氧化铋负载聚丙烯腈复合球体对溶液中碘的吸附性能研究

采用水热法和相转移法合成了易于实现固液分离的氧化铋负载聚丙烯腈复合球体,将其用于溶液中碘离子的吸附性能研究,详细探讨了氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比、体系酸度、碘离子初始浓度等因素对碘离子吸附性能的影响。结果表明,当氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比为2∶1时,合成的吸附剂吸附效果最佳,溶液pH为7.0时,吸附剂对碘离子的吸附在210 min可达吸附平衡,最大实验吸附容量为122.3 mg/g。Langmuir和准二级动力学模型可以较好地拟合该吸附过程,Langmuir拟合计算得到的理论吸附容量为135.7 mg/g,动力学拟合表明该吸附以化学过程为主,颗粒内扩散会对吸附速率产生较大影响。采用氯化钾溶液可以洗脱被吸附的碘离子,吸附洗脱实验结果表明氧化铋负载聚丙烯腈复合球体的重复使用性良好。

碘氧化铋/活性炭复合材料吸附/光催化协同去除甲苯的研究

挥发性有机物(VOCs)对生态环境和人类健康有着重大影响,是影响环境空气质量的重要污染物.采用简单浸渍法制备了碘氧化铋/活性炭(BiOI/AC)复合材料,利用SEM、XRD、BET、XPS和UV-vis-DRS等技术研究复合材料的结构,并通过吸附/光催化化协同技术去除典型挥发性有机物甲苯.结果表明,当BiOI含量为4%,气体流量为100 mL·min^(−1),甲苯质量浓度为1600 mg·m^(−3)时,所制材料在160 min对甲苯的动态吸附去除率只有20.7%,而对其吸附/光催化协同的去除率达到92.95%.在相同的实验条件下,2%BiOI/AC复合材料吸附/光催化协同去除甲苯的最低去除率可达95.46%.更为重要的是,通过光催化技术可实现了吸附位点再生,提高了复合材料的重复利用性,降低成本.

碘氧化铋光催化材料的研究进展

铋系半导体材料是一类重要的光催化材料,而碘氧化铋是其中带隙较窄的少数几种之一,其光吸收波长范围几乎覆盖全部可见光,具有较强的可见光响应性能。然而,这一优势没有得到充分利用,块体碘氧化铋的光催化性能并不理想,需要通过改性,使其光催化性能得到增强。由于碘氧化铋的层状结构在铋系光催化材料中非常具有代表性,几乎所有铋系光催化材料的改性增强策略都能用于碘氧化铋的改性,故其相关研究对于铋系光催化材料研究有较高的参考价值,引起了许多研究者的关注。为此,对近年来围绕碘氧化铋结构调控、形貌调控、复合和表面修饰等方面的改性研究进行综述,分析和总结改性处理在促进光吸收、载流子传输与分离、调控带隙结构等方面的作用机制,为新型可见光光催化材料的研究提供借鉴。

空心球状碘氧化铋的制备及其对染料的吸附降解性能

通过溶剂热法制备出空心球状的碘氧化铋,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和物理吸附仪等技术手段对样品的结构和性能进行了表征。选用阳离子型染料罗丹明B和阴离子型染料活性蓝KN-R来研究BiOI的吸附性能和光催化活性。结果表明,在不同的溶液初始pH值下BiOI对不同结构和类型的染料表现出不同的吸附性和光催化降解性。BiOI对罗丹明B和活性蓝KN-R均有较高的吸附性和降解率,且光催化降解效率可以达到96.2%和92.5%。捕捉实验表明,h+在光催化降解中起主要作用。

纳米碘氧化铋/偕胺肟纤维的合成、表征及光催化性能研究

以Bi(NO3)3和KI为铋源和碘源,偕胺肟纤维为载体,通过液相合成制备出了纳米碘氧化铋/偕胺肟纤维(BiOI/AOCF)复合光催化材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、能谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、电子能谱(XPS)和热重(TG)等手段对样品进行了分析表征.实验结果表明,BiOI呈薄片状均匀分布于纤维表面,属于四方晶相.BiOI以配位方式固载于偕胺肟纤维表面,BiOI/AOCF具有很好的稳定性.以罗丹明B为模拟污染物,考察BiOI/AOCF光催化性能,结果显示,纳米BiOI/AOCF展现出优异的光催化活性.重复使用结果表明,纳米BiOI/AOCF重复使用5次后对罗丹明B的降解率仍然可以达到97%.由于BiOI/AOCF具备制备简单、光催化性能优良、易于从降解体系中分离等优点,同时可以多次重复使用,因而具有广阔的应用前景.

