BiPO_(4)-BiOIO_(3)复合物的水热合成及其光催化降解染料研究

采用一步水热法合成了BiPO_(4)-BiOIO_(3)复合物,并进行了FT-IR、XRD、SEM、XPS、UV-DRS等表征。以不同类型的有机染料罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)为污染模型,考察了BiPO_(4)-BiOIO_(3)的光催化降解性能。在模拟太阳光照射下,染料的浓度和用量分别为10 mg·L^(-1)、50 mL,催化剂用量为50 mg,照射40 min时,MB被完全降解,照射50 min时,RhB和MO均被完全降解。BiPO_(4)-BiOIO_(3)的光催化机理实验表明,·O_(2)和h+是主要的活性物种。循环实验中,第五次循环时降解率仍有83.5%,表明BiPO_(4)-BiOIO_(3)具有较好的稳定性,具有可重复利用价值。

Sm^(3+)掺杂棒状BiPO_4微晶的制备及其光催化活性增强机理

以Sm(NO_3)_3、NH_4H_2PO_4和Bi(NO_3)_3为原料,采用水热法合成了Sm^(3+)掺杂棒状BiPO_4光催化剂。采用XRD、SEM、UV-Vis吸收光谱、BET比表面积测试等手段对其组成、晶型、粒径、形貌及比表面积等进行了表征,并以金卤灯模拟可见光,以甲基橙和邻硝基苯酚为模型污染物,对其光催化性能进行了评价和分析。XRD和SEM分析表明,Sm^(3+)掺杂进入BiPO_4的晶格,导致其晶胞参数发生变化,但对其物相结构和形貌的影响不明显;UV-Vis吸收光谱测试表明,Sm^(3+)掺杂使BiPO_4在紫外光区的吸收减弱,可见光区略有增强。光催化实验表明,Sm^(3+)掺杂后BiPO_4的光催化活性与掺杂量密切相关,当Sm^(3+)掺杂量为0.75at%时光催化活性提高较显著。根据实验结果和文献报道,论文对Sm^(3+)掺杂后BiPO_4活性提高机理进行了探讨,认为Sm3+掺杂后BiPO_4光生电子-空穴分离效率提高是影响其活性的主要因素。

BiPO4的合成及负载WO3改善其光催化降解罗丹明B

将Bi(NO3)3·5H2O溶于水和无水乙醇,与Na2HPO4反应合成BiPO4。将WO3负载到BiPO4上合成WO3/BiPO4复合材料,改善BiPO4的光催化性能。用X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等对合成的样品进行表征。并探究BiPO4、WO3和不同WO3负载量的WO3/BiPO4光催化剂样品降解罗丹明B的效果。结果表明,WO3/BiPO4显示出很好的光催化效果,其中表现最好的样品是3∶1WO3/BiPO4,其光催化降解罗丹明B的速率是BiPO4的2.14倍。

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。

Ag_3PO_4/BiPO_4复合光催化剂的制备及其降解罗丹明B的研究

采用水热法合成复合Ag_3PO_4/BiPO_4光催化剂,考察不同p H和不同复合比例下合成的光催化剂对溶液中罗丹明B的光催化降解性能,并与BiPO_4进行对比。结果表明:在p H=7,复合比例Ag_3PO_4/BiPO_4摩尔比为4∶3条件下水热制备的Ag_3PO_4/BiPO_4对可见光的利用率最高,催化性能最好;降解180 min后,对罗丹明B的降解率达到61%,较纯相BiPO_4提升了27%。本文还利用XRD、SEM和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等测试手段对合成的样品进行表征,分析得出复合Ag_3PO_4之后,催化剂的禁带宽度变窄,并出现较多的独居石晶型BiPO_4,光生电子与空穴复合效率变低,从而使复合材料的光催化降解罗丹明B的能力得到提升。

单分散g-C_3N_4量子点修饰一维棒状BiPO_4微晶的合成及其对光催化活性增强机理（英文）

利用水热法合成了一维棒状BiPO_4微晶,在此基础上采用浸渍一焙烧法进行g-C_3N_4量子点表面修饰获得新颖的g-C_3N_4/BiPO_4异质结。借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(PE-SEM)、透射电镜(HRTEM)、能谱(EDS)、紫外-可见漫反射(UV-VisDRS)等测试手段对所得样品的相组成、形貌和谱学特征进行了表征。选择罗丹明B(RhB)和苯酚作为模型污染物研究了所得在可见光下的催化活性。结果表明,样品16%(ω/ωg-C_3N_4BiPO_4对RhB降解的速率常数分別是纯g-C_3N_4和BiPO_4的4.6倍和15倍。g-C_3N_4量子点与BiPO_4之间形成异质结,抑制了光生电子-空穴对的复合,从而提高了催化剂的活性。自由基捕获实验进一步表明,超氧负离子自由基(·O_2^-)是催化降解RhB和苯酚的主要活性物种。

