一种新型二元复合催化剂DiCoPc/BiOCl的合成与表征

通过水热法在BiOCl上负载DiCoPc,合成了一种新型二元复合催化剂DiCoPc/BiOCl,并通过X射线粉末衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),紫外、红外光谱,扫描、透射电子显微镜(SEM,TEM)对其进行了表征,证明了复合物的形成.

Cd(OH)_(2)/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能

BiOCl是一种良好的光催化剂,但光生电子-空穴对易复合限制了其在光催化领域的应用。采用一步水热法制备了Cd(OH)_(2)/BiOCl复合材料,以罗丹明B(RhB)为降解目标,考察了复合材料的光催化性能。利用XRD、FT-IR、SEM、XPS(X射线光电子能谱)、光致发光光谱(PL)、电子自旋共振光谱(ESR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对复合材料进行了表征,从表征结果发现,Cd(OH)_(2)与BiOCl复合后,复合材料呈片状球形花状结构,且Cd(OH)_(2)的引入使复合材料产生了新的能级,电荷分离和传输能力增强,光生电子-空穴对的复合得到明显抑制,从而提高了复合材料的光催化性能。在300 W氙灯照射下,Cd(OH)_(2)/BiOCl复合材料对RhB的去除率较纯BiOCl提高了15.36%,经5次循环利用后复合材料对RhB的去除率仍可保持在70%。自由基清除实验表明自由基的活性顺序为O_(2)·->h+>·OH,且O_(2)·-是主要活性物质。

高效降解盐酸四环素的CdS/BiOCl复合光催化剂的制备及性能

采用水热法制备了BiOCl超薄纳米片,并将CdS纳米晶体沉积于BiOCl表面制备CdS/BiOCl复合光催化剂。XRD测试结果证明CdS的沉积不会改变BiOCl的晶体结构。XPS测试结果表明CdS/BiOCl复合材料已被成功合成。SEM及HRTEM测试结果证明,CdS纳米晶体均匀沉积在BiOCl的表面。荧光光谱分析数据表明CdS/BiOCl复合材料的电子-空穴分离效果得到有效提高,均优于纯BiOCl材料,且随着Cd(Ac)_(2)·2H_(2)O添加量的增加,复合材料的荧光光谱强度呈现先减弱后增强的现象。根据紫外可见漫反射光谱及XPS价带谱测试结果,计算出复合材料的价带与导带电位。以盐酸四环素作为模拟污染物评价光催化剂的活性,结果表明,CdS/BiOCl复合材料光催化活性更高,仅需经过5 min的可见光照射后,优选的CdS/BiOCl(CB-8)复合材料对盐酸四环素的去除率可达70.6%,为纯BiOCl的16.2倍。最终,根据XPS价带谱和活性物种捕获实验结果推测了CdS/BiOCl复合光催化剂的光催化反应机理。

CuO/BiOCl异质结催化剂的合成及其光催化性能研究

以微球状氯氧化铋(BiOCl)为模板,合成了CuO/BiOCl异质结催化剂,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光分光光度计等对催化剂形貌和结构进行了表征;以亚甲基蓝(MB)为降解目标,探究了CuO与BiOCl物质的量比、MB染料初始质量浓度、催化剂质量、溶液pH等对CuO/BiOCl催化性能的影响,并研究了该催化剂的循环再生能力及光催化反应机理。结果表明:在可见光照射下,当CuO与BiOCl物质的量比为1∶15,催化剂质量为0.050g,MB初始质量浓度为25mg/L时,光催化效率最高,吸附过程符合一级动力学模型,且该催化剂具有良好的循环再生能力。在催化过程中空穴h+起主要作用,羟基自由基和超氧自由基均起次要作用。

富含氧空位S型MIL-101(Fe)/BiOCl异质结增强光催化去除Cr(Ⅵ)

Cr(Ⅵ)污染物有毒有害且不可生物降解,会对环境造成严重破坏。光催化技术可实现Cr(Ⅵ)的有效去除,在解决环境污染问题方面具有良好前景。因此,本文通过在富含氧空位(OV)的BiOCl微球表面原位生长MIL-101(Fe)晶体,构建了一种新型富氧缺陷MOF基S型异质结催化剂-MIL1--101(Fe)/BiOCl。这种催化剂在高浓度Cr(Ⅵ)的光催化还原中表现出优异活性,60 min内对Cr(Ⅵ)溶液(10 mg·L^(-1),100 mL)的光还原效率达到88.5%,其光催化效率分别是BiOCl和MIL-101(Fe)的4.4和9.0倍。而且,MIL-101(Fe)/BiOCl还表现出良好的抗环境干扰性、稳定性和可重复使用性,显示出令人印象深刻的实际应用前景。实验结果表明,富含氧空位的S型MIL-101(Fe)/BiOCl异质结构暴露了大量活性位点,促进了界面电荷分离,提高了光生载流子的氧化还原能力,从而增强了光催化性能。另外,经过活性自由基检测发现,e^(-)和·O_(2)^(-)是光催化反应过程中的主要活性物种。这些研究结果将为开发用于环境治理的缺陷半导体/MOF S型光催化剂开辟新的途径。

