异质结光催化剂Bi2O4/BiOBr的制备及其可见光降解苯酚的性能研究

首先以二水合铋酸钠为原料,采用水热法制备了Bi2O4微米棒,然后通过化学蚀刻法在Bi2O4表面原位沉积Bi OBr,制备了异质结光催化剂Bi2O4/Bi OBr。采用XRD、FESEM、TEM和UV-vis DRS等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行了表征,并对其可见光降解苯酚溶液的性能进行了评估。结果表明,与纯Bi2O4和BiOBr相比较,异质结光催化剂Bi2O4/Bi OBr展现了更加提升的可见光降解活性,这归因于Bi2O4与Bi OBr之间异质结的形成促进了光生电荷的分离。捕获实验结果表明在可见光降解苯酚过程中主要的活性氧化物质是光生空穴(h+)和超氧自由基(·O2-),且h+占主要地位。

La掺杂对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷性能的影响

利用传统的固相烧结工艺制备了Sr2LaxBi4-xTi5O18(x=0.00、0.05、0.1、0.25、0.5、0.75、1.00)陶瓷样品。用X射线衍射对其微结构进行了分析,并测量了其铁电、介电性能。X射线衍射结果表明La掺杂对Sr2Bi4Ti5O18的晶体结构几乎没有影响。样品的铁电、介电结果表明,随着La掺杂量的增加,样品的剩余极化(2Pr)和矫顽场(Ec)逐渐减小,这是由于离子半径较大的La取代类钙钛矿层A位Bi离子,使得样品晶格畸变变小,从而导致2Pr降低,晶格畸变的减小也使得沿着外电场方向氧八面体中的阳离子更易运动,导致Ec减小。样品的相变温度Tc随着La含量的增加而降低,这也与样品晶格畸变有关。

熔盐法制备片状Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)晶粒

采用熔盐法制备了具有各向异性片状结构的Sr2Bi4Ti5O18晶体,利用XRD,SEM等测试分析手段对熔盐反应产物的晶体结构和显微形貌进行了表征。研究结果表明:当采用KCl-NaCl混合熔盐,熔盐与总反应物的质量比为1:1,1100℃保温3 h时,可以制备出纯的Sr2Bi4Ti5O18粉体,扫描电镜照片显示Sr2Bi4Ti5O18晶粒呈片状形貌,其晶粒长宽为5～25μm、厚度约为0.2μm左右,且分散性较好;XRD图谱显示晶粒在(00l)晶面择优生长,该方法所合成的片状晶粒可作为织构化陶瓷的模板。

复合氧化物Co_3O_4/Bi_2O_3对甲苯的光催化作用

采用微乳法制备复合氧化物Co3O4/B i2O3纳米粒子,用TG-DTA,XRD,XPS和FT-IR对其表征,以甲苯为气相有机污染物研究Co3O4/B i2O3的光催化活性.结果表明,微乳法制备的Co3O4/B i2O3粒子光催化活性优于纯氧化铋;活性的提高程度与n(Co)∶n(B i)有关,其最佳配比为0.02∶1;光催化活性随焙烧温度升高而增大,750℃焙烧的样品催化活性最好.

烧结温度对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷性能的影响

用固相合成方法制备了Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷,研究了烧结温度对Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷相结构、显微结构、铁电性能和介电性能的影响,分析了相关机理。结果表明,在1150℃进行烧结,样品晶粒发育完全,晶粒a轴择优取向,铁电性能优良,剩余极化强度2Pr达到15.3μC/cm2、矫顽场强2Ec为103kV/cm;在100kHz^1MHz频率范围内,介电常数为176~168,介电损耗为0.027~0.025,具有较好的频率稳定性。

