Bi_(12)TiO_(20)光催化性能研究进展

Bi_(12)TiO_(20)具有良好的可见光光催化活性,是当前光催化领域研究的热点材料之一.为提高Bi_(12)TiO_(20)光催化性能,从制备、掺杂和复合三个方面总结了Bi_(12)TiO_(20)光催化性能的研究进展,并对其未来的发展进行了展望.

Bi_(20)TiO_(32)/蒙脱石复合材料光催化降解甲基橙研究

通过溶胶-凝胶法制备了Bi_(20)TiO_(32)/蒙脱石复合材料(Bi_(20)TiO_(32)/MMT),采用多种手段对其结构、形貌、化学成分和吸光特性进行了表征,研究了在不同条件下对甲基橙的光催化降解,并通过自由基掩蔽试验提出了相应的光催化机制。结果表明:Bi_(20)TiO_(32)/MMT中Bi_(20)TiO_(32)结晶性良好,禁带宽度为2.41eV,对甲基橙的光催化降解受pH、溶液初始浓度和材料投加量影响;在pH为3、溶液初始浓度为20mg/L、Bi_(20)TiO_(32)/MMT投加量为0.50g/L的条件下,所制备的Bi_(20)TiO_(32)/MMT具有较高的光催化活性,光照120min后甲基橙脱色率能达到98.25%,并且在光催化反应中起主要作用的活性物质是超氧自由基和空穴。

Bi_（12）TiO_（20）晶体的生长

Ｂｉ（１２）ＴｉＯ（２０）（ＢＴＯ）晶体属于Ｓｉｌｌｅｎｉｔｅ结构，它与Ｂｉ（１２）ＳｉＯ（２０）（ＢＳＯ），Ｂｉ（１２）ＧｅＯ（２０）（ＢＧＯ）晶体在结构和性能上具有许多相似之处．由于Ｂｉ（１２）ＴｉＯ（２０）晶体是非一致共熔化合物，因此，在其晶体的生长过程中，必须使用过量的Ｂｉ２Ｏ３作自溶剂，本论文采用提拉法，在低拉速、较高转速的生长条件下，生长出了质量较好的纯Ｂｉ（１２）ＴｉＯ（２０）晶体和不同掺Ｃｅ量的Ｂｉ（１２）ＴｉＯ（２０）晶体，并详细地讨论了晶体中的宏观缺陷，特别是包裹体．Ｂｉ（１２）ＴｉＯ（２０）中的包裹体的形状和出现位置与晶体生长时的提拉速度、旋转速度、生长时固液界面的形状以及掺杂比例等因素有着密切的关系．

Fe掺杂Bi_(12)TiO_(20)光催化剂的制备及光催化性能

以Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O、钛酸四丁酯和FeCl_(3)为原料,采用水热-煅烧法制备Fe掺杂的Bi_(12)TiO_(2)0光催化剂(Fe-Bi_(12)TiO_(20)),使用XRD、UV-Vis DRS、SEM、氮气吸附-脱附、XPS对其进行了表征,并将其用于光催化降解亚甲基蓝(MB)。结果表明,当Fe的掺杂量为5%[以Bi(NO_(3))3·5H_(2)O和钛酸四丁酯的总质量为基准,下同]时,制得的催化剂(记为5%Fe-BTO)投加量为0.05 g时,其对质量浓度为10 mg/L(溶液体积50 mL)MB的降解率达到98.95%。经过Fe掺杂后,Fe-Bi_(12)TiO_(20)光催化剂形成了新的杂化能级,吸收带边界发生红移,进而提高催化剂的光催化活性,Fe以+3和+2价掺杂于Bi_(12)TiO_(20)晶体中。Fe-Bi_(12)TiO_(20)光催化剂经过重复使用5次后,对MB的降解率仍可达88%以上,具有优秀的光催化稳定性能。空穴(h+)和超氧自由基(·O_(2)^(–))是光催化降解过程中的主要活性物种。

Gas-phase photocatalytic oxidation of benzene over titanium dioxide loaded on Bi_(12)TiO_(20)

TiO2 was prepared by sol-gel method using tetrabutyl titanate as precursor. TiO2 was loaded on Bi12TiO20. The photocatalyst with different TiO2 loading was calcined at 723 K. The photocatalytic activity of decomposition gaseous benzene was investigated in a batch reactor. The prepared photocatalyst was characterized by UV-vis diffuse reflectance. The result showed that TiO2/Bi12TiO20 absorbed much more ultraviolet light than Ti02 in the ultraviolet light region and showed red shift. The results indicated that the prepared photocatalyst can greatly promote the photocatalytic activity. The 2.0% TiO2/Bi12TiO20 system exhibited the highest photocatalytic activity.

PVP改性钛酸铋的制备及光催化性能研究

以五水硝酸铋和钛酸四丁酯为原料,分别采用溶剂热合成法和共相沉淀法制备出不同铋钛摩尔比的钛酸铋,加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对其进行改性.催化剂表征结果表明,PVP-Bi_(20)TiO_(32)为四方晶型,具有TiO_(6)八面体的特征峰,禁带宽度为1.38 eV.光催化活性实验表明,在PVP投加量为0.3 g,溶液体积比例为4∶1,在140℃的制备温度下反应16 h,在300℃的温度下煅烧2 h,所制得的光催化剂的活性最好.以500 W氙灯为光源,投加0.1 g PVP改性钛酸铋催化剂,降解100 mL 10 mg/L罗丹明B溶液,照射120 min,降解效果可达98%.

光折变晶体Bi_(12)TiO_(20)的折射率和光学均匀性的测量

本文报导光折变晶体Bi_(12)TiO_(20)的折射率和光学均匀性的测量结果。

光折变晶体钛酸秘的折射率和光学均匀性的测量

本文报导光折变晶体钛酸铋的折射率和光学均匀性的测量结果。