钒酸铋基异质结光催化剂研究进展

综述了钒酸铋(BiVO_(4))基异质结光催化材料的研究进展,针对BiVO_(4)基异质结光催化材料带隙较窄、光生载流子复合率较高等缺点,阐述了BiVO_(4)基异质结光催化材料的异质结类型,详细介绍了BiVO_(4)基异质结光催化材料在水分解领域、降解有机污染物、还原CO_(2)和重金属离子领域的研究进展,分析了BiVO_(4)基异质结光催化材料目前存在的问题,对今后的研究重点和方向做出了展望。

铁酸铋的制备及其对废水的光芬顿降解性能

以Fe(NO_(3))_(3)∙_(9)H_(2)O和Bi(NO_(3))_(3)∙5H_(2)O为原料,采用水热法合成铁酸铋,对合成的样品进行XRD和SEM表征。以印染厂三级出水为研究对象,以废水的COD和苯胺浓度为指标,采用光芬顿方法,研究铁酸铋对废水的光降解性能,考察了废水初始pH、铁酸铋用量、H_(2)O_(2)用量和添加方式对铁酸铋光解性能的影响。结果表明,在初始pH为3、铁酸铋用量超过50 mg/mL、H_(2)O_(2)用量超过1 mL/50 mL(0.5 mL/50 mL)时,COD和苯胺的去除效果好;对于COD,H_(2)O_(2)分批添加的方式去除效果较好,但是对于苯胺,H_(2)O_(2)一次性添加方式去除效果好。

窄带隙铁酸铋的优化制备及其压电光催化性能

针对光催化反应过程中光生电子与空穴复合率高、可见光谱吸收利用率低等问题,利用水热法合成具有较窄带隙的钙钛矿型铁酸铋(BiFeO_(3))。研究结果表明:在超声与光照的协同作用下,反应原料中NaOH浓度为8 mol/L时合成的BiFeO_(3)样品的性能最佳,在15 min内对靛蓝胭脂红染料的降解率达97.6%,拟合得到的一级反应速率常数为0.2036 min^(−1),其原因是其较窄的能带隙导致电子跃迁能量阈值较低。自由基捕获实验验证了压电光催化的反应机理,并验证了BiFeO_(3)产生的压电场促进光催化反应进程的耦合效应。

纳米铁酸铋的制备、改性及光催化应用

铁酸铋具有较窄的禁带宽度、较高的化学稳定性、较好的可见光响应能力等优势,被认为是半导体光催化剂的理想材料之一。然而,铁酸铋作为光催化剂常存在载流子效率低、光生电子-空穴对复合率高等缺陷,实际应用受限。在概述铁酸铋基本性质和光催化机理的基础上,首先详细介绍了铁酸铋的常用制备方法;随后重点阐述了元素掺杂、异质结构建和形貌控制等3种铁酸铋改性策略;最后着重综述了铁酸铋在光催化领域中的应用研究进展,并对今后铁酸铋光催化剂的研究重点和方向做出了展望。

AgNi双金属改性多面体钒酸铋的制备及光催化性能

采用简单的水热法制备了多面体钒酸铋(BVO)材料,又通过化学还原法首次在BVO上原位合成了一种小尺寸的AgNi双金属助催化剂并研究了其光催化性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)光谱、N2吸附-脱附等手段对制备的AgNi/BVO材料的理化性能进行了表征。结果表明,AgNi双金属广泛负载在这种特殊形貌的BVO多面体表面,大大增加了金属的附着位点,同时AgNi负载也提高了BVO的结晶性。银表面等离子体谐振效应与镍的共格界面效应增强了BVO催化剂对可见光的吸收,增强了光生电子的分离,提高了光催化活性。光催化降解MB (亚甲基蓝)实验表明,当Ag、Ni的质量比为3∶1时,AgNi/BVO的催化活性最高,在可见光照射下其反应速率常数是BVO的5.4倍,该光催化剂在4次循环后仍能保持良好的光催化活性。

