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ZnS/BiVO_(4)纳米复合材料的制备及其光催化性能研究 被引量:1
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作者 冯好胜 钟译瑱 +2 位作者 张奇晰 赵燕熹 黄涛 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期94-100,106,共8页
以BiVO_(4)纳米棒为载体,采用室温共沉淀法制备了BiVO_(4)负载ZnS量子点的纳米复合材料,利用SEM、TEM、XRD和FT-IR等对其组成、结构、形貌进行表征;以四环素(TC)为污染物,考察了ZnS/BiVO_(4)复合材料的光催化性能。结果表明,与纯ZnS和Bi... 以BiVO_(4)纳米棒为载体,采用室温共沉淀法制备了BiVO_(4)负载ZnS量子点的纳米复合材料,利用SEM、TEM、XRD和FT-IR等对其组成、结构、形貌进行表征;以四环素(TC)为污染物,考察了ZnS/BiVO_(4)复合材料的光催化性能。结果表明,与纯ZnS和BiVO_(4)相比,ZnS/BiVO_(4)复合材料对TC光催化降解的性能显著增强,其中,Zn/Bi摩尔比为2/1的ZnS/BiVO_(4)-2/1样品对TC的降解效果最佳,1 h内TC(20 mg/L)清除率达到83.5%。自由基猝灭实验证实光生空穴(h^(+))、超氧自由基(·O_(2)^(-))及羟基自由基(·OH)均在ZnS/BiVO_(4)-2/1样品光催化降解TC过程中发挥作用,初步阐述了ZnS/BiVO_(4)-2/1光催化TC降解的Z型异质结机理。 展开更多
关键词 ZNS bivo_(4) 四环素 光催化 降解
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CeO_(2)-CoO_(x)/BiVO_(4)的制备及其对有机工业废水的光催化降解研究 被引量:1
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作者 孙心 段淑茹 +2 位作者 朱开金 朱鹏宇 龙浩鹏 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期185-190,共6页
通过浸渍和煅烧制备了新型光催化剂BiVO_(4)、CoO_(x)/BiVO_(4)与CeO_(2)-CoO_(x)/BiVO_(4),并通过XRD、SEM、TEM和XPS等手段对催化剂进行表征与分析,探讨了催化剂在不同条件下对有机工业废水的光催化性能。结果表明,CeO_(2)-CoO_(x)/Bi... 通过浸渍和煅烧制备了新型光催化剂BiVO_(4)、CoO_(x)/BiVO_(4)与CeO_(2)-CoO_(x)/BiVO_(4),并通过XRD、SEM、TEM和XPS等手段对催化剂进行表征与分析,探讨了催化剂在不同条件下对有机工业废水的光催化性能。结果表明,CeO_(2)-CoO_(x)/BiVO_(4)复合型光催化剂的降解效果最好,处理废水2 h后COD降解效率达到61%,说明掺杂负载可以有效提高催化性能;最佳光照时间为120 min,最佳投药量为1.0 g/L,且具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 bivo_(4) 光催化 可见光 工业废水 降解
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Z型Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)光催化剂的光催化还原CO_(2)性能
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作者 杨懿 王爽 +1 位作者 王文丹 陈立妙 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第5期895-906,共12页
利用简单的化学还原沉积法将Cu_(2)O纳米球和Ag纳米颗粒均匀包裹在十面体BiVO_(4)表面,成功构建了一种具有高效电荷载流子分离/转移特性的Z型异质结光催化剂Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)。Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)在可见光下光催化CO_(2)还原为CO的... 利用简单的化学还原沉积法将Cu_(2)O纳米球和Ag纳米颗粒均匀包裹在十面体BiVO_(4)表面,成功构建了一种具有高效电荷载流子分离/转移特性的Z型异质结光催化剂Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)。Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)在可见光下光催化CO_(2)还原为CO的产率可达5.37μmol·g^(-1)·h^(-1),分别是纯BiVO_(4)和Cu_(2)O的35.8倍和6.25倍。通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光(PL)光谱、瞬态光电流响应(TPC)和电化学阻抗谱(EIS)对Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)的晶体结构、形貌、组成、能带结构和吸光能力等进行了系统表征分析,并提出了其光催化体系还原CO_(2)的催化机理。 展开更多
关键词 Ag-Cu_(2)O/bivo_(4) Z型异质结 光催化CO_(2)还原 可见光照射