BiPO_4@Ag_3PO_4核/壳异质结的制备及光催化性能

采用简单的水热法结合离子交换法制备了BiPO4@Ag3PO4核/壳异质结光催化剂,采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对催化剂的形貌、组成、晶型和光物理性质等进行了研究,用罗丹明B(RhB)为模拟水体中有机污染物分别在可见光和模拟太阳光照条件下对催化剂的催化活性进行了测试.结果表明,负载Ag3PO4的BiPO4微米棒具有较高的可见光响应,其核/壳异质结结构有利于光生电子-空穴对的有效分离和提高对RhB的光催化降解效率,在可见光和模拟太阳光照射条件下分别在60和40 min可使RhB完全脱色降解.活性物种检测实验结果证明,该催化剂在污染物降解过程中主要的机理是光生空穴的直接氧化.

低温单斜相BiPO_4∶Tb^(3+)纳米晶的合成及其发光性能

以无水乙醇为反应溶液,采用室温共沉淀制备了低温单斜相BiPO4∶Tb3+绿色荧光纳米材料,并进行高温烧结处理。利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光光谱分别对所得样品的相结构、形貌以及发光性能进行研究。结果表明:通过高温烧结,样品没有发生晶型转变,仍然保持单斜相结构和纳米颗粒形貌。同时,Tb3+离子作为绿色发光中心进入到BiPO4的晶格中取代Bi 3+的格位,在370nm激发下,观察到Tb3+离子的特征跃迁(5D4→7FJ,J=6~3),其中以5D4→7F5跃迁发射(543nm)为主;并考察了BiPO4∶Tb3+纳米晶发光强度随Tb3+掺杂量的变化关系,发现其淬灭浓度高达20mol%。

BiPO4/g-C3N4二元催化剂的制备及其可见光催化性能研究

本研究通过一步搅拌法制备了BiPO4/g-C3N4二元催化剂,以活性蓝19(RB19)为目标污染物,研究了其在可见光下的催化降解性能。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征了催化剂的物化性质。结果表明:BiPO4成功附着到g-C3N4上,并且分散效果较好,BiPO4的掺入使g-C3N4的带隙变窄,提高了g-C3N4的可见光利用率,延长了光生电子-空穴对的寿命。最后通过分析推测出可能的光催化降解机理。

BiPO4/Ag3PO4/CNTs复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能（英文）

采用超声共沉淀法制备了一种新型BiPO4/Ag3PO4/CNT复合光催化剂。用SEM、DRS和PL对材料的形貌和表面缺陷进行了表征。结果表明,随着BiPO4和CNT含量的增加,Ag3PO4样品的吸收边带发生红移,吸收强度在450~700nm范围内增加。用亚甲蓝(MB)溶液模拟污染源,评价催化剂的活性。实验结果表明,当BiPO4和Ag3PO4的最佳摩尔比为5%时,光催化性能最佳。与Ag3PO4催化剂相比,cal-5-0.5-350具有更高的光催化活性。这可以归因于适当的Bi和CNT加入到Ag3PO4中可以增强材料的比表面积,增加材料对可见光的吸收,提高光生电子和空穴的分离效率,降低电子-空穴对的复合速率。

新型p-n异质结BiPO4/WO3光催化剂治理工业废水研究

为了提高光生电子-空穴对的分离效率,采用两步水热法制备了一系列BiPO4/WO3复合光催化剂,并对样品进行了一系列技术表征,如X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-解吸、表面光电压谱(SPV)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)。由HRTEM的结果可知,BiPO4和WO3之间形成了异质结。通过DRS表征,BiPO4/WO3复合材料的吸收边带均为350~500 nm,随BiPO4含量增加,吸收边带发生蓝移。通过计算,BiPO4和WO3的带隙能量分别为4. 18 e V和2. 26 e V。由SPV结果可知,光生电子移动到BiPO4/WO3复合物的外部,有利于光生电子-空穴的分离。通过N2吸附-脱附的表征结果可知,5%BiPO4/WO3复合物的表面积为11. 11 m2/g,大于纯WO3的表面积(7. 33 m2/g)。为评价材料的光催化活性,选用环境污染物罗丹明B(Rh B),与纯BiPO4和WO3相比,负载后的BiPO4/WO3复合材料在模拟太阳光下对Rh B(质量浓度为10 mg/L)的降解具有较高的光催化活性。在BiPO4/WO3的复合材料中,光照120 min后,5%BiPO4/WO3降解Rh B的降解率可达88. 1%。结果表明,BiPO4/WO3光催化活性的提高归因于BiPO4/WO3的较大表面积和BiPO4与WO3之间p-n异质结的形成,这有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。