磷原子诱导钒酸铋光阳极高效光电化学分解水的研究

通过在电镀过程实现P体相掺杂制备P-BiVO_(4)光阳极,P-BiVO_(4)光阳极的起始电位相比于BiVO_(4)光阳极发生明显的阴极位移。在光电化学分解水反应中,P-BiVO_(4)表现出高效的选择性和活性。EIS和UPS测试结果表明,P掺杂能够显著加快光阳极的电荷转移,加速BiVO_(4)光阳极载流子的分离,从而延长了空穴寿命和促使空穴向表面转移,能够有效地提升光电化学分解水的OER动力学。

铁酸铋薄膜柔性化微纳制造及铁电性能

研究了铁酸铋薄膜的柔性化可控制造方法及其电畴调控动态。利用脉冲激光沉积法制备了周期性畴结构的铁酸铋薄膜,结合可控剥离技术,完成了铁酸铋薄膜从刚性基底到柔性基底的制备过程。利用原子力显微镜和压电力显微镜技术对柔性化铁酸铋薄膜的微观形貌和铁电特性进行表征。结果表明,柔性化后的铁酸铋薄膜保持完整的表面形貌特征(粗糙度保持不变),电畴反转特性保持可调,且保持良好的铁电特性及电畴反转响应。该研究为铁酸铋薄膜的柔性化制备提供了一种新思路。

铁酸铋基异质结光催化剂降解有机污染物的研究进展

铁酸铋(BiFeO_(3))作为一种典型的窄带隙铁电半导体,其自身的退极化场可以抑制光生电子空穴对的复合,已被广泛应用于光催化领域。通过构建异质结,借助界面电场对电子-空穴对进行有效分离是一种提升光催化剂降解性能的重要策略。综述了BiFeO_(3)基Ⅱ型异质结、Z型异质结、肖特基结和S型异质结光催化剂的构建原理,重点介绍了在BiFeO_(3)基异质结光催化剂在降解有机污染物方面的应用及其光催化反应机制,最后对BiFeO_(3)基异质结光催化剂研究的不足和未来的发展方向进行了展望。

响应面法优化La掺杂钒酸铋光催化剂的制备及降解四环素类抗生素

本文是以五水合硝酸铋[Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O]、偏钒酸铵(NH_(4)VO_(3)),硝酸镧(La(NO_(3))_(3))为主要原料,采用水热法制备La-BiVO_(4)催化剂,光催化降解以盐酸四环素为模型反应的抗生素,通过紫外可见分光光度计,对盐酸四环素降解前后的吸光度进行测定进而得出降解率。主要研究了镧掺杂量、焙烧温度、焙烧时间等条件对La-BiVO_(4)光催化剂性能的影响。并用Box-Behnken响应面法设计优化实验条件,分析各影响因素间的交互作用。结果表明,当La的掺杂量为0.44 g、焙烧温度为503℃、焙烧时间为3.1 h时制备的La-BiVO4光催化剂降解盐酸四环素的降解率最佳,为76.69%。

溶胶凝胶制备的铁酸铋基薄膜及其性能表征

随着微电子工业的迅速发展,多铁性材料成为了材料科学与工程领域的研究热点。在众多铁电材料中铁酸秘(BFO)的应用前景是很广泛的,铁酸秘不仅是个无含铅绿色环保的多铁性材料,而且铁酸秘的制备温度低,有大的剩余极化值。但是它的制备非常困难,且由于Fe3+波动带来了大量氧空位,因此纯相BFO薄膜样品的漏电流较大。这也是一直以来困扰研究者的一个现实性问题。在此,我们使用了溶胶凝胶法和快速退火法,分别制备了掺杂Ce2+和Zn2+的Bi0.9Ce0.1FeO3 (BCFO)和BiFe0.9Zn0.1O3 (BFZO)薄膜以及共掺杂得到Bi0.9Ce0.1Fe0.9Zn0.1O3 (BCFZO)薄膜。并使用XRD和SEM技术研究制备薄膜的微观形貌和晶体结构,最后采用铁电测试仪在室温下对样品的电滞回线进行表征。结果表示掺杂以后的铁酸铋基薄膜因为抑制了氧空位而且降低了漏电流,所以铁电性能得到提升。这项研究证明了掺杂以后的薄膜具有良好的铁电性,本研究提供了提高铁电性的可行性方法以及铁酸秘薄膜为基础的多功能型应用器件的可用性。

