磁性BiVO_4可见光催化材料的制备及光催化性能

采用水相沉淀法,以Fe3O4粒子为核心,令BiVO4沉淀附着于其上,制备了一种更易于从溶液中分离的磁性BiVO4可见光催化材料,以XRD、SEM、UV-Vis DRS、低温氮吸附-脱附等对其进行了表征。结果表明制备的磁性BiVO4为单斜白钨矿型,颗粒呈片状,粒径比普通BiVO4有所增大,在可见光区的吸收更强,吸收边红移程度随Fe3O4含量增加而增大,但比表面积并没有明显改变。并以可见光(λ≥400 nm)为光源,以亚甲基蓝溶液模拟染料废水,考察了其可见光催化活性,发现与纯BiVO4相比,磁性BiVO4具有更为良好的催化性能。通过考察各催化剂的DRS图谱以及暗反应后亚甲基蓝的浓度,发现这种降解效率上的提高是禁带宽度(Eg)降低、可见光吸收增加和对亚甲基蓝吸附量增大综合作用所导致的。这种吸附量的提升与比表面积无关,本工作以等电点的影响来解释此原因。

BiVO_4纳米片的水热合成及可见光催化性能

以Bi(NO3)3.5H2O和NH4VO3为原料,EDTA为络合剂,辅助水热法合成BiVO4方形纳米片;采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、比表面分析(BET)等测试手段对产品进行表征和分析;探讨pH值对BiVO4颗粒物相与形貌的影响。结果表明:EDTA辅助水热法能够合成结晶良好单斜白钨矿BiVO4方形纳米片,该BiVO4方形纳米片宽度约为0.6～1.0μm,厚度约为200～300 nm;相比m-BiVO4颗粒,该片状样品的紫外-可见光吸收边稍微发生红移,其能带隙减小至2.37 eV;变化溶液pH值可制备出片状、方片状、方块状和砖块状BiVO4颗粒。这些BiVO4颗粒在可见光范围内都具有一定的光催化活性,其中BiVO4方形纳米片对亚甲基蓝具有最强的可见光催化降解活性,可见光照射120 min后浓度为10mg.L-1亚甲基蓝溶液的降解率可达到100%。

Cu掺杂BiVO_4微米片的水热合成和光催化性能

以Bi(NO3)3.5H2O、NaVO3和Cu(NO3)2.3H2O为原料并以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂通过水热法制备了Cu/BiVO4微米片晶体。采用XRD、XPS、SEM、HRTEM、UV-Vis、比表面积测试等对产品进行了表征。结果表明,2.0 g CTAB辅助水热法能够合成结晶度高且形貌规整的单斜白钨矿Cu/BiVO4微米片晶体,其长度为1.0～2.0μm,宽度为0.5～2.0μm,厚度在200～300 nm内。相比BiVO4颗粒,片状Cu/BiVO4样品的紫外–可见光吸收边发生了稍许红移,具有较小的能带隙。光催化结果说明,5.0wt%Cu/BiVO4微米片表现出最好的光催化活性,其速度常数k为5.89×10–2/min,可见光照射10 mg/L亚甲基蓝溶液60 min的光解率达100%。

La掺杂BiVO_4微米球的水热合成和光催化性能

以Bi（NO3）3·5H2O、NaVO3和La（N03）3．5H20为原料，以葡萄糖为结构导向剂，通过水热法制备La掺杂BiV04微米球。采用XRD、XPS、SEM、FTIR、UV-Vis、BET、光催化技术等对产品进行了表征和分析。结果表明，采用葡萄糖（2．0g）辅助水热法能合成结晶度高且形貌规整的单斜白钨矿La／BiV04微米球，微米球直径范围为2-9gm，均由尺寸为30-65nm纳米颗粒自组装而成。相比BiV04块状颗粒，球状La/BiVO4的紫外一可见光吸收边发生了稍许红移，具有较小的能带隙（〈2．4eV），其中，2．0％La／BiV04（质量分数）微米球表现出最高的光催化活性，其速度常数k为5．63×10^-2min^-1，可见光照射10mg／L亚甲基蓝溶液60min时的光解率达100％。

高可见光活性微球状石墨烯/BiVO_4复合光催化剂的水热合成

采用水热法合成了微球状石墨烯/BiVO_4(Gr/BiVO_4)复合可见光光催化剂,以XRD、SEM、HRTEM、XPS及UV-vis漫反射技术对样品的晶相结构、微观形貌、组成和吸光性能等进行了表征分析。可见光照射下,Gr/BiVO_4样品对MB的降解性能均优于纯BiVO_4,当Gr含量为7.3%,可见光照射100 min时,对MB完全脱色,且重复使用6次后,依然具有较高的光催化活性。这是由于石墨烯与BiVO_4之间存在较强的相互作用,这种强的相互作用可加快BiVO_4粒子和石墨烯之间的电荷传输,有效抑制光生电子和空穴的复合。