碘氧化铋的制备及可见光催化性能研究

采用水热法合成了碘氧化铋(BiOI)光催化剂,并对其进行了表征。X射线衍射、漫反射光谱表征结果显示,BiOI的禁带宽度为1.83eV。以偶氮染料亚甲基蓝为目标污染物,进行可见光光降解性能测试。研究表明,可见光照射300min后,0.1g的BiOI对100mL质量浓度为10mg/L亚甲基蓝溶液的降解率可达90%。BiOI样品的回收循环实验显示,经过4次循环,样品对亚甲基蓝的降解率为87%,说明BiOI光催化剂的稳定性较好。

二氧化硅负载碘氧化铋光催化降解甲基橙性能研究

采用沉淀-浸渍法制备了不同负载量的二氧化硅负载碘氧化铋催化剂,考察了其光催化降解甲基橙性能。采用XRD、UV-Vis、TEM对催化剂进行了表征。结果表明,随着碘氧化铋负载量的增加,二氧化硅负载碘氧化铋催化剂光催化降解甲基橙的降解率升高。当碘氧化铋和二氧化硅的物质的量比为0.5时,二氧化硅负载碘氧化铋催化剂降解甲基橙的降解率60min时可达73.74%。不同粒径二氧化硅负载的碘氧化铋催化剂对甲基橙的降解率接近,因为活性组分碘氧化铋都可以高度分散在不同粒径的二氧化硅载体上。

碘氧化铋纳米微球的室温合成与光催化降解苯酚综合实验设计

文章将光催化领域的热点材料碘氧化铋材料的制备与研究转化为实验教学项目。实验采用简单的室温沉淀法制备了两种具有不同化学组成的碘氧化铋纳米微球,以苯酚为目标污染物,研究了碘氧化铋在可见光下对苯酚的降解性能,通过对催化剂结构的表征和构效关系的分析,探讨了影响催化剂光催化活性的主要因素。实验涉及纳米材料制备、结构表征、光催化原理以及污染物浓度分析等多个知识点。该实验有利于培养学生综合分析问题和解决问题的能力,以及科学思维与创新能力的提升。

碘掺杂氯氧化铋光催化剂的制备及性能

利用溶剂热法成功制备了碘掺杂的氯氧化铋光催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射和光致发光发射光谱对样品进行分析表征。在可见光照射下,对罗丹明B进行光催化降解,评价了不同碘投加量的氯氧化铋光催化剂的光催化性能。结果表明,对于罗丹明B染料,所有碘掺杂的氯氧化铋样品光催化活性均比纯氯氧化铋高。当碘的掺杂量为4%时,光催化性能最好,在45 min内对罗丹明B的去除率可达99%。碘元素的引入拓宽了氯氧化铋的光响应范围,促进了光生载流子的分离,提高了氯氧化铋光催化剂的催化效果。

粉煤灰微珠负载碘氧化铋复合催化剂的光催化性能

在固体废弃物粉煤灰微珠(FACs)上负载BiOI,通过水热法制备了BiOI/FACs复合催化剂。运用XRD、SEM、EDS、UV-VisDRS等技术对复合催化剂进行了分析表征。表征结果显示:FACs为壁薄中空的球形,粒径约100μm,壁厚约为3μm;BiOI为片状,直径约2μm,颗粒团聚成球花状;球花状的BiOI负载在FACs表面;BiOI/FACs复合催化剂主要含Fe、Si、Al、Bi、I、O等元素。BiOI/FACs复合光催化剂具有较高的可见光催化活性,禁带宽度为1.74 eV。采用4 g/L的BiOI/FACs复合催化剂处理10 mg/L的亚甲基蓝溶液,在300 W氙灯照射240 min后,亚甲基蓝去除率达91%。重复使用4次亚甲基蓝去除率仍达80%。

