Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)的构建及光催化降解性能

通过水热法制备出一系列Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)新型光催化剂。采用扫描电子显微镜、粉末X射线衍射、红外光谱、紫外可见吸收光谱等表征手段研究了催化剂的形貌、结构性质和光电化学性质,并以四环素(TC)为降解目标污染物,进一步探究了其催化效率。实验结果表明,Cu_(2)O的加入提高了复合催化剂的光催化性能,其中20%Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂(Cu_(2)O和Bi_(2)MoO_(6)的质量比为20%)降解效果最好,100 min内可降解95%的TC。Cu_(2)O与Bi_(2)MoO_(6)之间的协同作用使其可以吸收更多的可见光,所构建的Z型异质结改变了电子转移途径,提高了电子与空穴的分离效率,光催化活性显著提高。通过自由基捕获实验和能带结构,分析了Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂光催化降解TC可能的机理。

探究超薄Bi_(2)MoO_(6)纳米片高效光催化CO_(2)还原活性

铋系层状半导体材料凭借其独特的表面特性在光催化领域得到广泛的研究及应用,然而在光催化反应过程中光生电荷迁移及其表界面动态变化却鲜见报道.我们利用准原位X射线光电子能谱仪(QIS-XPS)系统研究超薄Bi_(2)MoO_(6)纳米片光催化CO_(2)还原过程中光生电荷迁移及其表界面演变过程.研究结果表明:在暗态条件下CO_(2)分子吸附于(010)暴露面Bi活性位,由于CO_(2)分子强的拉电子能力,导致内层出现高价态Mo^((6+x)+).当光照射至样品表面上时,*CO_(2)特征峰强度显著降低,*CO特征峰强度明显升高,表明CO_(2)分子在Bi活性位发生活化断键,并与光生电子反应形成*CO,使得高价态Mo^((6+x)+)含量增大.活性测试表明超薄Bi2MoO6纳米片的CO产量活性为41.8μmol·g^(-1)·h^(-1),其比块体Bi_(2)MoO_(6)活性高4.2倍,并且展现出优异的光催化稳定性.该工作为二维层状材料高效光催化CO_(2)还原机理研究提供了一种全新的研究思路.

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。

S型CeO_(2)/Bi_(2)MoO_(6)微球异质结的理性设计及其高效光催化CO_(2)还原

人工半导体光催化CO_(2)转化被广泛认为是模拟自然碳循环的最有前途的策略之一。其中,Bi_(2)MoO_(6)具有光催化CO_(2)转化的潜力。然而,由于其光生电荷载体的快速复合,其催化性能仍然不足。因此,改善Bi_(2)MoO_(6)的催化效率是一个紧迫的问题。在这项研究中,我们通过水热法合成了Bi_(2)MoO_(6)纳米片,并在其表面同时生长了CeO_(2)纳米颗粒,形成了Ce^(3+)/Ce^(4+)离子桥接修饰的S型异质结。时间分辨光致发光光谱和光电化学测试揭示了这种异质结的增强电荷分离效应。此外,原位X射线光电子能谱分析和理论计算进一步证实,光生电子转移路径遵循S型机制,从氧化型半导体Bi_(2)MoO_(6)的导带转移到还原型半导体CeO_(2)的价带。实验结果表明,CeO_(2)/Bi_(2)MoO_(6)、Bi_(2)MoO_(6)和CeO_(2)的光催化CO_(2)还原为CO的效率分别为65.3、14.8和1.2μmol·g^(-1)·h^(-1)。与纯Bi_(2)MoO_(6)相比,CeO_(2)/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂将CO_(2)光催化还原为CO的催化效率提高了3.12倍。这项工作为设计和构建新型S型异质结光催化剂提供了独特的见解。

尿素改性Bi_(2)MoO_(6)摩擦催化氧化降解罗丹明B

通过水热法制备了尿素改性Bi_(2)MoO_(6)(Urea-Bi_(2)MoO_(6))催化剂,借助SEM,XRD,XPS,BET等技术表征了其微观结构.经过尿素改性的Bi_(2)MoO_(6)结晶度提高,具有优异的摩擦催化性能.在转速为700r/min,RhB浓度为5mg/L,催化剂投加量为1g/L,35mm PTFE磁子的条件下,反应300min,RhB的降解率达99.02%.Urea-Bi_(2)MoO_(6)摩擦催化氧化降解RhB符合一级反应动力学方程.Urea-Bi_(2)MoO_(6)循环利用5次以后,RhB降解率仍在91.6%以上.EPR证实Urea-Bi_(2)MoO_(6)摩擦催化过程中产生了h^(+)·,O_(2)^(-)和·OH自由基,自由基猝灭实验证实h^(+)是导致RhB降解的主要物质,Urea-Bi_(2)MoO_(6)受到摩擦刺激,产生电子(e-)-空穴(h^(+))对.h^(+)与游离的OH^(-)反应生成·OH,e^(-)与水中的O_(2)生成·O_(2)^(-),三者协同降解RhB.

