菊花状纳米Bi_2WO_6的制备及可见光催化性能研究

以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,采用水热法制备了具有特殊空间结构的纳米Bi2WO6样品。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱等手段对样品进行表征,并研究了纳米Bi2WO6样品对甲基橙的可见光催化降解性能。结果表明,纳米Bi2WO6样品是由长约100～200nm,宽约30～40nm,厚约20nm的扁平状长条形小颗粒组成的具有菊花状、中空疏松的聚集体。样品的紫外-可见光吸收边发生了红移现象,禁带宽度变窄为2.61ev。样品对甲基橙具有较强可见光催化降解活性。

化学沉淀法合成纳米Bi_2O_3粉末

以Bi(NO3)3 为原料,利用化学沉淀法合成Bi2O3 粉体,发现最佳的工艺条件为:反应温度为90℃,反应时间为 2h, Bi(NO3 )3 溶液的质量浓度为300g/L。XRD分析结果表明产物为α Bi2O3。TEM和激光粒度分析表明,Bi2O3 粉体粒径约为 60nm,颗粒呈球形, 且分布均匀。将 Bi2O3 粉体置于空气中 6个月后测试未见团聚现象。反应机理是液 液反应的进行,实现了纳米Bi2O3 的生成。

pH值对水热合成纳米Bi_2O_3光催化性能的影响

以Bi(NO3)3溶液为原料,浓氨水为矿化剂,在pH值为7.0～10.0的条件下制备了纳米Bi2O3粉体。以样品对水中罗丹明B的光催化降解性能为评价指标,对样品的光催化性能进行了评价。结果表明,样品对水中罗丹明B的光催化降解反应为表观一级反应。pH值为8.5时,样品的光催化性能最佳。XRD、TEM和IR表征结果表明,样品中均有Bi2O3、NH4NO3晶体生成,随着pH值的增加,样品中Bi2O3晶体含量增加,发育逐渐完好。纳米Bi2O3粉体为球形或条形晶粒,彼此键联成网。pH为8.5时,纳米网更加细密,网丝均匀。

纳米Bi_2Te_3基热电材料最新研究进展

随着热电材料制备技术和性能研究的发展,纳米热电材料已经受到人们越来越多的关注。本文介绍了有关纳米B i2Te3基热电材料的结构、热电机理、初步理论研究及制备技术的近期发展情况,并阐述了其在发电和制冷方面的应用前景。

纳米Bi_2WO_6空心球的制备及光学性能

以Na2WO4.2H2O和Bi(NO3)3.5H2O为原料,PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和NaOH为添加剂,乙醇、冰乙酸和去离子水的混合溶液为溶剂,使用水热法制备出空心球状Bi2WO6纳米结构。采用XRD、SEM、TEM和UV-vis吸收光谱分析等手段对纳米Bi2WO6空心球进行了表征。结果表明:纳米Bi2WO6空心球的生长过程符合成核-溶解-再结晶的机制;NaOH和PVP的浓度对最终纳米空心球的形成起了关键性的作用。

纳米Bi_2O_3粉体的制备与性质研究

本文采用均匀沉淀法合成了纳米Bi2O3粉体材料,应用TEM、XRD、XPS对其形貌和结构进行了表征。通过实验研究确定纳米Bi2O3粉体最佳工艺条件:Bi3+溶液的浓度为0.125 mol.L-1;DBS作为添加剂,其最佳浓度为0.023 mol.L-1;最佳焙烧温度750℃。

矿化剂对水热合成纳米Bi_2O_3光催化性能的影响

以Bi(NO3)3为原料,浓氨水或NaOH为矿化剂,采用水热合成法制备纳米Bi2O3粉体,并以XRD,TEM和IR进行表征,以样品对水中罗丹明B的光催化降解性能为评价指标,对样品的光催化性能进行了评价。结果表明,以浓氨水为矿化剂制得的粉体主要成分为β-Bi2O3,纳米颗粒部分呈多边形,粒径较小且均匀,部分形成网状结构,纳米粒子间存在结构水分子。以NaOH为矿化剂制得的粉体主要成分为γ-Bi2O3,颗粒形状不一,出现颗粒团聚现象。样品对水中罗丹明B的光催化降解反应为表观一级反应,以氨水为矿化剂制备的粉体光催化性较好,样品在紫外灯下的光催化性能远优于日光灯下的光催化性能。