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g-C_(3)N_(4)/BiVO_(4)异质结的制备及其在环境治理中的应用 被引量:1
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作者 尹香琴 《化学工程师》 CAS 2024年第4期38-43,共6页
通过负载法成功制备了g-C_(3)N_(4)/BiVO_(4)异质结,采用XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS、Mott Schottky、SPV等技术对样品的结构与性质进行分析,以光催化降解RhB和光催化还原CO_(2)评价其光催化活性。结果表明,g-C_(3)N_(4)和BiVO_(4)能带... 通过负载法成功制备了g-C_(3)N_(4)/BiVO_(4)异质结,采用XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS、Mott Schottky、SPV等技术对样品的结构与性质进行分析,以光催化降解RhB和光催化还原CO_(2)评价其光催化活性。结果表明,g-C_(3)N_(4)和BiVO_(4)能带结构匹配,能够组成“Z”型异质结,并有效提高光生载流子的分离效率,同时保留g-C_(3)N_(4)导带电子较强的还原性和BiVO_(4)价带空穴较强的氧化性,最终提高光催化活性,其中当g-C_(3)N_(4)的负载量为3%时,样品展现了最佳的光催化活性,在光催化降解RhB实验中,经过180min光照后,降解率达到95.3%,反应速率常数达到0.0166min^(-1);而在光催化还原CO_(2)的实验中,经过4h光照后,CO和O_(2)的产量达到70.2μmol·g^(-1)和45.6μmol·g^(-1),较纯g-C_(3)N_(4)和BiVO_(4)均明显提高。 展开更多
关键词 g-C_(3)N_(4)/bivo_(4)异质结 光催化 RhB降解 CO_(2)还原
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电荷迁移方向调控的BiVO_(4)量子点/苝四羧酸Z型异质结与纳米金修饰在人工光合成H_(2)O_(2)中的协同作用
5
作者 梁腾 李雨彤 +5 位作者 徐帅 姚宇欣 许荣萍 边辑 张紫晴 井立强 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第7期277-286,共10页
利用太阳能驱动的半导体光催化技术将H_(2)O和O_(2)转化为H_(2)O_(2),是传统蒽醌工艺的可持续替代方案之一.在光催化O_(2)还原生产H_(2)O_(2)的过程中,主要涉及到O_(2)的还原和H_(2)O的氧化两个半反应.然而,单一的窄带隙半导体往往难以... 利用太阳能驱动的半导体光催化技术将H_(2)O和O_(2)转化为H_(2)O_(2),是传统蒽醌工艺的可持续替代方案之一.在光催化O_(2)还原生产H_(2)O_(2)的过程中,主要涉及到O_(2)的还原和H_(2)O的氧化两个半反应.然而,单一的窄带隙半导体往往难以满足整体反应的热力学电位要求.为了克服这一挑战,研究人员借鉴自然光合作用的原理,提出了构建Z型异质结体系的策略.这种体系不仅能有效促进电荷的分离,从而增强光催化效率,而且能保留光生电荷较强的氧化还原能力,这对于H_(2)O_(2)的光合成至关重要.此外,O_(2)的活化对于H_(2)O_(2)光合成同样重要.然而,目前在构建Z型异质结时,对于Z型异质结的两组分自身电荷传输方向的匹配性鲜有关注.因此,构建具有电荷定向传输的Z型异质结,并精准负载O_(2)活化位点,对于提高H_(2)O_(2)的光合成效率和稳定性具有重要意义.本文以苝-3,4,9,10-四羧酸二酐(PTCDA)为前驱体,在水解的过程中,引入预制备的钒酸铋量子点(BQD),原位构建BQD/PTA Z型异质结.然后,通过低温辅助光还原策略将纳米Au精确修饰在苝四甲酸(PTA)上,制得具有定向电荷传输的BQD/PTA-Au Z型异质结.形貌表征结果表明,PTA的形态为平均厚度为3.5 nm的不规则纳米片,其表面均匀负载了直径约为7 nm的BQD纳米颗粒,而超小的Au纳米粒子(直径约为5 nm)则负载在PTA纳米片的边缘.优化后的BQD/PTA-Au异质结光催化H_(2)O_(2)产率为218.6μmol g^(-1)h^(-1),约为PTA纳米片的6.4倍;此外,在405 nm波长下,该异质结的表观量子产率为PTA的4.8倍.在模拟太阳光条件下,BQD/PTA-Au异质结的太阳能到化学能转换效率(SCC)为0.47%;且在连续5次的循环实验中表现出良好的稳定性.光物理和光化学测试结果表明,BQD/PTA Z型异质结的构建显著促进了PTA的电荷分离,Au修饰后复合体的电荷分离进一步增强.扫描开尔文探针(SKP)测试结果表明,BQD和PTA的能带结构满足Z型电荷传输路径,电子顺磁共振和原位X射线光电子能谱分析结果表明,所构建的Z型异质结由于电荷传输方向匹配,显著促进·O_(2)-自由基的形成;而后续的Au修饰则能够定向接受来自PTA的光生电子.旋转圆盘电极测试结果表明,BQD/PTA-Au的平均电子转移数最接近2,说明其遵循两电子氧还原反应(ORR)路径.结合物种捕获实验推测,·O_(2)-自由基是BQD/PTA-Au异质结光合成H_(2)O_(2)的主要活性物种.原位漫反射红外光谱测试证实,纳米Au修饰可进一步提高O_(2)在催化剂表面吸附,并加速两电子的O_(2)还原反应.综上,本文围绕着具有各向异性电荷迁移的PTA,设计构建了电荷定向迁移的Z型异质结体系,实现了高效的H_(2)O_(2)光合成,为高效Z型异质结体系设计构建提供了新思路. 展开更多