纳米碳管复合及聚苯胺包覆Sb_(2)MoO_(6)复合材料的制备及储锂性能研究

以三氟化锑和钼酸铵为锑源和钼源,采用水热法制备出锑钼锑(Sb_(2)MoO_(6))和Sb_(2)MoO_(6)/纳米碳管(CNTs)复合物,利用苯胺聚合在Sb_(2)MoO_(6)和Sb_(2)MoO_(6)/CNTs上继续包覆聚苯胺(PANI)得到Sb_(2)MoO_(6)@PANI (Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI。采用XRD、SEM、EDX等手段对样品结构和形貌进行表征,结果发现制备的Sb_(2)MoO_(6)为不均匀的长为10μm的棒状形貌,而CNTs复合后的Sb_(2)MoO_(6)形貌变成厚约为100 nm的片状。作为锂离子电池负极材料,对所有合成的样品进行电化学性能测试,探讨CNTs复合和聚苯胺(PANI)包覆对Sb_(2)MoO_(6)样品的电化学性能的影响。结果表明:Sb_(2)MoO_(6)@PANI、Sb_(2)MoO_(6)/CNTs、(Sb_(2)MoO_(6)/CNTs)@PANI样品的电化学性能均优于Sb_(2)MoO_(6),其中(Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI具有最佳的电化学性能。(Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI在电压范围为0.01~3 V、电流密度为100 mA·g^(-1)条件下,循环100圈后,放电比容量为650 mAh·g^(-1)。CNTs复合和PANI包覆后的Sb_(2)MoO_(6),颗粒粒径大大降低,还增加了钼酸锑的导电性(阻抗161Ω),在电化学循环过程中有效延缓了Sb_(2)MoO_(6)材料的体积崩塌。

双Z型异质结Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)的光催化研究

采用一锅水热法制备了片层花簇状Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)复合物,并以其为载体,将Ag_(3)PO_(4)通过原位生长的方式沉积在其表面,设计出一种新型的Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合双Z-scheme型结构的光催化剂,考察了复合催化剂在可见光下降解罗丹明B(RhB)的催化活性。研究表明,当Ag_(3)PO_(4)在复合物中的质量分数为5%时,复合催化剂在可见光下具有最佳的光催化活性,在120 min内对RhB的降解率高达99.15%。Bi_(2)MoO_(6)、Bi_(2)WO_(6)和Ag_(3)PO_(4)三者的协同作用有效提高了对可见光的吸收能力,所构建的双Z型异质结可改变光生电子的传输路径,进而促使光生电子空穴的分离,从而获得显著的光催化活性。根据捕获实验和能带理论分析,提出了一种双Z-scheme型光催化剂的作用机理。

Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料的制备及用于尾矿废水中黄药的高效降解

用两步水热法合成了Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)三元复合材料。通过控制GO与Ag_(3)PO_(4)前驱体的添加量,制备出一系列不同负载比的Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料,以乙基黄药为目标降解物评价其光催化性能。同时采用FT-IR、SEM和UV-vis等手段表征复合材料的微观形貌及光学性能。结果表明:与Bi_(2)MoO_(6)和GO/Bi_(2)MoO_(6)相比,Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料的光催化活性显著提高,当GO添加量为5 mg、Ag_(3)PO_(4)前驱体添加量为8 mmol时,其光催化速率约为GO/Bi_(2)MoO_(6)的7.6倍,是Bi_(2)MoO_(6)的34.0倍。此外,同实验条件下,循环利用5次后Ag_(3)PO_(4)/GO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料降解率仍保持良好的稳定性。

硅藻土/Bi_(2)MoO_(6)/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及其降解四环素的研究