铁酸铋/钴镍层状双氢氧化物复合材料的制备及光催化活化过硫酸盐降解罗丹明B的性能

为获得可见光响应的高效过硫酸盐(Persulfate,PS)活化剂,以莫来石型铁酸铋(Bi_(2)Fe_(4)O_(9))微米棒为衬底,通过水热法在其表面负载氢氧化镍(Ni(OH)_(2)),随后将2-甲基咪唑钴(ZIF-67)沉积在Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/Ni(OH)2表面,并与Ni(OH)2发生原位刻蚀反应形成网状钴镍层状双氢氧化物(CoNi-LDH),制得Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH复合材料;通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis等方法对材料进行表征,考察了Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH材料在可见光下活化PS降解罗丹明B(Rh B)的性能,并通过自由基淬灭实验确定了主要活性物质。结果表明:2-甲基咪唑的添加量对复合材料的形貌和活化性能有显著影响,以0.50 mmol 2-甲基咪唑所制备的Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH复合材料(BCN-2)具有1.92 eV的窄带隙,在可见光(λ>420 nm)和2 mmol/L的PS作用下,60 min内可将20 mg/L的Rh B降解98.1%,并且在pH值为3~9的环境中均能保持96.5%以上的降解率。自由基淬灭实验证明主要活性物质为SO_(4)·^(-)和1O_(2)。该研究为制备过渡金属基复合材料过硫酸盐催化剂提供了新途径。

水热法合成磷酸铋及其光催化性能的研究

BiPO4具有窄的带隙与良好的可见光吸收性能,在光照条件下能将有机污染物降解,是光催化降解有机污染物的一种新型材料。采用倒序共沉淀水热法合成纯相BiPO4,利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫散射光谱、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段研究了前驱物、原料摩尔比、矿化剂浓度、反应时间对BiPO4晶体结构、形貌以及光催化活性的影响,并光催化降解甲基橙,探究其光催化性能。结果表明:通过倒序共沉淀水热法合成铁酸铋结晶较好,呈六面体晶形,具有较大比表面积,微晶尺寸约为20μm。铁铋摩尔比和KOH浓度对BiPO4的合成具有较大影响,铁铋摩尔比为1:0.8,KOH浓度在5 mol/L左右时具有较佳的产出率,具有较少的杂相。反应时间6h时产出率为84.71%,随着时间的增加铁酸铋逐渐分解为氧化铋;通过倒序共沉淀法和传统共沉淀法合成的BiPO4在光催化降解甲基蓝性能方面相比差异不明显,粉体可以吸收200~560nm范围的光,光学带隙为1.93 eV,KOH浓度在5M,反应6h光催化效果较明显,降解率为23.5%,整体效果不好。

复方铝酸铋颗粒联合三联疗法治疗幽门螺杆菌相关性胃溃疡的临床效果研究

探讨复方铝酸铋颗粒联合三联疗法治疗幽门螺杆菌(Hp)相关性胃溃疡的临床效果。方法 选择2022年3月~2024年2月Hp相关性胃溃疡患者80例,以随机数表法将其分成2组,每组40例。对照组予三联疗法,联合组在对照组治疗基础上予复方铝酸铋颗粒。观察两组患者临床效果。结果 治疗后,联合组临床疗效总有效率、胃蛋白酶原I/Ⅱ高于对照组,胃蛋白酶原I、胃蛋白酶原Ⅱ、胃泌素-17、IL-1β、CRP低于对照组(P<0.05);两组不良反应总发生率比较P>0.05。结论 结合使用复方铝酸铋颗粒与三联疗法针对Hp相关胃溃疡有较好的疗效,能够有效帮助胃肠激素恢复正常平衡状态,优化胃肠功能运作,减轻患者的临床表现,并且能有效减缓炎症反应,引起的不良反应较少。