关键词 Z型异质结 苝四甲酸 bivo_(4)量子点 H_(2)O_(2)光合成 氧还原
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第一性原理计算Mo浓度对Mo掺杂BiVO_(4)光催化性能的影响
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作者 苟杰 熊明姚 +2 位作者 张志远 吴征成 苏欣 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第3期182-188,共7页
本文利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了不同浓度的Mo掺杂BiVO_(4)的V位的电子结构、光学性质和光催化性能.缺陷形成能的计算结果说明BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0.0625,0.125,0.25)三种掺杂体系都是可以稳定存在的.电子结构计算结果... 本文利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了不同浓度的Mo掺杂BiVO_(4)的V位的电子结构、光学性质和光催化性能.缺陷形成能的计算结果说明BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0.0625,0.125,0.25)三种掺杂体系都是可以稳定存在的.电子结构计算结果表明:BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0,0.0625,0.125,0.25)四种体系的带隙分别为2.123 eV,2.142 eV,2.160 eV和2.213 eV.掺杂BiVO_(4)体系的带隙值均大于本征BiVO_(4),且带隙随着Mo浓度的增加而增大.BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0.0625,0.125,0.25)三种掺杂体系的能带结构全部向低能量区域移动,导致掺杂体系导带底越过费米能级,Mo掺杂BiVO_(4)后具有n型半导体特性.光学性质计算结果表明,本征BiVO_(4)和BiMo_(x)V_(1-x)O_(4)(x=0.0625,0.125,0.25)三种掺杂体系的介电常数分别为3.08,3.90,12.7和17.50,掺杂后的静介电常数都呈现增大的趋势.对于反射系数和介电函数虚部而言,掺杂BiVO_(4)体系在低能量区域内提升明显.对于吸收系数而言,在掺杂的三种体系中,Mo掺杂BiVO_(4)体系的光吸收系数对红外光的吸收提升明显.光催化性能计算结果表明,本征BiVO_(4)氧化H_(2)O生成O_(2)的能力最弱,BiMo_(0.25)V_(0.75)O_(4)氧化H_(2)O生成O_(2)的能力最强. 展开更多
关键词 bivo_(4) 第一性原理 掺杂 光催化性能
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Enhancing BiVO_(4)photoanode performance by insertion of an epitaxial BiFeO_(3)ferroelectric layer
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作者 Haejin Jang Yejoon Kim +6 位作者 Hojoong Choi Jiwoong Yang Yoonsung Jung Sungkyun Choi Donghyeon Lee Ho Won Jang Sanghan Lee 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期71-78,I0003,共9页
BiVO_(4)(BVO)is a promising material as the photoanode for use in photoelectrochemical applications.However,the high charge recombination and slow charge transfer of the BVO have been obstacles to achieving satisfacto... BiVO_(4)(BVO)is a promising material as the photoanode for use in photoelectrochemical applications.However,the high charge recombination and slow charge transfer of the BVO have been obstacles to achieving satisfactory photoelectrochemical performance.To address this,various modifications have been attempted,including the use of ferroelectric materials.Ferroelectric materials can form a permanent polarization within the layer,enhancing the separation and transport of photo-excited electron-hole pairs.In this study,we propose a novel approach by depositing an epitaxial BiFeO_(3)(BFO)thin film underneath