研磨-焙烧法制备La_2O_3/BiOCl复合光催化剂及其对高浓度染料降解性能

首先利用沉淀法合成了BiOCl纳米片,然后利用研磨-焙烧法将La2O3纳米颗粒复合到BiOCl纳米片中,制备了一系列La2O3/BiOCl复合光催化剂（La2O3：1wt%、2wt%、4wt%、8wt%）。运用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和光致发光（PL）谱等对样品的晶相、光吸收和表面性能等进行了表征。以紫外灯（λ=254 nm）为光源,评价了所制备样品光催化降解高浓度染料酸性橙II（40×10-6）的活性。结果表明,经过研磨-焙烧后该系列催化剂均具有较好的结晶性能,同时2~5 nm的La2O3纳米粒子粘附在BiOCl纳米片表面。200℃焙烧制备的1wt%La2O3/BiOCl催化剂具有丰富的表面羟基,对染料表现出较强的吸附性能。该催化剂表现了最高的光催化活性,活性为纯BiOCl的2.4倍。另外,La2O3/BiOCl中的La3＋提供的氧化-还原势阱可能捕获光生电子,从而阻止了光生电子（e–）和空穴（h＋）的复合,有利于光催化活性的提高。

BiO_(2-x)/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用简单的一步水热法制备得到片状结构的BiO_(2-x),然后通过溶剂热法将BiO_(2-x)与BiOCl进行复合,制备一系列BiO_(2-x)/BiOCl异质结复合材料。采取一系列测试的手段对所制备的BiO_(2-x)/BiOCl复合材料进行表征实验,对复合物的晶相构成、晶体形貌、稳定性进行研究。以罗丹明B(RhB)模拟作为难降解污染物,对所制备的BiO_(2-x)/BiOCl复合材料的光催化性能进行测试,结果表明一定比例的BiO_(2-x)/BiOCl复合物比纯的BiO_(2-x),BiOCl能够更快、更好、更彻底地降解有机污染物,具有更显著的光催化活性。同时经过5次循环实验及反应前后的XRD图谱表明所制备的材料具有优异的光化学稳定性,并且可以多次重复利用。基于自由基捕获实验,我们提出了可能的光催化机理。

BiVO_4/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能的研究

通过水热-溶剂热法制备了BiVO4/BiOCl复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射等测试手段对复合光催化剂的结构、形貌和光学性质进行表征。考察了其对罗丹明B的吸附性能和光催化性能。结果表明,与纯BiVO4样品相比,BiVO4/BiOCl样品对罗丹明B的吸附能力和光催化降解能力都显著增强。BiVO4/BiOCl对罗丹明B的光催化反应符合一级反应的特点,且复合光催化剂具有较高的稳定性,重复使用3次后,罗丹明B的降解率变化不明显,仍可达到95%。

Bi_2O_3/BiOCl异质结光催化剂降解罗丹明B

采用机械研磨法制备Bi2O3/BiOCl异质结光催化剂,并用XRD、SEM进行表征。以可见光为光源,罗丹明B为目标污染物,研究了Bi2O3/BiOCl异质结的光催化性能。结果表明,异质结Bi2O3和BiOCl的比例对光催化效果影响显著,其光催化性能好于单独使用Bi2O3、BiOCl和商用TiO2。

C空位协同g-C_(3)N_(4)/BiOCl异质结对亚甲基蓝光催化降解性能的研究

采用水热法合成了含C空位的g-C_(3)N_(4),并将不同含量的BiOCl负载其上制备得到g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合光催化剂。采用电子顺磁共振、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱等手段对光催化剂的结构、形貌以及光吸收性能进行表征。以亚甲基蓝为目标降解物,探究了C空位和BiOCl对g-C_(3)N_(4)光降解性能的影响以及复合光催化剂催化降解机理。结果表明:与BiOCl和g-C_(3)N_(4)相比,制得的复合光催化剂不仅可以调控电子结构,还能有效分离光生电子和空穴,两者协同作用增强了光催化降解亚甲基蓝的效率。当负载质量分数70%BiOCl时,g-C_(3)N_(4)/BiOCl光催化降解效率在光反应90 min时达到了88.6%,其光催化性能显著优于纯相g-C_(3)N_(4)与BiOCl。

Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的水热合成及其高活性(英文)

采用一种简便的水热法在433 K的温度下成功合成了具有不同Bi2S3质量分数的Bi2S3/BiOCl复合光催化剂,利用各种技术对其进行了表征。在紫外光照射下,以甲基橙水溶液的光催化降解为模型反应,评价了Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的活性。研究结果表明:与纯Bi2S3和纯BiO Cl相比,Bi2S3/BiOCl样品明显具有更高的光催化性能,尤其当Bi2S3在Bi2S3/BiOCl中的质量分数为26.5%时,Bi2S3/BiOCl复合催化剂的光催化活性与商业P25(TiO 2)的活性非常接近,而这种商业P25在紫外光照射下是公认的高效光催化剂。这种明显提高的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2S3和BiO Cl形成异质结界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合。

溶剂热法制备BiOI/BiOCl异质结及其光催化性能研究

以五水合硝酸铋、氯化钠、碘化钾为主要原料,以乙二醇为溶剂,采用一步溶剂热法制备了BiOI/BiOCl异质结光催化材料。研究了反应温度、反应时间、掺杂比例对材料光催化性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见分光光度计、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等测试手段对样品的形貌、物相组成、表面化学态、光催化性能进行了表征。结果表明当碘的含量为20%,在140℃的温度下反应3 h所制备的BiOI/BiOCl异质结光催化材料可见光催化降解罗丹明B的效果最好,120 min后达到了95.46%,是纯BiOCl的9.5倍。提出了S-型半导体光催化机理,该机理促进了光生电子空穴对的分离,保留了较高的氧化还原能力,提高了光催化性能。

RuO_(2)/BiOCl复合光催化剂的制备及其固氮性能研究

BiOCl在光催化固氮领域中有着广阔的应用价值,但其光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用和发展。本文首先采用水解法制备了一种具有丰富氧空位的新型RuO_(2)/BiOCl复合光催化剂,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱、电子顺磁共振等对其进行了表征,采用300 W氙灯为模拟太阳光源,评估了其光催化固氮性能。结果表明:当复合催化剂中RuO_(2)负载量达到0.2%(质量分数)时,RuO_(2)/BiOCl具有更好的固氮活性,在光照1 h后其最佳活性达到了131.9μmol/L。相较纯BiOCl催化剂,其固氮性能提升了3.5倍。最后,本文对催化剂的反应机理进行了相关探索,为制备具有更高固氮活性的光催化剂提供参考。

Bi_2O_3/BiOCl异质复合材料的制备及其光催化性能

本文以五水硝酸铋和氯化钾为原料,利用水热法一步制备了Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品进行了表征。以罗丹明B为目标降解物,研究n(Bi)/n(Cl)摩尔比对合成Bi2O3/BiOCl异质复合光催化剂的形貌和光催化性能的影响。结果表明:随着n(Bi)/n(Cl)摩尔比的增加,Bi2O3/BiOCl的光催化活性显著增强,在n(Bi)/n(Cl)=1.75时,制备的Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料具有最高的光催化活性。

光助Fe/BiOCl活化过硫酸盐降解橙黄Ⅱ

为研究Fe/BiOCl在光照下活化过硫酸盐(PS)产生硫酸根自由基(·SO4^-)降解偶氮染料橙黄Ⅱ的催化效果,采用一步水热合成法制备铁掺杂BiOCl纳米催化剂,并用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)对其形貌与组成成分进行表征.结果显示,铁元素成功掺杂进入BiOCl的结构中,呈现出纳米盘状形貌结构.在光照辐射下,考察Fe/BiOCl活化PS降解橙黄Ⅱ过程中初始pH、底物浓度、Fe/BiOCl催化剂投加量和PS投加量等影响因素对橙黄Ⅱ降解处理效果的影响.结果显示,橙黄Ⅱ降解效率随着pH值的降低而升高,Fe/BiOCl和PS投加量的增加对橙黄Ⅱ的去除率出现先增加后降低的趋势.Fe/BiOCl催化剂投加量为0.5 g·L^-1,PS的投加量为1 mmol·L^-1的条件下时,溶液pH值为3.0,反应60 min后,橙黄Ⅱ降解的效果最佳,其降解速率符合拟一级反应动力学.通过对催化剂Fe/BiOCl稳定性研究,经5次连续循环使用后,脱色率仍然可以保持在79.6%,说明该催化剂具有良好的循环使用性能.通过投加叔丁醇(TBA),甲醇(MeOH),草酸铵(AO),对苯醌(BQ)等自由基猝灭剂,证明光助Fe/BiOCl/PS体系中具有光生空穴,硫酸根自由基,羟基自由基和超氧自由基,其中超氧自由基和光生空穴在反应体系中起重要作用.反应过程中橙黄Ⅱ的降解产物运用GC/MS进行检测,推导得出橙黄Ⅱ的降解路径.

