一种新的光催化剂Bi_(36)Fe_2O_(57)的合成及光催化性能研究

报道了一种新型光催化剂Bi36Fe2O57的一种改进的共沉淀合成方法,对不同条件下制备的产物进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜形貌分析和光催化性能测试。物相分析表明,缓冲溶液在制备单相Bi36Fe2O57粉体中起着重要作用。紫外可见漫反射谱图表明,Bi36Fe2O57粉体的禁带宽度约为2.06 eV,中性缓冲溶液条件下合成的Bi36Fe2O57产物结晶性好,在金卤灯下照射3 h,对甲基橙的降解率可达82.7%,在紫外灯下照射2.5 h降解率达到99.3%。     

低温固相反应合成Bi2WO6粉体及其可见光光催化性能

以Bi(NO3)3?5H2O和Na2WO4?2H2O为原料,采用固相法直接合成Bi2WO6粉体,研究了反应温度和保温时间对产物物相、形貌及可见光光催化性能的影响. 结果表明,350℃下保温2 h所得粉体含少量Bi2O3和Na2W4O13杂质,但光催化性能最好,可见光照射90 min对0.01 mmol/L RhB溶液的降解率达95%,且经5次循环后光催化活性和化学稳定性良好.     

前驱体对熔盐法合成Bi2WO6光催化剂及其性能的影响

分别以Bi(NO3)3和Na2WO4溶液直接混合所得沉淀、加氨水所得沉淀及Bi(NO3)3×5H2O+Na2WO4×2H2O为前驱体,采用熔盐法合成Bi2WO6光催化剂粉体,研究了不同前驱体所制粉体的物相、形貌,以其为催化剂,在可见光照射下降解罗丹明B溶液. 结果表明,用后二者为前驱体均可得到薄片状纯相Bi2WO6粉体. 加氨水所得沉淀为前驱体所制Bi2WO6粉体的光催化性能最好,在可见光照射下对0.01 mmol/L RhB溶液的降解率在60 min内达99%.     

Fe_2O_3/BiVO_4复合光催化剂的制备及光催化性能

采用水热法合成Bi VO4前驱体,并用原位水热沉积法将Fe2O3纳米颗粒沉积在Bi VO4表面上,对其进行修饰。同时,利用X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱对所制备的复合催化剂进行表征,并在500 W氙灯照射下对其进行亚甲基蓝降解测试。结果表明,Bi VO4经Fe2O3修饰后的光催化活性明显优于纯Bi VO4,对亚甲基蓝的光降解率较纯相Bi VO4提高了约76%。     

反应温度对钼酸铋粉体形貌和可见光催化性能的影响

以(NH4)6Mo7O24·4H2O和Bi(NO3)3·5H2O为原料,采用水热法在100~200℃反应16 h制备了Bi2Mo O6粉体。研究了反应温度对Bi2Mo O6粉体的相结构、形貌和可见光催化性能的影响。结果表明:在100~200℃制备的样品均为斜方晶系的纯相Bi2Mo O6;样品的形貌均表现为不规则的片状结构,片状结构的尺寸随着反应温度的升高而逐渐增大。通过在可见光照射下降解初始浓度为5 mg/L的罗丹明B(Rh B)溶液的实验表明,160℃时制备的Bi2Mo O6粉体的光催化效果最好,光照50 min后Rh B溶液的降解率可达到85%。     

共沉淀法制备Bi12TiO20纳米粉体及其光催化性能研究

以五水硝酸铋（Bi（NO3）3.5H2O）和钛酸四丁酯（C4H9O）4Ti）为反应物,利用共沉淀法制备Bi12TiO20前驱体,通过一定的热处理获得Bi12TiO20纳米粉体。采用XRD和TEM对其结构和形貌进行了表征,以紫外及可见光为光源、甲基橙为目标降解物,评价了Bi12TiO20粉体的光催化性能。结果表明：在热处理温度为550℃时合成的Bi12TiO20粉体,紫外-可见漫反射光谱测试显示吸收带发生了红移,当光照时间为4h时,其在紫外光和可见光下对甲基橙的降解率分别为93%和54%。     

双重熔盐法制备片状BaTiO_3粉体

用双重熔盐法制备片状Bi4Ti3O12粉体,以Bi4Ti3O12为中间产物通过离子交换制备了BaTi03片状粉体,并对其工艺过程进行了优化.利用X射线衍射分析合成粉体的相结构,用扫描电子显微镜观察其显微形貌.初步探讨了BaTiO3片状粉体的生长机理.结果表明:反应温度和化学组成对中间产物Bi4Ti3O12的微观形貌具有显著影响,在1 000℃以下时,随着反应温度升高,片状尺寸增大;当相对增加Bi2O3的量时,Bi4Ti3O12片状的尺寸增大.通过离子交换制备BaTiO3时,除了模板Bi4Ti3O12的形貌对BaTiO3的晶粒生长具有影响外,反应温度和化学组成同样对BaTiO3的晶粒生长具有显著影响.合成片状Bi4Ti3O12粉体的最佳的条件为:BaTiO3与Bi4Ti3O12的摩尔比为10:1,1 000℃合成2h.     

