基于不同Bi2WO6形貌下光催化降解四环素性能研究

该文以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O为原料通过水热法合成Bi2WO6,重点研究通过改变水合加热时间和溶液酸碱性,不同合成条件对Bi2WO6产物形貌的影响.借助扫描电子显微镜(SEM)对Bi2WO6形貌进行分析.实验结果显示,溶液酸碱性和加热时间均对Bi2WO6的形貌有较大影响,水合加热时间也对其形貌有很大的影响.此外,通过在可见光下降解四环素(TC),探讨了不同合成条件对催化剂性能的影响.实验结果表明,酸碱性会破坏Bi2WO6的结构,进而降低其光催化性能.当水合加热时间为25 h时,Bi2WO6的降解效率最高,降解效果约为50%.

非稀土激活耐高温蓝紫色Zn_(3)B_(2)O_(6)∶Bi^(3+)荧光粉的发光特性研究

完全人工光控植物生长技术的快速发展对光源的要求精益求精,发光强度高、热稳定性良好的蓝紫色荧光粉是植物生长的关键材料。本文采用固相法合成了非稀土Bi^(3+)激活耐高温蓝紫色Zn_(3)B_(2)O_(6)∶xBi^(3+)(0≤x≤0.03)荧光粉。X射线衍射和能谱分析结果表明Bi^(3+)成功进入Zn_(3)B_(2)O_(6)基质晶格。荧光光谱观察到Zn_(3)B_(2)O_(6)∶xBi^(3+)荧光粉在430 nm(3P1~1S0)处呈现窄带蓝紫光,半峰全宽仅为56 nm,最佳Bi3+掺杂浓度为0.02。依据激发光谱峰形和寿命衰减行为,证明了Bi^(3+)在Zn_(3)B_(2)O_(6)基质中仅占据Zn格位。另外,Zn_(3)B_(2)O_(6)∶0.02Bi3+荧光粉发射光谱在423 K下的发射峰强和积分面积均为室温下的85%,表明该样品具有优良的热稳定性和潜在的高温器件应用。Zn_(3)B_(2)O_(6)∶0.02Bi^(3+)的发射光谱分别占叶绿素a/b吸收光谱(370~525 nm)的70.4%和84.6%,表明该合成蓝紫色荧光粉在植物生长领域的潜在应用。

Bi^(3+)、Eu^(3+)共掺双钙钛矿Gd_(2)ZnTiO_(6)荧光粉制备及其温度传感性能

采用高温固相法制备了一系列具有双发射中心的Gd_(2(1-x-y))ZnTiO_(6)∶xBi^(3+),y Eu^(3+)荧光粉。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱、寿命衰减曲线和变温发射光谱等方法,系统地研究了该材料的结构、发光性能和温度传感特性。在Gd_(2)ZnTiO_(6)∶Bi^(3+),Eu^(3+)荧光粉中,Bi^(3+)和Eu^(3+)离子占据了Gd^(3+)离子的位置。在紫外激发下,Eu^(3+)的激发光谱和Bi^(3+)的发射光谱存在光谱重叠,表明从Bi^(3+)到Eu^(3+)可能存在能量传递。通过荧光强度比技术探究了Bi^(3+)蓝光发射与Eu^(3+)红光发射的不同温度响应特性。在293~473 K温度范围内,测得Gd_(2)ZnTiO_(6)∶Bi^(3+),Eu^(3+)荧光粉的最大相对温度灵敏度为1.133%·K^(-1),最大绝对灵敏度为0.73%·K^(-1)。因此,Gd_(2)ZnTiO_(6)∶Bi^(3+),Eu^(3+)荧光粉是一种有潜力的非接触式光学测温材料。

2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)和N,N-二乙基对苯二胺(DPD)显色分光光度法测定水中微量高碘酸盐的对比

