Bi_2O_3-TiO_2的制备及其光催化性能研究

该文以四氯化钛和硝酸铋为原料,通过共沉淀法制备Bi_2O_3-TiO_2复合氧化物,以罗丹明B模拟有机污染物,在太阳光照射研究Bi_2O_3-TiO_2复合氧化物催化剂的光降解性能。考察了不同的沉淀剂、Ti∶Bi的配比及焙烧温度等制备条件对光催化性能的影响。结果表明,Bi_2O_3-TiO_2复合氧化物催化剂的光降解率明显高于单一氧化物Bi_2O_3、TiO_2的光降解率;以Na OH为沉淀剂、Ti∶Bi的配比为1∶10、焙烧温度500℃时制得的Bi_2O_3-TiO_2复合氧化物催化剂具有很好的光催化降解效果。

复合纳米材料Bi_2O_3-TiO_2的制备与表征

采用均匀沉淀法,以硫酸钛为前驱体,制备了Bi2O3-TiO2复合纳米粉体材料,利用XPS、XRD、UV-Vis等现代化技术手段对复合纳米材料的结构和性质进行了表征。研究结果表明,TiO2的加入阻碍了Bi2O3晶粒的生长,导致复合纳米材料粒径的减小;而光生电子产生于Bi2O3并迁移到TiO2表面,所需的激发光频率变低,从而使复合纳米材料的吸光波长向可见光区域扩展。

Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂对Cu-EDTA复合污染的高效光催化协同处理

以钛酸丁酯、硝酸铋及钨酸钠为前体,采用溶胶凝胶法及溶剂热法制备Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂,运用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及光电流等方法表征复合材料的结构。考察了Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂对Cu(Ⅰ)-EDTA络合水体复合污染的处理性能以及光反应后复合催化剂的新用途,并对其协同处理机制进行探讨。结果表明:相较于单一Cu(Ⅱ)及EDTA,该复合光催化剂在可见光下表现出对Cu(Ⅱ)-EDTA络合水体更高的处理效率。当Bi_2WO_6含量为5%时,复合光催化剂表现出最高的光催化活性。沉积过Cu及Cu O的Bi_2WO_6-TiO_2光催化剂对有机污染物的光降解效率有着显著提升。

Nd掺杂Bi_2O_3-TiO_2纳米复合材料的制备、表征与模拟太阳光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了Nd掺杂Bi2O3-Ti O2纳米复合材料,利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等分析测试手段对样品的微观结构和吸光性能等进行了表征,并以甲基橙溶液的降解作为探针反应,考察了样品的模拟太阳光催化性能。结果表明:所有S-X样品均呈锐钛矿结构;Nd以氧化物的形式附着在Bi2O3-Ti O2纳米复合材料表面;Nd具有敏化Bi2O3-Ti O2纳米复合材料的作用;S-0.250样品的光催化活性最好,当其用量为2.5g/L时,25mg/L的甲基橙溶液在模拟太阳光下照射5h后,脱色率可达到99.3%。

SO_4^(2-)/Bi_2O_3-TiO_2制备及对罗丹明-B可见光活性研究

利用溶胶凝胶法制备了SO_4^(2-)/Bi_2O_3-TiO_2光催化剂,样品结构经过X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(IR)、热重分析仪(TGA)等测试手段进行了表征,以罗丹明-B作为目标污染物,在可见光照射下测试了该光催化剂的光催化活性,结果表明:该光催化剂主要由锐钛矿TiO2和四方体的Bi2O3组成,SO_4^(2-)主要以螯合双配位方式结合在Bi_2O_3-TiO_2表面,并在500℃焙烧的光催化剂具有更高的脱色效率,在罗丹明-B初始浓度为8mg/L和催化剂用量为600mg/L时,脱色效率可达97.89%,该光催化剂可以应用于有色废水的净化处理中。

BBZS掺杂对BaO-Sm2O3-TiO2系微波介质陶瓷性能的影响

利用固相法制备BaO-Sm2O3-TiO2系微波介质陶瓷。通过复合添加氧化物ZnO、CuO和玻璃料Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2(BBZS),系统的烧结温度降至900℃。研究了玻璃料的添加量对介电性能的影响。按BaSm2Ti4O12+1wt%ZnO+1wt%CuO+xwt%BBZS(0<x≤30)配方,当x=25,预烧温度为1100℃和烧结温度为900℃时,有以下的微波特性:其介电常数为εr为60.51,Qf=2256 GHz,τf=1.502×10-5/℃,这种陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧,应用到LTCC领域。

