_4二维纳米片具有与体相g-C_3N_4相同的晶体结构,片层结构仅有5个原子层厚。g-C_3N_4二维纳米片增加了对可见光的吸收,提高了光生电子-空穴对的分离效率。以染料罗丹明B的降解反应研究了g-C_3N_4二维纳米片在可见光下的催化性能。结果表明,球磨超声1h后制备的g-C_3N_4二维纳米片表现出最佳的光催化性能,150min内对罗丹明B的降解率高达94%,是体相g-C_3N_4的2倍。     

海泡石-花球状BiOCl纳米复合材料的制备及其光催化性能

用水解沉淀法在海泡石上负载BiOCl制备出BiOCl-海泡石负载材料,研究了温度、pH值和Bi(NO3)3用量对材料形貌的影响;以罗丹明B为目标降解物,探究了材料的光催化性能。结果表明,控制温度、pH值和Bi(NO3)3用量能制备出花球状BiOCl的负载材料。BiOCl球由片状BiOCl组装而成,并均匀分散在海泡石中;BiOCl球比纯BiOCl的光催化效果提高了14.29%-16.67%,且具有优异的循环稳定性。     

乙二醇溶剂热合成自组装SrTiO3片状纳米结构及其光催化性能

以钛酸四正丁酯((C4H9O)4Ti)水解沉淀的钛羟基氧化物和硝酸锶(Sr(NO3)2)为反应原料,以氢氧化钾(KOH)为矿化剂,以乙二醇((HOCH2)2)为溶剂,经200℃溶剂热反应得到了由纳米颗粒自组装形成的SrTiO3片状纳米结构。分别用XRD、SEM、TEM表征SrTiO3粉体的物相结构和微观形貌。通过光催化降解罗丹明B(RhB)对比研究了乙二醇溶剂热合成的纳米颗粒自组装SrTiO3片状纳米结构和水热合成的SrTiO3粉体的光催化性能,结果表明,乙二醇溶剂热合成的SrTiO3自组装片状纳米结构具有更加优异的光催化性能。     

空心微球BiOCl/BiOI复合材料的制备及光催化降解性能及机理研究

采用溶剂热法制备了具有Z型异质结构的BiOCl/BiOI新型空心微球复合材料，并将其应用于可见光催化降解盐酸四环素(TCH)。结果表明，复合材料在静电场及表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)的共同作用下，通过纳米片的自组装最终形成空心球结构，并具有较强的可见光响应；光催化结果表明，30%BiOCl/BiOI对TCH的降解率最高，达87.4%,催化活性均优于单独的BiOCl和BiOI。自由基捕获实验表明，光催化降解TCH的活性物种主要是·O^-₂,并由此推测了光催化降解机理。     

类石墨相氮化碳二维纳米片的制备及可见光催化性能研究

以三聚氰胺为原料制备类石墨相氮化碳(g-C3N4),采用球磨与超声联用技术制备g-C3N4二维纳米片. 利用X 射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、荧光(PL)光谱等分析手段对制备的催化剂进行了表征. 结果表明: g-C3N4二维纳米片具有与体相g-C3N4相同的晶体结构,片层结构仅有5个原子层厚.g-C3N4二维纳米片增加了对可见光的吸收,提高了光生电子-空穴对的分离效率.以染料罗丹明B的降解反应研究了g-C3N4二维纳米片在可见光下的催化性能. 结果表明,球磨超声1 h后制备的g-C3N4二维纳米片表现出最佳的光催化性能, 150 min 内对罗丹明B的降解率高达94%,是体相g-C3N4的2 倍.     