高碘酸盐(IO_(4)^(-),PI)因具有强氧化性和化学稳定性,被广泛应用于环境污染物的氧化降解,然而传统的PI分析方法具有操作复杂、费用高和检出限高等缺点,不适用于常规分析.因此如何快速、准确、低成本测定水中微量PI备受环境领域研究者的关注.本研究基于2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)和N,N-二乙基对苯二胺(DPD)与PI氧化显色的原理,建立了两种利用分光光度法测定水中低浓度PI的方法.结果表明,当pH=3.0时,ABTS与PI的反应化学计量系数接近1:2,最大吸光值在415 nm处,标准曲线线性范围为0—20μmol·L^(-1)(R^(2)>0.997),灵敏度为(6.45±0.03)×10^(4)L·mol^(-1)·cm^(-1),检出限和定量下限分别为1.1×10^(-8)mol·L^(-1)和3.3×10^(-8)mol·L^(-1);当pH=6.5时,DPD与PI的反应化学计量系数为1:2,最大吸光值在551 nm处,标准曲线线性范围为0—40μmol·L^(-1)(R^(2)>0.998),灵敏度为(2.11±0.08)×10^(4)L·mol^(-1)·cm^(-1),检出限和定量下限分别为3.7×10^(-7)mol·L^(-1)和1.23×10^(-6)mol·L^(-1).最后,研究了水中常见共存离子、腐殖酸、实际水质背景对PI测定的影响以及加标回收率,发现两种方法均具有良好的抗干扰性、稳定性和检测精度.本研究结果表明两种方法可准确、快速、低成本测定水中微量PI浓度并具有较好的应用前景.

Fe掺杂Bi_(2)WO_(6)复合催化剂光催化芬顿协同去除污染物

采用水热法制备不同铁掺杂比例下的钨酸铋复合光催化剂,通过SEM、UV-Vis和PL表征手段对材料的结构及其光学性能等进行了表征。以罗丹明B作为目标污染物,考查了Fe/Bi_(2)WO_(6)复合材料的降解能力。结果表明,掺杂量为11%时,复合光催化剂在光催化-芬顿协同作用下的降解能力最好,此外,对催化剂投加量、H_(2)O_(2)投加量、pH等反应条件进行优化。最后提出了光芬顿降解机理。

TBCL的合成及其在尼龙6中的应用

以对苯二甲酰氯和己内酰胺为原料,通过无机碱中和制得目标产物对苯二甲酰双己内酰胺(TBCL),反应过程不产生有机盐废水,反应条件温和。再通过双螺杆挤出机熔融共混制备了TBCL/尼龙6(PA6)共混物。通过红外光谱(FTIR)和差示扫描量热仪(DSC)对TBCL进行结构表征,通过转矩流变仪、万能拉力机与数位冲击仪等考察了TBCL对PA6流变性能、力学性能和热稳定性的影响。结果表明,加入TBCL后,PA6共混物的流动性下降,冲击强度与热变形温度提高。随着添加量的增加,弯曲模量下降幅度不大,但冲击强度则持续提升,基本实现了PA6刚性几乎不损失的情况下韧性显著提高。

双(氟磺酰)亚胺锂对LiPF_(6)电解液热稳定性的影响及作用机制

六氟磷酸锂(LiPF_(6))是商业化锂离子电池电解液的主导电盐,但LiPF_(6)电解液热稳定性差的问题严重制约了耐高温电池技术的发展。LiPF_(6)电解液中存在的微量氟化氢(HF)和质子性杂质是导致电解液分解的关键因素。通过在LiPF_(6)电解液中引入双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI),使用核磁共振技术(NMR)探究了在高温存储过程中LiFSI对LiPF_(6)电解液化学分解行为的影响。研究结果表明,高温85℃分别存储14、30、180 d后,在含LiFSI的电解液中只检测到极微量的LiPF_(6)分解产物,未分解的LiPF_6的摩尔百分含量高达99.1%、99%、99%。LiFSI可以清除电解液中残留的HF杂质,从而抑制LiPF_(6)的分解,最终显著改善LiPF_(6)电解液的高温稳定性。通过对含LiFSI的电解液进行加水存储实验进一步验证了LiFSI可以有效清除HF并抑制LiPF_(6)分解的能力。

Synthesis of CC/BiPO4/Bi2WO6 Composite Material and Its Photocatalytic Performance