ZrO_2添加对BaO-La_2O_3-TiO_2介质陶瓷介电性能的影响

BaO-La2O3-TiO2(BLT)是典型的高介电常数微波介质陶瓷,其作为微波谐振器与滤波器的关键材料,在微波通讯技术上有着重要的应用。选用ZrO2对BLT进行改性研究,当ZrO2的加入量z<0.5mol时,烧结体的主晶相为Ba6-3xLa8+2x(Ti1-zZrz)18O54(x=1/2)钨青铜结构(TB)固溶体,随ZrO2加入量的增多,烧结体中产生第二相,当z=1.0mol时,烧结体的主晶相为La2Zr2O7和BaZrO3,这与结构许容因子的变化密切相关,获得较优介电性能如下:εr=103.71,Q.f=4862.53 GHz,τf=168.97×10-6/℃,优于不添加ZrO2时烧结体介电性能(εr=139.73,Q.f=1238.96 GHz,τf=179.97×10-6/℃),说明少量ZrO2的加入可以改善BLT陶瓷的品质因数和频率温度系数,略降低介电常数。SEM分析表明,少量ZrO2的加入没有改变烧结体的微观形貌,改性前后烧结体内部均为典型的柱状TB固溶体形貌。

TiO_2-ZrO_2-Bi_2WO_6催化剂的制备及其对苯的降解性能

采用共沉淀法,于600℃焙烧合成了催化剂TiO2-ZrO2(Cat600TZ)和Bi2WO6(Cat600BW);于不同温度(T)焙烧合成了系列具有可见光响应的复合催化剂TiO2-ZrO2-Bi2WO6(CatTTZBW),其结构和性能经UV-Vis,FT-IR,XRD,BET和XPS表征。实验结果表明,随T升高,CatTTZBW的比表面积降低,表面羟基含量减小;于600℃焙烧的Cat600TZBW,Bi2WO6与ZrO2-TiO2相互作用较强,有利于其可见光催化活性提高。以苯为降解模型,分别在紫外光和可见光照射下,考察T对CatTTZBW催化活性的影响。实验结果表明,Cat600TZBW的紫外和可见光活性最高,分别为Cat600TZ的7.5倍,Cat600BW的1.5倍。

B位替代对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_7陶瓷介电性能的影响

采用传统的二次球磨固相反应法制备了Bi2(Zn1/3Nb2/3-xMx)2O7(M为Sn,Zr,Ti)陶瓷,并使用X射线衍射仪、扫描电镜、介电性能测试仪等研究了Sn4+,Zr4+,Ti4+的B位替代对陶瓷烧结温度、物相、显微形貌以及介电性能的影响。结果表明:当替代量x≤0.25时,所得陶瓷均保持单一的单斜焦绿石相结构;Zr4+,Ti4+替代的陶瓷达到最致密的烧结温度与未经替代的一致,而Sn4+替代的陶瓷在1020℃烧结才可以达到最致密;用Ti4+,Zr4+替代的陶瓷晶粒尺寸与基体的相当,而Sn4+替代的陶瓷晶粒尺寸大小不一;Sn4+,Zr4+替代的陶瓷介电常数温度系数随着替代量的增加逐渐减小,Sn4+替代的陶瓷在x=0.25时为负值,Ti4+替代的陶瓷介电常数温度系数随着替代量的增加先增大后减小,但始终为正值。

低温烧结BaO-Sm2O3-TiO2系微波介质陶瓷材料的研究

利用传统的固相法制备BaO-Sm2O3-TiO2系陶瓷。通过复合添加氧化物ZnO、CuO和玻璃料Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2（BBZS），系统的烧结温度降至900℃。研究了玻璃料的添加量对介电性能的影响。按BaSm2Ti4O12＋1％（质量分数）ZnO＋1％（质量分数）CuO＋x％（质量分数）BBZS（0＜x≤30）配方，当x=25，预烧温度为1100℃和烧结温度为900℃时，有以下的微波特性：εr=60．51，Qf=2256GHz，τf=15．02×10^-6/℃，该陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧，应用到LTCC领域。

Fe_2O_3/Bi_2WO_6的制备及其可见光光催化性能的研究

采用水热法制备了Bi_2WO_6催化剂,并以Fe_2O_3对Bi_2WO_6进行改性,合成了新型复合光催化剂Fe_2O_3/Bi_2WO_6。采用XRD、DRS等对合成的催化剂进行了表征。以氙气灯为光源(λ>420m),以罗丹明B为目标降解物进行了光降解试验。结果表明,与Bi_2WO_6相比,Fe_2O_3/Bi_2WO_6的光催化性能有所提高,其中,Fe_2O_3含量为0.5%的Fe_2O_3/Bi_2WO_6的光催化性能最好。