the BVO thin film(BVO/BFO)to harness the ferroelectric property of BFO.The self-polarization of the inserted BFO thin film simultaneously functions as a buffer layer to enhance charge transport and a hole-blocking layer to reduce charge recombination.As a result,the BVO/BFO photoanodes showed more than 3.5 times higher photocurrent density(0.65 mA cm^(-2))at 1.23 V_(RHE)under the illumination compared to the bare BVO photoanodes(0.18 m A cm^(-2)),which is consistent with the increase of the applied bias photon-to-current conversion efficiencies(ABPE)and the result of electrochemical impedance spectroscopy(EIS)analysis.These results can be attributed to the self-polarization exhibited by the inserted BFO thin film,which promoted the charge separation and transfer efficiency of the BVO photoanodes. 展开更多
关键词 PHOTOELECTROCHEMICAL PHOTOANODE bivo_(4) Ferroelectric materials BiFeO_(3)
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Enhanced Photocatalytic Activity of Z-scheme Meso-BiVO_(4)-Au-CdS for Degradation of Rhodamine B
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作者 张雁伟 WANG Yanze +3 位作者 LI Junguo XIE Jingjing 王文宣 FU Zhengyi 《Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期869-876,共8页
We synthesized BiVO_(4)mesocrystals with ordered assembly structure,and studied the structural order and the relationship between the photodegradation of Rhodamine B.Au nanoparticles(NPs)were successfully loaded onto ... We synthesized BiVO_(4)mesocrystals with ordered assembly structure,and studied the structural order and the relationship between the photodegradation of Rhodamine B.Au nanoparticles(NPs)were successfully loaded onto Meso-BiVO_(4)by light-assisted induction,and Cd nanoparticles were further selected to be deposited on Au nanoparticles to form Z-scheme photocatalyst Meso-BiVO_(4)-Au-CdS heterostructures.We try and propose to analyze its ordered assembly structure by XRD for the first time.The results show that Meso-BiVO_(4)is a mesocrystal with highly exposed(001)plane and directional assembly structure.The charge separation efficiency of all samples was studied by PL spectroscopy.The results show that the Z-scheme Meso-BiVO_(4)-Au-CdS can promote the charge separation and obtain the best carrier separation efficiency.Thus,it has the best photocatalytic activity in the experiment of photocatalytic degradation of rhodamine B.The main active species in the degradation process were confirmed by free radical trapping experiment,and the degradation mechanism was put forward. 展开更多