碘氧化铋硅藻泥净化室内空气甲醛性能研究

以碘氧化铋和硅藻土为原料,采用直接超声水解负载合成的方法制备了负载碘氧化铋硅藻泥和功能性活性组分。同时模拟研究在室内环境条件下,采用该活性组分硅藻泥对室内空气中甲醛的吸附光催化净化效果进行了检验。实验结果表明,在室温和相对湿度为75%的条件下,制备的样品对甲醛有较好的净化效果,7 h对甲醛的净化率达到53. 17%,且衰减率只有8%。

碘氧化铋光催化复合材料的制备及其应用进展

环境和能源问题是当今世界面临的两大难题。半导体光催化为这两个问题的解决提供了途径。铋化合物是一类重要的光催化材料,其中碘氧化铋因为具有极窄的禁带宽度而能有效利用可见光而备受关注。把碘氧化铋与其它材料进行复合是增强其光催化性能的主要方法之一。本文对卤氧化铋复合材料的制备方法和应用性能进行综述,为开展新的碘氧化铋复合材料研究提供思路。

碘氧化铋光催化剂改性方法最新研究进展

碘氧化铋因其较小的禁带宽度和独特的层状结构,具有很好地可见光响应性能,表现出高效的催化性能,然而由于光生电子和空穴的高复合率,其催化效果并不理想。因此研究者对BiOI进行了大量的修饰改性研究来提高催化性能,主要包括掺杂、复合及形貌控制等。文章就近年来国内外对BiOI的几种改性研究进行综述,总结分析了改性方法的特点及在调控能带结构、增加光吸收及抑制光生电子空穴对复合等方面的作用机制,为进一步研究制备新型高效光催化剂提供新的思路,并对今后的发展趋势进行了展望。

二硫化钼与碘氧化铋复合材料的制备与应用

采用水热法分别制备了二硫化钼(MoS2)和碘氧化铋(BiOI)材料,借助超声辅助方法在140℃条件下制备了MoS2/BiOI复合材料。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射(DRS)对制得样品进行了表征。以亚甲基蓝作为被降解物,来探究二硫化钼的复合对碘氧化铋光催化性能的影响;研究加入不同质量比的二硫化钼对材料光催化活性的影响。结果表明:15%(wt,质量分数,下同)MoS2与BiOI的复合材料光催化性能最优。经过330min的可见光照射,15%MoS2/BiOI对10mg/L亚甲基蓝溶液的降解率为97.09%。

锌镁铝类水滑石负载碘氧化铋的制备与表征

采用水热法将碘氧化铋(BiOI)负载到锌镁铝类水滑石(ZnMgAl-HTLCs)上制备得到BiOI/ZnMgAlHTLCs可见光催化剂。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等技术手段考察了BiOI负载质量分数、反应温度、反应时间及加料顺序等因素对BiOI/ZnMgAl-HTLCs光催化剂结构及形貌的影响。结果表明,在制备BiOI/ZnMgAl-HTLCs材料中先加入锌镁铝类水滑石,负载质量分数为40%的BiOI,反应温度为140℃,反应时间为24 h,可以得到结晶度高和形貌较好的BiOI/ZnMgAl-HTLCs。

极谱法测定高纯氧化铋中微量铅的方法研究

在HCl-NaAc底液中, 铅(Ⅱ)与碘(Ⅰ)可生成稳定络合物,并且能在滴汞电极表面被吸附,产生灵敏的络合吸附波,示波极谱的峰电位(vs.SCE)为-0.55 V.本法测定铅的检出限为5.67×10-9 mol/L,线性范围为1.93×10-7～2.90×10-6 mol/L.方法可用于测定高纯氧化铋中的微量铅.本文还对铅(Ⅱ)与碘(Ⅰ)络合吸附波的性质进行了讨论.