采用新颖的热缩聚法制备得到石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),通过表面修饰钼酸铋、硅藻土进行改性得到硅藻土/Bi_(2)MoO_(6)/g-C_(3)N_(4)复合光催化材料。借助SEM(扫描电子显微镜),EDS(能谱仪),XRD(X射线衍射仪),FTIR(傅里叶变换红外光谱仪),UVV1SDRS(紫外可见漫反射光谱仪),PL(光致发光光谱仪),比表面积及孔径测试仪和电化学工作站等多种仪器对复合材料进行表征,并研究了其降解废水中的盐酸四环素(TC)的光催化性能。结果表明,硅藻土/Bi_(2)MoO_(6)/g-C_(3)N_(4)复合材料表现了良好吸附光催化协同作用和优异的稳定性。在可见光照射下反应120 min对TC的降解率最高达到了95.3%,比二元复合材料Bi_(2)MoO_(6)/g-C_(3)N_(4)的89.1%及纯g-C_(3)N_(4)的66.3%均有较大提升。本研究为吸附光催化协同处理水中抗生素类提供了新思路。

构建MnFe_(2)O_(4)/Bi_(2)MoO_(6)异质结构光催化剂活化PMS降解苯酚

采用水热法成功合成MnFe_(2)O_(4)/Bi_(2)MoO_(6)复合材料光催化剂用于活化过硫酸盐(PMS)降解苯酚。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等一系列测试方法,对光催化剂的元素组成和微观形貌进行了分析。实验结果显示,二者在微观层面建立了联系,形成了异质结结构,促进光载流子的迁移,降低电子和空穴的重组率。紫外-可见吸收光谱显示MnFe_(2)O_(4)/Bi_(2)MoO_(6)复合材料对光的响应范围扩大,对光的利用率提高。实验探究了MnFe_(2)O_(4)和Bi_(2)MoO_(6)的最佳复合比例,其中MnFe_(2)O_(4)-10/Bi_(2)MoO_(6)具有最佳降解效果,60 min内苯酚的去除率为92.6%。自由基捕获实验结果显示,OH,SO_(4)^(·-),·O_(2)^(-)和h^(+)为光催化反应的活性物种。通过DFT理论计算分析了苯酚分子的电子结构信息,推断了反应活性位点。

花簇状g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)MoO_(6)微球的制备及其光催化降解模拟染料废水

以酵母为生物模板,通过水热-牺牲模板法制备了花簇状g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)MoO_(6)微球。利用XRD、SEM、TEM、FTIR、UV-VisDRS、光电流响应以及氮气吸附-脱附等手段对样品的晶体结构、微观形貌、光吸收和比表面积等性能进行了表征,并对样品可见光催化降解亚甲基蓝(MB)模拟染料废水的性能和机理进行了探讨。结果表明,水热-牺牲模板法可实现g-C_(3)N_(4)与Bi_(2)MoO_(6)在生物模板表面的成功复合,样品分散性良好,微球直径约为8μm,表面呈花簇状,比表面积达11.6007 m^(2)/g。可见光下g-C_(3)N_(4)负载量为10%的g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)MoO_(6)(以Bi_(2)MoO_(6)的质量计,记为10CN/BM)微球对MB模拟染料废水表现出较高的光催化降解活性,当10CN/BM添加量为1 g/L、可见光照射140min后,初始质量浓度为15mg/L的MB废水的降解率高达96%以上。机理分析证实,微球表面g-C_(3)N_(4)与Bi_(2)MoO_(6)形成的Z型异质结有效降低了电子-空穴对的复合率,显著提升了对模拟染料废水的可见光催化性能。

反应时间对Bi_2MoO_6晶体形貌和可见光催化性能的影响

应用水热法,以钼酸铵、硝酸铋为原料,研究水热反应时间对制得的Bi_2MoO_6晶体的光催化效果影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对制得的样品进行表征。结果表明:反应时间对Bi_2MoO_6晶体的物相组成、形貌以及光催化性能均有影响。在可见光(λ≥420 nm)照射下,通过光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)的实验可以探知反应时间对制得的Bi_2MoO_6晶体的光催化活性的影响。当反应时间为16 h时,所制得的样品为纯相Bi_2MoO_6,其光催化效果也最好;在可见光照射下50 min后对初始浓度为5 mg·L-1的罗丹明B溶液的降解率为85%。

