BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br光催化降解罗丹明B

采用原位生长法制备了二元异质结光催化剂BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br,运用多种技术手段对其进行了表征,考察了BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br在模拟可见光照射下对罗丹明(RhB)的光催化降解性能。表征结果显示,BiOCl附着在g-C_(3)N_(4)-Br表面,二者之间形成了Z-scheme异质结。实验结果表明:BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br催化剂比g-C_(3)N_(4)-Br和BiOCl具有更高的光催化活性,在RhB质量浓度20 mg/L、BiOCl/2%-g-C_(3)N_(4)-Br(g-C_(3)N_(4)-Br质量分数为2%)加入量0.5 g/L的条件下,经日光灯(14 W)照射90 min后,RhB去除率可达98%;经过4次循环实验后,RhB去除率从98%逐渐降低至90%,表现出良好的稳定性和可重复利用性。BiOCl/2%-g-C_(3)N_(4)-Br光催化降解RhB过程中发生的氧化还原反应分别在BiOCl和g-C_(3)N_(4)-Br的表面进行,BiOCl与g-C_(3)N_(4)-Br之间高度紧密的接触面形成了Z-scheme异质结,实现了电子和空穴的快速分离,降低了二者在催化剂内部的复合速率,提高了催化性能。

异质纳米结构NiO KNbO_(3)增强析氢催化反应

设计低廉、高效且长稳定的析氢反应(HER)催化剂对于水分解技术的工业实施至关重要。本研究采用溶胶凝胶法结合后续热分解的方式制备出了异质纳米结构NiO KNbO_(3)催化剂,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学工作站(CHI660E)对NiO KNbO_(3)催化剂的晶型结构、元素价态、微观形貌和HER催化性能进行了系统分析。结果表明,NiO KNbO_(3)催化剂在1 mol L KOH电解液中表现出优异的HER催化性能,-10 mA cm 2电流密度下的析氢反应过电位仅为-217 mV,对应Tafel斜率为77.4 mV dec,在24 h恒电位析氢反应稳定性测试中,表现出良好的催化稳定性和耐腐蚀性。NiO KNbO_(3)催化剂优异的HER性能归因于NiO和KNbO_(3)的协同作用以及独特的异质纳米复合结构增大了活性位点暴露和改善了离子传输路径。

具有主导晶面的BiOIO_(3)/BiOCl异质结制备与光催化性能

分别以乙二醇/去离子水为溶剂,通过溶剂热/水热法分别制备了具有不同主导晶面的BiOIO_(3)/{110}BiOCl和BiOIO_(3)/{001}BiOCl异质结。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散谱和紫外可见漫反射光谱对制备的BiOIO_(3)/BiOCl光催化剂进行了表征。在可见光照射下,通过对罗丹明B和苯酚水溶液的光催化降解,考察了BiOIO_(3)/BiOCl异质结的光催化活性。结果显示25%BiOIO_(3)/{110}BiOCl异质结具有最高的光催化效率。BiOIO_(3)/{110}BiOCl较好的光催化性能是由于其在可见光区较强的光吸收,以及异质结结构和BiOCl所具有的(110)主导晶面有利于光生载流子的分离。超氧自由基(·O2-)和空穴(h^(+))是光催化过程中的主要活性物质。此外,根据实验结果探讨了光催化性能增强的机理。

g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能研究

高温缩聚法合成g-C_(3)N_(4)和水热法制备的BiOCl,在室温下通过简单的物理搅拌使片层状g-C_(3)N_(4)附着在菊花状的BiOCl上,控制g-C_(3)N_(4)的质量分数分别为5%、10%、15%、20%和25%,合成g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合光催化剂。通过扫描电镜(SEM)、EDS能谱和BET比表面表征方法,揭示了g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合光催化剂的微观结构;紫外-可见光(UV-Vis)结果显示g-C_(3)N_(4)/BiOCl可将光吸收范围延伸到可见光范围,其中BiOCl/CN-10具有更窄的禁带宽度;荧光光谱(PL)证实BiOCl/CN-10抑制光生载流子的复合能力最强;同时对g-C_(3)N_(4)/BiOCl降解染料废水罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的光催化能力进行了评估,结果表明g-C_(3)N_(4)/BiOCl对RhB具有优异的光催化降解能力,其中BiOCl/CN-10在光反应40min时就达到了97.23%,其光催化性能远远优于纯BiOCl。BiOCl/CN-10优异的光催化性能可能是由于g-C_(3)N_(4)与BiOCl形成p-n的异质结可促进更多的光生电子定向转移,使催化剂中更多的活性位点参与光催化氧化反应,从而有效提高光催化活性。