PVP/BiOCl/BiOBr的制备及其光催化降解联苯胺性能研究

通过超声分散和溶剂热法协同作用,将PVP复合到BiOCl/BiOBr材料的表面,合成PVP/BiOCl/BiOBr复合材料,通过调整NaCl及NaBr投加量,优化光催化剂中BiOBr与BiOCl的复合比。使用XRD、SEM和BET,研究复合前后光催化剂结构形态、比表面积及孔径的变化。结果表明,在PVP作用下,复合比为1∶1的BiOCl/BiOBr的光催化剂,其结构由密集型“松针状”结构转变为超薄多层的“玫瑰花瓣片状”结构,其比表面积较未改性的BiOCl/BiOBr显著提升。可见光照射下光催化降解联苯胺实验结果显示,照射180 min,PVP-BiOCl/BiOBr-1/1的联苯胺降解效果最佳,降解率为96.03%,约是原始BiOCl/BiOBr的1.57倍。结合自由基捕获实验结果,分析了PVP-BiOCl/BiOBr光催化降解联苯胺的可能机理。

单宁酸/BiOCl的制备及其可见光催化性能研究

采用单宁酸(TA)改性BiOCl(BOC),一步水热法制备新型复合材料TA/BOC。通过XRD、SEM、XPS、FT-IR、UV-Vis DRS和荧光光谱(PL)等技术对复合材料的形貌、结构和吸光性能进行表征。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,考察了TA/BOC的可见光催化降解活性和重复使用性。结果表明,复合材料的可见光催化活性均高于纯BOC,其中TA/BOC-0.08的催化活性最优。最佳条件下,TA/BOC在30 min内催化降解RhB的降解率达95%以上;重复使用5次,催化性能无明显衰减。TA/BOC通过光敏化作用实现对RhB的高效率可见光降解,其中·O_(2)^(-)是可见光敏化催化降解的主要活性物种。

MoO3-x/BiOCl异质结光催化剂的制备及其可见光降解盐酸四环素的研究

通过水热法将具有LSPR效应的氧缺陷MoO3-x对BiOCl进行了复合改性,首次合成了MoO3-x/BiOCl异质结光催化剂。对制备的光催化剂进行表征,结果表明MoO3-x/BiOCl异质结的构建将BiOCl的光响应范围拓宽至可见光区域,同时,光生载流子的有效分离提高了其光催化活性。以盐酸四环素(TCH)为目标污染物对所制备样品进行可见光催化活性测试,结果表明MoO3-x与BiOCl的质量比为12.5%时,异质结复合材料的光催化活性最佳,其表观一级动力学反应速率常数是BiOCl的9.35倍。自由基捕获实验表明,在TCH光催化降解反应中的主要活性物种是·O2ˉ和h+。

异质结复合材料KNbO_(3)/BiOCl的制备及其对盐酸四环素的光催化降解

通过水热法和溶剂热法制备了异质结复合材料KNbO_(3)/BiOCl,考察了材料的形貌、晶型、光电性能等。以盐酸四环素为目标污染物探讨复合材料组成、用量和污染物初始浓度对降解效果的影响。实验表明,在模拟太阳光照下,当KB-3用量为9 mg,目标物浓度为10 mg/L时,光催化降解效率达到94.5%。降解机理研究表明,h^(+)、·OH和·O^(-)_(2)是光催化过程中的活性物质。异质结的形成,有助于提升光的利用率,增强盐酸四环素的光催化降解。

NiFe_(2)O_(4)/BiOCl复合材料的制备及光催化降解甲基橙综合实验设计

该文设计了基于低温水浴法制备NiFe_(2)O_(4)/BiOCl复合光催化剂的综合实验,通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜等对样品进行了物相及形貌分析,并以可见光下甲基橙(MO)的降解程度评价其光催化活性。结果表明,当NiFe_(2)O_(4)质量百分数为2%时,所得复合纳米材料的光催化活性最优,甲基橙在105 min时降解率达到了80.62%。该实验设计简单,涵盖了复合材料的合成、测试表征及光催化性能评价等知识点,便于学生理解材料结构与性能的关系,同时能够提升学生的科研创新意识和综合实践能力。