水热反应温度对ZnIn_(2)S_(4)/Bi_(2)WO_(6)复合催化剂的影响研究

为解决传统半导体光催化剂可见光响应能力弱、光生电子空穴复合快、能带结构导致载流子氧化还原能力弱等问题,采用水热法制备ZnIn_(2)S_(4)/Bi_(2)WO_(6)(ZlS@BW)复合催化剂并系统研究水热反应温度对其结构性能的影响。当水热温度从80℃升高到160℃,ZlS@BW复合光催化剂结晶度提高,形貌转变为致密核壳结构,比表面积和光电性能先降低再升高,氟伐他汀去除率逐步上升。而当温度升高到200℃时,核壳结构遭到了破坏,比表面积和光电性能变差,氟伐他汀的降解效果降低,光催化性能下降。结果表明,水热温度为160℃时,制备的ZlS@BW复合光催化剂晶型结晶程度较高,且形貌致密,比表面积最大,产生的瞬态光电流最大,阻抗半径最小,具有最优光催化性能。对污染物氟伐他汀降的降解效率最高,可达到75.47%。

基于硫掺杂的钨酸铋缺陷型纳米材料Bi_(2)WO_(6-X)S_(X)的光致电化学生物传感器

以掺硫的钨酸铋(Bi_(2)WO_(6-x)S_(x))为底物材料,利用目标物诱导酶辅助双信号扩增策略,构建了一种用于检测肿瘤标志物microRNA-141的光电化学(PEC)生物传感器。结果表明,S掺杂引入的缺陷可以改变Bi2WO6的能带结构,有效地提高电荷分离效率,从而提高光电性能。有缺陷的Bi_(2)WO_(6-x)S_(x)产生了显著增强的PEC信号,用于构建超灵敏的传感平台。此外,在目标物诱导双信号放大策略的帮助下,可以将少量目标物转化为多重产物DNA,进而将二氧化硅纳米颗粒固定在光电极上形成SiO_(2)-DNA纳米簇,从而降低光电流。构建的PEC生物传感器在1 fmol/L~10 nmol/L范围内表现出对于microRNA-141的优异检测性能,检测下限(LOD)为0.3 fmol/L。

BiO_(2-x)/Bi_(2)WO_(6)的制备及其超声辅助光催化降解四环素的研究

采用水热合成法和超声机械混合法制备了不同质量比的BiO_(2-x)/Bi_(2)WO_(6)。对催化剂进行了结构及光电化学性能表征,并在可见光下用超声波研究了其对四环素的降解效果。结果表明,当m(BiO_(2-x))∶m(Bi_(2)WO_(6))=2∶1时,BiO_(2-x)/Bi_(2)WO_(6)光催化剂表现出的光催化活性最高,并且在超声和可见光联合作用下其对四环素降解的时间会大大缩短。经过6次循环试验之后,BiO_(2-x)/Bi_(2)WO_(6)仍然表现出较高的稳定性。催化剂活性的增加归因于超声波的机械混合作用,超声波将层状BiO_(2-x)分散在球形Bi_(2)WO_(6)上,加速了电子转移和分离。

圆盘状的介孔Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3)对邻苯二甲酸二丁酯的光催化研究

近年来环境水体中的以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为代表的内分泌干扰物通过生物富集作用在生物体内积累,引起生物体内分泌失调,从而影响了生物体健康。然而,常规的处理方法很难将其完全去除,利用光催化剂来降解内分泌干扰物成为解决此类问题的一种可行途径。以硝酸铋、钨酸钠以及硫化钠为前驱体,采用水热法合成具有介孔结构的圆盘状Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3)材料。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)等手段对复合材料的结构和性能进行了表征。考察了Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3)复合材料对DBP的处理性能,并探讨了复合催化剂光催化活性增强的机理。结果表明:当铋硫比为4时,Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3)光催化效率最高。

室温脉冲激光原位沉积技术制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)/Bi_(2)S_(3)异质结及其光电性能

采用具有磁性的Fe取代Cu_(2)ZnSnS_(4)(CZTS)中Zn组分,制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)(CZFTS)薄膜。将电子传输层Bi_(2)S_(3)与CZFTS耦合,采用室温脉冲激光沉积技术(RT-PLD)制备了CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结构。研究了Fe掺杂对于CZFTS薄膜形貌、结晶度和吸光度的影响。测试了单层薄膜和异质结构的光电响应特性,实验表明与单层CZFTS薄膜相比,CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结在可见光区域内的光电响应速度至少提高了一个数量级,响应时间缩短至几十ms。

硫化铋/钨酸铋/碳纳米管三元复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用一步水热法制备了硫化铋/钨酸铋/碳纳米管(Bi_(2)S_(3)/Bi_(2)WO_(6)/CNTs)三元复合材料,并通过XRD、SEM、TEM、XPS等手段对材料进行了表征。结果表明,当Bi_(2)S_(3)与Bi_(2)WO_(6)摩尔比为1∶1、水热处理时间为12 h时,复合材料表现出良好的光催化活性,即在90 min内对盐酸四环素(TCH)的光催化降解效率为92%。当复合材料循环使用3次后,催化效率仅略有下降,循环稳定性良好。

硫化铋/钨酸铋复合催化剂的制备及其光催化固氮性能

利用两步溶剂热法制备了硫化铋/钨酸铋(Bi_(2)S_(3)/Bi_(2)WO_(6))异质结光催化剂,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪和光电化学测试等对样品进行了系统表征分析。在模拟太阳光照射下对Bi_(2)S_(3)/Bi_(2)WO_(6)复合材料进行了光催化固氮性能研究。结果表明,Bi_(2)S_(3)与Bi_(2)WO_(6)质量比为5%的Bi_(2)S_(3)/Bi_(2)WO_(6)光催化固氮性能最好,固氮速率为127.67μmol/(g·h)。Bi_(2)S_(3)与Bi_(2)WO_(6)复合构成的异质结构有利于吸收拓宽光谱、促进光生载流子生成以及有效抑制电子空穴对复合,从而提高Bi_(2)S_(3)/Bi_(2)WO_(6)异质结光催化的固氮性能。