Ⅱ/Z型Bi_(2)MoO_(6)/Ag_(2)O/Bi_(2)O_(3)异质结可见光催化降解四环素

构建异质结能够有效抑制光催化剂中光生电子和空穴的快速复合。本研究采用水热法、煅烧法以及溶剂热法合成了Ⅱ/Z型Bi_(2)MoO_(6)/Ag_(2)O/Bi_(2)O_(3)异质结光催化剂,利用不同研究手段分析材料的组成、形貌以及光电化学性能。结果发现,复合材料的最佳组成为25%ABOBM(Ag_(2)O/Bi_(2)O_(3)和Bi_(2)MoO_(6)的质量比为1:4)。在可见光照射下25%ABOBM对四环素(TC)的降解效率可达85.6%,明显高于Ag_(2)O/Bi_(2)O_(3)和Bi_(2)MoO_(6),而且三次循环实验后仍具有良好的稳定性。25%ABOBM光催化性能的提高可归因于Ag_(2)O、Bi_(2)O_(3)以及Bi_(2)MoO_(6)之间异质结的构建和特殊形貌的形成。自由基捕获实验和电子顺磁共振谱(EPR)结果表明,h+和·O2-在TC的降解过程中发挥着主要作用,而·OH和1O2发挥着次要作用。实验还探索了相关光催化机理,并利用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对TC可能的降解路径进行了分析。本研究为双异质结光催化剂的制备及其在有机污染物降解应用方面提供了新的思路。

非稀土激活耐高温蓝紫色Zn_(3)B_(2)O_(6)∶Bi^(3+)荧光粉的发光特性研究

完全人工光控植物生长技术的快速发展对光源的要求精益求精,发光强度高、热稳定性良好的蓝紫色荧光粉是植物生长的关键材料。本文采用固相法合成了非稀土Bi^(3+)激活耐高温蓝紫色Zn_(3)B_(2)O_(6)∶xBi^(3+)(0≤x≤0.03)荧光粉。X射线衍射和能谱分析结果表明Bi^(3+)成功进入Zn_(3)B_(2)O_(6)基质晶格。荧光光谱观察到Zn_(3)B_(2)O_(6)∶xBi^(3+)荧光粉在430 nm(3P1~1S0)处呈现窄带蓝紫光,半峰全宽仅为56 nm,最佳Bi3+掺杂浓度为0.02。依据激发光谱峰形和寿命衰减行为,证明了Bi^(3+)在Zn_(3)B_(2)O_(6)基质中仅占据Zn格位。另外,Zn_(3)B_(2)O_(6)∶0.02Bi3+荧光粉发射光谱在423 K下的发射峰强和积分面积均为室温下的85%,表明该样品具有优良的热稳定性和潜在的高温器件应用。Zn_(3)B_(2)O_(6)∶0.02Bi^(3+)的发射光谱分别占叶绿素a/b吸收光谱(370~525 nm)的70.4%和84.6%,表明该合成蓝紫色荧光粉在植物生长领域的潜在应用。

CaSb_2O_6∶Bi^(3+),Eu^(3+)荧光粉的制备和发光性质

采用共沉淀法及1 200℃后续煅烧4 h,成功制备了CaSb_2O_6∶Bi^(3+),Eu^(3+)荧光粉,并对其结构及发光性能进行了研究。所制备荧光粉颗粒为六边形类圆饼状,平均尺寸在100~600 nm之间。对CaSb_2O_6∶Bi^(3+),Eu^(3+)发光的机理分析表明,Bi^(3+)对Eu^(3+)的发光存在高效的敏化与能量传递。当Bi^(3+)和Eu^(3+)的掺杂浓度分别为0.5%和8%,Eu^(3+)位于580 nm(5D0→7F0)处的荧光发射显著增强,Bi^(3+),Eu^(3+)共掺样品的荧光强度是Ca Sb2O6∶Eu^(3+)的10倍左右。调节Bi^(3+)/Eu^(3+)离子掺杂比,色坐标呈现了从蓝、白光到红光的变化,表明该荧光粉可分别作为蓝或红色荧光粉使用,甚至可实现从蓝、白光到红光的自由调控,这为白光LED荧光粉的发展提供了参考。