三维球状BiOI/BiOBr异质结光催化剂制备及其光催化脱汞性能

光催化氧化技术是治理污染物排放的重要手段。目的为增强BiOBr对可见光的利用率并提高其光催化活性,方法采用共沉淀法制备碘掺杂的三维球状BiOI/BiOBr异质结光催化剂,使用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、扫描电子显微镜扫描、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱和电子自旋共振波谱等对样品结构进行表征,开展光催化脱除单质汞(Hg0)性能研究。结果结果表明,随着I含量升高,BiOBr衍射峰逐渐降低,BiOI衍射峰逐渐增强;BiOI/BiOBr复合光催化剂保留了BiOBr的三维微球形貌,BiOI均匀分散于BiOBr表面,且复合后比表面积有所提高,较大的表面积能提供更多的反应空间,促进活性自由基产生和提高光催化剂性能;与BiOBr相比,复合光催化剂的带隙能降低,可见光响应能力大幅增强。BiOI/BiOBr光催化脱汞性能高于单纯BiOI与单纯BiOBr;BiOI和BiOBr摩尔比为2∶8时,光催化剂脱汞效率高达98%,是单纯BiOBr的2.58倍;酸性条件下制备的BiOI/BiOBr异质结光催化剂会与碱性溶液反应,引起光催化剂成分的变化,进而影响光催化剂的催化性能;Hg0高效光催化氧化过程中,阴离子超氧自由基(•O_(2)^(-))和空穴(h^(+))是主要活性物质。结论研究结果可为卤氧化铋光催化剂的复合制备及其在脱汞领域的应用提供理论依据。

高活性BiOI/g-C_(3)N_(4)光催化剂的合成及性能提高机制

稳定高效光催化剂的合成是光催化技术的关键。本工作采用原位沉积法构建了不同质量比的BiOI/CNx复合材料。结果表明,与BiOI的复合未影响g-C_(3)N_(4)的晶体结构,复合产物中晶型BiOI紧密附着在片层g-C_(3)N_(4)表面,BiOI的引入使禁带宽度明显减小,对可见光的吸收能力也显著增强,BiOI/CNx中光生电子-空穴的寿命随BiOI复合量的增加而逐渐延长。BiOI/CN15对罗丹明(RhB)具有最强的吸附能力和光催化活性,暗反应30 min时的吸附率达到55.15%,为同等条件下g-C_(3)N_(4)的2.68倍;光降解10 min时的降解率为87.69%,是相同条件下g-C_(3)N_(4)的1.9倍;其催化反应速率常数为5.551×10^(-2)min^(-1),循环使用五次后降解率仅下降4.5%,具有良好的光催化稳定性。BiOI与g-C_(3)N_(4)复合后有利于光生电子空穴对的有效分离和电子在界面之间的快速转移,在BiOI/CN15复合光催化剂降解RhB的过程中,h^(+)和·O_(2)^(-)是主要发挥作用的活性物质。

基于BC-BiOI/PMS的光催化体系降解恩诺沙星的研究

通过水热法制备生物炭负载碘氧化铋光催化剂(BC-BiOI),并向体系中引入过一硫酸盐(PMS),将光催化和PMS高级氧化技术进行耦合。探讨了光/BC-BiOI/PMS复合体系对恩诺沙星(ENR)的降解效果,考察了反应条件对ENR去除的影响,并深入研究了光/BC-BiOI/PMS复合体系降解ENR的机理。研究表明,光/BC-BiOI/PMS体系对ENR的降解效果良好,在BC-BiOI投加量0.2 g/L、PMS投加量1.0 g/L、pH取7的条件下,ENR降解率可达76%。通过响应面法建模分析pH、BC-BiOI投加量、PMS投加量三因素之间的交互作用,结果表明,各因素对ENR降解的影响顺序为初始pH>PMS投加量>BC-BiOI投加量。根据自由基猝灭实验和电子顺磁共振(EPR)结果可知,体系中的主要活性氧物种为·OH、SO4·-和1O_(2),三者共同氧化降解ENR。重用性实验中,BC-BiOI光催化复合材料循环使用4次仍能保持65%以上的ENR去除率。

化学气相沉积制备高c轴取向的BiOI薄膜

碘氧化铋(BiOI)由于低毒性、对点缺陷的耐受性和较强的吸光能力而应用在光催化、光伏和光电探测器领域。本文采用化学气相沉积(CVD)方法,以BiI_(3)粉末作为蒸发源,O_(2)/Ar作为反应气体,在钠钙玻璃基底上沉积BiOI薄膜,并通过研究蒸发源温度和沉积时间对薄膜物相和形貌的影响,分析了BiOI薄膜的生长机理。结果表明CVD方法制备的BiOI薄膜属于四方晶系,具有高c轴取向的特点。c轴取向的薄膜平行于基底生长,其结晶性、透过率及缺陷性能等都与蒸发温度和沉积时间密切相关。当蒸发温度为370℃、沉积时间为20 min时,BiOI薄膜的晶化最好,透过率最低,缺陷最少。