改性钨酸铋纳米材料用于六价铬与环丙沙星光催化共降解研究

抗生素与重金属离子常在废水中共存,提高了废水处理难度,因此亟需高效的处理方法实现二者的共降解.在此,通过一种简单的溶剂热法合成了具有氧空位和3D中空结构钨酸铋光催化材料,实现了六价铬和环丙沙星的高效光催化共降解,光催化反应40 min后可将二者降解99%.实验及表征结果表明,氧空位的引入促进了光生载流子的分离与迁移,使得更多的电子和空穴参与氧化还原反应,进而显著提高了光催化共降解效率.同时,结合降解转化产物检测结果,分析了降解机理与路径.本工作为抗生素/重金属共存废水的处理提出了一种可行的高效方法.

Box-Behnken响应面法优化La掺杂钨酸铋光催化剂的制备及降解染料废水

本文以五水合硝酸铋[Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O]、二水合钨酸钠(Na_(2)WO_(4)·2H_(2)O)及水合硝酸镧[La(NO_(3))_(3)·nH_(2)O],为主要原料,采用水热法制备La-Bi_(2)WO_(6)催化剂,光催化降解以甲基橙为模型反应的染料废水,通过可见分光光度计,对模型污染物的吸光度进行测定进而得出降解率。主要研究了镧掺杂量、水热温度、水热时间等条件对La-Bi_(2)WO_(6)光催化剂性能的影响。并用Box-Behnken响应面法设计并优化实验条件,分析各影响因素间的交互作用。结果表明:当镧掺杂量为5.5%,178.69℃下,时间为3.89 h时,制备的La掺杂钨酸铋光催化剂的催化效果最好。

光催化剂钨酸铋的形貌对罗丹明B吸附行为的热力学研究

半导体光催化剂的催化活性与其表面吸附密切相关,故吸附过程的热力学行为亟需研究。本研究采用等温滴定量热法(ITC)研究了具有代表性的水污染物罗丹明B(RhB)在三种不同形貌的钨酸铋(Bi_(2)WO_(6))纳米结构(花状、扁球状和片状)表面的吸附过程。利用量热数据计算了吸附过程中重要的热力学参数,包括摩尔吸附焓、吸附平衡常数和单层吸附饱和度等。结果表明,不同形貌的纳米材料表面的吸附过程存在显著差异。从静电力、取向力、水合作用、吸附部位和被吸附分子(或离子)的脱水作用等几个重要的弱相互作用出发,讨论了液固吸附体系的热力学行为。

含氧空位缺陷钨酸铋光催化产氢性能研究

新型半导体光催化剂钨酸铋是目前研究广泛的光催化剂,但因其存在电子-空穴对易复合的问题,使得光催化产氢性能受到限制.为解决这一问题,我们采用锂-乙二胺溶液在钨酸铋表面构筑可控氧空位缺陷.通过材料表征对比了钨酸铋经锂-乙二胺处理前后的变化,并进行产氢性能测试.结果表明:钨酸铋在经过锂-乙二胺处理后产生了氧空位缺陷,材料颜色从原先的黄白色转变为黄棕色,增强了光吸收能力.颗粒的主体结构以及物质成分并未发生变化,仍保持花球状颗粒结构,但处理后钨酸铋颗粒表面原先的光滑的片状结构变得粗糙,且方形纳米薄片锋利边缘变光滑,提高了光催化反应面积.这些变化使锂-乙二胺处理后的钨酸铋光催化产氢性能相比未处理之前得到了一定的提升,其中处理时间为2 min的钨酸铋的平均产氢速率最高,达到21μmol·g^(-1)·h^(-1).相较未处理的钨酸铋平均产氢速率15μmol·g^(-1)·h^(-1)提升了40%,具有更优的光催化制氢性能.