Fe^(3+)掺杂三维分级纳米Bi_2WO_6的合成及其光催化活性增强机理(英文)

利用水热法合成了Fe3+掺杂的三维分级纳米Bi2WO6,借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(HRTEM)、能谱(EDS)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)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为模型污染物研究所得样品在可见光下的催化活性。结果表明,Fe3+掺杂Bi2WO6为新颖的分级纳米结构,且Fe3+掺杂能有效提高Bi2WO6的光催化活性,Fe3+掺杂量对Bi2WO6活性的影响显著;实验结果还表明,所得Fe3+掺杂Bi2WO6催化剂的稳定性较好,易于回收。此外,还对Fe3+掺杂Bi2WO6的光催化活性增强机理进行了研究,缺电子的Fe3+作为电子捕获中心有利于促进光生电子-空穴对的分离,从而提高Bi2WO6的光催化活性。

Bi_2WO_6可见光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备Bi2WO6催化剂,并通过XRD,UV-visDRS等手段对其进行表征;以活性艳红X-3B为目标污染物,研究催化剂量、X-3B初始浓度、反应溶液pH值以及H2O2等因素在可见光辐射下对其光催化降解效果的影响.结果表明,所制备的Bi2WO6催化剂结晶度好,具有较强的可见光吸收能力;最佳催化反应条件为:X-3B初始浓度20mg/L,Bi2WO6用量2g/L,pH5.18(原始pH值).在此条件下,光照60min,对X-3B的去除率可达到86%;加入2mL/L30%的H2O2,光照30min,降解率可达到96%以上,降解反应符合一级反应动力学.光催化反应可以有效地破坏X-3B的发色基团偶氮结构使其脱色,但在所设定的反应时间(80min)内X-3B不能被完全矿化,反应过程中有中间产物生成.

α-Bi_2Mo_3O_(12)和γ-Bi_2MoO_6的水热合成及可见光催化性能

采用水热法经调控nBi/nMo比和pH值,制备了α-Bi2Mo3O12钠米板和γ-Bi2MoO6纳米片2种钼酸铋材料。结果表明:在低pH值和较高的钼浓度下可合成α-Bi2Mo3O12,高pH值和低的钼浓度导致了γ-Bi2MoO6的形成,并对其形成机理进行了探讨;光物理和光催化性能研究表明,Aurivillius结构的γ-Bi2MoO6在可见光区有较强的吸收和较高的光催化性能,同时对影响2种钼酸铋光催化活性的因素进行了讨论。

共沉淀法制备α-Bi_2Mo_3O_(12)和γ-Bi_2MoO_6及可见光催化性能

文章采用共沉淀法经调控pH值,在400℃煅烧下,制备了α-Bi2Mo3O12和γ-Bi2MoO62种钼酸铋材料,并对不同产物的形成机理进行了探讨,同时讨论了影响α-Bi2Mo3O12和γ-Bi2MoO62种钼酸铋光催化活性的因素。结果表明:当nBi/nMo=1∶2时,在低的pH值(3和5)时产物为α-Bi2Mo3O12;pH=7时,产物为β-Bi2Mo2O9和γ-Bi2MoO6两相的混合物;pH=9时,产物为γ-Bi2MoO6。光催化性能研究表明,Aurivillius结构的γ-Bi2MoO6在可见光区有较强的吸收和较高的光催化性能。

BiFeO_3及Bi_2FeCrO_6的电子结构和光学特性

采用第一性原理方法计算了铁酸铋及掺铬铁酸铋的电子结构和光学特性等。计算结果表明BiFeO3及Bi2FeCrO6是间接带隙材料,所得到的BiFeO3和Bi2FeCrO6的带隙Eg=2.5eV和Eg=1.7eV,并讨论了Cr的掺入对能态密度、复介电函数,光学特性参数和Mulliken电荷分布的影响,所得结果对BiFeO3材料掺杂改性的研究具有参考价值。

Bi掺杂O3型NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)钠离子电池层状正极材料的制备与储钠性能

