BiOCl/NaBiO_3复合材料的原位合成及光催化性能

利用HCl与Na Bi O3反应原位制备了结构可控的Bi OCl/Na Bi O3复合光催化材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等技术对其晶相组成、光吸收特性和表面形貌进行了表征,并评价了样品在可见光和紫外光下的光催化性能.结果表明,尽管Bi OCl几乎没有可见光活性,但27.4%Bi OCl/Na Bi O3在可见光下却表现出明显高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性.由于紫外光照可以有效激发Bi OCl,所有组成的复合Bi OCl/Na Bi O3都显示出高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性,其中47.6%Bi OCl/Na Bi O3具有最大光催化活性.研究了加入不同活性物种的捕获剂对光催化效率的影响,结合荧光实验结果和样品能带结构推测了复合材料光催化过程中光生载流子的传输行为.结果表明,Bi OCl/Na Bi O3催化活性增强主要归结于2种材料之间形成了有效的异质结构,其内建电场能够促进光生载流子的传输和分离;羟基自由基在光催化降解过程中是主要的活性物种.

BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br光催化降解罗丹明B

采用原位生长法制备了二元异质结光催化剂BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br,运用多种技术手段对其进行了表征,考察了BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br在模拟可见光照射下对罗丹明(RhB)的光催化降解性能。表征结果显示,BiOCl附着在g-C_(3)N_(4)-Br表面,二者之间形成了Z-scheme异质结。实验结果表明:BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br催化剂比g-C_(3)N_(4)-Br和BiOCl具有更高的光催化活性,在RhB质量浓度20 mg/L、BiOCl/2%-g-C_(3)N_(4)-Br(g-C_(3)N_(4)-Br质量分数为2%)加入量0.5 g/L的条件下,经日光灯(14 W)照射90 min后,RhB去除率可达98%;经过4次循环实验后,RhB去除率从98%逐渐降低至90%,表现出良好的稳定性和可重复利用性。BiOCl/2%-g-C_(3)N_(4)-Br光催化降解RhB过程中发生的氧化还原反应分别在BiOCl和g-C_(3)N_(4)-Br的表面进行,BiOCl与g-C_(3)N_(4)-Br之间高度紧密的接触面形成了Z-scheme异质结,实现了电子和空穴的快速分离,降低了二者在催化剂内部的复合速率,提高了催化性能。

C空位协同g-C_(3)N_(4)/BiOCl异质结对亚甲基蓝光催化降解性能的研究

采用水热法合成了含C空位的g-C_(3)N_(4),并将不同含量的BiOCl负载其上制备得到g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合光催化剂。采用电子顺磁共振、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱等手段对光催化剂的结构、形貌以及光吸收性能进行表征。以亚甲基蓝为目标降解物,探究了C空位和BiOCl对g-C_(3)N_(4)光降解性能的影响以及复合光催化剂催化降解机理。结果表明:与BiOCl和g-C_(3)N_(4)相比,制得的复合光催化剂不仅可以调控电子结构,还能有效分离光生电子和空穴,两者协同作用增强了光催化降解亚甲基蓝的效率。当负载质量分数70%BiOCl时,g-C_(3)N_(4)/BiOCl光催化降解效率在光反应90 min时达到了88.6%,其光催化性能显著优于纯相g-C_(3)N_(4)与BiOCl。

化学刻蚀法制备BiOCl/NaBiO_(3)复合材料及其活性研究

采用盐酸刻蚀铋酸钠制备BiOCl/NaBiO_(3)异质结复合材料,采用XRD、SEM、DRS和XPS技术表征该复合材料。结果表明,通过控制盐酸的添加量,可以制备不同组成的BiOCl/NaBiO_(3)异质结。相比纯BiOCl和NaBiO 3,BiOCl/NaBiO_(3)异质结表现出增强的光催化降解罗丹明B活性,其中0.75BiOCl/NaBiO_(3)的光催化的性能最优,反应时间仅40 min,降解率达到96.8%,重复循环4次,光催化活性降低9个百分点,这归因于异质结促进了光生电荷的分离和转移。作为一种高效、稳定的BiOCl/NaBiO_(3)复合材料在废水处理中具有很大的应用潜力。