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(Bi_(2)WO_(6))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Bi_(2)WO_(6)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。

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。Bi 2WO6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。

新型可见光催化剂钨酸铋改性研究进展

半导体光催化技术在太阳能利用和环境污染治理领域具有广阔的应用前景,钨酸铋(Bi_(2)WO_(6))光催化剂作为一种新型可见光催化剂具有较窄的禁带宽度,对可见光有较好的响应能力。概述了Bi_(2)WO_(6)的结构,介绍了提升Bi_(2)WO_(6)光催化性能的改性方法,如形貌调控、离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等以及改性Bi_(2)WO_(6)在降解水中有机物的应用情况,总结了Bi_(2)WO_(6)光催化剂存在的问题以及改进方向。

铒掺杂钨酸铋对低能伽马射线屏蔽性能研究

采用水热法合成了Er^(3+)掺杂钨酸铋(Bi_(2)WO_(6))纳米晶体,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)等手段进行了表征,利用高纯锗伽马能谱仪,研究了其对低能伽马射线的屏蔽性能。结果表明,Er^(3+)被成功掺杂到Bi_(2)WO_(6)中,且Er^(3+)掺杂并未改变钨酸铋的晶体结构;另外,随着Er^(3+)掺杂比例的增加,钨酸铋的形貌从片层堆积结构变为更为紧密聚集的花球状。研究发现,掺杂Er^(3+)后Bi_(2)WO_(6)对低能伽马射线(59.5 keV)的屏蔽性能显著增加,当掺杂的摩尔分数为12.5%时,其质量减弱系数达到了12.6 cm2/g,较未掺杂的Bi_(2)WO_(6)的屏蔽性能提高了25%。研究结果可为无毒、环保、高效的伽马射线屏蔽材料的开发提供有益参考。

不同形貌钨酸铋对γ射线的屏蔽性能研究

为制备性能优良的辐射防护材料,通过水热法合成钨酸铋(Bi_(2)WO_(6))纳米晶体,并制得水性聚氨酯基-钨酸铋复合材料,研究钨酸铋的晶体结构和形貌对其γ射线屏蔽性能的影响。结果表明,前驱体溶液pH对钨酸铋的合成影响显著,酸性和中性条件下生成正交相钨酸铋,强碱条件下则为四方相钨酸铋(Bi_(0.875)W_(0.125)O_(1.6875));随着前驱体溶液pH增加,钨酸铋晶体形貌由花状微球逐渐过渡到柿饼状,再转变为随机堆积的纳米片。正交相柿饼状钨酸铋对81 keVγ射线的屏蔽效果较佳,而四方相钨酸铋则对59.5和121.8 keVγ射线的屏蔽效果更佳;另外,不同晶相钨酸铋制得的复合材料力学性能差异明显。研究结果可为无毒、质轻、高效的新型γ射线屏蔽材料的开发提供参考。

钨酸铋的制备及其催化氧化脱硫性能

催化氧化脱硫法因反应条件温和、可高效深度脱除燃料油中二苯并噻吩(DBT)类硫化物,是一种有潜力的非加氢脱硫方法。以钨酸钠和五水合硝酸铋为原料,采用直接沉淀法和水热法制备钨酸铋(Bi_(2)WO_(6))。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微图像(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)和N2等温吸附-脱附等分析方法对其结构、组成、表面形貌和比表面积进行表征。分别以DBT、苯并噻吩(BT)、4-甲基-二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲二苯并塞吩(4,6-DMDBT)为代表性硫化物,以正癸烷为溶剂、十四烷为内标物配制含硫模拟油,以制备的Bi_(2)WO_(6)为催化剂、过氧化氢(H_(2)O_(2))为氧化剂、乙腈(CH_(3)CN)为萃取剂构建催化氧化脱硫体系,系统地考察了其催化氧化脱硫性能。结果表明,水热法制备的Bi_(2)WO_(6)(BWO-2)表现出较优的脱硫性能。在反应温度为60℃下,其对含DBT的模拟油在75 min时脱硫率达到99.7%。动力学拟合结果表明,BWO-2对DBT模拟油的催化氧化脱硫反应符合一级动力学方程,其反应活化能为55.45 kJ/mol。