四角星形BiVO_4/Bi_2O_3催化剂的制备及性能

采用水热法合成具有四角星形貌的钒酸铋,再将钒酸铋浸渍在碱溶液里二次水热,制备出BiVO_4/Bi_2O_3催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等方法对样品进行表征。可见光下,BiVO_4/Bi_2O_3复合物的光催化降解罗丹明B性能及光电流响应均优于纯BiVO_4。这是由于BiVO_4/Bi_2O_3复合材料形成了异质结构,有效抑制了光生电子与空穴的复合效率。

g-C_3N_4/Bi_2O_3复合型催化剂的制备及光催化性能研究

采用碾磨-焙烧法制备得到了g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂.利用XRD、SEM、FT-IR、XPS、DRS及PL对所得样品进行了表征.以甲基橙溶液为模拟有机污染物,考察了g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的可见光催化性能.结果表明,复合结构的g-C3N4/Bi2O3催化剂光谱响应范围拓宽至可见光区域,且g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的催化性能均明显优于单组分.其中,50 wt%g-C3N4/Bi2O3复合物对甲基橙可见光降解性能最佳.催化活性提升的主要原因是复合结构的形成有效促进了光生电子与空穴对的分离.此外,活性物种捕获实验结果表明,光生空穴(h+)及超氧自由基(·O-2)为该光催化反应过程中的主要活性物种.

可见光响应TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)复合粉的制备及表征

以熔盐法制备的微米级片状TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)为基体,采用Ti(SO4)2水解结合后续热处理的方法制备了TiO2/TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)复合粉,研究了原料配比对复合粉晶体结构、形貌以及光催化降解脱色效果的影响。结果表明:该复合粉的形貌为微米级片状TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)表面分布着纳米级的TiO_2颗粒;当原料中铋、钛物质的量比低于1∶6时,复合粉对亚甲基蓝具有良好的吸附脱色效果,钛含量过多时会导致水解产物的团聚,降低复合粉的比表面积,使其脱色效果变差;当铋、钛物质的量比为1∶4时,复合粉的比表面积为13.444 m^2·g^(-1),可见光光照4h以内,对亚甲基蓝的脱色率达到85%,其光催化降解脱色速率高于TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)的。

Bi2O3/g-C3N4/TiO2三元复合物的制备及其可见光催化活性研究

以工业纳米Ti O2,三聚氰胺(C3H6N6)和硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为原料,通过高温煅烧制备Bi2O3/gC3N4/Ti O2三元复合物,采用XRD、XPS、FT-IR、UV-vis、PL光谱等对其结构进行了表征。结果表明g-C3N4和Bi2O3分散覆盖在Ti O2表面,形成具有异质结结构的Bi2O3/g-C3N4/Ti O2三元复合物,其带隙降低,对可见光的吸收增强,电子和空穴通过在Bi2O3、g-C3N4和Ti O2三者界面间的转移有效延长了光生载流子的寿命,从而提高光催化效率。以亚甲基蓝为目标污染物评价其光催化活性。结果表明,当Ti O2与C3H6N6质量比为1∶2.5,Bi(NO3)3·5H2O含量为0.35%,煅烧温度为520℃,煅烧时间为5 h时制得的Bi2O3/g-C3N4/Ti O2三元复合物(即0.35Bi/C/T)活性最高,LED灯(12 W)光照180 min后对10mg/L亚甲基蓝溶液降解率达98.1%。

Bi_2Fe_4O_9的制备与光催化性能分析

采用水热法制备磁性铁酸铋(Bi_2Fe_4O_9)光催化剂,利用X线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外—可见漫反射等仪器对Bi_2Fe_4O_9的晶相、形貌、光吸收特性进行表征。结果表明:在紫外光或可见光下,Bi_2Fe_4O_9可有效降解亚甲基蓝(MB),且在紫外光下降解效果尤为显著,其表观速率常数可达2.422×10^(-2) min^(-1)。通过加入不同种类的捕获剂推断Bi_2Fe_4O_9的光催化机理,以及光催化过程中的活性物种,h^+与·OH为光催化降解过程中的主要活性物种。

Bi_2Fe_4O_9纳米粉体:水热法制备及表征(英文)

Bi_2Fe_4O_9 nanoparticles were prepared at low temperature via a facile, one-step hydrothermal synthesis process using iron(Ⅱ) nitrate nonahydrate(Fe(NO_3)_3·9H_2O) and bismuth nitrate pentahydrate (Bi(NO_3)_3·5H_2O) as starting materials and sodium hydroxide (NaOH) as the precipitant and mineralizer. XRD results indicate that the as-prepared nanoparticles are pure Bi_2Fe_4O_9. SEM images reveal that the as-prepared Bi_2Fe_4O_9 nanoparticles have a sheet-like morphology. The Bi_2Fe_4O_9 nanoparticles thus obtained are paramagnetic at room temperature as shown by magnetic measurements.