柠檬酸改性Bi2O3光催化材料性能的研究

以Bi（NO3）3溶液为原料,浓氨水为矿化剂,在柠檬酸掺杂量为1％-3％（质量分数）的条件下制备了纳米Bi2O3粉体。以样品对水中罗丹明B的光催化降解性能为评价指标,对样品的光催化性能进行了评价。研究结果表明：采用水热合成法制备的柠檬酸改性纳米Bi2O3粉体光催化降解水中罗丹明B的反应为表观零级反应。当柠檬酸的掺杂量为1．5％时,样品的光催化性能最优,继续增加掺杂量,样品光催化性能有所下降。紫外光条件下样品的光催化性能优于日光条件下。     

水热法制备钛酸铋粉体的研究

以TiCl4乙醇溶液和Bi（NO3）3·5H2O为原料．NaOH为矿化剂，其摩尔配比的关系为TiCl：Bi（NO3）3·5H2O：NaOH=0．1：0．75：1．5．用水热法合成钙钛矿结构的钛酸铋粉体。讨论了水热合成条件（前驱物和粉体处理、晶化时间、填充率）对钛酸铋粉体结构和形貌的影响。XRD、SEM分析表明，在240℃，晶化时间16h，填充比为60％的条件下，可制备平均晶粒粒径为9～12nm，团聚较轻，颗粒边界明显．球形的钛酸铋粉体。     

Fe3O4/TiO2-CaSO4核壳材料的制备及光催化性能试验

本实验用反滴法化学共沉淀工艺合成Fe3O4。再以制备的Fe3O4为核心,采用液相沉积法制备Fe3O4/TiO2-CaSO4核壳材料。对样品的形态、结构和光学性质进行了X射线荧光和X射线衍射(XRD)表征。以催化降解活性大红BES来考察其光催化性能,并研究了沉淀时pH、煅烧温度、PEG(4000)加入量对粉体催化性能的影响。结果表明:所制备的粉体无论从节能方面还是从环保方面均是一个优良的催化剂;当粉体用量为4.5 g/L,50 mg/L的活性大红溶液在紫外灯下照射120 min后,降解率可达到99.5%。并且,所制备的粉体还可以回收利用。     

BiVO4/MIL-100(Fe)复合材料光催化降解结晶紫

以NH_4VO_3、Bi(NO_3)_3·5H_2O、均苯三酸、Fe(NO_3)_3·9H_2O为主要原料,采用一锅水热法制备了BiVO_4/MIL-100(Fe)复合材料,用XRD、SEM、N_2吸附-脱附、UV-VisDRS及PL对复合材料的结构、形貌、比表面积及光学性能进行了表征。XRD显示具有较大比表面积的复合材料中BiVO_4为单斜相、四方相的混晶结构,其对可见光的吸收强度高于MIL-100(Fe),吸收光后产生的光生电子、空穴的复合率较低。可见光条件下,不同材料对结晶紫的光催化降解实验中,m(BiVO_4)∶m[MIL-100(Fe)]=1∶3配比的BiVO_4/3MIL-100(Fe)的光催化活性最佳。实验结果表明:光照射50 min,30 mg BiVO_4/3MIL-100(Fe)对30 mL质量浓度30 mg/L结晶紫的降解率为98.7%,主要光催化活性基团是h+。此外,日光下该材料对结晶紫、罗丹明B、亚甲基蓝也有较强的光降解能力。     

Ag/Bi2 WO6的制备及光催化氧化性能

以Bi（NO3）3·5H2O、 Na2WO4·2H2O、 AgNO3为原料,利用液相沉淀法制备Bi2WO6及Ag掺杂Bi2WO6光催化剂,以亚甲基蓝溶液为目标降解物,对其降解效率进行研究。研究结果表明,当亚甲基蓝溶液的浓度为15 mg/L,体积为50 mL,降解时间3.5 h, Bi2 WO6降解率仅为55%;当Ag/Bi摩尔比为0.4%时, Ag/Bi2 WO6表现出较好的催化性能,相同时间降解率达到97%。     