复合材料BiOBr_xCl_(1-x)的制备及可见光催化降解罗丹明B

采用软化学法制备了BiOBr_xCl_(1-x)样品,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对所制得的BiOBr_xCl_(1-x)样品进行表征,并以罗丹明B(RhB)为探针,研究BiOBr_xCl_(1-x)样品的光催化性能。表征结果表明:BiOBr纳米片为单相四方晶型,粒径为600~700nm,禁带宽度为2.60eV;BiOBr0.75Cl0.25纳米片为异质节,粒径为200~300nm,禁带宽度为2.65eV;BiOBr0.5Cl0.5也为异质节,粒径为200~300nm,禁带宽度为2.95eV;BiOBr0.25Cl0.75结构以BiOCl四方晶型为主,Br元素以无定形状态存在,粒径为150~300nm,纳米片呈现半透明,禁带宽度为2.99eV;BiOCl纳米片为单相四方晶型,粒径为100~300nm,禁带宽度为3.08eV。光催化降解RhB结果表明,BiOBr0.25Cl0.75样品的活性最高。     

BiOCl/CQDs复合催化剂的制备及光催化性能研究

以葡萄糖为碳源,水热法合成水溶性碳量子点(CQDs),通过超声辅助水解法将其与氯氧化铋(BiOCl)复合,制备BiOCl/CQDs复合光催化剂。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对BiOCl/CQDs的结构与性能进行了表征。并以罗丹明B为降解底物,考察不同碳点含量的复合光催化剂的光催化性能。结果表明,和纯相氯氧化铋相比,复合光催化剂的降解率有所提高。碳点浓度为1.5mg/mL,降解时间为40min时,罗丹明B的降解率可达到93%。     

Bi2O3/BiOCl异质复合材料的制备及其光催化性能

本文以五水硝酸铋和氯化钾为原料,利用水热法一步制备了Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品进行了表征。以罗丹明B为目标降解物,研究n(Bi)/n(Cl)摩尔比对合成Bi2O3/BiOCl异质复合光催化剂的形貌和光催化性能的影响。结果表明:随着n(Bi)/n(Cl)摩尔比的增加,Bi2O3/BiOCl的光催化活性显著增强,在n(Bi)/n(Cl)=1.75时,制备的Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料具有最高的光催化活性。     

g-C3N4/BiOCl复合光催化剂作为2D/2D异质结用于光催化降解染料性能研究

为扩大BiOCl的太阳光吸收范围,获得更高效的光催化剂,本文通过水热法制备了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)/BiOCl (2D/2D)复合光催化剂并对其进行详细表征。结构与形貌表征结果显示BiOCl纳米片沉积在层状g-C₃N₄表面,形成了2D/2D面-面复合结构;光电化学性质分析表明形成的异质结构能有效扩展光吸收频率范围,促进光生载流子分离和迁移,从而有利于光催化性能的提高。以500 W氙灯模拟太阳光源,光催化降解罗丹明B(RhB)的结果表明g-C₃N₄/BiOCl异质结的光催化降解活性远高于单纯的g-C₃N₄和BiOCl。其中9wt%g-C₃N₄/BiOCl表现出了最优越的光催化活性,在180 min内对RhB的降解率为94%,其表观速率常数K_app值为g-C₃N₄和BiOCl的5.7和3.6倍。同时对g-C₃N₄/BiOCl异质结的光催化机制展开研究,结合复合催化剂电子结构和自由基捕获实验提出了在染料敏化作用下RhB的光催化降解机制。      

Tb掺杂BiOCl光催化剂的制备及其光催化性能研究

以五水合硝酸铋、氯化钾、六水合硝酸铽、乙二醇为原料,采用溶剂热法成功制备Tb掺杂氯氧化铋(BiOCl)光催化剂。利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外光谱仪对样品进行了表征,同时研究了Tb掺杂量对Tb/BiOCl光催化性能的影响,探讨了其可能的光催化机理。结果表明:掺杂Tb可以使BiOCl禁带宽度收窄,同时将光响应区域部分扩展为可见光区;掺杂Tb可以有效地捕捉被激发的电子,从而使降电子和空穴复合的几率减小,Tb掺杂量为1%(摩尔分数)的Tb/BiOCl光催化剂表现出最佳的光催化性能,可见光照射120min后对甲基橙降解率达到了75%,光催化循环实验进行5次后,光催化剂的稳定性仍较高。     