O3型NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)拥有高理论比容量且易于制备,是商业钠离子(Na+)电池的首选正极材料之一,但其循环稳定性仍面临挑战。利用Bi对NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)进行改性。研究发现,Bi的引入可以在晶粒生长过程中通过调节表面能实现晶粒细化,并且Bi的掺杂增加了层状正极材料的晶胞参数,为Na+提供了宽的扩散通道,提高了Na+的扩散能力,优化了Na^(+)在脱嵌过程中的可逆性。改性后的NaNi_(0.495)Mn_(0.5)Bi_(0.005)O_(2)实现了在2.0~4.0 V的电势区间内0.2 C倍率下的可逆容量为138.1 mAh/g,在5 C倍率下循环100圈后容量保持率可以达到97%。

g-C3N4量子点修饰球形Bi2WO6及其光催化活性增强机制

采用水热法制备三维分级结构Bi2WO6,在此基础上采用浸渍-焙烧法将g-C3N4量子点成功沉积在Bi2WO6的表面,获得Z-型结构g-C3N4/Bi2WO6光催化剂。采用XRD,FE-SEM,TEM,UV-Vis-DRS测试手段对催化材料的组成、形貌和光吸收特性进行表征。以亚甲基蓝(MB)和对硝基苯酚(p-NPh)为模型污染物,考察g-C3N4量子点表面修饰对Bi2WO6光催化活性的影响。结果表明:所得Bi2WO6为三维分级多孔结构,孔尺寸约为10nm,浸渍-焙烧法可将尺寸约5nm的g-C3N4量子点沉积在其二级结构纳米片表面。Z-型结构g-C3N4/Bi2WO6光催化剂的催化活性优于纯Bi2WO6的,且10%g-C3N4/Bi2WO6(质量分数)异质光催化剂对MB的降解表观速率常数(kapp)分别为纯Bi2WO6和g-C3N4的4.5倍和5.8倍,对p-NPh的kapp分别为纯Bi2WO6和g-C3N4的2.6倍和1.6倍。O2·是光催化过程中的主要活性物种。g-C3N4量子点与Bi2WO6形成异质结,有利于拓宽光响应范围的同时有效抑制了Bi2WO6光生电子与空穴的复合,从而提高了催化剂的活性。

Y_2O_3掺杂对(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3无铅压电陶瓷性能的影响研究

采用传统固相反应法制备了Y2O3掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(简写为BNBT6)陶瓷[简称为BNBT6-x(wt%)Y2O3陶瓷]。研究了Y2O3(0.2wt%～0.8wt%)掺杂对BNBT6陶瓷的结构、介电、压电、铁电性能的影响。结果表明,所有Y2O3掺杂陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构;陶瓷的介电、压电、铁电性能受Y2O3掺杂的影响较为显著:当掺杂0.4wt%Y2O3时,10kHz频率下测得的室温εr达到1530,且tanδ较小,为0.050,d33达到152pC/N,kp=0.27,Qm=134。掺杂0.2wt%的Y2O3时BNBT6陶瓷的d33为145pC/N,kp增大到0.29,Qm达到173,tanδ为0.053;掺杂适量YO的BNBT6陶瓷铁电性能也得到改善。

铈掺杂对α-Bi_(2)Mo_(3)O_(12)纳米片催化剂丙烯选择性氧化性能的影响

采用快速微波辅助水热法制备了4种不同的Bi_(2-x)Ce_(x)Mo_(3)O_(12)纳米片催化剂。在制备过程中通过调节铈的掺杂量可以改变合成催化剂的形貌和结构,成功地提高了Bi_(2-x)Ce_(x)Mo_(3)O_(12)纳米片催化剂的比表面积。结果表明,煅烧温度为500℃、pH为3、掺杂量x=0.05时制备的Bi_(2-x)Ce_(x)Mo_(3)O_(12)纳米片催化剂具有最高的丙烯选择性氧化性能,丙烯转化率为42.1%,丙烯醛选择性为88.3%。Bi_(2-x)Ce_(x)Mo_(3)O_(12)纳米片催化剂的性能与结晶度呈负相关。用XPS表征了Bi_(2-x)Ce_(x)Mo_(3)O_(12)的氧迁移率,Bi_(2-x)Ce_(x)Mo_(3)O_(12)的催化性能与其氧流动性呈正相关。