Along with the popularity of environmental protection concepts, the environmental treatment of water pollution attracts widespread attention, among which, the research on Bi-based semiconductor photocatalytic degradation technology has made great progress. However, the development of such bismuth-based composites still remains a challenging task due to difficult recovery and low catalytic efficiency. Herein, a novel CC/BiPO4/Bi2WO6 composite was successfully synthesized through two-step hydrothermal method using activated flexible carbon cloth as a substrate. The results of the photocatalytic degradation experiments showed that the obtained CC/BiPO4/Bi2WO6 composites can degrade 92.1% RhB in 60 min under UV-visible light irradiation, which was much higher than that of unloaded BiPO4 (24.4%) and BiPO4/Bi2WO6 (52.9%), exhibiting a better adsorption-photocatalytic degradation performance than BiPO4 and BiPO4/Bi2WO6. Photoluminescence spectra indicated that the improved photocatalytic activity was due to the more effective inhibition of photogenerated carrier complexation. Furthermore, the radical capture experiments confirmed that h+, ·OH and O2- were the main active substances in the photocatalytic degradation process of RhB by the CC/BiPO4/Bi2WO6 composites. More importantly, the prepared CC/BiPO4/Bi2WO6 composite had a simple separation process and good recycling stability, and its photocatalytic degradation efficiency can still reach 53.3% after six cycles of RhB degradation. .

Bi_2WO_6可见光催化降解染料废水实验研究

采用水热法合成了新型的可见光催化剂Bi2WO6,以活性蓝M-2GE染料废水为目标污染物,研究了催化剂的用量、污染物初始浓度、溶液pH、盐效应等因素对光催化降解效果的影响.结果表明,在优化实验条件下(催化剂的投加量为3g·L-1、pH值中性偏酸性、反应90min),对目标污染物的去除率可达到99%;溶液中盐浓度的增加对降解有抑制作用;催化剂对不同初始浓度活性蓝M-2GE染料的去除过程遵循一级动力学方程;催化剂重复使用后催化效果有所下降,但仍然可以保持在90%左右.因此,用水热法合成的催化剂Bi2WO6具有良好的可见光活性.

BiOI/Bi_2WO_6对甲基橙和苯酚的光催化降解及光催化机理(英文)

采用简单的沉积方法制备了不同碘化氧铋含量的BiOI/Bi2WO6光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和BET比表面积测量对其进行了表征。在紫外和可见光的照射下,使用甲基橙和苯酚的光催化降解评价了BiOI/Bi2WO6催化剂的光催化性能。结果表明:与商业P25和纯Bi2WO6相比,13.2%BiOI/Bi2WO6光催化剂具有更高的紫外和可见光催化性能。这明显增加的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2WO6和BiOI界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合。基于BiOI和Bi2WO6的能带结构,提出了光生载流子的一种转移过程。自由基清除剂的实验表明,·OH,h+,·O2-和H2O2,特别是h+,共同支配了甲基橙和苯酚的光催化降解过程。

稀土Ce^(3+)掺杂Bi_2WO_6光催化降解罗丹明B的研究

采用水热合成法制备稀土元素Ce3+掺杂Bi2WO6光催剂,通过X射线衍射、场发射电镜扫描、紫外-可见漫反射光谱、N2物理吸附-脱附等手段对合成材料的结构、形貌、光吸收等物理化学性能进行表征,并以染料废水中罗丹明B的降解考察其光催化活性.结果表明,Ce3+掺杂量为0.05%时,其结晶度好、颗粒较均匀、具有较强的可见光吸收性能,且比表面积比纯Bi2WO6提高近10%以上,对罗丹明B的去除效果最好;催化剂用量越高、罗丹明B的初始浓度越低、反应溶液p H值越低、H2O2的浓度越高越有利于Ce/Bi2WO6对罗丹明B的吸附和降解;而阴阳离子的影响各不相同:NO3-、SO42-没有太大的影响;Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-的加入均促使的染料的去除;HCO3-抑制了罗丹明B的吸附,但是却促进了光降解.另外,经重复使用3次,光催化降解速率常数并没有降低,表明稀土Ce3+改性Bi2WO6是一种有效稳定的光催化剂.