无助剂一步合成巢状钨酸铋微球及其光催化性能的研究

采用微波水热法在200℃时制备了形貌均一的正交晶型的巢状微球状的Bi2WO6光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)分别对巢状Bi2WO6微球的结构和形貌进行了表征,同时也考察了Bi2WO6在可见光的照射下对罗丹明B的光催化降解效果。结果表明,在500W氙灯的照射下降解罗丹明B的过程中,巢状Bi2WO6微球表现出良好的光催化活性,这与组成它的纳米片的纳米尺寸效应、微球大的表面积、本身层状堆积结构密切相关,其纳米片堆积起来的巢状结构可以使可见光在层状微球内经过多次散射和反射,延长了可见光传输的光程,增加了可见光的利用率。     

g-C3N4/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能研究

高温缩聚法合成g-C₃N₄和水热法制备的BiOCl,在室温下通过简单的物理搅拌使片层状g-C₃N₄附着在菊花状的BiOCl上，控制g-C₃N₄的质量分数分别为5%、10%、15%、20%和25%,合成g-C₃N₄/BiOCl复合光催化剂。通过扫描电镜(SEM)、EDS能谱和BET比表面表征方法，揭示了g-C₃N₄/BiOCl复合光催化剂的微观结构；紫外-可见光(UV-Vis)结果显示g-C₃N₄/BiOCl可将光吸收范围延伸到可见光范围，其中BiOCl/CN-10具有更窄的禁带宽度；荧光光谱(PL)证实BiOCl/CN-10抑制光生载流子的复合能力最强；同时对g-C₃N₄/BiOCl降解染料废水罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的光催化能力进行了评估，结果表明g-C...     

零维/二维Bi_2S_3/g-C_3N_4异质结的原位构建及光催化性能

采用简单的一步溶剂热法,以硝酸铋为铋源,硫代硫酸钠为硫源,将Bi_2S_3纳米粒子原位修饰在g-C_3N_4纳米片上,成功制备了零维/二维Bi_2S_3/g-C_3N_4异质结。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis、荧光光谱以及电化学分析方法等手段对所制备的光催化材料进行了表征。在可见光照射下,以罗丹明B(RhB)为模型污染物,研究其光催化降解效率。结果表明,Bi_2S_3以纳米颗粒的形式分散于g-C_3N_4纳米片上,形成了零维/二维异质结结构,拓宽了g-C_3N_4在可见光区的吸收,降低了电子-空穴对的复合概率;与纯g-C_3N_4相比,Bi_2S_3/g-C_3N_4异质结表现出更高的光催化效率。同时,Bi_2S_3/g-C_3N_4催化剂具有良好的光催化稳定性,经过5次循环后其光催化活性基本稳定。     

Ag/g-C_3N_4复合光催化材料的光物理及光催化性能

通过加热AgNO3与g-C3N4成功制备了Ag/g-C3N4复合光催化材料。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析热解产物的物相和结构,采用紫外-可见吸收光谱和光致发光谱(PL)表征样品的光吸收和荧光性质。以罗丹明B为模型污染物,评价样品的可见光(λ≥420nm)光催化性能。结果表明:与纯g-C3N4相比,3%载银量的Ag/g-C3N4复合光催化材料在可见光下降解罗丹明B的光催化性能最好。分析表明Ag与g-C3N4的协同作用抑制光致电子空穴对的复合是光催化性能提高的主要原因。     

BiOCl/Bi2O3异质结复合光催化剂的制备和光催化性能研究

以五水硝酸铋、硝酸、氢氧化钠、盐酸为原料,用盐酸浸渍法制备了盐酸与氧化铋物质的量比分别为0.3∶1、0.5∶1、0.7∶1、1∶1的BiOCl/Bi2O3异质结新型复合光催化剂。用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对材料进行了表征。250 W高压汞灯照射下,用光催化降解罗丹明B反应来测试催化剂的光催化活性,结果表明BiOCl/Bi2O3复合光催化剂的性能明显优于单体Bi2O3。当盐酸与氧化铋物质的量比为0.7∶1时,BiOCl/Bi2O3催化剂的光催化活性最佳。最后研究了抑制剂对BiOCl/Bi2O3复合光催化剂降解罗丹明B的影响,发现三乙醇胺和碘化钾都有一定的抑制作用。