基于不同Bi2WO6形貌下光催化降解四环素性能研究

该文以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O为原料通过水热法合成Bi2WO6,重点研究通过改变水合加热时间和溶液酸碱性,不同合成条件对Bi2WO6产物形貌的影响.借助扫描电子显微镜(SEM)对Bi2WO6形貌进行分析.实验结果显示,溶液酸碱性和加热时间均对Bi2WO6的形貌有较大影响,水合加热时间也对其形貌有很大的影响.此外,通过在可见光下降解四环素(TC),探讨了不同合成条件对催化剂性能的影响.实验结果表明,酸碱性会破坏Bi2WO6的结构,进而降低其光催化性能.当水合加热时间为25 h时,Bi2WO6的降解效率最高,降解效果约为50%.

球形Cu_2O修饰Bi_2WO_6层状微球的制备及其光催化制取氢气和烷烃的研究

采用水热法制备了Bi_2WO_6层状微球,通过还原沉淀法在Bi_2WO_6层状微球内部薄片表面修饰纳米球形Cu_2O而制备Cu_2O/Bi_2WO_6复合催化剂。利用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)等对复合光催化剂的晶体结构、形貌、光响应性能等进行表征。在Cu_2O/Bi_2WO_6中,100 nm左右Cu_2O不均匀地附着在1.5μm Bi_2WO_6层状微球的内部的纳米薄片上。通过Cu_2O的复合,可以显著提高Cu_2O/Bi_2WO_6对紫外-可见光谱的吸收能力、光生电子-空穴对的分离效率及光催化活性。以丙酸为电子供体,考察了紫外光照射下Cu_2O/Bi_2WO_6分解水制备氢气和烷烃的性能,结果表明:5wt%Cu_2O/Bi_2WO_6的光催化产生氢气和烷烃的性能最佳。

Cu-Bi_2WO_6的制备及应用于光催化氧化含酚废水的研究

以Bi(NO3)3.5H2O和Na2WO4.2H2O为原料,采用水热法合成了掺杂型可见光催化剂Cu-Bi2WO6,并对其进行X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明,Cu-Bi2WO6在不同合成条件下呈现多孔微球和纳米片状结构。以苯酚水溶液为目标降解物,研究了在可见光催化作用下Cu-Bi2WO6的催化性能,实验结果表明掺杂型Cu-Bi2WO6具有比纯Bi2WO6更高的催化活性。

Cu2O/g-C3N4/Bi2WO6三元复合光催化剂的制备及性能研究

采用水热法和还原沉淀法制备了三元复合光催化剂Cu2O/g-C3N4/Bi2WO6,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪和电化学交流阻抗测试对光催化剂的结构组成、形貌、光吸收性能、电化学性能等进行分析。在制备的三元复合光催化剂中,片状钨酸铋(Bi2WO6)和层状类石墨相氮化碳(g-C3N4)依附在立方体氧化亚铜(Cu2O)上。以短链脂肪酸为牺牲剂,考察了不同光催化剂的光催化产生氢气和烷烃的性能。结果表明:以乙酸、丙酸、丁酸为牺牲剂,10%Cu2O/5%g-C3N4/Bi2WO6三元复合光催化剂的光催化性能比纯Bi2WO6分别提高了4.20、5.21、4.24倍,降解率分别达到82.44%、86.12%、79.29%。

Fe掺杂Bi_(2)WO_(6)复合催化剂光催化芬顿协同去除污染物

采用水热法制备不同铁掺杂比例下的钨酸铋复合光催化剂,通过SEM、UV-Vis和PL表征手段对材料的结构及其光学性能等进行了表征。以罗丹明B作为目标污染物,考查了Fe/Bi_(2)WO_(6)复合材料的降解能力。结果表明,掺杂量为11%时,复合光催化剂在光催化-芬顿协同作用下的降解能力最好,此外,对催化剂投加量、H_(2)O_(2)投加量、pH等反应条件进行优化。最后提出了光芬顿降解机理。

