三氧化二铋碳热还原反应的动力学

由于铋元素密度较大,在工业硅碳热还原冶炼过程中容易沉淀,导致冶炼所得工业硅中杂质分布不均,质量下降,因此研究铋在碳热还原反应中的动力学行为,为工业硅冶炼中铋含量的控制提供理论指导具有重要意义。通过热重分析方法研究了不同碳质还原剂对铋氧化物(三氧化二铋)碳热还原的影响。结果表明,石油焦相较于石墨活性更高,石油焦作还原剂具有更好的还原性能。对不同温度下三氧化二铋还原熔炼产物进行了物相分析,其还原反应产物物相转变顺序为:Bi_(2)O_(3)→Bi_(2)O_(2.5)→Bi。通过热重分析法研究了不同升温速率下三氧化二铋碳热还原反应动力学,应用等转化率法、Kissinger法和Satava-Sesták法进行动力学分析,得到三氧化二铋碳热还原反应平均表观活化能E_(0)=142.41 kJ/mol,指前因子A_(0)=2.96×10^(9) s^(-1);反应机理属于相边界反应,对应的动力学方程微分形式为3(1—α)^(2/3)。

纳米氧化铋气-固复相光催化剂的制备、表征与光催化活性

采用多元醇介质法和氨水沉淀法制备了Bi2O3半导体纳米粒子光催化剂,运用XRD,BET和XPS等手段对其进行表征,以甲苯的气相光催化氧化为探针反应,考察了不同制备方法、不同温度焙烧处理的Bi2O3纳米粒子的光催化活性.结果表明,以多元醇介质法和氨水沉淀法制备的Bi2O3微粒均为纳米晶粒,其晶型主要为四方型;随焙烧温度的升高固体表面电子结合能增大,导致光催化活性升高;其光催化活性多元醇介质法优于氨水沉淀法.

基于水热合成法的Bi_(2)S_(3)复合BiOCl光催化剂制备

为了得到新型有效的光催化剂以满足现代可持续发展的要求,实验提出一种基于水热合成法的Bi_(2)S_(3)复合BiOCl光催化剂制备方法。通过X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)等技术对该光催化剂的表征特性进行了分析。结果表明,所制备得到的Bi_(2)S_(3)复合BiOCl光催化剂内部形成了良好的异质结,且并未发现有其他晶相的衍射峰,衍射峰的位置与强度并没有发生明显的变化;但复合材料的吸收边缘相对于BiOCl明显发生了位置红移。以上结果说明,可以利用水热合成法制备新型复合材料,并提高光催化剂的利用效率与催化活性。

三氧化二铋的制备方法及对有机污染物的光催化降解

在治理有机物污染环境的众多方法中,利用半导体的光催化降解技术是其中一种重要的方法。Bi_2O_3作为一种光催化材料,在环境保护、气体传感器、燃料电池、电子陶瓷、抗菌、助燃剂、光电材料、高温超导材料及电解质材料等领域,显露出了广阔的应用前景。当前,已研发出了多种制备Bi_2O_3的方法,每种方法制得的Bi_2O_3有其不同的结构特点,本文综述了Bi_2O_3的合成方法及应用。

铋系复合光催化剂的制备及其对双酚A光催化降解研究

将氧化铋(Bi_2O_3)与三聚氰胺或盐酸胍混合煅烧,通过原位晶相合成法制备了界面紧密接触的碳三氮四复合碳酸氧铋(g-C_3N_4/Bi_2O_2CO_3)和碳三氮四复合氯氧化铋(g-C_3N_4/BiOCl)复合光催化剂。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪等分析手段对复合光催化剂的结构和性能进行了分析表征。结果表明:Bi_2O_2CO_3和BiOCl纳米片均是从g-C_3N_4体相中生长出来,从而导致铋系氧化物和g-C_3N_4界面间的紧密接触。紫外-可见漫反射光谱分析结果表明,g-C_3N_4/Bi_2O_2CO_3和g-C_3N_4/BiOCl复合光催化剂的可见光吸收能力均优于g-C_3N_4和Bi_2O_3。在可见光照射下,复合光催化剂对双酚A表现出优越的降解性能。此外,探讨了复合光催化剂的光催化机理。由于g-C_3N_4和Bi_2O_2CO_3或BiOCl界面间的紧密接触导致了光生载流子的有效分离,从而提高了复合光催化剂的光催化活性。

