B-g-C_(3)N_(4)/BiOBr复合材料光催化降解盐酸四环素的研究

文章通过研磨和煅烧合成掺杂硼的g-C_(3)N_(4)(BCN-n),再通过溶剂热法制备硼掺杂g-C_(3)N_(4)/溴氧铋(BCN-n/BiOBr)材料,用于光催化降解盐酸四环素(TCH)污染物。文章探究了不同复合比、pH值、催化剂投加量及不同污染物浓度下BCN-n/BiOBr材料的光催化性能,并通过TEM、XRD等对材料进行表征分析。实验结果证明,BCN-2(简称BCN)∶BiOBr最佳复合质量比为2∶1。在盐酸四环素溶液浓度为20 mg/L,原液pH=5.5,催化剂投加量0.2 g/L的条件下,BCN/BiOBr(2∶1)材料对盐酸四环素的降解率达到95.1%,与相同条件下BCN和BiOBr材料相比,降解率分别提高了10.7%和14.0%。BCN/BiOBr光催化剂是一种有前景的降解TCH的光催化材料。

p-n异质结型光催化剂BiOBr/NaBiO_3的制备与可见光催化活性

采用化学蚀刻法在NaBiO3表面利用HBr与NaBiO3的反应原位沉积BiOBr,制备了异质结型光催化剂.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等对其相结构、微观形貌和光吸收性能进行了表征.光催化实验结果表明,BiOBr/NaBiO3在可见光下可以有效降解罗丹明B(RhB)溶液,当BiOBr与NaBiO3的摩尔比为40.1%时,BiOBr/NaBiO3具有最大催化活性.通过不同牺牲剂的加入及荧光实验结果推测了该异质结型材料光催化过程中光生载流子的传输方向及活性物种.研究结果表明,BiOBr/NaBiO3催化活性的增强主要归结为两者之间形成了有效的异质结,其内建电场能够促进光生载流子的分离,同时h+在光催化降解过程中是主要的活性物种.

g-C_(3)N_(4)/CeO_(2)/BiOBr三相复合材料的制备及其可见光催化降解RhB性能

以多孔层状g-C_(3)N_(4)为基体,引入沉淀法所得的CeO_(2)/BiOBr复合材料,经超声搅拌制得具有异质结结构的g-C_(3)N_(4)/CeO_(2)/BiOBr三相复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见光漫反射光谱、光致发光光谱等方法对g-C_(3)N_(4)/CeO_(2)/BiOBr进行了成分、结构和光学性质表征。结果表明:g-C_(3)N_(4)/CeO_(2)/BiOBr三相复合材料呈三明治层状堆叠结构,界面结构构建良好,光响应性能优异,各相分布均匀且结晶程度较高。当Ce∶Bi摩尔比为1∶1,g-C_(3)N_(4)质量分数为15%时所得三相复合材料表现出最高的光催化活性,RhB降解率高达99%,降解速率是纯相CeO_(2)的86倍、纯相BiOBr的3倍。此外,经过4次循环后,复合材料的RhB降解效率依然保持在89%,表现出良好的稳定性。

BiOBr/Fe_(3)O_(4)@硅藻土复合磁性材料的光催化性能

采用水热法制备了Fe_(3)O_(4)纳米粉体、硅藻土负载纳米Fe_(3)O_(4)二元催化剂(Fe_(3)O_(4)@D),并与BiOBr粉体进行了复合,成功合成了BiOBr/Fe_(3)O_(4)@D复合纳米粉体。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等仪器对3种催化剂进行了表征,并用制得的催化剂光降解罗丹明B(RhB)。结果表明,3种催化剂均被成功合成;在3种催化剂中,Fe_(3)O_(4)粉体呈球状,且BiOBr/Fe_(3)O_(4)@D直径处于纳米级;在光催化降解RhB的试验中,BiOBr/Fe_(3)O_(4)@D复合纳米粉体的催化性能最好。进一步考察了BiOBr/Fe_(3)O_(4)@D三元催化剂的投加量、PMS质量浓度、初始pH等因素对其光催化性能的影响。结果表明,光反应30 min时,降解率最好,为99.32%;经过5次循环试验后,降解率仍能达到96.86%,具有良好的稳定性;催化过程中·OH和SO-4·为降解过程中的活性物质,并探究了三元催化剂的光催化机理。