n-n异质结Ag_3PO_4/Bi_2WO_6的制备及其增强的可见光活性

以片状Bi_2WO_6为前驱体,采用沉淀法制备n-n异质结Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料。通过多种技术,像X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis/DRS)考察所制备样品的组成、结构、形貌和光吸收性质。Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料由球形Ag_3PO_4和片层Bi_2WO_6相互交织组成,形成n-n异质结。随后,以染料罗丹明B(Rh B)和苯酚(Phen)为模型分子来评价光催化剂Ag_3PO_4/Bi_2WO_6的可见光催化性能。与单体相比,Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料显示出增强的可见光催化活性。n-n异质结的形成可扩宽可见光吸收范围,促进光生电子-空穴对的分离,进而提高复合材料的可见光催化效率。

Ag/Bi2S3/Bi2WO6复合催化剂合成及光催化性能研究

以硝酸铋、钨酸钠和硫脲为起始原料,采用一步水热法成功合成Bi_2S_3/Bi2WO6光催化剂,采用光还原法在Bi_2S_3/Bi2WO6表面沉积贵金属Ag。采用XRD、XPS、FESEM、TEM和UV-Vis-DRS等手段对Bi_2S_3/Bi2WO6和Ag/Bi_2S_3/Bi2WO6进行表征,并以罗丹明B和苯酚作为模型污染物对其光催化性能进行研究。结果证明,耦合Bi_2S_3可以提高Bi2WO6催化剂的光催化活性,Ag沉积使得其光催化性能进一步提高,且Ag的沉积量与催化剂的活性关系密切,其中5%Ag/Bi_2S_3/Bi2WO6的光催化效果最好。此外,结合活性物种检测和能带结构分析,对Ag/Bi_2S_3/Bi2WO6的光催化活性增强机理进行了分析。

稀土La^(3+)掺杂Bi_2WO_6光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备稀土元素La3+掺杂Bi2WO6光催化剂并考察其对染料废水中活性艳红X-3B的光催化活性.通过X射线衍射、场发射扫描电镜、紫外-可见漫反射光谱、N2物理吸附-脱附等手段对合成材料的结构、形貌、光吸收等物理化学性能进行表征.结果表明,La3+掺杂量为5%时,其结晶度好、颗粒均匀、具有较强的可见光吸收性能,且比表面积比纯Bi2WO6提高30%以上,对X-3B的去除效果最好.另外,催化剂投加量、X-3B初始浓度、反应溶液p H等因素对La3+掺杂Bi2WO6光催化降解X-3B均有重要影响.

CO_(2)/C_(3)H_(6)O在金属氧化物耦合吡咯氮生物炭表面的共/竞吸附机理研究

本研究采用密度泛函理论,通过比较吸附量、吸附能以及态密度和电荷差分密度的分析,探究了不同金属氧化物耦合吡咯氮生物炭(CN5@MOx,MOx=ZnO、CaO、Na2O)表面CO_(2)与C_(3)H_(6)O(CO_(2)&C_(3)H_(6)O)的吸附机理。首先从CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分方面计算了其在CN5@MOx表面吸附量和吸附能,计算结果表明,在333 K、100 kPa时CN5@Na2O表面对CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分吸附量分别为3.65、15.34 mmol/g,吸附能分别为-145.86、-132.47 kJ/mol,均高于CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分在CN5@CaO及CN5@ZnO表面吸附。得出Na2O掺杂吡咯氮生物炭对CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分吸附效果最优。进一步研究了CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@MOx表面共/竞吸附及机理。计算结果表明,CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O、CN5@CaO、CN5@ZnO表面吸附存在临界温度(分别为333、353、393 K),超过临界温度以后CO_(2)&C_(3)H_(6)O共存体系在CN5@MOx表面吸附量较CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分有所提高。CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O、 CN5@CaO、 CN5@ZnO表面吸附能分别比CO_(2)或C_(3)H_(6)O单组分吸附时至少高141.59、112.77、31.75 kJ/mol,CN5@MOx表面对CO_(2)和C_(3)H_(6)O的吸附表现为协同促进作用,且CN5@Na2O对CO_(2)&C_(3)H_(6)O共同吸附效果最佳。采用电荷差分密度和态密度分析CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@MOx表面协同吸附作用机理,得出CO_(2)的吸附作用力是通过C_(3)H_(6)O与CO_(2)的间接相互作用产生的,Na2O中Na与C_(3)H_(6)O电子云重叠,发生电荷转移,增强了两者间相互作用力,CN5@Na2O表面C_(3)H_(6)O与CN5在p轨道主要共振峰结合能较CN5@ZnO低了3.43 eV,使得C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O表面吸附最稳定。