低温烧结Bi_6Ti_5TeO_(22)和Bi_2Ti_3TeO_(12)陶瓷及其微波介电性能

采用固相烧结法,研究了不同温度和配方Bi2O3-TiO2-TeO2体系陶瓷的低温烧结情况,研究了产物物相、微观结构和微波介电性能。研究表明,配方A(Bi2O3:TiO2:TeO2=1:3:1)在800℃以上煅烧可制备出较纯净的Bi6Ti5TeO22,配方B(Bi2O3:TiO2:TeO2=1.025:3:1)在700℃以上煅烧可制备纯净的Bi2Ti3TeO12粉末。所得Bi6Ti5TeO22和Bi2Ti3TeO12粉末都能在750～900℃度实现低温烧结。配方B在750℃烧结的介电性能较好,εr=32.5,介电损失为0.20%(100MHz)。

磁性CuO-Bi_2O_3催化剂的制备及炔化性能

采用溶胶凝胶法结合等体积浸渍法制备了具有磁性的CuO-Bi2O3/Fe3O4@SiO2催化剂,利用XRD、BET等手段进行表征,并考察了催化剂在甲醛乙炔化反应中的催化性能。结果表明,载体Fe3O4@SiO2具有较高的比表面积,CuO在其表面以高分散的微晶态形式存在;制得的催化剂在甲醛乙炔化反应中有较高的活性与使用稳定性,可以在外加磁场的作用下与反应液快速分离。

低温烧结BaO-Nd_2O_3-TiO_2陶瓷介质材料的研制

采用固相法制备了BaO-Nd2O3-TiO2(BNT)陶瓷,研究了Bi2O3-SiO2-ZnO-CaO(BSZC)玻璃添加量对所制BNT陶瓷介电性能的影响。结果表明:添加质量分数7%～9%的BSZC玻璃,可使BNT陶瓷在960℃下烧结致密,匹配10Pd/90Ag内电极,获得相对介电常数εr≈88,介质损耗tanδ=6×10–4,电容温度系数αc≈0的高频MLCC陶瓷介质材料。

Bi_2O_3-TiO_2复合光催化剂协同处理铬-邻苯二甲酸酯复合污染

以硝酸铋和钛酸丁酯为前驱体,采用水热法制备了Bi_2O_3-TiO_2复合半导体材料,并利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UVVis)、能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对复合材料的结构进行了表征.同时,考察了Bi_2O_3-TiO_2复合材料对重金属Cr(Ⅵ)和难降解邻苯二甲酸二丁酯(DBP)复合污染的处理性能,并探讨了复合催化剂协同处理复合污染的作用机制.结果表明:该复合催化剂在可见光下能同时降低重金属Cr(Ⅵ)和有机物DBP的浓度,抑制电子和空穴复合,表现出比对单一Cr(Ⅵ)及DBP污染物更高的处理效率.当Bi_2O_3含量为4%时,复合催化剂表现出最佳的光催化活性.

双极液膜法可见光光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备了Bi2O3-TiO2/Ti膜电极,X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(DRS)和光电性能测试进行了表征,结果表明,Bi元素掺杂进入了TiO2催化剂,拓展了催化剂的光响应波长,使其在可见光下有较明显的光电响应.将Bi2O3-TiO2/Ti光阳极与Cu阴极组装成双极液膜反应器,在可见光下光催化处理活性艳红X-3B,得出当初始pH值为2.52,废水流量为80mL/min时,处理20mg/L活性艳红X-3B 150min,脱色率可达88%.双极液膜法可见光光催化的初步机理考察表明,光生电子自发由Bi2O3-TiO2表面转移到Cu电极表面,并在Cu电极表面直接还原染料,或与其表面液膜中的溶解氧反应生成H2O2,进而参与染料的氧化,由此可实现Bi2O3-TiO2/Ti的直接氧化和Cu阴极的直接还原和间接氧化的双极双效效果.

GPS用小型微带天线的研制

介绍了小型微带天线的原理和微波介质材料的现状。在笔者所在公司专门研制的微波介质材料基础上,运用微带天线理论设计和制作出一款可应用于GPS的小型微带天线。样品天线工作在1.575GHz频率时,10dB带宽大于10MHz,回波损耗小于-20dB,轴比小于4dB,完全满足GPS的应用。通过对实验结果和批量生产情况的讨论,提出了进一步小型化的方向。