Fenton-纳米Bi2O3联合处理TNT废水的正交实验研究

采用Fenton试剂与纳米Bi2O3联合法处理TNT废水,选取初始pH值、H2O2的添加量、Fe2+的添加量和纳米Bi2O3的添加量4个影响因素,通过正交实验确定处理TNT废水的最佳工艺条件,并研究TNT降解的动力学规律。结果表明:Fenton-纳米Bi2O3联合处理TNT废水最佳工艺条件为:初始pH值=3,H2O2的添加量为0.098mol/L,纳米Bi2O3添加量为0.0800g/L,Fe2+的添加量为0.007mol/L;该条件下,TNT的去除率为99.06%,COD的去除率为92.54%。纳米Bi2O3的加入使废水中的TNT降解得更彻底。废水中TNT降解过程遵循一级反应动力学规律。

纳米Bi_2O_3-Y_2O_3快离子导体的制备

以共沉淀法制备的纳米(75mol％Bi2O3+25mol％Y2O3)混合粉体作为原料,通过无 压反应烧结工艺制备了纳米Bi2O3-Y2O3快离子导体.对烧结过程中高导电相(纳米δ-Bi2O3) 的形成规律研究表明:固溶反应发生在烧结过程的初期,在烧结过程中晶粒生长规律符合 (D-D0)2=K·t抛物线方程.用模式识别技术对δ-Bi2O3相生成的工艺条件进行优化的工艺 参数优化区为:Y>-1.846X+3.433(X=0.0059T+0.0101t,Y=-0.0059T+0.0101t,式中, T为烧结温度,t为烧结时间).在T=600℃,t=2h无压反应烧结条件下,纳米晶Bi2O3-Y2O3 快离子导体材料的相对密度可达96％以上,并且微观结构致密均匀,很少有残留气孔和裂纹, 平均晶粒尺寸在100nm以下.

不同pH值条件合成纳米Bi_2WO_6及其可见光下活性研究

以水热法合成了Bi_2WO_6纳米花状球,并考察了不同pH值的制备条件下对Bi_2WO_6晶形、形貌、孔径分布、光学性质及催化性能的影响。表征和催化结果表明:在pH值为1的制备条件下,Bi_2WO_6样品为内部有致密空隙的花球,随着pH值的升高,Bi_2WO_6的内部孔径变得越来越疏松,当pH值达到7时变为片状;在pH为1、3、5、7条件下合成出的Bi_2WO_6的带隙能在2.14~2.26 e V范围内;光降解Rh B的性能从大到小顺序为pH=7,pH=5,pH=3,pH=1,主要是由于在pH=7制备条件下制备出的Bi_2WO_6衍射峰最强,粉体的晶型发育完整,结晶度高,对Rh B的降解率最高。

纳米Bi_2O_3对ZnO压敏陶瓷性能的影响

采用纳米Bi_2O_3添加入ZnO压敏陶瓷中,添加量分别是100%、60%、30%和0。利用纳米颗粒的高活性、比表面积大,熔融温度相对较低等特性,使实验样品致密度增加,在烧结过程中及早生成尖晶石晶相,该晶相成为晶粒内的"锚栓",有效提高ZnO压敏陶瓷的电位梯度和能量耐受能力。当纳米Bi_2O_3添加量从0增加至100%时,样品致密度增加,电位梯度从305 V/mm增加至385 V/mm,同时8/20μS的残压比下降,2 ms方波冲击电流从132 A增加至207 A。

湿化学法制备纳米Bi_2Te_3基热电材料的研究进展

Bi_2Te_3基热电材料是室温下性能最好的热电材料。传统块体Bi_2Te_3基热电材料的热电性能不高,而纳米Bi_2Te_3基热电材料可以实现电、声输运特性的协同控制,从而提高材料的热电性能。介绍了几种纳米Bi_2Te_3基热电材料不同的湿化学制备方法,比较了各种方法的优缺点,并展望了其发展方向。