在三氧化二铋-石墨烯修饰电极上采用阳极溶出伏安法检测铅和镉

采用溶剂热及自组装法制备了三氧化二铋-石墨烯(Bi_2O_3@石墨烯)复合材料,其较大的比表面积增加了电化学反应活性位点,且保留了石墨烯片层之间的孔状结构,利于电子的传导。用Bi_2O_3@石墨烯材料修饰玻碳电极,建立了阳极溶出伏安法同时快速测定痕量Pb^(2+)和Cd^(2+)的新方法。对底液pH值、富集电位及富集时间进行了优化,在0.2 mol/L HAc-NaAc缓冲溶液(pH 4.5)、富集电位-1.2 V、富集时间120 s的条件下,分别在10～200μg/L和25～200μg/L浓度范围内,Pb^(2+)和Cd^(2+)的溶出峰电流与Pb^(2+)和Cd^(2+)的浓度呈线性关系,富集时间为120 s时,Pb^(2+)和Cd^(2+)的检出限分别为0.02和0.25μg/L(S/N=3),对同一样品中Pb^(2+)和Cd^(2+)平行测定10次的相对标准偏差(RSD)分别为4.3%和4.7%,重现性较好。将本方法用于实验室废水样品中痕量铅和镉的测定,结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法测试结果一致。

用光催化剂Bi_2O_3处理含亚硝酸盐废水的研究

利用半导体光催化剂 Bi2 O3对含亚硝酸盐废水的处理进行了研究 ,并讨论了影响亚硝酸盐氧化率的因素。实验结果表明 :当催化剂用量为 0 .0 0 1 g/ m L ,p H=3.7,NO2 - — N起始浓度为 40 0 .0 mg/ L时 ,光照 1 h,其氧化率可达 97.0 %。

纳米Bi_2O_3/TiO_2复合光催化剂的制备及性能研究

以光催化效果为评价标准,采用超声波作用下水解法制备Bi2O3/TiO2复合光催化剂,考察了水解条件和Bi2O3掺入量等制备条件对复合光催化剂性能的影响。结果表明,与传统制备方法相比,该方法操作简单、快速;当水和乙醇的比例为4∶1时所得样品的光催化活性最好;Bi2O3的掺入拓宽了TiO2对光的吸收范围,提高了TiO2的光催化活性,掺入量(Bi2O3)为0.25%复合光催化剂催化活性最高;复合光催化剂对多种水溶性染料均具有较好的处理效果。

纳米Bi_2O_3/TiO_2光催化剂的制备及光催化活性评价

在超声波作用下采用水解法制备Bi2O3/TiO2复合光催化剂,以紫外灯为光源,对有机染料进行光催化降解实验,考察Bi2O3/TiO2的光催化性能.结果表明:Bi2O3与TiO2复合拓宽了催化剂对光的吸收范围,提高了TiO2的光催化活性,掺杂量(Bi2O3)为0.25%(w)复合光催化剂催化活性最高.考察了催化剂投加量、染料初始浓度、溶液pH值等因素对罗丹明B降解效果的影响,降解反应遵从假一级动力学模型,测得反应速率常数为0.0574min-1.

