离子液体热合成法制备钒酸铁及其电化学性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑酸溴盐([Bmim]Br)为反应溶剂,采用离子液体热合成法制备了钒酸铁前驱体,通过煅烧和后处理成功地合成了粒径均一、排布密集的FeVO_(4)纳米颗粒。采用SEM、XRD、XPS、TEM、N_(2)吸附-脱附对材料的结构和形貌进行了表征。以FeVO_(4)纳米颗粒为负极材料构建了锂离子电池,采用恒流充电放电测试、循环伏安法(CV)和电化学阻抗对电池进行了电化学性能评价。结果表明,Fe VO_(4)电极作为锂离子电池负极材料在高电流密度下表现出优异的循环性能和电化学性能,其在300 mA/g电流密度下的初始放电比容量为1471.58 mA·h/g,在300 mA/g下循环100次后,仍获得783.00 mA·h/g的高比容量,其优异的电化学性能可能归因于电极材料的纳米级尺寸。

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。

偏钒酸铵等黏性物料用螺旋输送机结构设计

偏钒酸铵、多钒酸铵是制备钒氧化物的直接原料,因含水量较高且变化范围较大导致该物料难以实现连续输送。通对偏钒酸铵等物料用螺旋输送机进行合理化改进和局部创新,对设计参数进行计算和校核,解决了物料粘壁、堵料的问题,提升了双螺旋输送机对物料和烧结工艺的适应性,保障了设备的持续稳定运行。

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。

磷钼钒酸铯光催化剂的制备、表征及催化氧化解聚木质素研究

以三氧化钼、五氧化二钒、磷酸、碳酸铯为原料制备了不同铯含量的磷钼钒酸铯光催化剂Cs_(x)H_(4-x)PAV(x=1、1.5、2、2.5),通过FTIR、N_(2)吸附-脱附、XRD、UV-Vis、SEM等对其结构进行了表征;在模拟可见光源下将其应用于催化氧化解聚木质素,通过单因素实验探讨了铯含量、反应时间、催化剂用量、木质素用量等对木质素解聚率的影响,获得了木质素光催化氧化解聚的最佳条件;并通过解聚前后木质素的FTIR和SEM表征,验证了磷钼钒酸铯光催化剂对木质素的催化氧化解聚能力。结果表明,光催化剂Cs_(2.5)H_(1.5)PAV呈球形,表面粗糙,具有最大的比表面积,催化活性最高;在模拟可见光源下,当反应温度为40℃、反应时间为2 h、Cs_(2.5)H_(1.5)PAV用量为15 mg时,木质素的解聚率达到96.3%,可解聚木质素的最大量为300 mg;在光催化氧化解聚过程中,木质素的致密三维网络结构转变为疏松短链线束状结构,表明催化剂Cs_(2.5)H_(1.5)PAV具有较强的催化氧化解聚木质素的能力。

正极材料钒酸钾的可控制备及其电化学储锌性能

K_(x)V_(2)O_(5)材料具有优异的电化学性能,可作为水系锌离子电池的优良正极材料,该材料的可控合成至关重要。本研究探讨水热法过程中草酸(C_(2)H_(2)O_(4)·2H_(2)O)和五氧化二钒(V2O5)的物质的量比对材料的结构、形貌及电化学性能的影响规律,实现了钒酸钾(K_(0.486)V_(2)O_(5))的可控制备。研究结果表明,当C_(2)H_(2)O_(4)·2H_(2)O/V2O5的物质的量比约为5∶2时,钒酸钾具有较高的结晶度和更规整的纳米棒状形貌,显著的赝电容效应赋予其卓越的倍率性能和优异的动力学特性,展现出高容量及良好的循环稳定性,在0.1、0.2、0.5、1、2、5和10 A·g^(-1)电流密度下,放电比容量分别为395.3、366.9、323.4、283.5、247.7、181.8和127.3 mAh·g^(-1),在5 A·g^(-1)的大电流密度下循环2000圈的可逆容量仍保留196.5 mAh·g^(-1),容量保持率达127.9%。K0.486V2O5的电化学储能过程由离子扩散过程和表面电容行为共同控制,随着扫描速率增大,Zn2+的存储主要受电容行为控制,显著的赝电容效应是材料获得卓越倍率性能和优异电化学反应动力学的关键因素。

钒酸铜薄膜光阳极制备与光电化学制氢性能研究

通过水热法在FTO导电基底上制备了钒酸铜薄膜光阳极材料,利用SEM、XRD及XPS等表征手段分析了其微观形貌、晶体结构和物质组成,研究了水热前驱液中铜源与钒源添加量之比对钒酸铜薄膜光阳极光电化学分解水制氢性能的影响。结果表明:铜源与钒源添加量摩尔比为1:1时,水热合成的钒酸铜光阳极表现出最佳的光电化学制氢性能,在1.6 V vs.RHE处光电流密度值为0.45 mA·cm^(-2),其良好的光电化学制氢性能源于合适的能带结构和微观纳米棒结构促进光生载流子的定向分离和传输。

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%。

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.