Fe_(3)O_(4)/BiOBr/BiOI的制备及降解2,4-D的性能研究

采用水热法制备了微米球花状结构的Fe_(3)O_(4)/BiOBr/BiOI复合材料,通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis等手段对催化剂进行表征分析。结果表明,该催化剂对2,4-D具有高效的光降解性能和光催化效率(80 min,88%)。降解速率常数为2.498×10^(-2)min^(-1),分别是Br∶I=5∶5(K=2.004×10^(-2)min^(-1))、BiOBr(K=1.289×10^(-2)min^(-1))和BiOI(K=6.98×10-3min-1)的1.25倍、1.94倍与3.58倍。这是由于Fe_(3)O_(4)/BiOBr/BiOI复合材料内部形成了异质结,利于光生载流子的分离。此外,5次循环实验后,降解效率保持在82.9%,证明该催化剂稳定、可回收、可磁分离。

Fe_(3)O_(4)/Bi-BiOBr复合纳米粉体处理罗丹明B 废水的光催化性能

采用水热法制备了Fe_(3)O_(4)纳米粉体,并与Bi-BiOBr纳米材料进行了复合,成功的得到了Fe_(3)O_(4)/Bi-BiOBr复合纳米粉体。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等仪器对样品进行了表征。结果表明,Fe_(3)O_(4)/Bi-BiOBr复合纳米材料被成功合成;在复合材料活化PMS去除罗丹明B(RhB)的降解试验中,考察了Fe和Bi的原子质量比(m(Fe):m(Bi))、催化剂质量浓度、PMS质量浓度等因素对光催化性能的影响。结果表明,光反应80 min后,降解率均达到95%以上;经过5次循环试验后,降解率仍能达到92.12%,具有良好的稳定性;催化过程中·OH为主要活性物种,其次为SO_(4)^(-)·和h^(+)。

BiOBr/g-C_(3)N_(4)S型异质结无H_(2)O_(2)光-自芬顿高效催化降解RhB

通过焙烧-超声混合法成功地制备了BiOBr/g-C_(3)N_(4)S型异质结复合光催化剂。采用多种表征手段对样品物理属性进行了表征,包括X射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)。研究了所制备样品有/无Fe3+的光-自芬顿催化/光催化降解罗丹明B(RhB)性能。通过捕获实验确定了光催化反应中的主要活性物种,提出了光-自芬顿反应的降解机理。研究结果表明,BiOBr/g-C_(3)N_(4)S型异质结能原位生成H_(2)O_(2),添加Fe3+后,H_(2)O_(2)被原位活化成活性物种且光生电流和载流子分离效率获得显著提高。该光-自芬顿过程能高效降解RhB,其反应速率常数为0.208 min-1,约为无Fe3+光催化反应速率常数的5.3倍,在光-自芬顿循环使用过程中表现出良好的稳定性。Fe3+的加入促进了光生电荷的分离和H_(2)O_(2)的活化,超氧阴离子自由基(·O2-)、空穴和羟基是光-自芬顿催化过程中的主要活性物种,且·O2-作用更大。

Ag_(3)PO_(4)/BiOBr/BiOCl复合半导体的制备及性能研究

采用水热法、原位沉淀法合成了不同Br-和Cl-质量比的Ag_(3)PO_(4)/BiOBr/BiOCl复合光催化材料,并通过X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计分别测试了复合材料的物相组成和光催化活性。结果表明,BiOCl会抑制BiOBr晶粒的长大,随着BiOCl复合量增加,当Br-和Cl-质量比达到1∶4时,BiOCl结晶明显完整。适量复合BiOCl能够提高Ag_(3)PO_(4)/BiOBr的光催化性能,以Br-和Cl-质量比为1∶1.5的样品最佳,可见光下催化180 min对盐酸左氧氟沙星的降解率高达88%。

基于g-C_(3)N_(4)/BiOBr光催化剂的海产养殖水体抗生素的降解

采用热聚合/液相法制备四种含量不同的g-C_(3)N_(4)/BiOBr光催化剂,并研究了其降解盐酸四环素(TCH)的性能和途径。研究表明,四种g-C_(3)N_(4)/BiOBr复合材料对TCH的光降解效率均高于商品g-C_(3)N_(4)催化剂;2D/2D结构的4-g-C_(3)N_(4)/BiOBr表现出最高的光利用率和最佳的光催化活性;光反应60 min内对TCH的去除率为94.61%、降解率为93.29%,其拟合的表观反应速率常数最高(0.037 min^(-1)),是商品g-C_(3)N_(4)的1.68倍,且循环利用5次后对TCH的降解率仍可达83.67%;此外,对g-C_(3)N_(4)/BiOBr光催化剂降解TCH的反应机理进行了分析。