关键词 BIOMINERALIZATION photosynthesis mesocrystal PHOTOCATALYSIS TiO_(2) bivo_(4)
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钨掺杂BiVO_(4)光阳极降解环丙沙星的表面态行为
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作者 路子峥 苏婉宜 +4 位作者 施钦 潘鸿辉 赵传起 黄承锋 彭进国 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期591-600,共10页
采用简单浸渍的方法对BiVO_(4)光阳极进行表面钨(W)掺杂,以环丙沙星(CIP)为药品和个人护理产品(PPCPs)模型污染物,研究了W掺杂BiVO_(4)光阳极降解CIP的表面态行为。结果表明,低浓度W掺杂对BiVO_(4)光阳极的晶体结构、表面形貌和光吸收... 采用简单浸渍的方法对BiVO_(4)光阳极进行表面钨(W)掺杂,以环丙沙星(CIP)为药品和个人护理产品(PPCPs)模型污染物,研究了W掺杂BiVO_(4)光阳极降解CIP的表面态行为。结果表明,低浓度W掺杂对BiVO_(4)光阳极的晶体结构、表面形貌和光吸收性能没有显著影响。但W掺杂取代了BiVO_(4)光阳极表面的V^(5+),能抑制BiVO_(4)光阳极表面V^(5+)/V^(4+)还原过程,减少复合中心表面态,同时引入更多氧空穴,增加活性位点表面态。CIP的降解反应受表面活性位点控制。表面W掺杂能有效促进CIP降解的电荷转移,提高BiVO_(4)光阳极光电催化降解性能。 展开更多
关键词 钒酸铋 钨掺杂 光电催化氧化技术 环丙沙星 表面态
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复合光催化剂CoFe_(2)O_(4)/BiVO_(4)/电气石的超声-光催化研究 被引量:1
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作者 张进治 谢亮 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期61-66,共6页
以电气石为载体,采用水热法原位生长BiVO_(4)、CoFe_(2)O_(4),得到CoFe_(2)O_(4)/BiVO_(4)/电气石复合光催化剂,利用XRD、SEM、EDS、UV-Vis DRS等方法对材料进行了表征,通过降解灿烂绿对样品的声光催化性能进行评价。结果表明,在60 min... 以电气石为载体,采用水热法原位生长BiVO_(4)、CoFe_(2)O_(4),得到CoFe_(2)O_(4)/BiVO_(4)/电气石复合光催化剂,利用XRD、SEM、EDS、UV-Vis DRS等方法对材料进行了表征,通过降解灿烂绿对样品的声光催化性能进行评价。结果表明,在60 min可见光下,BiVO_(4)对灿烂绿的降解率为33.5%,CoFe_(2)O_(4)(10%)/BiVO_(4)(45%)/电气石对灿烂绿的降解率为74%;在60 min可见光+超声下,BiVO_(4)对灿烂绿的降解率为61.5%,CoFe_(2)O_(4)(10%)/BiVO_(4)(45%)/电气石在声光作用下(12 min内)对灿烂绿的降解率高达99.2%。高效的降解率可能与复合结构的异质结有关,CoFe_(2)O_(4)/BiVO_(4)/电气石对可见光的吸收能力得到提高,促进了光生电子-空穴的分离,从而有效增强光降解性能。另外,从超声+光催化的效果可看出超声协同光催化降解效果显著。声光催化在有机污染物降解领域内的应用成为一个重要研究方向,如能结合彼此优点,可望开发出高效实用的催化材料。 展开更多
关键词 复合光催化剂 超声-光催化 铁酸钴/钒酸铋/电气石
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Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)的制备及其可见光光催化降解盐酸四环素研究
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作者 李靖 程凯 +2 位作者 杨超思 郭冀峰 卢昶雨 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2101-2110,共10页
针对抗生素污染水体的修复,采用水热法和原位沉积法制备可见光驱动型Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)异质结光催化剂,并通过XRD、FT IR、SEM、XPS等手段对其相结构、形貌、化学成分进行表征。Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)复合材料在可见光(λ>... 针对抗生素污染水体的修复,采用水热法和原位沉积法制备可见光驱动型Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)异质结光催化剂,并通过XRD、FT IR、SEM、XPS等手段对其相结构、形貌、化学成分进行表征。Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)复合材料在可见光(λ>420 nm)照射下对盐酸四环素(TCH)降解表现出增强的光催化活性和稳定性。在Ag_(3)PO_(4)与Ag BiVO_(4)物质的量比为1∶2的Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)2体系中,150 min内对TCH(20 mg/L)的降解率为81.6%,速率常数为0.01002 min 1。