Salt-assisted Synthesis of Hollow Bi_2WO_6 Microspheres with Superior Photocatalytic Activity for NO Removal

Hollow Bi2WO6 microspheres are successfully synthesized by a facile ultrasonic spray pyrolysis（USP） method using NaCl as a salt template.The as-prepared hollow microspheres assembled as nanoplates with dimensions of approximately 41-148 nm and are dispersed with non-uniform pores on the template surface.By swapping the salt template with KC1 or Na2SO4,different morphologies of Bi2WO6 are obtained.The experimental results demonstrate that NaCl plays a key role on the formation of Bi2WO6 with hollow structures.The specific growth mechanism of hollow microspheres was studied in detail.The Bi2WO6 hollow microspheres exhibit an excellent photocatalytic efficiency for NO removal under solar light irradiation,which is 1.73 times higher than for the Bi2WO6 obtained in the absence of any salt template.This enhancement can be ascribed to the simultaneous improvement on the surface area and visible light-harvesting ability from the hollow structures.Electron spin resonance（ESR） results suggest that both radicals of ·OH and ·O2^- are involved in the photocatalytic process over the BWO-NaCl sample.The production of ·O2^- radicals offers better durability for NO removal.

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%.

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.

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.

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。

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.

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。

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%.

可见光响应Bi_2WO_6薄膜的制备与光电化学性能

采用非晶态配合物-提拉法在ITO导电玻璃基底上制备得到Bi2WO6薄膜.采用FE-SEM、XRD、Raman、DRS、光电流响应谱、IPCE等手段,研究了Bi2WO6薄膜的形貌、结构、光电性能以及薄膜结构与光电性能的关系.结果表明,450℃以上煅烧可以得到Bi2WO6结晶薄膜,薄膜由沿(131)晶面趋向生长的Bi2WO6纳米颗粒组成,颗粒的粒度随煅烧温度的升高而增大,同时颗粒之间的间距也相应增大.ITO/Bi2WO6薄膜电极在可见光(λ>400nm)照射下可以产生光电流,光电流强度与光强度线性相关;光电流强度和光电转换量子效率受Bi2WO6薄膜结构的影响,通过控制薄膜的煅烧温度等制备条件,可以提高薄膜光电极的光电转换量子效率.

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。

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.

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。

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。

鳞状BiOBr/Bi_2WO_6的合成及其吸附性能

采用一步水热法成功制备鳞状形貌的BiOBr/Bi_2WO_6复合物,通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附/解吸附比表面测定仪(BET)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱等对复合物进行了表征。对比Bi_2WO_6与BiOBr的SEM照片,结合KBr的浓度实验,提出了BiOBr/Bi2WO6的鳞状形貌的形成机理。选取有机染料为吸附质,BiOBr/Bi_2WO_6为吸附剂进行了复合物吸附性能测试。结果表明,BiOBr/Bi_2WO_6对阳离子染料表现出优越的吸附性能,10 min对次甲基蓝(MB)的吸附率高达99%,优于常规的活性炭吸附剂。此外,Bi OBr/Bi_2WO_6对有机染料的吸附行为符合准二级反应速率方程和Freundlich等温吸附模型。

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.

三维介孔Bi_2WO_6光催化剂的制备及无机离子对其光催化活性的影响

以硝酸铋、钨酸铵为起始原料,采用水热法合成介孔Bi_2WO_6光催化剂,借助X射线粉末衍射(XRD)、固体紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、电子扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)对催化剂的物相组成、形貌和光吸收特性进行表征,并推测三维球状介孔Bi_2WO_6的形成机理;研究溶液pH值和环境水体中常见无机离子对Bi_2WO_6光催化降解亚甲基蓝的影响。结果表明:在强酸条件下,Bi_2WO_6表现出更高的光催化活性;环境水体中的无机离子对亚甲基蓝的光催化降解影响显著,阳离子如Fe^(3+),NH^+_4以及阴离子如卤素离子对其光催化降解具有很强的促进作用,Cu^(2+)和NO^-_2几乎无影响,而Fe^(2+)对其则具有明显抑制作用。

粉煤灰漂珠负载Bi_2WO_6复合材料的制备及光催化性能研究（英文）

以工业固体废弃物粉煤灰漂珠(fly ash cenospheres,FACs)为载体,采用水热法制备了新颖的漂珠负载Bi2WO6复合材料(Bi2WO6/FACs),通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X-射线光电子能谱(XPS),和紫外-可见漫反射光谱(DRS)技术对其进行了表征。XRD数据显示了正交相Bi2WO6的特征衍射峰。DRS结果证实了引入FACs后Bi2WO6对可见光的吸收增强。在可见光的照射下,以亚甲基蓝溶液的光催化降解评价了Bi2WO6/FACs复合材料的光催化性能。结果表明:Bi2WO6/FACs的光催化性能优于纯Bi2WO6的,其一级反应速率常数(k)为后者的2.4倍。尤其是由于漂珠质轻中空的特性,Bi2WO6/FACS复合光催化剂可长时间漂浮于水面,既能充分吸收光能,又有利于催化剂的回收和重复利用。

溶胶-凝胶法制备Bi_2WO_6微纳米材料及其光催化性能

为了开发可见光响应型光催化剂,以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备前驱体,通过煅烧得到了Bi2WO6微纳米材料。采用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外-可见光漫反射谱(UV-vis DRS)等技术对其进行表征,考察了制备条件对样品晶相结构的影响。结果表明,在煅烧温度450℃、煅烧时间3 h、柠檬酸与Bi3+的物质的量比为3∶1、前驱液的pH=1、分散剂为PEG-4000的条件下制备的Bi2WO6样品为斜方晶系Bi2WO6结构,由粒径为50 nm左右的小薄片堆积而成。所得的Bi2WO6样品具有优良的光催化性能,在可见光照射(200 W点钨灯)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82.0%。研究结果可为高效Bi2WO6光催化材料的制备提供新的思路。

水热合成Ag离子改性修饰Bi_2WO_6及其光催化性能

通过水热法以固体AgNO3为Ag离子来源,成功制备出系列Ag离子改性修饰Bi2WO6复合光催化剂,并采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、能谱仪（EDS）和紫外-可见漫反射光谱（DRS）技术对其进行分析表征。研究表明,Ag离子可能取代Bi2WO6中的Bi 3＋离子进入晶格,从而调节了禁带宽度。另一方面,纯Bi2WO6与Ag离子改性修饰Bi2WO6样品均为由纳米片自组装而成的球形结构,直径约为2～6μm。与纯Bi2WO6相比,Ag离子改性修饰Bi2WO6样品的结晶度较高且纳米片的排列也更致密,其光催化活性明显提高。在本文中形貌和能隙的优化是光催化性能提升的主要原因。当AgNO3的投加量为10%（摩尔分数）时,罗丹明B的降解率提高了近42%。