SOFC复合阳极材料Sr_2Mg_(0.3)Co_(0.7)MoO_6/GDC的制备及性能研究

采用柠檬酸燃烧法合成了Sr_2Mg_(0.3)Co_(0.7)MoO_6(SMCO)阳极粉体和Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_3(GDC)电解质粉体。制备了不同比例的SMCO-GDC复合阳极,利用X射线衍射仪、扫描电镜和交流阻抗谱研究了GDC含量对复合阳极的物相结构、显微形貌和电性能的影响。研究结果表明,SMCO和GDC在1250℃下具有良好的化学相容性,少量GDC的加入可以提高复合阳极的电化学性能。当SMCO与GDC质量比为4:1时,对称电池极化电阻最小,电池的功率密度最大。GDC含量的增加,不利于电池性能的提高。

柠檬酸辅助溶剂热法制备Bi_(2)MoO_(6)及其光催化性能

高效可见光响应光催化材料的开发对光催化技术的发展有着至关重要的作用。采用柠檬酸(CA)辅助溶剂热法制备Bi_(2)MoO_(6),对其进行XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET及PL表征,并研究可见光下降解环丙沙星(CIP)、灭活大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的性能。CA添加量为3 mmol时制备的BM-3展现出最优的光催化活性,在100 min内对CIP的降解率达到89.5%,其反应速率常数为不添加CA制备的BM-0的2.45倍,也能在150 min内将E.coli完全灭活,在200 min内将S.aureus灭活,失活后的细菌细胞由于内容物泄漏而表面凹陷且易聚集。多次循环实验证明BM-3具有良好的稳定性。宽的可见光吸收范围、大的比表面积和高效的光生载流子分离效率有利于CA辅助溶剂热法制备的Bi_(2)MoO_(6)光催化性能增强。

LaCoO_(3)/Bi_(2)MoO_(6)异质结微球在可见光条件下降解四环素的研究

钼酸铋(Bi_(2)MoO_(6))作为一种新型光催化材料在废水处理方面具有巨大潜力,但Bi_(2)MoO_(6)存在量子产率低、电子与空穴易复合等问题。为了进一步提高Bi_(2)MoO_(6)的光催化活性,采用溶剂热法辅助柠檬酸制备钴酸镧(LaCoO_(3)),并将其与Bi_(2)MoO_(6)复合以制备不同质量比的p n型异质结复合光催化材料LaCoO_(3)/Bi_(2)MoO_(6),进而用于可见光催化降解水中四环素(Tetracycline,TC)的研究。采用XRD、FT IR、XPS、UV vis等手段对复合材料进行表征,并考察其光催化性能,分析光催化降解效果,探究催化反应机理。结果显示:构建的LaCoO_(3)/Bi_(2)MoO_(6)复合材料显著增强了Bi_(2)MoO_(6)的光催化活性,LaCoO_(3)质量分数为5%时LaCoO_(3)/Bi_(2)MoO_(6)呈现出最佳的光催化性能,在100 min内对水中TC(30 mg/L)污染物降解效率高达86.1%,反应速率常数k达到了0.01913 min-1,比Bi_(2)MoO_(6)与LaCoO_(3)分别高2倍与7倍。LaCoO_(3)/Bi_(2)MoO_(6)对可见光的吸收大大提高,颗粒粒径明显增大。5次循环回收试验结果显示5%LaCoO_(3)/Bi_(2)MoO_(6)对TC的降解效率仅下降了2.6%,表明LaCoO_(3)/Bi_(2)MoO_(6)具有良好的稳定性和实用性,反应过程符合拟一级动力学方程。因此,以Bi_(2)MoO_(6)与LaCoO_(3)进行复合以制备高效、低能耗的p n型光催化材料LaCoO_(3)/Bi_(2)MoO_(6)并用于降解TC,可为光催化技术在处理四环素类抗生素废水方面提供新思路。

Bi_(2)MoO_(6)@CQDs/TiO_(2)纳米管阵列的制备与光电催化性能

为提高TiO_(2)的可见光光电催化活性,本文用Bi_(2)MoO_(6)和碳量子点(CQDs)对TiO_(2)纳米管阵列(TNA)进行了改性。以CQDs、Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O和Na_(2)MoO_(4)为原料,通过简单的溶剂热法,在TNA中沉积了CQDs和Bi_(2)MoO_(6),成功制备了新型Bi_(2)MoO_(6)@CQDs/TNA。扫描电镜(SEM)和元素mapping分析结果表明,CQDs和Bi_(2)MoO_(6)成功涂覆在TNA管壁上。通过在可见光下降解甲基橙(MO)溶液,评价了所制备的光催化剂的光电催化性能。结果显示,经3 h的光电催化降解,Bi_(2)MoO_(6)@CQDs/TNA对MO的去除率比Bi_(2)MoO_(6)/TNA高32%。CQDs优异的上转换光致发光(UCPL)性能促进了TiO_(2)在可见光下被激发产生光生载流子,同时Bi_(2)MoO_(6)与TiO_(2)的耦合抑制了光生载流子的复合,从而提高了Bi_(2)MoO_(6)@CQDs/TNA的光电催化活性。