Bi_2WO_6的水热合成及其光催化性能研究

水热法合成了Bi2WO6粉体,并采用XRD、FESEM及UV-Vis分光光度计对样品进行表征,研究了不同合成条件对产物形貌和催化性能的影响.UV-Vis漫反射谱表明产物在紫外和可见光区域均有吸收.样品的光催化性能通过降解RhB溶液来评价.结果表明:180℃,pH=2下合成24h获得的Bi2WO6紫外光催化性能最好,反应速率常数为0.03688/min.还讨论了不同pH值对合成样品催化性能的影响.催化剂的稳定性实验通过180℃,pH=2下合成24h获得的Bi2WO6多次催化实验来评估,结果表明4次循环实验后,样品的催化性能未有明显地衰减.在可见光下照射150min,催化剂对染料的降解率达到38%.

还原氧化石墨烯修饰Bi_2WO_6提高其在可见光下的光催化性能(英文)

通过两步水热法合成了一种新型的还原氧化石墨烯(RGO)修饰的Bi2WO6(Bi2WO6-RGO),结果表明其在可见光下的光催化性能得到了显著的提高.研究了RGO在Bi2WO6-RGO中的含量对其光催化性能的影响,从而确定出RGO相对于Bi2WO6的最佳掺杂质量比值为1%.通过扫描电镜(SEM)研究发现,RGO并没有改变Bi2WO6光催化剂的结构和形貌.Bi2WO6-RGO在可见光下的光催化性能得以提高可以归功于RGO.其可能的机理是石墨烯的存在有利于光生载流子(激子)的分离,从而导致产生更多的O2●-用于有机染料污染物(如罗丹明B(RhB))的降解.RhB分子在石墨烯上的有效吸附可能也是导致Bi2WO6-RGO光催化性能提高的另一原因.

反应温度对微波水热法合成Bi_2WO_6粉体及光催化性能影响的研究

以Na2WO4.2H2O和Bi(NO3)3.5H2O为原料,用微波水热法在140～200℃保温1 h合成出不同形貌的正交晶相粉体。利用XRD、FE-SEM、BET、DRS等分析手段表征了Bi2WO6粉体,以RhB溶液为目标降解物,对不同反应温度下合成粉体的光催化性能进行了研究,结果表明:反应温度对合成Bi2WO6粉体的物相、形貌及光催化性能均有较大影响,180℃时合成的绒线团状Bi2WO6粉体比表面积为25.63 m2.g-1,禁带宽度为2.92 eV,因光在粉体催化剂内产生了漫反射,光催化效果最佳,在可见光照射下3h时RhB溶液降解率达到了96%,紫外光照射下2 h时RhB溶液降解率达到了98%以上。

水热合成纳米Bi_2WO_6粉末及其可见光催化活性

以Bi(NO3)3˙5H2O和Na2WO4˙2H2O为原料,水热合成纳米光催化剂Bi2WO6粉末.以偶氮染料直接耐酸大红4BS为目标污染物,通过XRD、TEM、BET和UV-visDRS等表征手段,考察了水热温度、反应物pH值以及煅烧对催化剂的可见光催化活性、晶型、粒径和比表面积等方面的影响.结果表明,140℃和原始pH值为0.57时水热合成的催化剂颗粒分散均匀,光催化效果最好,在光照150min后,对4BS的去除率为99.9%,其吸收边带达到470nm左右,带隙能约为2.7eV.

Fe^(3+)掺杂三维分级纳米Bi_2WO_6的合成及其光催化活性增强机理(英文)

利用水热法合成了Fe3+掺杂的三维分级纳米Bi2WO6,借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(HRTEM)、能谱(EDS)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)等测试手段对所得样品的相组成、形貌和谱学特征进行了表征。选择罗丹明B为模型污染物研究所得样品在可见光下的催化活性。结果表明,Fe3+掺杂Bi2WO6为新颖的分级纳米结构,且Fe3+掺杂能有效提高Bi2WO6的光催化活性,Fe3+掺杂量对Bi2WO6活性的影响显著;实验结果还表明,所得Fe3+掺杂Bi2WO6催化剂的稳定性较好,易于回收。此外,还对Fe3+掺杂Bi2WO6的光催化活性增强机理进行了研究,缺电子的Fe3+作为电子捕获中心有利于促进光生电子-空穴对的分离,从而提高Bi2WO6的光催化活性。