钨酸铋光催化剂的制备及光催化性能研究

以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O和Na_(2)WO_(4)·5H_(2)O为原料,采用水热法制备了花球状Bi_(2)WO_(6)光催化剂。利用XRD和SEM对其进行了晶态结构和微观形貌表征。以环丙沙星为目标污染物,研究了光催化剂对污染物的光催化降解效率。用可见光照射2h,催化剂样品BWO-12对环丙沙星的降解效率为84.2%。制备的光催化剂在医药废水的处理中具有很好的应用前景。

一步法制备石墨烯复合花状钨酸铋光催化剂

采用一步水热法合成石墨烯复合花状钨酸铋高效可见光光催化剂。降解甲基橙的性能实验结果表明,与单纯的Bi2WO6相比,所有Bi2WO6-rGO复合光催化剂表现出更高的光催化性能。其中,Bi2WO6-rGO(0.5wt%)具有最高的光催化活性,其速率常数达到5.0×10-2/min,是纯Bi2WO6的1.7倍。增强光催化性能的原因归结为以下两方面的协同作用:还原石墨烯在复合光催化剂中起到了电子快速传输作用;石墨烯提供了有利于吸附有机污染物的大比表面积。本研究可以为设计与合成高性能石墨烯基光催化剂提供新的思路。

不同形貌的钨酸铋纳米材料的制备及其光催化性能

利用水热法通过调节溶液pH值和表面活性剂CTAB浓度制备了不同结构与形貌的钨酸铋纳米材料,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)等测试方法对产物进行了结构与形貌的表征,并研究了不同结构与形貌的钨酸铋样品对甲基橙的可见光催化降解性能。结果表明,在低pH值时样品为Bi2WO6相纳米片,随着pH值的增加,样品中出现了Bi3.84W0.16O6.24相八面体纳米颗粒,高pH值时,样品则为纯Bi3.84W0.16O6.24相八面体颗粒。随着表面活性剂浓度的增加,Bi2WO6纳米片有自组装的趋势,最终形成花瓣状结构。光催化甲基橙实验结果表明不同形貌的钨酸铋样品对甲基橙有不同的催化降解活性,片状Bi2WO6相纳米片高于Bi3.84W0.16O6.24相八面体颗粒。

鸟巢状钨酸铋的简易合成及其光催化性能研究

以硝酸铋、钨酸钠为原料,只使用无机添加剂硫酸钠,在控制反应体系pH=1、180℃、24 h的条件下,通过水热法制备了形貌均一、分散性较好、直径约为1μm的鸟巢状钨酸铋。利用XRD、SEM、UV-Vis、BET对样品的组成、结构、形貌、能带结构、比表面积进行了表征。以氙灯为光源(用滤光片去除λ≤420 nm的光),以甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)为降解对象,考察了样品对染料废水的降解活性。结果表明,硫酸钠的添加量对钨酸铋的形貌有较大影响,在硫酸钠添加量为3 g时形成的鸟巢状钨酸铋形貌较好。制备的鸟巢状钨酸铋的吸收边缘在470 nm处,比表面积为14.289 7 m2/g,在可见光下反应120 min时对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解率分别为5.6%、45.5%、98.2%。

反应时间对钨酸铋材料形貌及其可见光催化性能的影响

采用水热法在不同反应时间下制备了钨酸铋(Bi2WO6)碟状结构的光催化剂,对Bi2WO6的晶体结构、组成成分、形貌、光吸收特性和可见光催化活性等进行了表征。结果表明,反应时间影响Bi2WO6样品的形貌。水热反应6 h时,Bi2WO6样品处于非晶态,随着反应时间的增加,Bi2WO6由二维盘状结构逐渐堆积成三维碟状结构,水热反应48 h后可形成完整的微米碟。180℃水热反应48 h后制备出的Bi2WO6纳米材料具有较高的羟基自由基生成速率和较强的可见光催化活性,反应时间过长或者过短都不利于Bi2WO6可见光催化性能的提高。同时分析了不同Bi2WO6样品的可见光催化效率存在差异的原因,并且提出了不同反应时间下Bi2WO6材料的微观生长机理。