Cu_2O/Bi_2WO_6/GR光催化剂制备及其产氢性能

采用水热法、化学沉淀法分别制备了Bi_2WO_6、Cu_2O光催化剂,并将二者与石墨烯复合制备了Cu_2O/Bi_2WO_6/GR复合光催化剂,通过XRD进行了结构表征。以丙酸为牺牲剂,考察了n(Bi_2WO_6)∶n(Cu_2O)值、石墨烯(GR)掺杂量、丙酸用量对复合光催化剂光催化产氢性能的影响。结果表明:当复合催化剂中n(Bi_2WO_6)∶n(Cu_2O)=1∶1.3、石墨烯的掺杂量为7%、丙酸用量为4 mL时产氢性能最好。该研究结果可为利用废水中有机酸光催化制取氢气提供理论指导。

Cu_2O/TiO_2-Bi_2WO_6三元复合催化剂的制备及光催化性能研究

采用水热法制备花状Bi_2WO_6,并利用超声分散法制备了Cu_2O/TiO_2-Bi_2WO_6复合光催化剂,通过FESEM、XRD、XPS、FI-IR、UV-vis DRS和PL对光催化剂进行了分析和表征。表征结果证明:花状Bi_2WO_6表面负载着碎片状的Ti O2和立方体Cu2O形成Cu_2O/TiO_2-Bi_2WO_6复合光催化剂;以短链脂肪酸(SCFAs)为牺牲剂,考察复合光催化剂的光催化产生氢气和烷烃的性能。实验结果表明:Cu_2O/TiO_2-Bi_2WO_6复合光催化剂以乙酸为牺牲剂,主要产氢气和甲烷,降解率高达91. 82%;以丙酸为牺牲剂,产物主要是乙烷和丁烷,降解率高达90. 70%;以丁酸为牺牲剂,除了氢气,甲烷,乙烷,丙烷,丁烷外,气体产物还含有一定量的戊烷,其降解率高达91. 50%。结合反应液中间产物的成分进行检测,由此推断出光催化反应的可能机理。

F和Cu共掺杂Bi_2WO_6水热法合成及可见光催化性能

通过一步水热法制备了F和Cu共掺Bi_2WO_6样品。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)对其进行表征。XPS确定了Cu^(2+)、Cu^+和F^-共存于Bi_2WO_6晶格中。F和Cu掺杂使Bi_2WO_6样品光学带隙变小,扩大对可见光响应范围。在室内弱自然光照下,1%F-2%CuBi_2WO_6样品催化活性最好,在150 min内对RhB的降解效率达到97.4%。这种利用室内弱自然光驱动降解反应不需要额外消耗资源的光源,因此它是一种绿色节能的环境清洁策略。

Synthesis of CC/BiPO4/Bi2WO6 Composite Material and Its Photocatalytic Performance

Along with the popularity of environmental protection concepts, the environmental treatment of water pollution attracts widespread attention, among which, the research on Bi-based semiconductor photocatalytic degradation technology has made great progress. However, the development of such bismuth-based composites still remains a challenging task due to difficult recovery and low catalytic efficiency. Herein, a novel CC/BiPO4/Bi2WO6 composite was successfully synthesized through two-step hydrothermal method using activated flexible carbon cloth as a substrate. The results of the photocatalytic degradation experiments showed that the obtained CC/BiPO4/Bi2WO6 composites can degrade 92.1% RhB in 60 min under UV-visible light irradiation, which was much higher than that of unloaded BiPO4 (24.4%) and BiPO4/Bi2WO6 (52.9%), exhibiting a better adsorption-photocatalytic degradation performance than BiPO4 and BiPO4/Bi2WO6. Photoluminescence spectra indicated that the improved photocatalytic activity was due to the more effective inhibition of photogenerated carrier complexation. Furthermore, the radical capture experiments confirmed that h+, ·OH and O2- were the main active substances in the photocatalytic degradation process of RhB by the CC/BiPO4/Bi2WO6 composites. More importantly, the prepared CC/BiPO4/Bi2WO6 composite had a simple separation process and good recycling stability, and its photocatalytic degradation efficiency can still reach 53.3% after six cycles of RhB degradation. .

Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂对Cu-EDTA复合污染的高效光催化协同处理

以钛酸丁酯、硝酸铋及钨酸钠为前体,采用溶胶凝胶法及溶剂热法制备Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂,运用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及光电流等方法表征复合材料的结构。考察了Bi_2WO_6-TiO_2复合光催化剂对Cu(Ⅰ)-EDTA络合水体复合污染的处理性能以及光反应后复合催化剂的新用途,并对其协同处理机制进行探讨。结果表明:相较于单一Cu(Ⅱ)及EDTA,该复合光催化剂在可见光下表现出对Cu(Ⅱ)-EDTA络合水体更高的处理效率。当Bi_2WO_6含量为5%时,复合光催化剂表现出最高的光催化活性。沉积过Cu及Cu O的Bi_2WO_6-TiO_2光催化剂对有机污染物的光降解效率有着显著提升。

Bi_2WO_6可见光催化降解染料废水实验研究

采用水热法合成了新型的可见光催化剂Bi2WO6,以活性蓝M-2GE染料废水为目标污染物,研究了催化剂的用量、污染物初始浓度、溶液pH、盐效应等因素对光催化降解效果的影响.结果表明,在优化实验条件下(催化剂的投加量为3g·L-1、pH值中性偏酸性、反应90min),对目标污染物的去除率可达到99%;溶液中盐浓度的增加对降解有抑制作用;催化剂对不同初始浓度活性蓝M-2GE染料的去除过程遵循一级动力学方程;催化剂重复使用后催化效果有所下降,但仍然可以保持在90%左右.因此,用水热法合成的催化剂Bi2WO6具有良好的可见光活性.

稀土Ce^(3+)掺杂Bi_2WO_6光催化降解罗丹明B的研究

采用水热合成法制备稀土元素Ce3+掺杂Bi2WO6光催剂,通过X射线衍射、场发射电镜扫描、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,并以染料废水中罗丹明B的降解考察其光催化活性.结果表明,Ce3+掺杂量为0.05%时,其结晶度好、颗粒较均匀、具有较强的可见光吸收性能,且比表面积比纯Bi2WO6提高近10%以上,对罗丹明B的去除效果最好;催化剂用量越高、罗丹明B的初始浓度越低、反应溶液p H值越低、H2O2的浓度越高越有利于Ce/Bi2WO6对罗丹明B的吸附和降解;而阴阳离子的影响各不相同:NO3-、SO42-没有太大的影响;Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-的加入均促使的染料的去除;HCO3-抑制了罗丹明B的吸附,但是却促进了光降解.另外,经重复使用3次,光催化降解速率常数并没有降低,表明稀土Ce3+改性Bi2WO6是一种有效稳定的光催化剂.

BiOI/Bi_2WO_6对甲基橙和苯酚的光催化降解及光催化机理(英文)

采用简单的沉积方法制备了不同碘化氧铋含量的BiOI/Bi2WO6光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和BET比表面积测量对其进行了表征。在紫外和可见光的照射下,使用甲基橙和苯酚的光催化降解评价了BiOI/Bi2WO6催化剂的光催化性能。结果表明:与商业P25和纯Bi2WO6相比,13.2%BiOI/Bi2WO6光催化剂具有更高的紫外和可见光催化性能。这明显增加的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2WO6和BiOI界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合。基于BiOI和Bi2WO6的能带结构,提出了光生载流子的一种转移过程。自由基清除剂的实验表明,·OH,h+,·O2-和H2O2,特别是h+,共同支配了甲基橙和苯酚的光催化降解过程。

还原氧化石墨烯修饰Bi_2WO_6提高其在可见光下的光催化性能(英文)

通过两步水热法合成了一种新型的还原氧化石墨烯(RGO)修饰的Bi2WO6(Bi2WO6-RGO),结果表明其在可见光下的光催化性能得到了显著的提高.研究了RGO在Bi2WO6-RGO中的含量对其光催化性能的影响,从而确定出RGO相对于Bi2WO6的最佳掺杂质量比值为1%.通过扫描电镜(SEM)研究发现,RGO并没有改变Bi2WO6光催化剂的结构和形貌.Bi2WO6-RGO在可见光下的光催化性能得以提高可以归功于RGO.其可能的机理是石墨烯的存在有利于光生载流子(激子)的分离,从而导致产生更多的O2●-用于有机染料污染物(如罗丹明B(RhB))的降解.RhB分子在石墨烯上的有效吸附可能也是导致Bi2WO6-RGO光催化性能提高的另一原因.