构筑Bi纳米粒子负载BiOCl纳米片欧姆结用于光催化CO_(2)还原

煤炭、石油和天然气等能源的不断增长消耗,不仅导致不可再生能源逐渐枯竭,还使大气中的CO_(2)浓度显著上升,引发严重的能源危机和气候问题。因此,我们必须开发清洁、可持续的能源转换技术,以应对不断增长的能源需求和日益严重的环境危机。受到自然界光合作用的启发,光催化CO_(2)转化利用太阳能驱动,可以将CO_(2)和水转化为高附加值的化学品。经过多年的发展,人工光合作用已被认为是一种绿色、经济、可持续的方法,有望助力实现国家的碳中和发展目标。然而,现有的光催化剂存在着载流子分离效率低和活性位点不足的问题,从而导致CO_(2)光还原效率较低。为了应对这些科学问题,研究人员发现将金属纳米粒子负载到半导体材料上形成欧姆结,可以产生内建电场,有助于光生电子和空穴的分离。因此,本研究通过溶剂热法在BiOCl纳米片表面负载Bi纳米粒子,构建了Bi/BiOCl欧姆结光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)分析了光催化剂的成分和微观结构。利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)研究了催化剂的光吸收性能。通过瞬态光电流响应测试、电化学阻抗谱(EIS)和电子自旋共振谱(ESR)研究了光生电子和空穴的分离能力。由于Bi纳米粒子与BiOCl的功函数不同,二者形成的欧姆结具有优异的电荷转移特性,可以显著提高光生载流子的利用效率。此外,Bi纳米粒子还可以作为助催化剂,促进惰性CO_(2)分子的活化。光催化测试结果显示,经过300 W氙灯照射4 h后,具有最佳活性的复合材料(Bi/BiOCl-2)将CO_(2)还原为CO(34.31μmol·g^(-1))和CH_(4)(1.57μmol·g^(-1))的速率分别是BiOCl纳米片的2.55倍和4.76倍。同位素示踪实验证实,产物是CO_(2)和水分子经过光催化反应得到的。此外,根据原位傅里叶变换红外光谱(in situ FTIR)结果,发现在CO_(2)还原过程中形成了^(*)CHO、^(*)CH_(3)O、b-CO_(3)^(2-)、m-CO_(3)^(2-)、HCO_(3)^(-)、HCOOH、^(*)COOH和HCOO^(-)等中间体,并进一步提出了可能的光催化CO_(2)还原机制。经过25 h的CO_(2)光还,原反应后,CO和CH_(4)产量持续增加,同时结合XRD、XPS和TEM结果表明,制备的Bi/BiOCl-2材料具有良好的结构稳定性。这项研究为高效CO_(2)光还原催化剂的构建提供了有益的参考。

自支撑Bi@Cu纳米树电极高效电化学还原CO_(2)制甲酸

利用电化学方法将CO_(2)转化为高值化学品是实现碳中和目标的一条有效途径。制备高性能电极是实现CO_(2)高效转化的关键一环。常规喷涂法所制电极中催化层与集流体间的不良接触会严重影响电催化活性以及稳定性。为此,本研究结合电化学沉积和离子置换反应法,构建了一种原位生长的Bi@Cu纳米树(Bi@Cu NTs)自支撑电极。自支撑纳米树结构在降低界面电阻、确保空间结构稳定的同时,为反应提供了丰富的活性位点和发达的孔隙结构,进而实现CO_(2)分子、电解液离子以及电子的协同传输,并进一步促进电化学CO_(2)转化。实验结果表明,Bi@Cu NTs电极在电化学活性和长期运行稳定性方面表现出色。在–1.4~–0.8 V(vs.RHE)的宽工作电位窗口范围内,甲酸选择性均超过90%;在–1.2 V的工作电位下,该电极同时实现了高达97.9%的甲酸选择性和170.6 mA·cm^(–2)的电流密度。此外,该电极在–1.0 V下经过50 h持续电解,获得了超过90%的平均甲酸选择性及大于110 mA·cm^(–2)的平均电流密度,且性能未见明显衰减,稳定性优异。

负载型纳米Bi_2WO_6/AC的制备及在可见光下降解邻硝基苯酚

采用水热法在160℃条件下以活性炭(AC)为载体合成了光催化剂Bi2WO6/AC,用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征.同时,以邻硝基苯酚为目标污染物,在可见光照射下,讨论了催化剂用量、溶液的pH、污染物初始浓度等因素对催化剂光催化活性的影响.结果表明,当[Bi2WO6/AC]=5g·L-1、pH=5、[邻硝基苯酚]0=100mg·L-1时,催化剂可见光降解活性最好,60min后邻硝基苯酚的降解率可达到99.81%.