水热法制备钨酸铋及其光催化和电催化性能的研究

以H2WO4、NaOH和Bi(NO3)3·5H2O为原料,通过调节不同pH值和添加表面活性剂CTAB,采用水热法制备出不同形貌的钨酸铋粉体。利用XRD、SEM、UV-Vis对Bi2WO6粉体进行表征。结果表明:pH值对钨酸铋的物相、形貌和光催化和电催化性能均有较大影响;当pH=9.5得到的Bi2WO6粉体结晶度高,禁带宽度为2.61 eV,电催化的可逆性较好,氧化还原电位差仅为0.109 V,光催化活性较高;400 W金卤灯40 min照射下,罗丹明B的降解率达到93.96%。

磷钨酸铋催化合成油酸正丁酯

制备了磷钨酸铋催化剂,并进行相关表征,对磷钨酸铋催化正丁醇和油酸的酯化反应进行了研究,考察了磷钨酸盐的种类,醇油物质的量比,催化剂用量,反应时间,反应温度等因素对酯化率的影响。结果表明,在回流条件下,醇油物质的量比为1.8∶1,催化剂质量为油酸质量的5%,反应时间控制在4h,酯化率可达到90.05%。

钨酸铋可见光催化剂的研究进展

非均相光催化剂将光能转化为化学能,在分解有机污染物等方面具有很大的应用前景。到目前为止大部分的光催化剂只能在紫外光区域发挥作用,很有必要去开发在可见光区域发挥作用的新型光催化剂,以便于更好的利用太阳能资源。综述了一种新型非TiO2型可见光照射下具有高效催化活性的光催化剂-Bi2WO6,包括Bi2WO6的可控合成和光催化活性以及提高Bi2WO6光催化性能的主要方法。

基于酵母的钨酸铋空心微球制备及其光催化降解盐酸四环素性能

以酵母细胞为模板,Na_2WO_4·2H_2O和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,采用生物模板法制备了钨酸铋(Bi_2WO_6)空心微球。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG-DTA)等技术对样品进行了结构与形貌表征,并以盐酸四环素为目标污染物,考察了Bi_2WO_6空心微球的光催化活性。结果表明:所制得的Bi_2WO_6空心微球系正交相Bi_2WO_6,直径约为2μm,颗粒形貌一致,较好的保持了酵母细胞椭圆形的形貌,在可见光区有吸收。在氙灯照射下,Bi_2WO_6空心微球对盐酸四环素的光催化效果显著,催化剂用量及溶液的pH值对四环素的降解率有影响,当催化剂浓度为1.0g/L,溶液pH值为3时,Bi_2WO空心微球对20mg/L的四环素光催化降解率可达95%以上。

焙烧温度对钨酸铋光催化剂的影响

本文采用固体漫反射紫外扫描（DRS）、热重（TG）、差示热量扫描（DSC）和傅立叶变换红外光谱（FT-IR）等研究了焙烧温度对钨酸铋光催化剂结构的影响．研究表明：焙烧温度对钨酸铋光催化剂具有重要的影响．通过比较，钨酸铋光催化剂的适宜的焙烧温度为873K，其禁带宽度为2．75eV．该催化剂可在2h内使糖蜜酒精废水的色度催化降解89．4％．热分析表明，钨酸铋光催化剂的前驱体分解温度在473～573K，晶相形成温度在673～820K之间．催化剂的焙烧温度也影响其表面羟基的含量，873K焙烧的钨酸铋光催化剂表面富含羟基，而催化剂表面羟基含量直接影响催化剂生成具有强氧化能力的羟基自由基的能力，所以直接影响催化剂的催化活性。