BiPO_4/g-C_3N_4可见光催化氧化RhB

通过简单的水热和煅烧方法,把BiPO4纳米颗粒植入g-C3N4层间或表面,成功地制备了BiPO4/gC3N4复合光催化剂.通过XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等温线和UV-VisDRS分析表明,g-C3N4具有明显的层状结构且与BiPO4纳米颗粒形成了复合物,BiPO4/g-C3N4复合光催化剂具有较大的比表面积(172.9m2·g-1),与纯g-C3N4相比扩展了可见光的响应范围.光降解实验结果表明,负载量为2wt%的BiPO4/g-C3N4复合光催化剂具有最高的可见光催化活性,在降解1h后,罗丹明B的降解率可以达到87.5%,催化活性与纯g-C3N4提高了近3倍.

BiPO4光催化高效利用H2O2处理含硫脲光伏废水

为提高O3/H2O2类芬顿法预处理完全去除光伏废水中硫脲(转变成二氧化硫脲和三聚氰胺)后残留的H2O2利用率,进一步降低废水TOC含量,研究采用回流法制备了BiPO4纳米棒光催化剂。结果表明,在BiPO4的投加量0.5 g/L、辐照度4.73 mW/cm2的紫外光照射下,可以在60 min内将O3/H2O2处理后剩余的74.47 mg/L的H2O2完全利用,TOC的质量浓度进一步降低了30.88 mg/L。而TiO2/UV和UV的H2O2利用速率仅为BiPO4/UV的一半,TOC去除量分别仅为1.25 mg/L和9.875 mg/L。回流法制备Bi PO4可以在常压、低温条件下大量生产,且处理废水前后其结构没有明显变化,表面也没有有机物的附着,可在该类废水中多次重复利用。

水热和高温烧结对BiPO_4:Tb^(3+)纳米晶发光性能的影响

通过室温共沉淀制备了BiPO_4和BiPO_4:Tb^(3+)纳米晶,研究了水热和高温烧结处理对室温合成BiPO_4:Tb^(3+)纳米晶的相结构、形貌以及发光性能的影响。X-射线衍射(XRD)分析显示所有样品均为低温单斜相结构的BiPO_4,并通过透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)进一步观察了纳米晶的形貌变化以及纳米晶表面微结构。荧光测试结果表明,在370nm激发下,光谱显示出Tb^(3+)离子的特征跃迁,且以~5D_4→~7F_5跃迁发射(544nm)为主峰。通过进一步优化纳米晶的结晶度、表面吸附水和乙醇等因素对发光性能的影响,获得了最佳的发光性能。

g-C_3N_4/BiPO_4光催化剂合成及光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和Na_3PO_4·12H_2O为原料通过水热法合成了Bi PO_4,用g-C_3N_4分子对其表面修饰,利用超声杂化提高磷酸铋的光催化效率和稳定性。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电镜、透射电镜和比表面积及孔隙度分析仪等对其进行了表征,并在光催化反应装置中模拟可见光条件,对合成的g-C_3N_4/Bi PO_4光催化剂以亚甲基蓝为目标降解物时的催化活性进行了系统的研究。结果表明:在掺杂g-C_3N_4之后,可见光条件下Bi PO_4的光催化活性得到较大程度提升。当g-C_3N_4掺杂量为Bi PO_4的7%时,该复合光催化剂在可见光下的光催化活性最高。

Er^3+:V0.01Y2.99Al5N0.01F0.01O11.98/BiPO4/Pt光催化剂的制备及其在降解废水中亚甲基蓝的应用

通过溶胶-凝胶法合成了上转换发光材料Er^3+:V0.01Y2.99Al5N0.01F0.01O11.98(Er:YAG),然后利用水热法合成了BiPO4,再利用高温煅烧法合成了Er:YAG/BiPO4/Pt复合物光催化剂.通过使用X-射线粉末衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),光致发光光谱(PL)和上转换发射光谱对样品的组成、形貌及光学特征进行了表征.此外,还研究了不同甘油添加量、Er:YAG和BiPO4的摩尔比例和复合温度及光催化剂的循环使用次数对Er:YAG/BiPO4/Pt复合物光催化剂活性的影响.实验结果显示Er:YAG/BiPO4/Pt复合物光催化剂具有高的光催化活性和较好的稳定性,它可以作为一种高效的光催化剂用于污水中有机污染物的处理.