可见光响应Bi_2WO_6薄膜的制备与光电化学性能

采用非晶态配合物-提拉法在ITO导电玻璃基底上制备得到Bi2WO6薄膜.采用FE-SEM、XRD、Raman、DRS、光电流响应谱、IPCE等手段,研究了Bi2WO6薄膜的形貌、结构、光电性能以及薄膜结构与光电性能的关系.结果表明,450℃以上煅烧可以得到Bi2WO6结晶薄膜,薄膜由沿(131)晶面趋向生长的Bi2WO6纳米颗粒组成,颗粒的粒度随煅烧温度的升高而增大,同时颗粒之间的间距也相应增大.ITO/Bi2WO6薄膜电极在可见光(λ>400nm)照射下可以产生光电流,光电流强度与光强度线性相关;光电流强度和光电转换量子效率受Bi2WO6薄膜结构的影响,通过控制薄膜的煅烧温度等制备条件,可以提高薄膜光电极的光电转换量子效率.

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的水热合成及其光催化性能研究

水热法合成了Bi2WO6粉体,并采用XRD、FESEM及UV-Vis分光光度计对样品进行表征,研究了不同合成条件对产物形貌和催化性能的影响.UV-Vis漫反射谱表明产物在紫外和可见光区域均有吸收.样品的光催化性能通过降解RhB溶液来评价.结果表明:180℃,pH=2下合成24h获得的Bi2WO6紫外光催化性能最好,反应速率常数为0.03688/min.还讨论了不同pH值对合成样品催化性能的影响.催化剂的稳定性实验通过180℃,pH=2下合成24h获得的Bi2WO6多次催化实验来评估,结果表明4次循环实验后,样品的催化性能未有明显地衰减.在可见光下照射150min,催化剂对染料的降解率达到38%.

多孔结构Bi_2WO_6光催化剂的制备及其模拟燃油催化氧化脱硫活性

采用水热法合成了多孔结构Bi2WO6光催化剂,借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDS)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)、N2吸附/脱附等测试手段对样品的物相组成、形貌、比表面孔径分布和光吸收特性等进行了表征。考察了水热温度、水热反应时间对Bi2WO6的形貌、比表面孔径分布和光吸收特性影响,并探讨了Bi2WO6光催化剂对模拟燃油的脱硫活性。结果表明,在强酸性条件下水热温度和水热时间对Bi2WO6的形貌、比表面积和催化活性影响显著,190℃水热反应2 h所得Bi2WO6为新颖的鸟巢状微晶,且鸟巢状Bi2WO6由片层状二级结构组装而成。XRD和EDS表明,鸟巢状结构的Bi2WO6为正交晶系,纯度较高。N2吸附脱附测试结果表明,鸟巢状Bi2WO6具有多孔结构,孔主要分布在10 nm,比表面积大约为17.49 m2/g。催化活性测试结果表明,三维介孔结构Bi2WO6具有较好的模拟燃油脱硫效果,在空气流量为100 mL/min,催化剂加入量为1.2 g/L,可见光照射180 min,模拟汽油脱硫率高达91.2%,且催化剂的稳定性能较好。

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.

3D Bi_2WO_6/TiO_2异质结型光催化剂的制备以及增强的可见光催化性能

通过浸渍法合成了3D多组分Bi2WO6/TiO2异质结型复合光催化剂,多次浸渍使TiO2粒子层层沉积到花状Bi2WO6结构的表面。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光致发光光谱(PL)以及紫外-可见漫反射(UV-Vis)吸收光谱分别对所制备的复合光催化剂进行了表征,并以500W氙灯为光源,罗丹明B(RhB)为降解对象,进行了光催化活性测试,考察了不同TiO2复合量对Bi2WO6光催化剂反应活性的影响。结果表明,异质结型Bi2WO6/TiO2复合光催化剂的光催化活性明显优于纯Bi2WO6和TiO2。当复合15%(质量分数)TiO2时,所制备的复合光催化剂最有效促进电子和空穴的分离,并且光催化活性得到提高。活性提高的原因是所形成的异质结特殊的界面能够显著地降低光生电子和空穴的复合几率,并且具有较高的光吸收能力。