不同结构形貌BiVO_4的水热制备及可见光催化性能

采用水热法,无需添加剂,通过调控反应液pH值和反应温度制备了不同结构和形貌的BiVO4可见光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(DRS)和低温氮吸附等手段对样品进行表征,结果显示:水热温度与反应液pH值对晶体结构有很大影响,180℃水热温度和酸性条件有利于单斜相的生成.反应液pH值对形貌也有很大影响,不同条件下得到了片状、立方状、棒状等不同形貌的BiVO4.同时以亚甲基蓝为降解对象,考察了所制备BiVO4的可见光催化活性.其中,pH值为2,反应液中制备的片状单斜相BiVO4具有最高的光催化活性(4 h达92.0%).此外,还考察了光催化剂用量、亚甲基蓝浓度和电子受体的存在对光催化过程的影响,结果表明:当催化剂用量为1.0 g/L,亚甲基蓝浓度为10 mg/L,KBrO3为电子受体时光催化效果最佳.

可见光响应催化剂BiVO_4六角形微米棒的水热合成

以Bi（NO3）3.5H2O和NH4VO3为原料并以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为模板剂通过水热法制备了BiVO4六角形微米棒晶体。采用XRD、SEM、IR、Raman、UV-Vis、光催化等对产品进行了表征和分析。结果表明,PVP辅助水热法能够合成直径125~300 nm、长度在1.0-1.6μm内的形貌均一且结晶度高的单斜白钨矿BiVO4六角形微米棒晶体。相比BiVO4颗粒,该棒状样品的紫外-可见光吸收边发生了稍许红移,其能带隙减小至2.25 eV。光催化结果表明,添加2.0 g PVP时的BiVO4微米棒对亚甲基蓝具有最强的可见光催化降解活性,其光照射浓度为10 mg.L-1亚甲基蓝溶液2 h时的降解率达到99%。

可见光响应的BiVO_4/TiO_2纳米复合光催化剂

通过水热法制备了两种新型纳米复合材料Bi VO4/Ti O2,并对其晶体结构、形貌尺寸及光催化活性进行了测试。X射线粉末衍射测试结果表明,这两种复合材料均是由单斜相Bi VO4和锐钛矿型Ti O2构成;扫描电镜和透射电镜测试结果表明,两种样品均为Bi VO4纳米颗粒负载于Ti O2纳米线上;通过测试紫外-可见吸收光谱可观察到Bi VO4/Ti O2的吸收边相对于纯Ti O2明显发生了红移;在相同实验条件下,对亚甲基蓝的可见光催化降解实验结果表明,由含Bi3+钛酸盐纳米线制备的Bi VO4/Ti O2的光催化活性远高于纯Bi VO4和Ti O2半导体材料。

不同晶型BiVO_4微球的制备及其对光催化性能的影响

以Bi(NO3)3、NH4VO3为原料,NaOH为pH调节剂,采用微波水热法在180℃制备了BiVO4微球,分析了不同煅烧温度对晶型、形貌的影响,并进一步探讨了BiVO4晶型与其光催化性能的关系。采用XRD、SEM和UV-Vis吸收光谱对产品进行了分析表征,并以光催化降解亚甲基蓝为模型反应研究BiVO4的光催化性能。结果表明所制备的BiVO4微球是四方相结构,球的直径在1～3μm之间,将其在500℃煅烧后发生晶型转变,600℃煅烧可得到纯单斜相BiVO4微球,且具有良好的可见光催化活性。而且,不同晶型的BiVO4影响亚甲基蓝的降解效果。

可见光响应型CuO/BiVO_4的光催化活性研究

采用浸渍法制备了CuO/BiVO4光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、热重/差示扫描量热(TG/DSC)和傅立叶红外光谱(FTIR)对其进行了表征,并在可见光照射下考察了其光催化氧化亚甲基蓝(MB)的动力学特性。结果表明,Cu的掺杂并未改变BiVO4的晶型结构;Cu(NO3)2/BiVO4在热处理(30～300℃)过程中,NO3-已经完全分解,Cu最终以CuO的形式存在于CuO/BiVO4光催化剂体系中;掺杂不同量Cu的CuO/BiVO4中的Cu2+/Bi+(摩尔比)实测值与理论值相近,该系列光催化剂的合成过程具有较高的可信度;在可见光照射下,CuO/BiVO4光催化降解MB反应符合表观一级反应动力学特征;当Cu2+/Bi+为0.050时,反应动力学速率常数(k)达到最高值(0.4334h-1),此时的k比单体BiVO4作用下的提高了1.04倍;由于异质结的存在,CuO/BiVO4与单体BiVO4相比,电子和空穴的利用率大大增加,使得CuO/BiVO4的光催化活性较单体BiVO4有了大幅度提高。