α-Fe2O3/Bi2WO6复合材料的制备及光催化降解印染废水研究

通过水热法制备Bi2WO6、热分解法制备α-Fe2O3,并利用机械混合的方式获得α-Fe2O3/Bi2WO6复合材料。利用XRD、UV-Vis、BET、SEM、XPS对样品进行表征,相比Bi2WO6,α-Fe2O3/Bi2WO6复合结构在可见光区域的吸收带变宽。在α-Fe2O3/Bi2WO6+H2O2光催化系统中,紫外光照射30 min MO完全降解;模拟太阳光照射60 min MO降解率达到85%,高于单独的Bi2WO6和α-Fe2O3。优良的光催化活性是由于光生电子从α-Fe2O3的导带迁移到Bi2WO6的导带,有效避免了光生电子-空穴的复合,从而提升了光催化效率;在α-Fe2O3/Bi2WO6+H2O2系统中,H2O2作为电子受体,H2O作为空穴受体,能够产生更多的羟基自由基,促进MO降解。

磁性γ-Bi_2MoO_6/Fe_3O_4复合材料的制备及其光催化性能

采用共沉淀及微波溶剂热法制备出具有核壳结构的磁性γ-Bi2MoO6/Fe3O4复合可见光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段表征了试样的结构和性能。结果表明:制备的γ-Bi2MoO6/Fe3O4复合材料具有良好的顺磁性,在外加磁场的作用下,可与液相迅速分离。γ-Bi2MoO6包覆在Fe3O4表面形成的核壳结构使催化剂吸收带边红移,在可见光区的吸收增强;以罗丹明B为目标降解物考察了催化剂的可见光催化降解性能。结果显示:磁性γ-Bi2MoO6/Fe3O4的可见光催化活性优于纯γ-Bi2MoO6。当Fe3O4的质量分数为10%时,光催化活性最好,重复使用3次,对罗丹明B的降解率仍能达到85%。

La_2O_3掺杂对(Bi_(1/2)Na_(1/2))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3陶瓷性能与微结构的影响

采用传统陶瓷工艺方法制备了La2O3掺杂(Bi1/2Na1/2)0.94Ba0.06TiO3(BNBT6)无铅压电陶瓷,系统地研究了La2O3掺杂对该体系陶瓷介电、压电性能与微观结构的影响。结果表明:该体系具有很高的压电常数,是单一的钙钛矿结构,La2O3的添加对晶粒生长具有一定的抑制作用,线收缩率和相对密度增大。室温介电常数随着La2O3掺杂量的增加而增大。与不添加La2O3的陶瓷样品相比,添加少量La2O3可以使体系的弛豫特征更为明显。当掺杂量为0.1 wt%时,该体系陶瓷具有较好的综合性能:d33=160 pC/N,kp=0.322。当掺杂量达到0.5 wt%以后,陶瓷的压电性能严重降低。

FeCl_3·6H_2O/[bpy]BF_4体系促进Biginelli反应的研究

对传统的Biginelli反应作了改进,以芳香醛、β-二羰基化合物和脲为底物,采用[bpy]BF4和FeCl3·6H2O为催化剂,在60℃反应30 min即可高产率得到一系列3,4-二氢嘧啶-2-酮类化合物。与单独使用氯化铁或离子液体做催化剂相比,该体系具有反应速率快,反应后处理简单、环境污染小、反应收率良好等特点。