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%。

钒酸镍/生物质碳复合材料的制备及其作为超级电容器性能的研究

由于钒酸镍(Ni_(3)V_(2)O_(8))中钒(V)和镍(Ni)元素存在多价态变化,具有化学活性高、理论比电容大,而受到广泛关注。以NH_(4)VO_(3)、H_(2)C_(2)O_(4)和Ni(CH_(3)COO)_(2)为试剂,蒲棒绒毛为原料,两步水热法制备了钒酸镍/生物质碳复合材料(Ni_(3)V_(2)O_(8)/BC)。结果表明:Ni3V2O8/BC其在三电极体系下电流密度为1.0A/g时,具有较高的比电容为达到953F/g。因此,Ni_(3)V_(2)O_(8)/BC复合材料是作为高性能超级电容器的潜在材料。

水系锌离子电池正极材料钒酸铵盐的研究进展

水系锌离子电池以高比容量的锌金属为负极,具有低成本、高安全性与无毒环保等优良特性,成为了当前备受关注的新型储能装置之一.然而,目前难以开发出与锌负极相匹配的正极材料,这成为了制约水系锌离子电池大规模发展的重要因素.钒酸铵盐因具有较快的离子扩散速率和较高的比容量而在水系锌离子电池正极材料领域展现出广阔的应用前景.首先介绍了钒酸铵盐正极材料的锌存储机制及其水热法制备工艺,针对钒酸铵盐在应用过程中存在的钒溶解与电导率较低等问题,着重综述了金属离子插层、水分子插层、聚合物插层、材料复合与氧空位构建等优化改性策略.最后,对钒酸铵盐正极材料的发展趋势进行了展望,为高性能水系锌离子电池的设计与开发提供借鉴.

离子掺杂钒酸铋的制备及其光催化性质研究

以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O和NH_(4)VO_(3)为原料,采用水热合成法制备钒酸铋,同时制备La^(3+)掺杂以及La^(3+)、Er^(3+)掺杂的BiVO4光催化材料,采用X-射线衍射和扫描电子显微镜进行表征复合材料。通过研究对罗丹明B降解率,评定La^(3+)单掺杂以及La^(3+)、Er^(3+)共掺杂的BiVO4光催化性能。掺杂的BiVO4复合催化剂的光降解效率明显提高,最佳条件下的降解率,La^(3+)掺杂是86%,La^(3+)、Er^(3+)共掺杂是90%。

水热法制备钒酸铋及其光催化性能研究

采用水热法制备了钒酸铋催化剂,以罗丹明B为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了测定。考察了水热反应pH、反应温度、反应时间对催化剂光催化性能的影响,实验得出制备钒酸铋催化剂的最佳水热反应条件:水热反应pH为7、反应温度为100℃、反应时间为8 h。在最佳水热反应条件下,投放5 mg的钒酸铋催化剂,对5 mL初始质量浓度为10 mg/L罗丹明B溶液的光催化降解率高达96.5%。最后利用X射线衍射(XRD)表征手法,对最佳水热反应条件下制备的钒酸铋催化剂的结构进行了表征,证明制得的钒酸铋催化剂纯度较高。

关于提高钒酸铋类光催化剂载流子分离效率的研究进展

钒酸铋(BiVO_(4))因具有合适的物化性质,如较强的可见光吸收能力、性质稳定、无毒等,让光催化研究者对其产生了极大兴趣,但钒酸铋在光催化过程中光载流子易复合,因此致使其光催化效率低。为了解决钒酸铋光载流子易复合这一难题,光催化研究者采取了多种策略。本文总结了现如今提高钒酸铋光载流子分离率的策略以及效果,综合分析了钒酸铋的发展前景。

钒酸钇原料制备

采用液相反应法合成钒酸钇原料 .为了寻求最佳合成点 ,测定了氧化钇 (Y2 O3)和偏钒酸铵 (NH4 VO3)在硝酸和氨水中的溶解度 -浓度曲线 ;分析了温度对溶解度的影响 .钒酸钇粉末在 10 0℃的条件下烘干 ,5 0 0℃条件下烧结4 8h.XRD粉末衍射表明 。

柠檬酸钒(Ⅳ)酰钡热分解制备焦钒酸钡Ba_2[VO(cit)]_2·4H_2O纯相

由柠檬酸钒酰钠与氯化钡的水溶液反应得到柠檬酸钒 ( )酰钡配合物 .通过凝胶扩散法得到该配合物的晶体 ,并用 X射线衍射测定其结构 .该晶体的空间群为 P2 1 n,晶胞参数 a=0 .9896 0 ( 9) nm,b=0 .87746 ( 5) nm,c=1 .2 1 0 75( 8) nm,β=93.1 1 9( 7)°,Z=2 ,R=0 .0 45.该配合物在空气中分解得到白色粉末 ,经 XRD粉末衍射分析确定为焦钒酸钡纯相 .