碳量子点修饰Bi_(2)MoO_(6)复合电极的制备及光电催化性能研究

为改善Bi_(2)MoO_(6)电极的光吸收与表面光生载流子的迁移能力,提升其在可见光下对水体中有机物的催化降解性能,通过溶剂热、煅烧与吸附过程对Bi_(2)MoO_(6)电极进行了表面碳量子点修饰,并将其应用于光电催化系统中,通过多种物理表征与实验测试探究了CQDs修饰与光电催化偏压对改善Bi_(2)MoO_(6)催化性能的影响。结果显示,CQDs均匀分散在Bi_(2)MoO_(6)表面,2者复合作用良好,CQDs/Bi_(2)MoO_(6)复合电极具有更强的可见光利用能力与表面载流子迁移能力,其中实验制得的15-CQDs/Bi_(2)MoO_(6)电极具有最高的催化降解活性,在可见光下2 h内对亚甲基蓝的降解率最高可达82.7%,相比于Bi_(2)MoO_(6)单体电极16.0%的降解率有了明显的提升,且具有较好的循环稳定性。

CoAl-LDH/Bi_(2)MoO_(6)光催化-芬顿工艺高效降解罗丹明B

文中通过水热法成功制备了CoAl-LDH/Bi_(2)MoO_(6)复合光催化剂,并研究了其对工业废水中罗丹明B的去除性能,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外显微成像光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对CoAl-LDH/Bi_(2)MoO_(6)催化剂进行一系列表征,考察了不同的pH、掺杂量、H_(2)O_(2)浓度、催化剂投加量对RhB降解效率的影响。试验结果表明,在pH值=6、H_(2)O_(2)物质的量浓度为10 mmol/L、投加量为0.6 g/L的条件下,质量比为1∶5的CoAl-LDH/Bi_(2)MoO_(6)表现出最优异的光催化芬顿活性,在60 min内对质量浓度为10 mg/L的RhB去除率达到97.8%,比单独的光催化体系和非均相芬顿体系的去除率均有提高,且循环后仍能保持较高的催化性能。这说明光催化与芬顿技术之间存在协同效应,CoAl-LDH/Bi_(2)MoO_(6)异质结促进了类芬顿反应中Co^(2+)、Co^(3+)的循环,同时提高了光生电子与空穴的分离和传输效率。

Bi_(2)MoO_(6)的形貌调控及其应用研究进展

光催化技术是解决环境污染、能源危机以及微生物净化的有效手段之一,在半导体领域得到了广泛的应用和飞速的发展,其中Bi2MoO6因其具有较强的可见光响应性能和较窄带隙,逐渐成为光催化领域的研究热点。然而,Bi2MoO6较差的化学表面形态和缓慢的载体迁移速率也限制了Bi2MoO6光催化材料的实际应用。经研究发现,形貌调控是增强铋系光催化性能的有效方法。本文总结了近年来Bi2MoO6光催化剂的形貌调控和应用研究进展,分别从Bi2MoO6的形貌分类、制备方法及其应用等方面进行综述,探讨了反应时间、温度以及溶液pH值等因素对Bi2MoO6形貌的影响,对Bi2MoO6形貌调控的未来发展趋势和面临的挑战进行分析总结。

Bi_(2)MoO_(6)基核壳结构复合光催化剂研究进展

钼酸铋(Bi_(2)MoO_(6))基核壳结构复合光催化剂是近年来研究较多的一种三元金属氧化物光催化材料,是Bi_(2)MoO_(6)与其它材料相互包覆形成的一种有序组装结构。在介绍Bi_(2)MoO_(6)光催化剂的基础上,分析了Bi_(2)MoO_(6)基核壳结构复合光催化剂的结构,并对其常用制备方法(水热法、溶剂热法、静电纺丝法、共沉淀法)的研究进展进行了综述,比较了各种制备方法的优缺点,提出了该类复合光催化剂的发展方向,为高效降解环境污染物、推行低碳经济提供了帮助。