单斜晶相钒酸铋BiVO_(4)光催化材料的研究进展

介绍了目前合成钒酸铋(BiVO_(4))光催化材料的主要方法,分析了形态控制、金属掺杂、非金属掺杂和异质结的形成等改性BiVO_(4)光催化材料的途径,阐述了BiVO_(4)光催化材料在降解有机污染物和水分解领域的应用现状,指出了BiVO_(4)光催化材料目前存在的问题,对今后的研究重点和方向做出了展望。

一种用于光催化C(sp^(2))-H键官能团化通用的非均相钒酸铋催化剂

近年来,可见光诱导的有机反应条件温和、效率高,因而备受关注.由于多数有机物不能直接吸收可见光,因此需要添加具有光学活性的化合物作为光催化剂,促进反应发生.目前有机化学工作者已经发展了许多高效的光催化剂,如过渡金属(钌、铱等)配合物、有机染料等.然而这些光催化剂也存在一些局限,例如贵金属光催化剂价格昂贵,有机染料稳定性相对较差,而且大多数是均相催化剂,且反应后无法回收利用.从绿色化学的角度讲,针对光催化的有机反应,发展低成本、多功能、高效、可回收的非均相光催化剂具有重要意义.本文采用水热/煅烧相结合的方法合成了三种钒酸铋晶体,并通过粉末单晶衍射、紫外可见光吸收光谱、光电流实验、荧光发射光谱、扫描电镜等手段进行表征.结果表明,合成的钒酸铋属于单斜晶系,且表现出一定的光电性能.相较于市售的钒酸铋,合成的BiVO_(4)-180具有更小的粒径,呈现规则的椭圆形,在模型反应中表现出更高的光催化活性.以BiVO_(4)-180为非均相光催化剂,用于多种C(sp^(2))-H官能团化反应,实现了一系列复杂有机分子的合成和药物分子米非司酮、醋酸乌利司他的后修饰.主要涉及的有机光反应包括:N,N-二甲基芳香胺与马来酰亚胺或苄烯丙二腈的[4+2]环化反应,吲哚C-3位、α-氨基酸酯、芳烃等化合物的直接官能团化反应.此外,光催化剂的回收实验表明BiVO_(4)-180在反应后很容易回收再利用,在经过8次催化使用后,其结构和催化活性几乎未发生变化.反应机理研究表明,BiVO_(4)-180的光生电子和氧空位在上述有机光反应中起到关键作用.综上,BiVO_(4)-180作为廉价易得、稳定的非均相光催化剂,可以有效地应用在多种可见光催化的C(sp^(2))-H官能团化反应中.该策略具有反应条件温和,催化剂易制备且可回收,适用于药物修饰,底物适用性广等优点.

高储能密度铁酸铋基无铅铁电陶瓷研究进展

电介质电容器因其充放电快、功率密度高的独特优势而在脉冲电源系统和各类电子设备中得到了广泛应用。目前商用高功率固态电容器主要使用陶瓷介质作为储能材料,其中铁电陶瓷因其高储能密度而在近年来受到了学者的关注。然而普通铁电体高的剩余极化强度阻碍了其储能密度的提升。铁酸铋基铁电体拥有高自发极化强度和高剩余极化强度,通过诱导弛豫态可有效降低其剩余极化强度而保持较大的自发极化强度,并解决击穿场强与极化强度之间的制约关系,从而实现优异的储能性能。首先概述了介质储能材料的主要性能参数以及铁酸铋无铅铁电陶瓷作为铁电储能材料的特性与优势,其次对不同形态的铁酸铋基铁电材料储能性能的调控思路及研究进展进行了综述,最后总结了该体系提升储能性能的方法和未来的发展趋势。