光催化活性的增强可归因于Ag BiVO_(4)与Ag_(3)PO_(4)之间紧密的异质结界面和Ag+掺杂的协同效应。通过紫外可见漫反射光谱(UV Vis DRS)、光电流响应和电化学阻抗谱(EIS)等测试证实Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)具有良好可见光响应和增强的光生电子空穴分离特性,可以促进光生载流子的电荷转移。活性物种捕获试验表明h+和·OH为光催化体系中的主要氧化物质,并基于试验和表征结果提出Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)复合材料的光降解反应机制。研究表明,Ag_(3)PO_(4)/Ag BiVO_(4)复合材料可作为一种高性能、低成本的可见光驱动型环境污染修复光催化剂。 展开更多
关键词 环境工程学 Ag_(3)PO_(4)/Ag bivo_(4) 可见光催化 盐酸四环素 降解机理
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水热法合成BiVO_(4)微球的乙醇传感特性研究
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作者 朱兴伟 耿会敏 顾修全 《首都师范大学学报(自然科学版)》 2023年第4期30-35,共6页
运用简单的一步水热法制备出一种钒酸铋(BiVO_(4))粉体材料,采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的物相和形貌进行表征。重点研究了该材料对于氨水、甲醛、甲醇和乙醇4种气体的敏感特性。结果表明,实验所得的BiVO_(4)粉末为... 运用简单的一步水热法制备出一种钒酸铋(BiVO_(4))粉体材料,采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的物相和形貌进行表征。重点研究了该材料对于氨水、甲醛、甲醇和乙醇4种气体的敏感特性。结果表明,实验所得的BiVO_(4)粉末为不规则微球,尺寸为800~900 nm。实验温度为460℃时,该气体传感器对于体积分数为500×10-6的乙醇气体的响应值可达到5.50,对乙醇具有良好的敏感性和选择性。本实验具有操作简便、知识全面和主题新颖等优点,通过BiVO4气敏元件的合成、表征及分析的综合性实验教学,进一步激发学生对于材料的科研兴趣,夯实科研基础,提升科学素质,增强创新实践能力。 展开更多
关键词 bivo_(4) 水热法 实验教学 气敏性能
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BiVO_(4)/ZnFe_(2)O_(4)同型异质结光阳极的构筑及其光电催化分解水性能 被引量:2
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作者 樊萌萌 文晓江 +3 位作者 陶紫阳 赵强 李晋平 刘光 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第1期23-31,共9页
光生电子-空穴对的复合被认为是限制BiVO_(4)材料光电催化转换效率的重要原因之一。基于此,通过简单的水热-煅烧方法构筑了BiVO_(4)/ZnFe_(2)O_(4)同型异质结光阳极,BiVO_(4)/ZnFe_(2)O_(4)复合光阳极在1.23 V(vs RHE)下的光电流密度为3... 光生电子-空穴对的复合被认为是限制BiVO_(4)材料光电催化转换效率的重要原因之一。基于此,通过简单的水热-煅烧方法构筑了BiVO_(4)/ZnFe_(2)O_(4)同型异质结光阳极,BiVO_(4)/ZnFe_(2)O_(4)复合光阳极在1.23 V(vs RHE)下的光电流密度为3.33 mA·cm^(-2),较纯BiVO_(4)提升了2倍(1.20 mA·cm^(-2))。相关的结构及性能测试表明,BiVO_(4)和ZnFe_(2)O_(4)形成了带隙错开的n-n异质结,使得光生载流子得到有效分离,更有效地参与水氧化过程,进而提高了BiVO_(4)的光电催化水分解性能。 展开更多
关键词 bivo_(4) ZnFe_(2)O_(4) 光阳极 光电水氧化 异质结
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WO_(3)/BiVO_(4)复合薄膜的制备及其光电化学性能 被引量:2
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作者 刘昱麟 杨继凯 +1 位作者 肖楠 王国政 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期124-130,共7页
导电玻璃作为基底制备WO_(3)纳米片薄膜,通过改变旋涂BiVO_(4)次数,以WO_(3)纳米片薄膜为基底成功制得不同厚度的WO_(3)/BiVO_(4)复合薄膜样品。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对样品进行表征,并对WO_(3)/BiVO_(4... 导电玻璃作为基底制备WO_(3)纳米片薄膜,通过改变旋涂BiVO_(4)次数,以WO_(3)纳米片薄膜为基底成功制得不同厚度的WO_(3)/BiVO_(4)复合薄膜样品。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对样品进行表征,并对WO_(3)/BiVO_(4)复合薄膜样品进行吸收光谱、光电流、光电催化和交流阻抗测试。结果表明:WO_(3)/BiVO_(4)复合薄膜样品的光电流密度和光电催化降解效率相较于单一WO_(3)纳米薄膜都得到了提高,具有更好的光电化学性能。且旋涂两次BiVO_(4)的WO_(3)/BiVO_(4)复合薄膜样品有最高的光电流密度值(1.79 mA/cm^(2))和光电催化降解效率(约为60.5%),比单一WO_(3)材料的光电流密度(1.30 mA/cm^(2))提高了27.4%,光电催化降解效率也比单一WO_(3)材料的光电催化降解效率(约为47.9%)提升了26.3%,具有最优异的光电化学性能。 展开更多