具有氧空位的OV-α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl催化剂的制备及其电化学合成氨性能

通过简单水热反应合成了α-Fe_(2)O_(3)纳米颗粒,用磁力搅拌合成了α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl复合物,将该复合物在氩气条件下进行热处理,成功制备出具有氧空位的OV-α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl。利用X射线光电子能谱证明OV-α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl中含有丰富的氧空位,用恒电位法研究了该催化剂的电化学合成氨性能。结果表明,当前驱体中铁铋的物质的量比为0.67,OV-α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl催化剂在0.1 mol/L KOH电解质溶液中具有最佳NRR性能,其氨产率和法拉第效率分别为12.31μg·h^(-1)·mg^(-1)和11.4%,具有良好的循环稳定性,有望用于电催化固氮体系。

异质结复合材料KNbO_(3)/BiOCl的制备及其对盐酸四环素的光催化降解

通过水热法和溶剂热法制备了异质结复合材料KNbO_(3)/BiOCl,考察了材料的形貌、晶型、光电性能等。以盐酸四环素为目标污染物探讨复合材料组成、用量和污染物初始浓度对降解效果的影响。实验表明,在模拟太阳光照下,当KB-3用量为9 mg,目标物浓度为10 mg/L时,光催化降解效率达到94.5%。降解机理研究表明,h^(+)、·OH和·O^(-)_(2)是光催化过程中的活性物质。异质结的形成,有助于提升光的利用率,增强盐酸四环素的光催化降解。

压力作用下KNbO_(3)相变行为的分子动力学研究

【目的】研究铁电材料KNbO_(3)在压力作用下的相变行为,分析尺寸效应和电场对KNbO_(3)相变压力的影响,为KNbO_(3)结构和性能的调控提供指导。【方法】基于核壳模型的分子动力学方法,研究KNbO_(3)极化强度和晶格参数随压力的演变行为,分析获得了KNbO_(3)的三个相变压力;研究不同尺寸下KNbO_(3)的相变行为,分析了尺寸效应对相变压力的影响;通过在KNbO_(3)的相变过程中施加电场,分析了电场对相变压力的影响。【结果】研究表明,KNbO_(3)的相变压力依次为2.28 GPa、5.32 GPa和6.61 GPa;当KNbO_(3)体系的原子总数超过60000时,获得的相变压力值是相对稳定的;电场—压力相图表明在电场的作用下相变压力会发生偏移。【结论】相变压力具有非常显著的尺寸效应,电场的大小和方向对KNbO_(3)结构和性能的调控具有重要的指导意义。

Ag_(3)PO_(4)/BiOBr/BiOCl复合半导体的制备及性能研究

采用水热法、原位沉淀法合成了不同Br-和Cl-质量比的Ag_(3)PO_(4)/BiOBr/BiOCl复合光催化材料,并通过X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计分别测试了复合材料的物相组成和光催化活性。结果表明,BiOCl会抑制BiOBr晶粒的长大,随着BiOCl复合量增加,当Br-和Cl-质量比达到1∶4时,BiOCl结晶明显完整。适量复合BiOCl能够提高Ag_(3)PO_(4)/BiOBr的光催化性能,以Br-和Cl-质量比为1∶1.5的样品最佳,可见光下催化180 min对盐酸左氧氟沙星的降解率高达88%。