多孔结构Bi_2WO_6光催化剂的制备及其模拟燃油催化氧化脱硫活性

采用水热法合成了多孔结构Bi2WO6光催化剂,借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDS)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)、N2吸附/脱附等测试手段对样品的物相组成、形貌、比表面孔径分布和光吸收特性等进行了表征。考察了水热温度、水热反应时间对Bi2WO6的形貌、比表面孔径分布和光吸收特性影响,并探讨了Bi2WO6光催化剂对模拟燃油的脱硫活性。结果表明,在强酸性条件下水热温度和水热时间对Bi2WO6的形貌、比表面积和催化活性影响显著,190℃水热反应2 h所得Bi2WO6为新颖的鸟巢状微晶,且鸟巢状Bi2WO6由片层状二级结构组装而成。XRD和EDS表明,鸟巢状结构的Bi2WO6为正交晶系,纯度较高。N2吸附脱附测试结果表明,鸟巢状Bi2WO6具有多孔结构,孔主要分布在10 nm,比表面积大约为17.49 m2/g。催化活性测试结果表明,三维介孔结构Bi2WO6具有较好的模拟燃油脱硫效果,在空气流量为100 mL/min,催化剂加入量为1.2 g/L,可见光照射180 min,模拟汽油脱硫率高达91.2%,且催化剂的稳定性能较好。

花状结构Bi_2WO_6多孔微球：组装及光催化性能

利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为结构导向剂,在水热条件下合成了由纳米片组装而成的Bi2WO6花状多孔微球的新颖结构。探讨了反应时间、表面活性剂种类等因素对产物形貌、结构和性能的影响。在氙灯照射下,发现使用CTAB所得到的Bi2WO6比添加SDBS所得到的样品具有更高的催化罗丹明B降解的活性,原因是前者具有较大的比表面积和吸收阈值。同时提出了晶体可能的生长机理为各向异性生长特性和自组装-Ostwald熟化过程的结合。

3D Bi_2WO_6/TiO_2异质结型光催化剂的制备以及增强的可见光催化性能

通过浸渍法合成了3D多组分Bi2WO6/TiO2异质结型复合光催化剂,多次浸渍使TiO2粒子层层沉积到花状Bi2WO6结构的表面。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光致发光光谱(PL)以及紫外-可见漫反射(UV-Vis)吸收光谱分别对所制备的复合光催化剂进行了表征,并以500W氙灯为光源,罗丹明B(RhB)为降解对象,进行了光催化活性测试,考察了不同TiO2复合量对Bi2WO6光催化剂反应活性的影响。结果表明,异质结型Bi2WO6/TiO2复合光催化剂的光催化活性明显优于纯Bi2WO6和TiO2。当复合15%(质量分数)TiO2时,所制备的复合光催化剂最有效促进电子和空穴的分离,并且光催化活性得到提高。活性提高的原因是所形成的异质结特殊的界面能够显著地降低光生电子和空穴的复合几率,并且具有较高的光吸收能力。

Bi_2WO_6可见光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备Bi2WO6催化剂,并通过XRD,UV-visDRS等手段对其进行表征;以活性艳红X-3B为目标污染物,研究催化剂量、X-3B初始浓度、反应溶液pH值以及H2O2等因素在可见光辐射下对其光催化降解效果的影响.结果表明,所制备的Bi2WO6催化剂结晶度好,具有较强的可见光吸收能力;最佳催化反应条件为:X-3B初始浓度20mg/L,Bi2WO6用量2g/L,pH5.18(原始pH值).在此条件下,光照60min,对X-3B的去除率可达到86%;加入2mL/L30%的H2O2,光照30min,降解率可达到96%以上,降解反应符合一级反应动力学.光催化反应可以有效地破坏X-3B的发色基团偶氮结构使其脱色,但在所设定的反应时间(80min)内X-3B不能被完全矿化,反应过程中有中间产物生成.