花瓣状Fe_3O_4/Bi_2O_3复合粒子的制备及光催化活性

用共沉淀法制备的Fe3O4纳米粒子作为种子,通过水热法获得了微米尺寸的Fe3O4/Bi2O3复合粒子。X射线衍射和X光电子能谱表征结果说明复合粒子是由Fe3O4和Bi2O3组成。扫描电子显微镜照片表明复合粒子形貌基本呈规则球形,并且具有花瓣状的三维多级结构。以罗丹明B的催化降解实验为模型考察了不同反应组成、不同反应介质、不同反应温度条件下制备的复合粒子的催化活性。结果表明,当反应条件中m(Bi(NO3)3·5H2O)/m(Fe3O4)为1.9 g∶0.2 g,水作反应介质在160℃时,所制备的复合粒子催化活性最高,对罗丹明B的降解率达95.4%。降解完成后,用磁铁吸附,Fe3O4/Bi2O3很快从体系中分离,可以重新催化降解罗丹明B,实现磁场控制的循环催化。实验发现,Fe3O4/Bi2O3经6次循环利用后,对罗丹明B的降解率仍达88.5%。

Ce改性0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1SrBi_2Nb_2O_9铋层状铁电陶瓷结构与性能

采用固相法制备了CeO_2掺杂改性的0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1SrBi_2Nb_2O_9(BIT-SBN)铋层状铁电陶瓷材料。系统研究了CeO_2掺杂对BIT-SBN基陶瓷物相结构、微观结构以及电性能的影响。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的铋层状结构,样品的晶粒尺寸随着CeO_2掺杂量的增加而逐渐增大,并且沿a-b面的生长速度明显大于沿垂直c轴方向的生长速度;BIT-SBN基陶瓷的压电性能随着CeO_2的掺杂而显著提高,损耗明显降低。当CeO_2掺量为0.75 wt%时,样品具有最佳的电性能:压电常数d_(33)=28 pC/N,介电损耗tanδ=0.20%,机械品质因数Q_m=3015,居里温度T_C=595℃;并且此时样品具有良好的热稳定性,在高温器件领域具有一定的应用潜能。

Bi_2O_3修饰的BiPO_4纳米棒复合催化剂可见光光催化性能的研究

以Bi2S3纳米棒为模板合成了形貌可控的BiPO4纳米棒复合光催化剂。在可见光辐射下,该复合催化剂表现出优异的光催化降解亚甲基蓝（MB）的性能。UV-Vis漫反射谱结果表明：催化剂经过Bi2O3修饰后对可见光有很好吸收;X射线衍射仪和透射电镜等表征结果表明,所制备的BiPO4纳米催化剂为直径约30 nm、长约200~500 nm的纳米棒。表面修饰少量Bi2O3可明显促进光催化剂对亚甲基蓝（MB）的可见光降解效率,其活性是未修饰催化剂的1.7倍。光电流和N2吸附实验也表明表面修饰后的催化剂光电流和BET比表面积都明显增加。这可能是由于表面修饰的Bi2O3不仅显著提高了BiPO4纳米棒复合催化剂的可见光吸收,而且在BiPO4表面起到了富集电子和传输电子的作用。结果表明表面修饰Bi2O3的BiPO4纳米棒是一种高活性的光催化材料。

Bi_(1.6)La_(0.4)Ti_2O_7薄膜的制备及性能研究

采用化学溶液沉积法在ITO基片上制备不同退火温度的掺镧钛酸铋Bi1.6La0.4Ti2O7(BLT)薄膜。研究了其结构、介电性能、漏电流密度与外加电压I-V关系曲线和光学带隙。XRD射线衍射测试结果表明,经500、550、600℃1 h退火后的薄膜的主晶相为烧绿石结构,无杂相生成,600℃时BLT薄膜衍射峰比其他两种温度的强。在1 kHz频率下测得的介电常数、损耗因子分别为114,3%;129,3%;194,6%。BLT薄膜的漏电流密度与外加电压关系曲线表明,BLT薄膜600℃的漏电流比550和500℃稍微减小。通过透射谱分析得到BLT薄膜的光学带隙几乎不受温度影响,均为3.7 eV。这些结果表明制备BLT固溶体薄膜较佳为退火温度600℃,具有较好的性能,在光电器件有良好的应用前景。