TiO2/BiVO4, a Heterojuncted Microfiber with Enhanced Photocatalytic Performance for Methylene Blue under Visible Light Irradiation

Novel TiO2/BiVO4 microfiber heterojunctions were constructed using cotton as biomorphic templates. The as-synthesized samples were characterized by scanning electron microscope, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, UV-Vis diffuse reflectance spectra and photocatalytic experiment. The morphology of the as-synthesized TiO2/BiVO4 composites was consisted of a large quantity of microfiber structures with diameter from 2.5 gm to 5 μm, and the surface of samples became more coarse and compact with the increase of weight ratio of TiO2. The TiO2/BiVO4 samples with proper content （10.00wt%） showed the highest pho- tocatalytic degradation activity for methylene blue （MB） degradation among all the samples under visible light, and 88.58%MB could be degraded within 150 min. The enhancement of photocatalytic activity was mainly attributed to the formation of n-n heterojunction at the contact interface of TiO2 and BiVO4, which not only narrowed the band gap of BiVO4 for extending the absorption range of visible light, but also promoted the transfer of charge carriers across interface. A possible photodegradation mechanism of MB in the presence of TiO2/BiVO4 microfibrous photocatalyst was proposed.

BiVO_4基纳米异质结光催化材料的研究进展

BiVO_4纳米异质结光催化剂因稳定性能好、无毒、禁带宽度小、在水溶液中具有高析氧活性等,成为当前研究的热点之一。本文综述了现阶段BiVO_4纳米异质结材料的研究进展,着重介绍了BiVO_4纳米异质结材料的类型、结构特点,并根据其结构阐述了电子-空穴的移动机理。同时,阐述了BiVO_4纳米异质结光催化材料在应用领域取得的成果。最后,对BiVO_4纳米异质结材料的研究方向进行了展望,期望能为研发具有优异光催化性能的BiVO_4异质结提供参考。

低维度纳/微结构单斜BiVO_4聚集体光催化剂的研究进展

具有纳/微结构的半导体光催化材料是当前的研究热点之一。本文综述了纳/微结构单斜BiVO_4聚集体光催化剂的研究进展,着重介绍了零维、一维和二维等低维度纳/微结构单斜BiVO_4聚集体在光催化研究领域所取得的成果,并对这类光催化材料未来的发展进行了展望。

Bi_2MoO_6/BiVO_4异质结的水热合成和可见光催化活性(英文)

采用一步水热法制备Bi2MoO6/BiVO4复合光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对其晶体结构和微观结构进行了表征.结果表明,Bi2MoO6纳米粒子沉积在BiVO4纳米片表面从而形成异质结结构.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明所制备的Bi2MoO6/BiVO4异质结较纯相Bi2MoO6和BiVO4对可见光吸收更强.由于形成异质结结构及其光吸收性能使Bi2MoO6/BiVO4光催化活性有较大提高.可见光下(λ>420 nm)光催化降解罗丹明B(RhB)实验结果表明,Bi2MoO6/BiVO4光催化活性较纯相Bi2MoO6和BiVO4高.Bi2MoO6/BiVO4样品光催化性能提高的原因是Bi2MoO6和BiVO4形成异质结,从而有效抑制光生电子-空穴对的复合,增大了可见光吸收范围及比表面积.

磁性可见光催化剂BiVO4/Fe3O4的制备及催化活性

采用超声法将磁基体Fe3O4和BiVO4复合,制备了易于固液分离的磁性可见光催化剂BiVO4/Fe3O4。采用X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、透射电子显微镜(TEM)和磁学性质测量系统(MPMS)对产物进行了表征,并以亚甲基蓝为目标降解物,考察了BiVO4/Fe3O4的可见光催化活性。当BiVO4与Fe3O4质量比为5:1时,BiVO4/Fe3O4的催化活性最高,反应经过5 h,对亚甲基蓝的降解率达到92.0%,而单独使用BiVO4为催化剂,降解率仅为72.5%。这表明Fe3O4不仅起到磁基体的作用,还起到助催化剂的作用。BiVO4/Fe3O4在外加磁场的作用下很容易被分离,撤消外加磁场后,通过搅拌又可重新分散。BiVO4/Fe3O4 3次回收后的降解率仍高于80%。

