Bi2WO6量子点(QDs)修饰Bi2MoO6-xF2x异质结的构筑及其催化活性增强机理

采用简单沉积-沉淀法合成了Bi_2WO_6@Bi_2MoO_(6-x)F_(2x)(BWO/BMO_(6-x)F_(2x))异质结,借助XRD、XPS、TEM、SEM、EDS、UV-Vis-DRS、PC和EIS等测试技术对其组成、形貌、光吸收特性和光电化学性能等进行系统表征,并以模型污染物罗丹明B(Rh B)的光催化降解作为探针反应来评价Bi_2WO_6@Bi_2MoO_(6-x)F_(2x)异质结的光催化活性增强机制。形貌分析表明,所得Bi_2MoO_6微球由大量厚度为20~50 nm的纳米片组成;FE-SEM和HR-TEM分析表明,尺寸约为10 nm的Bi_2WO_6量子点均匀沉积在Bi_2MoO_(6-x)F_(2x)微球表面,形成新颖的Bi_2WO_6@Bi_2MoO_(6-x)F_(2x)异质结;与纯Bi_2MoO_6或者Bi_2WO_6相比,1∶1Bi_2WO_6@Bi_2MoO_(6-x)F_(2x)异质结表现出更好的光催化活性和光电流性质,其对RhB光催化降解的表观速率常数分别为纯BMO和BWO的6.4和11.6倍。PC和EIS图谱分析表明,Bi_2WO_6量子点表面沉积显著提高Bi_2MoO_(6-x)F_(2x)光生电子/空穴的分离效率和迁移速率;活性物种捕获实验证明了·O_2^-和h^+是主要的活性物种。根据实验结果,探讨了F-掺杂和Bi_2WO_6量子点之间的协同效应对Bi_2MoO_6的光催化活性的影响机制。

Ce掺杂Bi_2MoO_6/TiO_2纳米纤维异质结的制备及可见光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为基质,通过溶剂热法制备了异质结型稀土Ce掺杂Bi_2MoO_6/TiO_2复合纳米纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及荧光光谱(PL)等分析测试手段对样品的物相、形貌和光学性能等进行表征。以罗丹明B为模拟有机污染物,研究了样品的可见光催化性能。结果表明:在稀土掺杂样品中,Ce离子进入Bi_2MoO_6晶格,部分取代Bi3+,导致晶胞膨胀,晶格畸变,形成缺陷;与TiO_2复合形成异质结,有利于光生电荷的产生、转移和有效分离,从而提高TiO_2纳米纤维的光催化活性。可见光照射180 min,罗丹明B的降解率达到95.1%。经5次循环光催化降解活性基本不变,样品具有良好的光催化稳定性。

Bi_2MoO_6/BiVO_4异质结光催化剂的制备及性能

本工作采用水热法+热处理法制备了Bi_2MoO_6/BiVO_4异质结复合光催化剂,并采用XRD、SEM、EDS-Mapping、XPS和UV-vis DRS对一系列样品进行了表征。结果表明:不同比例的Bi_2MoO_6异质复合BiVO_4均未改变BiVO_4的晶体结构,但由于二者之间形成了异质结结构,其结晶程度有所提高;与纯BiVO_4相比,复合光催化剂的光吸收边发生红移,对可见光的光响应范围扩大,Bi_2MoO_6与BiVO_4形成的异质结结构有利于提高光生电子-空穴的分离效率,从而表现出更高的光催化活性。当Bi_2MoO_6与BiVO_4的质量比为5%时,样品的光催化活性最高,光照50 min后对甲基橙的降解率为58%,分别是纯相BiVO_4和Bi_2MoO_6的2.3倍、2.8倍,样品重复稳定性好。通过活性基捕获实验,证明了甲基橙溶液降解过程中,羟基和空穴为主要活性物质。

三维花状Bi_(2)WO_(6)/BiOBr异质结的制备及对多种染料的降解性能

利用水热法以十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂以及溴源,成功地制备了三维花状Bi_(2)WO_(6)/BiOBr异质结。通过X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外可见漫反射光谱、光电流、Nyquist曲线和电子顺磁共振分别对样品的结构、形貌、组成和光电化学性能进行了表征。结果表明,20~30 nm的BiOBr纳米粒子均匀地附着在Bi_(2)WO_(6)薄片上形成三维花状结构。Bi_(2)WO_(6)/BiOBr与纯Bi_(2)WO_(6)相比,扩展了可见光的响应范围,且提高了催化剂光生电子与空穴的分离效率。光降解实验表明w_(DDAB)/w_(CTAB)=2.6时Bi_(2)WO_(6)/BiOBr的光催化性能最优。在300 W氙灯(波长>420 nm)可见光照射下,其在降解罗丹明B中表现出最高的反应速率常数(0.0997 min^(-1)),分别约为Bi_(2)WO_(6)(0.0376 min^(-1))和BT‑4(0.0523 min^(-1),w_(DDAB)/w_(CTAB)=3.9)的2.7倍和1.9倍,且6个循环后活性依然没有明显衰减。Bi_(2)WO_(6)/BiOBr异质结还可以无选择性地降解其他类型的有机染料,如亚甲基蓝、孔雀石绿和甲基橙。最后,基于活性物种捕获实验和Mulliken原子电负性理论计算结果,提出了Bi_(2)WO_(6)/BiOBr异质结的光降解机理。