BiOCl/NaBiO_3复合材料的原位合成及光催化性能

利用HCl与Na Bi O3反应原位制备了结构可控的Bi OCl/Na Bi O3复合光催化材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等技术对其晶相组成、光吸收特性和表面形貌进行了表征,并评价了样品在可见光和紫外光下的光催化性能.结果表明,尽管Bi OCl几乎没有可见光活性,但27.4%Bi OCl/Na Bi O3在可见光下却表现出明显高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性.由于紫外光照可以有效激发Bi OCl,所有组成的复合Bi OCl/Na Bi O3都显示出高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性,其中47.6%Bi OCl/Na Bi O3具有最大光催化活性.研究了加入不同活性物种的捕获剂对光催化效率的影响,结合荧光实验结果和样品能带结构推测了复合材料光催化过程中光生载流子的传输行为.结果表明,Bi OCl/Na Bi O3催化活性增强主要归结于2种材料之间形成了有效的异质结构,其内建电场能够促进光生载流子的传输和分离;羟基自由基在光催化降解过程中是主要的活性物种.

异质型BiOI/NaBiO_3光催化剂的合成及其光催化性能

根据表面化学蚀刻原理采用加热冷凝回流的方法制备了一系列组成的异质结构BiOI/NaBiO3光催化剂。利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等技术对其晶相结构、微观形貌和光吸收性能进行了表征。光催化实验表明,BiOI/NaBiO3在可见光下可以有效降解罗丹明B(RhB),当BiOI与NaBiO3的物质的量分数为一定值时,异质结构的光催化剂明显优于单一组分的光催化活性。通过加入不同的牺牲剂及荧光实验结果推测了该异质结构材料的光催化机理,并且分析了其光生载流子的传输方向及光催化过程的活性物种。研究表明,BiOI/NaBiO3的催化活性增强主要归结为两者之间形成了有效的异质结构,其内建电场能够促进光生载流子的分离,同时光生空穴h+在光催化降解过程中是主要的活性物种。

g-C3N4-BiOBr复合材料制备及可见光催化性能

利用原位沉积法将Bi OBr纳米片生长到g-C_3N_4表面,制得g-C_3N_4-Bi OBr p-n型异质结复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)和荧光光谱(PL)等测试对光催化剂结构和性能进行表征。通过可见光辐照降解甲基橙水溶液检测评估复合光催化剂光催化活性。研究结果表明:复合光催化剂由Bi OBr和g-C_3N_4两相组成,Bi OBr纳米片在片状g-C_3N_4表面快速形核生长形成面-面复合结构。相比于纯相g-C_3N_4和Bi OBr,g-C_3N_4-Bi OBr复合材料具有更强可见光吸收能力,吸收带边红移。在可见光辐照100 min后,性能最佳的2:8 gC_3N_4-Bi OBr复合光催化剂光催化活性分别是纯相g-C_3N_4和Bi OBr的1.8和1.2倍,经过4次循环实验后,其降解率仍达84%,说明复合结构光催化剂催化性能和稳定性增强。复合光催化剂的荧光强度显著降低,说明光生载流子复合得到了有效抑制。复合光催化剂催化性能的提高归因于p-n型异质结促进电荷有效分离、抑制电子-空穴复合和吸收光波长范围的扩展,相比单一成分材料具有更好的催化活性和稳定性。自由基捕获实验证明,可见光降解甲基橙光催化过程中的主要活性成分为空穴,并据此提出了可能的光催化机理。

Z型可见光催化剂Au NPs/g-C3N4/BiOBr的构建及其光催化性能（英文）

通过水热和原位还原法制备了一种新型Z型异质结三元复合材料Au NPs/g-C3N4/BiOBr,并通过X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和光致发光发射光谱等技术对材料的形貌、结构进行了表征。通过在可见光下降解苯酚来评价光催化剂的活性。研究发现,Au NPs/g-C3N4/BiOBr显示出增强的光催化活性,对苯酚的降解能力是g-C3N4的3倍,是BiOBr的2.5倍。这可归因于三元复合材料的窄带隙(2.10eV)、Z型机理对光生电子-空穴对的有效分离和Au纳米颗粒的表面等离子体共振效应(SPR)。

Yb^(3+)-Tm^(3+)共掺BiOBr纳米晶的近红外上转换发光特性研究

采用水热法合成了Yb^(3+)-Tm^(3+)共掺Bi OBr纳米晶,研究了其上转换发光性能。在980 nm光激发下,样品中Tm^(3+)离子实现了~3H_4→~3H_6、~1G_4→~3F_4和~1G_4→~3H_6跃迁,进而发出强烈的近红外光(801 nm)和较弱的红光(655 nm)与蓝光(485 nm)。探讨了样品的上转换发光机理,上转换发光强度与激发功率的关系表明在980 nm激发下Tm^(3+)的蓝光和红光发射为三光子过程,而近红外发光为双光子过程。随着Yb^(3+)浓度增加,近红外发光显著增强,近红外光与蓝光(I801 nm/I485 nm)的发光强度比高达71.4。研究结果表明,Yb^(3+)-Tm^(3+)共掺Bi OBr纳米晶在生物荧光标记领域具有潜在的应用前景。