Bi2O3/Bi2WO6光催化剂的制备及光催化性能研究

选用水热法合成Bi2O3/Bi2WO6光催化剂。通过X射线衍射、紫外-可见光分光光度计、红外光谱分析方法对其进行表征分析。结果表明:Bi2O3/Bi2WO6光催化剂为斜方晶型;吸收波长为464nm,禁带宽度为2.35eV;当Bi2O3与Bi2WO6摩尔比为0.1∶1,制备温度为160℃,制备时间为24h时Bi2O3/Bi2WO6光催化剂的光催活性最好;取0.15g催化剂,在500W氙灯下,降解50mL 10mg/L罗丹明B溶液,光照30min,降解效果达97.7%。使用4次后,降解效率仍维持80%以上。

钨酸铋与石墨烯纳米复合材料的制备及光催化性能

利用溶剂热法,在乙二醇与水混合溶剂中制备了还原氧化石墨烯(RGO)上负载钨酸铋的光催化剂(Bi_(2)WO_(6)/RGO)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对纯相Bi_(2)WO_(6)及Bi_(2)WO_(6)/RGO光催化剂的形貌、结构进行表征,证明Bi_(2)WO_(6)成功复合在RGO上,且Bi_(2)WO_(6)/RGO光催化剂的光谱吸收延伸至可见光。在可见光下,将纯相Bi_(2)WO_(6)及Bi_(2)WO_(6)/RGO分别对亚甲基蓝(MB)进行降解,结果表明,Bi_(2)WO_(6)/RGO与纯相Bi_(2)WO_(6)相比,表现出更好的光催化性能,可能与光生电子与空穴能够快速分离有关。在相同条件下,Bi_(2)WO_(6)/RGO对MB的降解率可达100%,而纯相Bi_(2)WO_(6)的降解率仅为75%,表明Bi_(2)WO_(6)/RGO复合材料是一种新型的具有高催化效率的光催化剂。

铋粉低温氧化制备三氧化二铋的基础理论及工艺研究

对铋粉氧化成Bi2O3的过程进行了热力学分析,结果表明,在300～1 600 K范围内氧化反应在热力学上是可行的。采用DSC-TGA热分析方法研究了铋粉低温氧化过程的动力学,发现铋粉低温氧化过程符合未反应收缩核模型。氧化初期为化学反应控制,末期则为固体产物层内扩散控制,表观活化能为55.19 kJ/mol。在理论分析及实验室工艺研究的基础上,进行了半工业试验,金属铋的氧化率接近100%,可直接制备出电子级氧化铋。

熔体雾化－燃烧法制备高纯三氧化二铋超细粉

自行设计制造一套熔体雾化－燃烧装置，研究了熔体雾化－燃烧法制备高纯三氧化二铋超细粉的工艺，以精铋为原料，制备了粒度为１μｍ以下的高纯－氧化二铋超细粉。

利用半导体光催化剂Bi_2O_3处理印染废水的研究

本文利用半导体光催化剂三氧化二铋对印染废水的处理进行了研究,并讨论了光催化剂用量、试液PH、光照时间与印染废水的COD、色度去除率之间的关系。实验结果表明:在最佳条件下,光照8小时,印染废水的COD、色度去除率分别达到42.7％、50.0％。

紫甘蓝天然染料敏化三氧化二铋太阳能电池研究

对紫甘蓝天然染料敏化Bi2O3太阳能电池进行了研究。考察了Bi2O3薄膜的制备温度、染料吸附对Bi2O3太阳能电池性能的影响。结果表明,紫甘蓝天然染料作为敏化剂明显改善Bi2O3太阳能电池的光电性能。Bi2O3薄膜在500℃煅烧4h,在染料中吸附12h的太阳能电池的开路电压为0.250V,短路电流为0.063mA·cm-2。