纳米Pb和Bi的热稳定性

利用综合热分析仪(DSC-TG)对纳米Pb(粒晶为90～150nm)和Bi(粒晶为90～130 nm)与体相Pb和Bi的熔点和熔化焓以及热稳定性等热力学性质进行了研究.实验结果表明:纳米Pb和Bi比块体的Pb和Bi有更高的吸附能力和化学活性.纳米Pb比块体的Pb熔点降低2.3℃,熔化焓降低59.0%,纳米Bi比块体的Bi熔点降低5.3℃,熔化焓降低47.95%.

表面修饰Bi纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究低熔点金属纳米微粒作为润滑油抗磨添加剂的摩擦学性能，采用原位表面修饰液相化学还原的方法，制备了硬脂酸修饰Bi纳米微粒，通过XRD，TEM，FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征，在四球摩擦磨损试验机上考察了所制备表面修饰Bi纳米微粒添加在液体石蜡中的减摩抗磨性能。结果表明，所合成的纳米微粒具有斜方晶型Ⅸ的晶体结构，平均粒径10—20nm，分散好，颗粒之间无团聚现象，有机修饰层的存在防止了Bi纳米微粒的氧化。硬脂酸修饰Ⅸ纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩性能和较好的抗磨性。

掺杂纳米级Bi2O3对ZnO压敏陶瓷性能的影响

从样品制备,烧结过程,纳米级Bi2O3添加量及电性能测试等方面介绍了掺杂纳米级Bi2O3对生产高热容量、大通流能量ZnO压敏电阻片性能的影响。试验结果表明:采用纳米级Bi2O3(x(Bi2O3)≥0.61%)代替普通Bi2O3,提高了老化及工频耐受性能,使烧成温度降低到1075℃,同时还降低了生产成本;并使电阻片的其它电气性能有所提高或保持原有的水平。

SPS制备纳米晶Bi_(0.75)Er_(0.25)O_(1.5)固体电解质

以分析纯Bi2O3和Er2O3为原料,采用反向滴定共沉淀法合成Bi和Er的氢氧化物前驱体,并对共沉淀的pH值条件进行了分析。将该前驱体在500℃焙烧3h后得到Bi0.75Er0.25O1.5的纳米粉体,高温XRD结果表明该粉体主要为β相,谢乐公式计算平均晶粒尺寸为10nm,并且随温度升高在650℃转变为δ相。通过热力学计算,确定了SPS下烧结Bi0.75Er0.25O1.5陶瓷适宜的温度和氧分压条件,最后在测试温度为500℃保温1min得到了相对密度达到96%的δ相纳米晶的Bi0.75Er0.25O1.5陶瓷,平均晶粒尺寸为18nm。

Bi掺杂纳米TiO_2光催化甘油水溶液制氢性能研究

采用溶胶–凝胶法制备了TiO2和Bi掺杂的TiO2纳米颗粒,用N2吸附-脱附、SEM、XRD、FT-Raman、UV-VisDRS对光催化材料的孔结构、表面构造、能带结构、吸光特性进行了表征,并考查了其光催化甘油水溶液制氢反应的活性.结果表明:Bi掺杂后的TiO2为介孔结构的锐钛矿晶型纳米颗粒,其分散度明显增加,晶粒变小,比表面积增大;Bi掺杂使得TiO2禁带内形成杂质能级,降低了禁带能量,增加了光生电子和空穴的分离效率,有利于将TiO2的吸光带边界扩展至可见光区;Bi掺杂的TiO2样品表现出了远高于纯TiO2的光催化甘油水溶液制氢性能,2mol%Bi掺杂的样品在紫外光和模拟太阳光辐射下表现出了最高产氢活性,其速率分别为3534.8μmol/(h.gcat)和455.7μmol/(h.gcat).