关键词 WO_(3) bivo_(4) 光电流 光电催化
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p-n异质结BiVO_(4)/g-C_(3)N_(4)光阳极的制备及其光电化学水解性能 被引量:1
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作者 王如意 徐国良 +4 位作者 杨蕾 邓崇海 储德林 张苗 孙兆奇 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期87-96,I0010-I0012,共13页
钒酸铋(BVO)可用于光电化学(PEC)水解产氢,但受限于其缓慢的表面水氧化动力学,在电极表面修饰单一的析氧助催化剂达不到理想的性能。本工作在BVO电极表面修饰FeNiO_(x)助催化剂可以显著降低起始电压,增强光电化学性能。此外,沉积g-C_(3)... 钒酸铋(BVO)可用于光电化学(PEC)水解产氢,但受限于其缓慢的表面水氧化动力学,在电极表面修饰单一的析氧助催化剂达不到理想的性能。本工作在BVO电极表面修饰FeNiO_(x)助催化剂可以显著降低起始电压,增强光电化学性能。此外,沉积g-C_(3)N_(4)后修饰FeNiO_(x)助催化剂得到的光电极具有更优异的性能。厚度适合的g-C_(3)N_(4)纳米片与BVO构成Ⅱ型p-n异质结,有效抑制了光生电子空穴的复合,促进了电极的电荷分离。电化学测试结果表明,沉积了g-C_(3)N_(4)后,电极的电荷分离效率达到88.2%,比BVO/FeNiO_(x)(60.6%)提升了近1.5倍。经过g-C_(3)N_(4)和FeNiO_(x)协同修饰的BVO/g-C_(3)N_(4)/FeNiO_(x)电极,表面电荷注入效率达到了90.2%,同时,在1.23 V(vs.RHE)条件下光电流密度达到4.63 mA·cm^(–2),是纯BVO(1.86 mA·cm^(–2))的2.48倍。本工作为开发制备高性能光阳极提供了一种有效的策略。 展开更多
关键词 g-C_(3)N_(4)纳米片 bivo_(4) 光电化学水解 FeNiO_(x)助催化剂 p-n异质结
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硫氧键合BiVO_(4)光阳极与FeNi催化剂实现高效水氧化 被引量:1
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作者 张珍珍 毕迎普 《分子催化》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期535-544,I0001,共11页
光电催化分解水可以将充足的太阳能直接转化存储为绿色清洁的氢能,然而光阳极表面缓慢的析氧反应动力学严重限制了太阳能到氢能的转化效率.我们通过一种简单的S―O键合策略实现BiVO_(4)光阳极与FeNi催化剂的界面耦合(S:BiVO_(4)-FeNi),... 光电催化分解水可以将充足的太阳能直接转化存储为绿色清洁的氢能,然而光阳极表面缓慢的析氧反应动力学严重限制了太阳能到氢能的转化效率.我们通过一种简单的S―O键合策略实现BiVO_(4)光阳极与FeNi催化剂的界面耦合(S:BiVO_(4)-FeNi),其光电催化分解水的光电流达到6.43 mA∙cm^(−2)(1.23 VRHE,AM 1.5 G).进一步研究结果表明:界面S―O键合能够有效实现BiVO_(4)光阳极光生电荷分离并促进空穴向FeNi催化剂表面迁移.同时,S―O键合可以进一步调控FeNi催化剂表面的电荷分布,从而有效提高光电化学分解水析氧活性和稳定性.该工作为设计构建具有高效、稳定的太阳能光电催化分解水体系提供了一种新的研究策略. 展开更多
关键词 太阳能 析氧 bivo_(4) 界面 催化剂
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金属氧化物负载改性BiVO_(4)可见光催化剂研究进展
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作者 白金 刘伟 杨春维 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期603-605,共3页
钒酸铋(BiVO_(4))光催化剂具有禁带宽度窄、太阳能利用率高等优势受到广泛关注。然而BiVO_(4)同时也存在光载流子容易复合、吸附有机污染物能力有限、粉体材料分离困难等问题,影响了其在环境领域的实际推广应用。而金属氧化物负载改性Bi... 钒酸铋(BiVO_(4))光催化剂具有禁带宽度窄、太阳能利用率高等优势受到广泛关注。然而BiVO_(4)同时也存在光载流子容易复合、吸附有机污染物能力有限、粉体材料分离困难等问题,影响了其在环境领域的实际推广应用。而金属氧化物负载改性BiVO_(4)可以促成p-n异质结结构,进而提高BiVO_(4)光载流子分离效率,同时可以有效改变BiVO_(4)微观形貌、增加反应活性点位。另外金属氧化物的负载掺杂还赋予了该材料磁分离特性,因此金属氧化物负载改性BiVO_(4)成为其推广应用的一种可能。 展开更多
关键词 bivo_(4) 金属氧化物负载 可见光催化 研究进展