Ag/AgCl/Bi_2MoO_6异质结的制备及其可见光光催化性能的研究

采用简易的沉积-光还原的方法将Ag/Ag Cl纳米粒子负载到Bi2Mo O6微球上,制得Ag/Ag Cl/Bi2Mo O6异质结。分别采用XRD、SEM和UV-vis DRS对样品进行了表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,考察样品的可见光光催化活性。结果表明,相比于Ag/Ag Cl和Bi2Mo O6,Ag/Ag Cl/Bi2Mo O6异质结的可见光催化活性明显提高,且Ag/Ag Cl负载量为40 wt%时,复合物的光催化活性最高。

3D Bi_2WO_6/TiO_2异质结型光催化剂的制备以及增强的可见光催化性能

通过浸渍法合成了3D多组分Bi2WO6/TiO2异质结型复合光催化剂,多次浸渍使TiO2粒子层层沉积到花状Bi2WO6结构的表面。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光致发光光谱(PL)以及紫外-可见漫反射(UV-Vis)吸收光谱分别对所制备的复合光催化剂进行了表征,并以500W氙灯为光源,罗丹明B(RhB)为降解对象,进行了光催化活性测试,考察了不同TiO2复合量对Bi2WO6光催化剂反应活性的影响。结果表明,异质结型Bi2WO6/TiO2复合光催化剂的光催化活性明显优于纯Bi2WO6和TiO2。当复合15%(质量分数)TiO2时,所制备的复合光催化剂最有效促进电子和空穴的分离,并且光催化活性得到提高。活性提高的原因是所形成的异质结特殊的界面能够显著地降低光生电子和空穴的复合几率,并且具有较高的光吸收能力。

BiOBr@Bi_2MoO_6复合光催化剂制备及其对RhB和BPA降解

采用"两步溶剂热"法制备了BiOBr@Bi_2MoO_6复合光催化剂,并用XRD、SEM、XPS、PL和UV-vis DRS等手段对制备的催化剂进行表征.以罗丹明B(RhB)和双酚A(BPA)为目标污染物研究了该催化剂的可见光光催化性能.结果表明,BiOBr@Bi_2MoO_6复合光催化活性明显高于纯Bi_2MoO_6,当BiOBr的负载量为20wt%时催化活性最高,对RhB和BPA降解率分别为97.51%和95.41%.通过对降解过程中产生的活性物种的测定,指出空穴(h+)和·O_2^-在污染物降解过程中起主要作用.对BiOBr@Bi_2MoO_6复合催化剂的光催化原理进行了讨论,提出BiOBr和Bi_2MoO_6之间形成的异质结构可能是促进光催化活性提高的主要原因.另外,BiOBr@Bi_2MoO_6-20异质结具有良好的稳定性,可以进行回收和重复利用.

微波蚀刻法制备RGO-BiOCl/Bi_2WO_6异质结型催化剂及其催化性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,以Bi(NO_3)_3·5H_2O、KCl、Na_2WO_4为原料,采用微波蚀刻法在其基础上负载BiOCl/Bi_2WO_6。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测定仪(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)及透射电镜(TEM)等对所制备的催化剂进行表征。以RhB作为目标降解物,考察其光催化性能。结果表明,当RGO:RGO-BiOCl(质量比)为2%、Bi_2WO_6:RGO-BiOCl/Bi_2WO_6(摩尔比)为50%,降解率可达94.6%,远高于纯BiOCl。

n-n异质结Ag_3PO_4/Bi_2WO_6的制备及其增强的可见光活性

以片状Bi_2WO_6为前驱体,采用沉淀法制备n-n异质结Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料。通过多种技术,像X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis/DRS)考察所制备样品的组成、结构、形貌和光吸收性质。Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料由球形Ag_3PO_4和片层Bi_2WO_6相互交织组成,形成n-n异质结。随后,以染料罗丹明B(Rh B)和苯酚(Phen)为模型分子来评价光催化剂Ag_3PO_4/Bi_2WO_6的可见光催化性能。与单体相比,Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料显示出增强的可见光催化活性。n-n异质结的形成可扩宽可见光吸收范围,促进光生电子-空穴对的分离,进而提高复合材料的可见光催化效率。