研磨-焙烧法制备La_2O_3/BiOCl复合光催化剂及其对高浓度染料降解性能

首先利用沉淀法合成了BiOCl纳米片,然后利用研磨-焙烧法将La2O3纳米颗粒复合到BiOCl纳米片中,制备了一系列La2O3/BiOCl复合光催化剂（La2O3：1wt%、2wt%、4wt%、8wt%）。运用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和光致发光（PL）谱等对样品的晶相、光吸收和表面性能等进行了表征。以紫外灯（λ=254 nm）为光源,评价了所制备样品光催化降解高浓度染料酸性橙II（40×10-6）的活性。结果表明,经过研磨-焙烧后该系列催化剂均具有较好的结晶性能,同时2~5 nm的La2O3纳米粒子粘附在BiOCl纳米片表面。200℃焙烧制备的1wt%La2O3/BiOCl催化剂具有丰富的表面羟基,对染料表现出较强的吸附性能。该催化剂表现了最高的光催化活性,活性为纯BiOCl的2.4倍。另外,La2O3/BiOCl中的La3＋提供的氧化-还原势阱可能捕获光生电子,从而阻止了光生电子（e–）和空穴（h＋）的复合,有利于光催化活性的提高。

近紫外激发具有颜色可调的Er^(3+)/Eu^(3+)共掺BiOCl荧光粉

本文采用固相法在500℃合成了Er^(3+)/Eu^(3+)共掺BiOCl荧光粉,并通过XRD,SEM,吸收,激发和发射光谱研究了其结构、形貌和发光特性.XRD和SEM结果表明在500℃下即可成功合成纯四方相片层结构的Er^(3+)/Eu^(3+)共掺BiOCl荧光粉.吸收光谱表明掺杂Er^(3+)/Eu^(3+)离子使BiOCl形成杂质能级;激发光谱显示该荧光粉具有来自于基质BiOCl价带(VB)到导带(CB)跃迁的优异宽带近紫外激发特性.在380 nm近紫外光激发下,同时获得了Er^(3+)离子和Eu^(3+)离子的特征发射峰,其中发光中心位于410 nm(~2H_(9/2)→~4I_(15/2)),525 nm(~2H_(11/2)→~4I_(15/2)),554 nm(~4S_(3/2)→~4I_(15/2)),673 nm(~4F_(9/2)→~4I_(15/2))的发射峰来自于Er^(3+)离子的跃迁,而581 nm(~5D_0→~7F_0),594 nm(~5D_0→~7F_1),622 nm(~5D_0→~7F_2),653 nm(~5D_0→~7F_3),699 nm(~5D_0→~7F_4)的发射峰则来自于Eu^(3+)离子的跃迁.值得注意的是,与传统Er^(3+)/Eu^(3+)掺杂的材料不同,该荧光粉还具有独特高效的紫光(Er^(3+))和长波红光(Eu^(3+))发射特性,分析表明这与BiOCl的结构有关;并且通过改变掺杂浓度,实现了发光颜色由黄绿光→黄光→橙红光的调节.研究结果表明Er^(3+)/Eu^(3+)共掺BiOCl荧光粉有望成为一种潜在的近紫外激发白光LED荧光粉.

Bi_2O_3/BiOCl异质结光催化剂降解罗丹明B

采用机械研磨法制备Bi2O3/BiOCl异质结光催化剂,并用XRD、SEM进行表征。以可见光为光源,罗丹明B为目标污染物,研究了Bi2O3/BiOCl异质结的光催化性能。结果表明,异质结Bi2O3和BiOCl的比例对光催化效果影响显著,其光催化性能好于单独使用Bi2O3、BiOCl和商用TiO2。

Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的水热合成及其高活性(英文)

采用一种简便的水热法在433 K的温度下成功合成了具有不同Bi2S3质量分数的Bi2S3/BiOCl复合光催化剂,利用各种技术对其进行了表征。在紫外光照射下,以甲基橙水溶液的光催化降解为模型反应,评价了Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的活性。研究结果表明:与纯Bi2S3和纯BiO Cl相比,Bi2S3/BiOCl样品明显具有更高的光催化性能,尤其当Bi2S3在Bi2S3/BiOCl中的质量分数为26.5%时,Bi2S3/BiOCl复合催化剂的光催化活性与商业P25(TiO 2)的活性非常接近,而这种商业P25在紫外光照射下是公认的高效光催化剂。这种明显提高的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2S3和BiO Cl形成异质结界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合。

一锅法水热制备Bi_3O_4Cl-BiOCl复合材料及可见光催化性能研究

以五水合硝酸铋为铋源,通过一锅法水热制备铋基Bi_3O_4Cl-BiOCl复合光催化材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外可见漫反射对所制备的复合材料进行表征。通过实验发现,该复合材料在可见光下对罗丹明B溶液具有良好的光催化降解能力。制备过程中,溶液酸碱度的变化可调控复合材料组分的质量比,对样品的光催化性能影响较大,其中pH为10.5时制备的样品光催化活性最好,这可能和各组分合适的质量比以及较强的可见光吸收利用能力有关。通过活性物种捕捉实验,确定了光生空穴为光催化反应过程的主要活性物种,由此初步推测出复合材料的光催化机理。

四棱台状BiOCl∶0.03Eu^(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

分别采用水解法、水解+煅烧法及水解+水热法合成了BiOCl∶0.03Eu^(3+)荧光粉,并采用拉曼光谱分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪(PL),对所得样品的结构、形貌和发光性能进行表征.对比可知,水解+水热法合成的BiOCl∶0.03Eu^(3+)荧光粉的发光强度最佳.进一步研究了水热温度对所得荧光粉形貌及发光性能的影响.结果表明,随温度升高,样品颗粒形貌由不规则片状逐渐转变为四棱台状.160℃水热处理所得荧光粉的发光强度最佳,最强发射峰位于616nm处,色坐标位于(0.622 5,0.376 9),与标准红光点(0.67,0.33)最为接近,是一种有潜力的白光LED用红色荧光粉.