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以木材为模板的BiVO_(4)-CdS光催化性能研究
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作者 夏广达 肖思辰 +3 位作者 粟俊杰 李磊 房梦迪 刘玉 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期132-139,共8页
【目的】以木材加工固体废弃物为原料,制备具有木材仿生微纳米孔结构的BiVO_(4)-CdS复合光催化剂,旨在利用木材模板形成更多的异质结结构提高光催化材料的催化性能,拓展其在木材加工染料废水污染处理中的应用。【方法】分别采用杉木、... 【目的】以木材加工固体废弃物为原料,制备具有木材仿生微纳米孔结构的BiVO_(4)-CdS复合光催化剂,旨在利用木材模板形成更多的异质结结构提高光催化材料的催化性能,拓展其在木材加工染料废水污染处理中的应用。【方法】分别采用杉木、杨木、巴沙木3种树种的木材加工固体废料为模板,通过浸渍煅烧和化学沉积两步法制备BiVO_(4)-CdS复合光催化剂,以木材染色废水中的罗丹明B(RhB)为目标降解对象,对复合光催化剂可见光下降解RhB的性能进行评价研究。【结果】3种具有木材模板仿生结构的BiVO_(4)-CdS复合光催化剂均表现出良好的吸附-光催化降解RhB的能力。密度较低的巴沙木-BiVO_(4)-CdS在达到吸附平衡后,对RhB有着高达29.26%的去除率;在120 min内可见光下对RhB的降解率为96.01%,其反应速率是无模板BiVO_(4)、BiVO_(4)-CdS的6.69倍和3.37倍。10次吸附-光催化降解循环处理后,材料的降解效率依然达到85%以上。【结论】木材模板仿生构造赋予复合光催化剂丰富的孔道结构,低密度树种木材腔壁结构有利于催化剂在浸渍煅烧处理后获得较大的比表面积、稳定的孔结构以及BiVO_(4)-CdS异质结结构形成,进而促进光催化反应过程中污染物分子的快速吸附和降解。 展开更多
关键词 木材模板仿生结构 光催化降解 bivo_(4)-CdS 罗丹明B
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构建BiVO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化剂及高效去除印染废水中有机污染物
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作者 赵晓旭 王冰冰 +2 位作者 王思瑶 常娜 王海涛 《南京晓庄学院学报》 2023年第6期18-25,共8页
本研究采用共沉淀法和水热法成功制备出Z型异质结BiVO_(4)/g-C_(3)N_(4)光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)方法对制备的样品进行了结构、形貌和光电化学性... 本研究采用共沉淀法和水热法成功制备出Z型异质结BiVO_(4)/g-C_(3)N_(4)光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)方法对制备的样品进行了结构、形貌和光电化学性能表征,并对其可能的光催化反应机理进行了探讨。研究结果表明:与单一的BiVO_(4)/g-C_(3)N_(4)光催化剂相比,Z型异质结BiVO_(4)/g-C_(3)N_(4)光催化剂在可见光下对亚甲基蓝(MB)的降解具有最高的活性,分别是单一的BiVO_(4)和g-C_(3)N_(4)的12倍和2.18倍。经过5次循环实验测试,Z型异质结BiVO_(4)/g-C_(3)N_(4)光催化剂对亚甲基蓝MB的降解率均能达到90%,证明其有良好的稳定性。此外,通过活性物种捕获实验对Z型异质结BiVO_(4)/g-C_(3)N_(4)光催化剂的机理进行研究,结果表明·O_(2)^(-)为最主要的活性物种。本实验为构建其他异质结光催化剂提供了新方法,为除去印染废水中有机污染物提供了新思路。 展开更多
关键词 染料 bivo_(4) g-C_(3)N_(4) 异质结 机理
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Al原子的替位掺杂与表面吸附对BiVO_(4)(010)晶面光电催化分解水析氧性能的影响
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作者 李秋红 马小雪 潘靖 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期230-238,共9页
太阳能光电催化分解水制氢气和氧气是获得可再生能源的可行方案之一,利用密度泛函理论计算,对比了替位掺杂和表面吸附过渡金属Al原子对BiVO_(4)(010)晶面析氧(OER)性能的影响.结果表明,两种方式都能有效调控BiVO_(4)的电子结构进而调节... 太阳能光电催化分解水制氢气和氧气是获得可再生能源的可行方案之一,利用密度泛函理论计算,对比了替位掺杂和表面吸附过渡金属Al原子对BiVO_(4)(010)晶面析氧(OER)性能的影响.结果表明,两种方式都能有效调控BiVO_(4)的电子结构进而调节其OER性能,而表面吸附因能改善BiVO_(4)的导电性和光吸收,降低电子-空穴复合,增强OER过程中活性位点与含氧中间体之间的相互作用,降低决速步的过电势,被认为是提高(010)晶面析氧性能的有效手段.本工作为设计高效的二维半导体析氧反应的光催化剂提供了重要参考. 展开更多
关键词 分解水 替位掺杂 表面吸附 析氧反应 bivo_(4)
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