Bi_2O_3/g-C_3N_4复合光催化剂的合成及其可见光降解亚甲基蓝研究

采用煅烧法合成Bi2O3/g-C3N4复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)和荧光光谱(PL)等手段对催化剂的结构和光学性能进行表征。结果表明:复合光催化剂由Bi2O3和g-C3N4组成,其在可见光区的吸收较Bi2O3和g-C3N4有所提高,荧光强度较g-C3N4有所降低。光催化亚甲基蓝结果显示:在可见光下照射3h,Bi2O3/g-C3N4(12.3%)光催化剂对亚甲基蓝的降解率达91%,表观降解速率常数(k)为0.74h-1,分别是Bi2O3和g-C3N4的4.1倍和2.4倍。Bi2O3/g-C3N4复合光催化剂具有比Bi2O3和g-C3N4更高的可见光催化活性。

纳米三氧化二铋粉体的制备研究

以三氯化铋为原料,采用二步转化法,直接制得纳米三氧化二铋。研究了溶液浓度、反应温度、体系pH,以及表面活性剂对产物纯度和粒度的影响。实验得出该法制备纳米三氧化二铋的最佳工艺条件为:三氯化铋浓度为0.3 mol/L,水解温度为室温,pH控制在0.8,转化用碱浓度为5 mol/L,转化温度为90℃,pH为12,分散剂用量为4×10-3mol/L。分析结果表明:制得的三氧化二铋为球状β-三氧化二铋,分散性好,平均粒径约90 nm,产品纯度达到99.8%,产率达到97.5%。

透明质酸功能化三氧化二铋纳米颗粒的制备及其对肝癌细胞的放疗增敏作用

目的:制备透明质酸(HA)功能化三氧化二铋纳米颗粒(HA-Bi_2O_3),观察其对肝癌细胞SMMC-7721的放疗增敏效果。方法:利用HA、二乙二醇和六水氯化铋为前驱物,通过水热聚醇法构建HA-Bi_2O_3纳米颗粒;透射电子显微镜(TEM/HRTEM)、Nano DLS高敏度粒径分析仪、X射线衍射仪(XRD)揭示HA-Bi_2O_3的理化特性;CCK-8法、石蜡切片苏木精-伊红(H&E)染色法和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术观察HA-Bi_2O_3的生物相容性;将SMMC-7721细胞随机分为对照组、单纯HA-Bi_2O_3组、单纯照射组、HA-Bi_2O_3+照射组,CCK-8法、活-死细胞(FDAPI)染色法和克隆形成实验检测HA-Bi_2O_3对肝癌细胞SMMC-7721的放疗增敏作用。结果:成功构建HA-Bi_2O_3纳米颗粒;HA-Bi_2O_3粒径均一,约为45 nm,物相符合Bi_2O_3(JCPDS 2004 06-0312)的特征;不同浓度的HA-Bi_2O_3(0~400 mg/L)对SMMC-7721细胞的增殖抑制率差异无统计学意义(P>0.05);在小鼠体内代谢中主要为肝脏及肾脏所吸收;对小鼠重要脏器(心、肝、脾、肺、肾)未显示明显毒性;HA-Bi_2O_3联合照射对SMMC-7721细胞的增殖抑制率明显高于对照组、单纯HA-Bi_2O_3组和单纯照射组(均P<0.05)。结论:成功构建HA-Bi_2O_3纳米颗粒,此纳米颗粒具有结构稳定、水溶性良好及毒性低等特点,对肝癌细胞SMMC-7721具有明显的放疗增敏效果。

具有自支撑结构的碳纤维布/三氧化二铋复合电极的合成与锂电性能

通过溶剂热的方法在碳纤维布上生长了超薄片状结构的Bi2O3,并研究了该复合材料作为一种具有自支撑结构的锂离子电池负极的性能。通过X-射线衍射和扫描电子显微镜分析了材料的结构和形貌,通过循环伏安和充放电测试研究了该新型复合电极作为锂离子电池负极材料的性能。结果显示,尽管该复合电极在没有导电添加剂、粘结剂、金属集流体存在的情况下,仍表现出1350 m Ah/g的高比容量,在经过40次循环后,容量保持在679 m Ah/g,说明该复合电极具有优良的结构稳定性。