Fe_2O_3可见光光催化降解水中腐殖酸的研究

采用均相沉淀法制备了Fe2O3光催化剂,并用XRD对其晶型进行了表征。研究了Fe2O3催化剂在可见光照射下对水中腐殖酸的降解行为,考察了催化剂用量、初始pH值、腐殖酸初始浓度等因素对光催化氧化过程的影响。结果表明,当Fe2O3用量为0.4 g/L,腐殖酸溶液的初始浓度为10 mg/L,pH为3.0,20 W黄色荧光灯(Em ax=548 nm)照射下反应150 m in,腐殖酸的降解率达到94.1%,说明所制备的Fe2O3光催化剂在可见光照射下对水中腐殖酸有较好的降解效果,并可多次重复使用。     

微波法合成BiOI光催化剂的条件探究

采用微波法合成BiOI光催化剂,并研究了BiOI光催化剂的制备条件及其光催化降解有机污染物的能力,以Bi（NO3）3·5H2O和KI为主要原料,乙二醇与水为溶剂,利用微波法的反应速率快,效率高的特点,合成BiOI光催化剂。在紫外光条件下,以甲基橙溶液为模型污染物,研究其光催化降解性能。紫外光照射条件下得到了对甲基橙具有良好脱色效果的光催化材料。     

锌尖晶石ZnM2O4(M=Cr,Mn,Fe)纳米晶的制备及其在可见光下对染料的光催化降解

采用无机盐溶胶-凝胶法,以硝酸锌、硝酸铁、硝酸铬、硝酸锰为原料,柠檬酸为络合剂,在空气气氛中,制得干凝胶经600 ℃热处理制备了系列锌尖晶石ZnM2O4(M=Cr,Mn,Fe)纳米粉体.用X射线衍射仪和透射电子显微镜分别对粉体的结构、形貌进行了分析和表征.结果表明:制备的ZnCr2O4,ZnMn2O4和ZnFe2O4粉体均为单一尖晶石晶体结构,呈不规则颗粒状,粒径为10～35 nm.通过紫外-可见漫反射吸收光谱,得到吸收极限波长分别红移至400,600,680 nm,具有较好的可见光响应.在高压汞灯(λ＞400 nm)和太阳光照射下,纳米ZnM2O4(M=Cr,Mn,Fe)粉体对甲基橙、酸性红B、活性艳红K-2G等有机模拟降解液的2h脱色降解率分别达到80%,57%和39%以上,表明锌尖晶石ZnM2O4(M=Cr,Mn,Fe)光催化剂具有良好的可见光催化活性,并随禁带宽度Eg的减小,催化活性增加.根据无机固体化学能带理论和晶体场理论,依据M-O电负性和d电子数量讨论了它们光催化活性的差别.     

Fe3+掺杂Bi2MoO6光催化剂的合成及其活性研究

以钼酸铵、硝酸铋和硝酸铁为原料,采用水热/溶剂热法合成了铁掺杂的钼酸铋光催化剂,用X-射线粉末衍射、扫描电镜及紫外-可见吸收光谱等进行表征,并以罗丹明B为模型污染物,考察了纳米钼酸铋对罗丹明B溶液的光催化降解活性;以噻吩作为典型的含硫污染物,评价样品的光催化氧化脱硫活性。结果表明,Fe元素掺杂导致Bi2 MoO6的尺寸下降,比表面积增大;Fe掺杂,Bi2 MoO6吸收边发生红移;光催化活性与Fe元素的掺杂浓度有关,当掺杂量为0.5%时,活性最高;Fe掺杂Bi2MoO6对模拟汽油具有较好的脱硫活性,模拟可见光照射3 h,可使用模拟汽油的硫含量降低至70μg/g以下,脱硫率达到89%。     

Eu掺杂BiVO4微纳米材料的制备及其光催化性能

采用一步水热法制备了Eu/BiVO4微纳米材料。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱微区分析（EDS）、X射线能谱（XPS）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-Vis DRS）及光致发光光谱（PL）等手段对所制备的材料进行结构表征,并以罗丹明B为目标污染物研究了样品的光催化活性。考察了主要制备条件对样品晶相结构的影响。结果表明：在Bi3+与V5+的物质的量比为1∶1、前驱液pH=4、水热温度为160 ℃、水热时间为20 h、Eu的掺杂量为5%（物质的量分数）的条件下制备的Eu/BiVO4样品具有单斜白钨矿结构;该样品拥有优良的光催化性能,在可见光（200 W钨灯）照射1 h及H2O2助剂的存在下,对10 mg/L罗丹明B溶液的光降解率可达89.2%,比纯的BiVO4的光降解率提高了约30%。