钒酸铋光催化剂的研究进展

BiVO_(4)具有带隙窄、无毒、环境友好和制备简单等优点,且常温下拥有优异的物理化学特性和催化活性,一直是光催化领域的研究热点。介绍了BiVO_(4)的电子结构、晶体结构及光催化机理,总结了BiVO_(4)的改性措施,包括微/纳米特殊形貌的可控合成、表面修饰、元素掺杂、异质结构建。综述了BiVO_(4)在降解有机污染物、分解水产氢、CO_(2)还原、脱硫等领域的应用进展,并对BiVO_(4)的未来研究方向进行了展望。

磁性四氧化三铁/钒酸铋/二氧化钛纳米晶的制备及光催化性能表征

以硫酸氧钛、偏钒酸铵和氯化亚铁等试剂为原料,制备磁性二氧化钛钒酸铋(Fe_(3)O_(4)-TiO_(2)-BiVO_(4))复合光催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其进行表征。以刚果红为模拟降解对象,在可见光照射下,使用质量均为0.05 g的磁性二氧化钛钒酸铋对浓度20 mg·L^(-1)的刚果红溶液进行光催化降解,结果表明,在自然光光照240 min条件下,降解率达70.0%。

铁酸铋光催化复合光催化材料的研究进展

近年来,环境污染日益受到人们广泛的关注,特别是工业废水和生活废水对水资源的污染,科技工作者正致力于寻找解决水体污染的方法。半导体光催化剂被广泛用于水污染治理,常见的光催化材料主要有纳米TiO_(2)、WO_(3)、SrTiO_(3)等。一些贵金属元素(铂、铑、钯等)具有更好的光催化辅助性能,但由于部分半导体光催化剂不稳定或易发生光化学腐蚀,而贵金属成本较高,都不适宜大规模使用。在众多光催化材料中,铁酸铋(BiFeO_(3))由于具有较低的禁带宽度(≈2.5 eV)和非常稳定的钙钛矿结构,因此受到了广泛的关注。总结了BiFeO_(3)光催化剂的制备方法及制备条件对BiFeO_(3)结构和性能的影响、BiFeO_(3)的光催化降解机理以及BiFeO_(3)的改性方法,从而更好地提高其光降解能力,展望了今后的研究方向。

复方铝酸铋颗粒联合三联疗法治疗幽门螺杆菌相关性胃溃疡的临床效果

目的观察复方铝酸铋颗粒联合三联疗法治疗幽门螺杆菌(Hp)相关性胃溃疡的临床效果。方法选择2020年6月—2022年7月龙岩市第二医院收治的Hp相关性胃溃疡患者96例,采用随机数字表法分为铝酸铋组与三联用药组各48例。三联用药组给予三联疗法,铝酸铋组在三联用药组治疗基础上给予复方铝酸铋颗粒治疗,2组患者均连续用药14 d。比较2组患者临床疗效,治疗前后胃肠功能(血清胃蛋白酶原Ⅰ、胃蛋白酶原Ⅱ、胃泌素-17、胃蛋白酶原Ⅰ/Ⅱ)、炎性因子(血清白介素-1β、C反应蛋白)及不良反应。结果铝酸铋组治疗总有效率为97.92%,高于三联用药组的83.33%(χ^(2)=4.414,P=0.036);治疗14 d后,2组患者血清胃蛋白酶原Ⅰ、胃蛋白酶原Ⅱ、胃泌素-17水平低于治疗前,胃蛋白酶原Ⅰ/Ⅱ高于治疗前,且铝酸铋组降低/升高幅度大于三联用药组(P<0.01或P<0.05);2组患者血清白介素-1β、C反应蛋白水平均低于治疗前,且铝酸铋组低于三联用药组(P<0.01);铝酸铋组与三联用药组患者不良反应总发生率比较差异无统计学意义(22.92%vs.20.83%,χ^(2)=0.061,P=0.805)。结论复方铝酸铋颗粒联合三联疗法治疗Hp相关性胃溃疡效果较好,可缓解胃肠黏膜炎性反应,促进胃肠功能的恢复,且安全性较高。