La,V掺杂对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)性能影响对比研究

采用传统固相烧结工艺,制备了掺杂量分别为0.000~1.000,0.000~0.096的La,V掺杂Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷.X射线衍射结果显示,La,V对Sr2Bi4Ti5O18的A,B位掺杂都未影响材料的晶体结构.La掺杂使得材料的剩余极化2Pr逐渐降低,而V掺杂可以显著地提高2Pr.A位掺杂导致材料的居里温度明显下降,而V取代B位Ti4+离子不影响材料的居里温度.微观照片显示,Sr2Bi4Ti5O18样品由呈四方状的晶粒组成,晶粒较为均匀.La掺杂未改变晶粒的形状,而V掺杂使得晶粒呈现扁平状,且晶粒尺寸明显增大.

Bi_2WO_6-NiFe_2O_4磁性可见光催化剂的制备及其性能研究

采用水热法制备Bi2WO6-NiFe2O4磁性可见光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、扫描电子显微镜(SEM)和磁学性质测量系统(MPMS)对所合成材料进行分析和表征。最后以罗丹明B(RhB)为目标污染物,考察不同pH值条件下,Bi2WO6-NiFe2O4复合可见光催化剂对污染物的降解效率。结果表明,罗丹明B溶液pH值为5时,Bi2WO6-NiFe2O4具有最大降解效率2 h达98%。Bi2WO6-NiFe2O4在外加磁场下能快速的从溶液中分离。

Bi_2O_3/g-C_3N_4复合催化剂的制备及其性能研究

分别以硫脲、尿素、二氰二胺为前驱体,采用热解法合成g-C3N4,再将其与Bi2O3以不同质量比复合煅烧制备Bi2O3/g-C3N4光催化剂,并用XRD、紫外-可见光谱、光致发光光谱等对其进行了表征。以甲基橙为光催化反应的模型化合物,评价了Bi2O3/g-C3N4光催化剂的紫外光催化活性。探索添加不同清除剂(异丙醇、草酸铵、对苯醌、H2O2酶)后对紫外光催化活性的影响;以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了Bi2O3/g-C3N4光催化剂表面羟基自由基的生成。实验结果表明:(1)在450℃下煅烧硫脲制备的g-C3N4具有较高的光催化活性;(2)当g-C3N4在Bi2O3/g-C3N4复合光催化剂中质量百分率为80%时,Bi2O3/g-C3N4的光催化活性最高,甲基橙的光催化降解率达到59.1%。

Co3O4/Bi2O3纳米粒子气相光催化降解甲苯的研究

采用微乳法及化学沉淀法制备了复合氧化物Co3O4/Bi2O3纳米粒子，结果表明，微乳法制备的复合氧化物Co3O4/Bi2O3粒子光催化活性更好；活性的提高程度与n（Co）：n（Bi）有关，其最佳配比为0．02：1；随着焙烧温度的增加，光催化活性提高，750℃焙烧的样品催化活性最好。以甲苯为目标反应物，考察了光照强度、甲苯的初始浓度、气相氧浓度、水蒸气含量对甲苯光催化降解反应速率的影响。

Fe_3O_4/Bi_2O_3复合粒子的制备及其可见光催化性能

首先通过共沉淀法制备Fe3O4磁粒子,然后采用水热法制备Fe3O4/Bi2O3复合粒子,并利用X-射线衍射、X-光电子能谱、扫描电子显微镜等进行表征。结果表明,复合粒子由Fe3O4和Bi2O3组成,形貌呈球形,具有三维多级结构。在可见光照射下,所制备的复合粒子对罗丹明B的降解率达95.2%。降解完成后,在外界磁场的作用下,Fe3O4/Bi2O3很快从体系中分离,可进行重复利用,实现循环催化。实验发现,Fe3O4/Bi2O3经5次循环催化后,对罗丹明B的降解率仍达93%以上。