异质结Bi_2WO_6/ZnO复合光催化剂的制备及其光催化降解含酚废水的研究

采用水热法制备了一系列Bi2WO6/Zn O异质结光催化剂,并对其进行X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(EDS)等手段对其结构性质进行了表征。在含酚废水的液相反应体系中,研究了异质结Bi2WO6/Zn O复合光催化剂光催化降解苯酚的性能。结果表明,Bi2WO6/Zn O异质结的形成可以有效的抑制光生电子和空穴对的结合,使其光催化活性明显优于纯的Zn O和Bi2WO6;另外,异质结型Bi2WO6/Zn O复合光催化剂的表面OH·自由基更有利于光催化活性的提高。当Bi2WO6复合量为4wt%时,异质结Bi2WO6/Zn O复合光催化剂光催化降解苯酚的效果最佳。

Bi_2WO_6-SrTiO_3异质结的制备及可见光催化性能研究

采用两步水热法制备出不同比例Bi_2WO_6-SrTiO_3异质结,对其进行XRD、SEM、BET、紫外可见漫反射(DRS)等表征测试。并在室温下以氙灯为光源,对不同比例Bi_2WO_6-SrTiO_3异质结进行吸附与光降解测试。结果表明20 mg/L甲基橙2 h内降解率最高可达95%,且对甲基蓝、刚果红均有降解效果。Bi_2WO_6与SrTiO_3形成了异质结结构有效的抑制了光生载流子与空穴的复合,增强了界面电荷传输效率,使光催化效率得到了提高。

一步法制备Bi2MoO6/CoMoO4绣花球结构及其光催化性能

以五水硝酸铋为铋源,采用简易的一步水热法合成出Bi2MoO6/CoMoO4绣花球结构。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)和电化学测试等表征对所制备催化剂的物相组成、微观形貌、光学性质以及光生电荷复合效率进行了分析。研究结果表明,引入Bi2MoO6之后,Bi2MoO6/CoMoO4复合异质结的光吸收范围明显被拓宽,其光生电荷的分离率也得到了提升。以亚甲基蓝和头孢曲松钠为污染物来模拟废水,在可见光的条件下评估催化剂样品的光催化降解活性。在可见光下光照60 min后,Bi2MoO6负载量为30%(w/w)的复合物具有最佳的光催化性能,其降解速率常数约为纯CoMoO4的2倍。基于实验的所有表征,进一步地研究了Bi2MoO6/CoMoO4体系相应的光催化机理。

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。

Bi2O2CO3/BiOBr异质结的制备及其可见光降解盐酸四环素的研究

通过共沉淀法制备Bi2O2CO3纳米片,采用化学蚀刻法制备异质结型光催化剂Bi2O2CO3/BiOBr。利用XRD、TEM和UV-Vis DRS等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行表征,并对其可见光降解盐酸四环素溶液的性能和稳定性进行了评估。结果表明,与纯Bi2O2CO3和BiOBr相比,异质结光催化剂Bi2O2CO3/BiOBr展现了增强的可见光降解活性,这归因于Bi2O2CO3与BiOBr之间异质结的形成有效分离了光生电子和空穴。Bi2O2CO3/BiOBr具有较高的稳定性,其在可见光降解盐酸四环素过程中的主要活性物种是超氧自由基。

Bi_2O_3/Bi_2WO_6异质结的构建及其光催化降解性能

经由水热反应制备Bi_2O_3/Bi_2WO_6异质结.随后,通过XRD、SEM、DRS等手段对该异质结的晶相结构、形貌、光吸收范围等进行表征.实验结果表明当Bi_2O_3的负载量为10 wt%,可见光照射40 min的条件下,Bi_2O_3/Bi_2WO_6异质结催化剂对罗丹明B的降解率最高,可达99.4%.并且在5次重复利用后,异质结催化剂对罗丹明B的光催化降解率仍能达到88.9%,说明催化剂的稳定性很好.Bi_2O_3/Bi_2WO_6异质结的构建加快了光生载流子的分离和迁移,从而增强了光催化活性.此外,我们还提出了可能的光催化机理.