中空花状可见光响应催化剂g-C_3N_4@BiOCl的制备及其光催化活性

以g-C_3N_4/H_2SO_4溶液和硝酸铋为前驱体,采用自组装法制备了中空花状且具有可见光响应能力的异质结光催化剂gC_3N_4@BiOCl。利用X射线衍射、电子扫描显微镜、高分辨透射电镜、X射线能谱、紫外可见漫反射光谱及X射线光电子能谱等表征手段确证了催化剂的结构。该催化剂能够有效地实现光生电子-空穴的分离,表现出优异的可见光催化活性。通过对50 mg·L^(-1)罗丹明B的降解实验验证了g-C_3N_4@BiOCl的光催化活性,在可见光条件下(λ≥420 nm)的降解效率优良,12 min即可达到99%。

Bi_2O_3/BiOCl异质复合材料的制备及其光催化性能

本文以五水硝酸铋和氯化钾为原料,利用水热法一步制备了Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品进行了表征。以罗丹明B为目标降解物,研究n(Bi)/n(Cl)摩尔比对合成Bi2O3/BiOCl异质复合光催化剂的形貌和光催化性能的影响。结果表明:随着n(Bi)/n(Cl)摩尔比的增加,Bi2O3/BiOCl的光催化活性显著增强,在n(Bi)/n(Cl)=1.75时,制备的Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料具有最高的光催化活性。

近紫外激发BiOCl∶Dy^(3+)白光LED荧光粉的制备及发光性能研究

新型单一基质型白色荧光粉是当前白光LED荧光粉研究的热点。宽带隙半导体BiOCl物化性质稳定,声子能量低,晶体结构对称性低、极化性强,具有作为稀土掺杂荧光粉基质材料的潜质。采用固相法制备了BiOCl∶Dy3+及BiOCl∶Li+,Dy3+荧光粉,并采用XRD、激发和发射光谱研究了其结构和发光特性。XRD结果显示在500℃低温下即可成功合成出纯四方相的稀土掺杂BiOCl晶体,而Li+掺入可进一步提高样品结晶度。在389nm近紫外光激发下,荧光粉具有位于478nm(蓝)和574nm(黄)波段的Dy3+特征发射峰,并呈现较低的蓝黄光发射比例和优异的白光发射特性。相比单掺体系,Li+掺杂不仅使荧光粉发射增强,还实现了发光颜色的调节。研究结果表明,BiOCl∶Dy3+荧光粉制备温度低,具有良好的近紫外光激发和白光发射特性,其较低黄蓝光发射比例性质可能与BiOCl独特的晶体结构有关;上述特性使其可能成为一种新型的潜在近紫外激发白光LED荧光粉。

Zn^(2+)掺杂诱导Eu^(3+)激活BiOCl层状半导体的反常发光性能研究

采用固相法在500℃下成功制备Zn^(2+)掺杂BiOCl:Eu^(3+)层状半导体,并研究了Zn^(2+)(0~20mol%)掺杂对Eu^(3+)激活BiOCl层状半导体发光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、激发–发射光谱、荧光寿命衰减曲线对样品的结构和性能进行表征。研究发现,随Zn^(2+)掺杂浓度增大,BiOCl晶体结构不变,Eu^(3+)荧光寿命延长,但发光强度却出现先减后增的反常现象。综合分析表明这可能与BiOCl特殊的层状结构有关。通过XRD和XPS的表征可以推断:当Zn^(2+)掺杂浓度≤10mol%,Zn^(2+)在BiOCl中掺杂方式以晶胞层间隙掺杂为主;当Zn^(2+)掺杂浓度>10mol%后,掺杂方式逐渐向取代掺杂转变。两种掺杂机制对Eu^(3+)荧光寿命的改变以及形成缺陷对基质能量传递效率的影响可能是形成上述反常现象的主要原因。研究结果有助于认识稀土掺杂层状半导体的发光性能及影响规律,并对Eu^(3+)掺杂BiOCl这类新型发光材料的开发设计具有指导意义。