溶剂热法合成无水NaBiO_3多晶粉末

溶剂热法合成无水ＮａＢｉＯ３多晶粉末陈代荣孟祥健李加新＊＊孙思修＊（山东大学化学系，济南２５０１００）徐如人（吉林大学化学系，长春１３００２３）关键词：无水ＮａＢｉＯ３多晶粉末合成无水ＮａＢｉＯ３通常为黄色或褐色无定形粉末，空气中不稳定，过去的合成方...

BiOBr/g-C_3N_4光催化剂的制备及其LED紫光光催化活性

以五水硝酸铋、溴化钾和三聚氰胺为原料,采用溶剂热法制备了摩尔比不同的BiOBr/g-C_3N_4复合光催化剂,并进行了XRD、SEM和DRS表征分析。以50 W LED紫光灯为光源,采用罗丹明B为目标降解物考察了制备样品的光催化性能。结果表明:摩尔比为1∶1的BiOBr/g-C_3N_4复合光催化剂的具有最优的光催化性能。机理实验结果表明:超氧自由基(O_2·^-)和空穴(h+)为BiOBr/g-C_3N_4复合光催化剂光催化过程最为主要的活性物种。

BiOBr/NaNbO_(3)复合光催化剂的制备及其性能研究

以Nb_(2)O_(5)为原料制备了纳米块状NaNbO_(3),采用沉淀法制备了不同摩尔比的BiOBr/NaNbO_(3)(BNN)复合材料,其中BNN-10(n(Bi)∶n(Nb)=10∶1)对RhB的降解率为87.8%,分别是单一BiOBr和NaNbO_(3)的2.4倍和4.1倍.BNN-10经过5个周期降解RhB,其光催化性能没有明显下降,表明BNN-10具有较高的可重复利用性和稳定性.利用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对BNN-10的晶体结构进行了表征,通过X射线光电子能谱(XPS)对催化剂化学态的分析,催化剂的光电特性及捕获实验验证BNN为直接Z型异质结构.该构型有效地阻止了光生电子空穴复合,并最大程度保留了各自单一半导体较高的氧化和还原能力,因此其光催化降解RhB效率得到显著提高.

混合溴源制备Sb_2O_3/BiOBr及其对水产养殖废水的降解

以混合溴源制备BiOBr,通过水热法制备Sb_2O_3/BiOBr复合光催化剂。在模拟可见光条件下研究了复合光催化材料对水产养殖废水中NH_4^+-N的去除效果。结果表明,当Sb_2O_3的掺杂量为3%,n(NaBr)∶n(CTAB)=1∶1,催化剂用量0.4 g/L时对NH_4^+-N的降解率最高,2 h内NH_4^+-N的降解率达到了89.1%。这与复合物表面羟基(—OH)的产生及其表面强内电场(110)晶面的暴露密切相关。

Bi2S3@BiOBr的原位合成及其可见光催化性能

采用溶剂热法合成BiOBr空心微球,并利用简单的离子交换原位生成Bi2S3,得到类核-壳结构的Bi2S3@BiOBr复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对催化剂进行表征,并对其进行光电化学性能测试。实验表明,BiOBr与Bi2S3形成的异质结促进了光生载流子的转移和分离。Bi2S3@BiOBr在可见光作用下可以有效降解甲基橙,当Bi2S3的摩尔分数为8%时,样品具有最好的光催化性能。·O2-和h+是Bi2S3@BiOBr光催化降解甲基橙的主要活性物种。

g-C_3N_4/BiOBr异质结光催化剂的制备与可见光催化活性

以三聚氰胺作为合成g-C_3N_4纳米片的前躯体,以Bi(NO3)3·5H2O和KBr作为合成BiOBr的原料,采用水热法构建g-C_3N_4/Bi OBr二维异质结可见光催化剂,有效的晶面复合和合适的能带组合有助于增强g-C_3N_4和BiOBr的可见光催化活性。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见漫反射光谱(UVvis DRS)等方法表征其结构、光学性质以及组成结构。在可见光(λ>420 nm)下以光催化降解RhB来评价合成催化剂的光催化活性,结果表明,g-C_3N_4/BiOBr光催化降解罗丹明B(Rh B)的效率高于单体g-C_3N_4和BiOBr,并对g-C_3N_4/BiOBr增强可见光催化RhB机理进行解释。