ZnCuAl-LDH/Bi2MoO6纳米复合材料的构建及其可见光催化降解性能

本工作采用稳态共沉淀法制备了ZnCuAl-LDH/Bi2MoO6(LDH/Bi2MoO6)纳米复合材料,并研究了所得材料在可见光下降解污染物罗丹明B(RhB)的光催化性能。结果表明,所得LDH/Bi2MoO6纳米复合材料比单纯的ZnCuAl-LDH和Bi2MoO6具有显著提高的光催化活性和较好的稳定性。光催化性能的提高得益于异质结的形成以及高的比表面积,从而有利于光生电子-空穴对的有效分离和更多光催化活性位点的暴露。研究发现,在光降解过程中,所产生的·OH和O2·-是主要的反应性物种,而e-和h+的贡献较少。基于实验结果,提出了一种可能的光催化机制。本工作提供了一种制备基于LDH和(或)Bi2MoO6纳米复合材料的方法,所得LDH/Bi2MoO6纳米复合材料可望作为一种可见光光催化剂,在净化环境和缓解资源短缺方面有潜在应用。

BiOBr/Bi_2MoO_6异质结的构筑及对甲基橙的吸附/光催化性能的协同作用机制

采用简单的沉积-沉淀法合成了BiOBr/Bi_2MoO_6(BOB/BMO)异质结,采用XRD、XPS、TEM、SEM、EDS、FT-IR、UV-Vis-DRS、PL、PC和EIS等测试技术对光催化剂的物相组成、形貌、光吸收特性和光电化学性能等进行系统表征,并以模型污染物甲基橙(MO)的吸附和光催化降解作为探针来评价BiOBr/Bi_2MoO_6异质结的吸附性能与光催化活性增强机制.SEM和TEM分析结果表明,所得Bi_2MoO_6微球由大量厚度约为20~50 nm的纳米片组成;沉淀-沉积法所得样品的形貌分析显示,尺寸约为10 nm的BiOBr量子点均匀沉积在Bi_2MoO_6微球表面,形成的新颖的BOB/BMO异质结.N2吸附/脱附结果表明,Bi_2MoO_6和BiOBr形成异质结具有大的比表面积(64.94 m2·g-1),且表面孔结构丰富.吸附/光催化降解实验结果表明,与纯Bi_2MoO_6或者BiOBr相比,BOB/BMO异质结表现出更好的吸附性能和光催化活性.吸附/光催化协同作用机理分析表明,BOB/BMO异质结具有大的比表面积和丰富的孔结构是其吸附性能增强的主要原因.此外,光致发光(PL)谱、光电流(PC)和交流阻抗(EIS)分析进一步揭示了BOB/BMO异质结有利于光生载流子的分离与转移,导致光催化活性增强,二者的协同作用使其对MO具有优越的去除性能.此外,BOB/BMO异质结较稳定,重复使用性能良好,有望用于MO废水的实际处理.

Bi2S3@BiOBr的原位合成及其可见光催化性能

采用溶剂热法合成BiOBr空心微球,并利用简单的离子交换原位生成Bi2S3,得到类核-壳结构的Bi2S3@BiOBr复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对催化剂进行表征,并对其进行光电化学性能测试。实验表明,BiOBr与Bi2S3形成的异质结促进了光生载流子的转移和分离。Bi2S3@BiOBr在可见光作用下可以有效降解甲基橙,当Bi2S3的摩尔分数为8%时,样品具有最好的光催化性能。·O2-和h+是Bi2S3@BiOBr光催化降解甲基橙的主要活性物种。

Bi2MoO6-Pt异质结的制备及其光催化性能研究

采用＂溶剂热-光还原＂法成功制备出Bi2MoO6-Pt异质结光催化剂.该催化剂由Bi2MoO6三维微球（直径：1-4μm）和Pt纳米颗粒（-2.5nm）组成.本文以罗丹明B（Rh B）和4-氯酚（4-CP）为目标污染物研究了该异质结的可见光光催化性能.Bi2MoO6-Pt异质结的光催化活性明显高于纯Bi2MoO6,Pt的最佳负载量为0.3 wt%.同时,Bi2MoO6-Pt-2异质结（Pt的负载量为0.3 wt%）也可以有效地矿化有机污染物.更重要的是,Bi2MoO6-Pt-2异质结具有良好的稳定性,可以被重复使用.

TiO_2/Bi_2WO_6纳米异质结的制备及其可见光光催化性能

采用共沉淀法制备了不同Ti/Bi摩尔比的TiO_2/Bi_2WO_6纳米异质结可见光光催化剂.采用XRD、HR-TEM、XPS及UV-vis DRS测试技术对样品的晶相结构、微观形貌、组成及吸光性能等进行了表征分析.以MB模拟环境污染物,考察了TiO_2/Bi_2WO_6纳米异质结的可见光光催化活性.结果表明,当热处理温度为700℃,n(Ti)∶n(Bi)的比值为1∶5.4,可见光照射180 min时,TiO_2/Bi_2WO_6纳米异质结对MB的降解率达80.0%,是纯Bi_2WO_6的12倍.光催化活性的提高可归因于TiO_2与Bi_2WO_6复合后可以产生能带交叠效应,从而促进光生电子-空穴对的有效分离.