异质结复合材料KNbO_(3)/BiOCl的制备及其对盐酸四环素的光催化降解

通过水热法和溶剂热法制备了异质结复合材料KNbO_(3)/BiOCl,考察了材料的形貌、晶型、光电性能等。以盐酸四环素为目标污染物探讨复合材料组成、用量和污染物初始浓度对降解效果的影响。实验表明,在模拟太阳光照下,当KB-3用量为9 mg,目标物浓度为10 mg/L时,光催化降解效率达到94.5%。降解机理研究表明,h^(+)、·OH和·O^(-)_(2)是光催化过程中的活性物质。异质结的形成,有助于提升光的利用率,增强盐酸四环素的光催化降解。

复合蓄能光催化材料BiOCl/Sr_4Al_(14)O_(25):Eu^(2+),Dy^(3+)的研究

由水解法在发光粉Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+表面原位制备了光催化剂BiOCl,得到了新型蓄能光催化材料BiOCl/Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+。这种蓄能光催化材料能够储存外界光能,并缓慢释放为光催化反应提供能源,实现了无外光照射下的催化降解功能。这种材料具有稳定、可重复利用的优点,有潜在的实际应用价值。蓄能光催化材料打破了光催化反应只能在外光源照射下进行反应、关闭外光源即停止反应的限制,为光催化反应不受光源限制从而长期进行光催化反应提供了一种思路和实用材料。

具有主导晶面的BiOIO_(3)/BiOCl异质结制备与光催化性能

分别以乙二醇/去离子水为溶剂,通过溶剂热/水热法分别制备了具有不同主导晶面的BiOIO_(3)/{110}BiOCl和BiOIO_(3)/{001}BiOCl异质结。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散谱和紫外可见漫反射光谱对制备的BiOIO_(3)/BiOCl光催化剂进行了表征。在可见光照射下,通过对罗丹明B和苯酚水溶液的光催化降解,考察了BiOIO_(3)/BiOCl异质结的光催化活性。结果显示25%BiOIO_(3)/{110}BiOCl异质结具有最高的光催化效率。BiOIO_(3)/{110}BiOCl较好的光催化性能是由于其在可见光区较强的光吸收,以及异质结结构和BiOCl所具有的(110)主导晶面有利于光生载流子的分离。超氧自由基(·O2-)和空穴(h^(+))是光催化过程中的主要活性物质。此外,根据实验结果探讨了光催化性能增强的机理。

g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能研究

高温缩聚法合成g-C_(3)N_(4)和水热法制备的BiOCl,在室温下通过简单的物理搅拌使片层状g-C_(3)N_(4)附着在菊花状的BiOCl上,控制g-C_(3)N_(4)的质量分数分别为5%、10%、15%、20%和25%,合成g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合光催化剂。通过扫描电镜(SEM)、EDS能谱和BET比表面表征方法,揭示了g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合光催化剂的微观结构;紫外-可见光(UV-Vis)结果显示g-C_(3)N_(4)/BiOCl可将光吸收范围延伸到可见光范围,其中BiOCl/CN-10具有更窄的禁带宽度;荧光光谱(PL)证实BiOCl/CN-10抑制光生载流子的复合能力最强;同时对g-C_(3)N_(4)/BiOCl降解染料废水罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的光催化能力进行了评估,结果表明g-C_(3)N_(4)/BiOCl对RhB具有优异的光催化降解能力,其中BiOCl/CN-10在光反应40min时就达到了97.23%,其光催化性能远远优于纯BiOCl。BiOCl/CN-10优异的光催化性能可能是由于g-C_(3)N_(4)与BiOCl形成p-n的异质结可促进更多的光生电子定向转移,使催化剂中更多的活性位点参与光催化氧化反应,从而有效提高光催化活性。

MoO3-x/BiOCl异质结光催化剂的制备及其可见光降解盐酸四环素的研究

通过水热法将具有LSPR效应的氧缺陷MoO3-x对BiOCl进行了复合改性,首次合成了MoO3-x/BiOCl异质结光催化剂。对制备的光催化剂进行表征,结果表明MoO3-x/BiOCl异质结的构建将BiOCl的光响应范围拓宽至可见光区域,同时,光生载流子的有效分离提高了其光催化活性。以盐酸四环素(TCH)为目标污染物对所制备样品进行可见光催化活性测试,结果表明MoO3-x与BiOCl的质量比为12.5%时,异质结复合材料的光催化活性最佳,其表观一级动力学反应速率常数是BiOCl的9.35倍。自由基捕获实验表明,在TCH光催化降解反应中的主要活性物种是·O2ˉ和h+。

BiOCl/Fe_3O_4磁性复合结构超薄纳米片的制备及其光催化性能研究

以Fe3O4为磁粒,制备了易于和催化液体分离的磁性光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、光催化等手段表征催化剂的表面形貌、晶型组成、化学结构等。结果表明,Fe3O4包覆在BiOCl片的表面,且包覆较为牢固。