Ag-BiVO_4催化剂的制备及其用于光催化氧化噻吩

采用水热法合成了可见光催化剂Ag-BiVO4,并对其进行了XRD和UV-Vis DRS表征。以噻吩的正辛烷溶液为含硫模型化合物溶液,考察了Ag-BiVO4催化剂前体的pH、Ag-BiVO4催化剂用量和空气流量等工艺条件对脱硫率的影响,研究了Ag-BiVO4催化剂光催化氧化噻吩的性能。表征结果显示,Ag的掺杂没有改变BiVO4的晶相,在Ag-BiVO4催化剂前体的pH为7的条件下制备的Ag-BiVO4催化剂(Ag-BiVO4(pH=7))结晶度较好,吸收边带明显红移,禁带宽度窄于纯BiVO4。实验结果表明,Ag-BiVO4(pH=7)催化剂活性最高,在空气流量为300 mL/min、Ag-BiVO4(pH=7)催化剂加入量为1.0 mg/L、400 W金卤灯照射180 min的条件下,脱硫率可达95%。

不同晶体结构的BiVO_4的制备及其可见光催化性能

采用水热的方法,通过调控pH值,制备了具有不同晶型和晶体形貌的BiVO4晶体.利用XRD、SEM、XPS和UV-VIS对样品进行了表征.结果表明,在pH值等于1时,生成的是2-5μm的单斜白钨矿结构的BiVO4四方块;pH值等于7时生成的是0.2-1μm的单斜白钨矿结构的BiVO4纳米片;pH值等于12时,得到的是1-10μm的单斜四面体结构的BiVO4纳米带.可见光降解酸性橙II的催化活性测试表明,白钨矿结构的BiVO4的活性高于单斜四面体结构的BiVO4;而pH值等于7制备的BiVO4则表现了最高的催化活性.

以玉米秸秆为模板制备N掺杂BiVO_4及其可见光光催化性能

以六次甲基四胺(C6H12N4)为氮源,玉米秸秆为模板,采用溶胶–凝胶法制备N掺杂BiVO4(CS-BiVO4-xN),并采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外–可见漫反射光谱(UV-Vis)等表征手段对样品进行表征和分析。在可见光照射下,通过光催化降解甲基橙溶液评价N掺杂对BiVO4光催化剂活性的影响。结果表明:N掺杂没有改变BiVO4的晶型;掺杂的N取代BiVO4中部分O,以–N–V–O形式存在,产生杂质能级,N掺杂导致BiVO4表面氧空位增加,二者协调作用致使禁带宽度变窄,光吸收带边发生红移,提高了其活性。以玉米秸秆为模板制备的蜂窝状BiVO4,颗粒分散好,晶体粒径小,有效提高了BiVO4初始吸附能力,促进了光催化活性;可见光光照50 min时,CS-BiVO4-12N样品对甲基橙的脱色率达80.9%,较CS-BiVO4(25.56%)和BiVO4-12N(28.34%)有明显提高。

水热合成纳米BiVO_4的制备及表征

以NH4VO3和Bi(NO3)3.5H2O为原料,采用水热合成法制备BiVO4,考察前驱体pH值、水热反应时间、水热反应温度对BiVO4晶相结构及光吸收性能的影响。优化水热法合成BiVO4的制备条件,采用X射线衍射、傅里叶红外、紫外-可见吸收光谱、比表面积等表征手段对产品进行分析。结果表明,适当的制备条件可使BiVO4获得理想的单斜晶相,具有良好的光催化性能。

砖形BiVO_4微米棒光催化剂的制备及其光催化性能

在聚乙二醇／环己烷／水的乳液体系中，超声条件下制备了能响应于太阳光的砖形BiVO4微米棒光催化材料。利用XRD、SEM、TEM和UV—Vis等测试技术对该催化剂进行了表征。结果表明，所制备的光催化剂为单斜晶系结构的砖形微米棒，是由直径为30～50nm的纳米粒子组成。制备的光催化剂光吸收特性表明，其禁带宽度约为2．18eV，在紫外和可见光区均有较强的光吸收性能。并对其形成机理进行了初步探讨。以亚甲基兰作为被降解物质，在太阳光照射下，研究了砖形BiVO4微米棒的光催化活性。由于所制备的光催化剂对染料分子具有较强的吸附性能和其价带是由O2p和Bi6s组成，使砖形BiVO4微米棒光催化剂对亚甲基兰具有较强的降解作用，60min即可将亚甲基兰近乎完全的光催化降解。