BiOCl/NaBiO_3复合材料的原位合成及光催化性能

利用HCl与Na Bi O3反应原位制备了结构可控的Bi OCl/Na Bi O3复合光催化材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等技术对其晶相组成、光吸收特性和表面形貌进行了表征,并评价了样品在可见光和紫外光下的光催化性能.结果表明,尽管Bi OCl几乎没有可见光活性,但27.4%Bi OCl/Na Bi O3在可见光下却表现出明显高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性.由于紫外光照可以有效激发Bi OCl,所有组成的复合Bi OCl/Na Bi O3都显示出高于纯Bi OCl和Na Bi O3的光催化活性,其中47.6%Bi OCl/Na Bi O3具有最大光催化活性.研究了加入不同活性物种的捕获剂对光催化效率的影响,结合荧光实验结果和样品能带结构推测了复合材料光催化过程中光生载流子的传输行为.结果表明,Bi OCl/Na Bi O3催化活性增强主要归结于2种材料之间形成了有效的异质结构,其内建电场能够促进光生载流子的传输和分离;羟基自由基在光催化降解过程中是主要的活性物种.

研磨-焙烧法制备La_2O_3/BiOCl复合光催化剂及其对高浓度染料降解性能

首先利用沉淀法合成了BiOCl纳米片,然后利用研磨-焙烧法将La2O3纳米颗粒复合到BiOCl纳米片中,制备了一系列La2O3/BiOCl复合光催化剂（La2O3：1wt%、2wt%、4wt%、8wt%）。运用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和光致发光（PL）谱等对样品的晶相、光吸收和表面性能等进行了表征。以紫外灯（λ=254 nm）为光源,评价了所制备样品光催化降解高浓度染料酸性橙II（40×10-6）的活性。结果表明,经过研磨-焙烧后该系列催化剂均具有较好的结晶性能,同时2~5 nm的La2O3纳米粒子粘附在BiOCl纳米片表面。200℃焙烧制备的1wt%La2O3/BiOCl催化剂具有丰富的表面羟基,对染料表现出较强的吸附性能。该催化剂表现了最高的光催化活性,活性为纯BiOCl的2.4倍。另外,La2O3/BiOCl中的La3＋提供的氧化-还原势阱可能捕获光生电子,从而阻止了光生电子（e–）和空穴（h＋）的复合,有利于光催化活性的提高。

近紫外激发具有颜色可调的Er^(3+)/Eu^(3+)共掺BiOCl荧光粉

本文采用固相法在500℃合成了Er^(3+)/Eu^(3+)共掺BiOCl荧光粉,并通过XRD,SEM,吸收,激发和发射光谱研究了其结构、形貌和发光特性.XRD和SEM结果表明在500℃下即可成功合成纯四方相片层结构的Er^(3+)/Eu^(3+)共掺BiOCl荧光粉.吸收光谱表明掺杂Er^(3+)/Eu^(3+)离子使BiOCl形成杂质能级;激发光谱显示该荧光粉具有来自于基质BiOCl价带(VB)到导带(CB)跃迁的优异宽带近紫外激发特性.在380 nm近紫外光激发下,同时获得了Er^(3+)离子和Eu^(3+)离子的特征发射峰,其中发光中心位于410 nm(~2H_(9/2)→~4I_(15/2)),525 nm(~2H_(11/2)→~4I_(15/2)),554 nm(~4S_(3/2)→~4I_(15/2)),673 nm(~4F_(9/2)→~4I_(15/2))的发射峰来自于Er^(3+)离子的跃迁,而581 nm(~5D_0→~7F_0),594 nm(~5D_0→~7F_1),622 nm(~5D_0→~7F_2),653 nm(~5D_0→~7F_3),699 nm(~5D_0→~7F_4)的发射峰则来自于Eu^(3+)离子的跃迁.值得注意的是,与传统Er^(3+)/Eu^(3+)掺杂的材料不同,该荧光粉还具有独特高效的紫光(Er^(3+))和长波红光(Eu^(3+))发射特性,分析表明这与BiOCl的结构有关;并且通过改变掺杂浓度,实现了发光颜色由黄绿光→黄光→橙红光的调节.研究结果表明Er^(3+)/Eu^(3+)共掺BiOCl荧光粉有望成为一种潜在的近紫外激发白光LED荧光粉.

Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的水热合成及其高活性(英文)

采用一种简便的水热法在433 K的温度下成功合成了具有不同Bi2S3质量分数的Bi2S3/BiOCl复合光催化剂,利用各种技术对其进行了表征。在紫外光照射下,以甲基橙水溶液的光催化降解为模型反应,评价了Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的活性。研究结果表明:与纯Bi2S3和纯BiO Cl相比,Bi2S3/BiOCl样品明显具有更高的光催化性能,尤其当Bi2S3在Bi2S3/BiOCl中的质量分数为26.5%时,Bi2S3/BiOCl复合催化剂的光催化活性与商业P25(TiO 2)的活性非常接近,而这种商业P25在紫外光照射下是公认的高效光催化剂。这种明显提高的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2S3和BiO Cl形成异质结界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合。

一锅法水热制备Bi_3O_4Cl-BiOCl复合材料及可见光催化性能研究

以五水合硝酸铋为铋源,通过一锅法水热制备铋基Bi_3O_4Cl-BiOCl复合光催化材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外可见漫反射对所制备的复合材料进行表征。通过实验发现,该复合材料在可见光下对罗丹明B溶液具有良好的光催化降解能力。制备过程中,溶液酸碱度的变化可调控复合材料组分的质量比,对样品的光催化性能影响较大,其中pH为10.5时制备的样品光催化活性最好,这可能和各组分合适的质量比以及较强的可见光吸收利用能力有关。通过活性物种捕捉实验,确定了光生空穴为光催化反应过程的主要活性物种,由此初步推测出复合材料的光催化机理。

四棱台状BiOCl∶0.03Eu^(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

分别采用水解法、水解+煅烧法及水解+水热法合成了BiOCl∶0.03Eu^(3+)荧光粉,并采用拉曼光谱分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪(PL),对所得样品的结构、形貌和发光性能进行表征.对比可知,水解+水热法合成的BiOCl∶0.03Eu^(3+)荧光粉的发光强度最佳.进一步研究了水热温度对所得荧光粉形貌及发光性能的影响.结果表明,随温度升高,样品颗粒形貌由不规则片状逐渐转变为四棱台状.160℃水热处理所得荧光粉的发光强度最佳,最强发射峰位于616nm处,色坐标位于(0.622 5,0.376 9),与标准红光点(0.67,0.33)最为接近,是一种有潜力的白光LED用红色荧光粉.

中空花状可见光响应催化剂g-C_3N_4@BiOCl的制备及其光催化活性

以g-C_3N_4/H_2SO_4溶液和硝酸铋为前驱体,采用自组装法制备了中空花状且具有可见光响应能力的异质结光催化剂gC_3N_4@BiOCl。利用X射线衍射、电子扫描显微镜、高分辨透射电镜、X射线能谱、紫外可见漫反射光谱及X射线光电子能谱等表征手段确证了催化剂的结构。该催化剂能够有效地实现光生电子-空穴的分离,表现出优异的可见光催化活性。通过对50 mg·L^(-1)罗丹明B的降解实验验证了g-C_3N_4@BiOCl的光催化活性,在可见光条件下(λ≥420 nm)的降解效率优良,12 min即可达到99%。

Bi_2O_3/BiOCl异质复合材料的制备及其光催化性能

本文以五水硝酸铋和氯化钾为原料,利用水热法一步制备了Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品进行了表征。以罗丹明B为目标降解物,研究n(Bi)/n(Cl)摩尔比对合成Bi2O3/BiOCl异质复合光催化剂的形貌和光催化性能的影响。结果表明:随着n(Bi)/n(Cl)摩尔比的增加,Bi2O3/BiOCl的光催化活性显著增强,在n(Bi)/n(Cl)=1.75时,制备的Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料具有最高的光催化活性。

近紫外激发BiOCl∶Dy^(3+)白光LED荧光粉的制备及发光性能研究

新型单一基质型白色荧光粉是当前白光LED荧光粉研究的热点。宽带隙半导体BiOCl物化性质稳定,声子能量低,晶体结构对称性低、极化性强,具有作为稀土掺杂荧光粉基质材料的潜质。采用固相法制备了BiOCl∶Dy3+及BiOCl∶Li+,Dy3+荧光粉,并采用XRD、激发和发射光谱研究了其结构和发光特性。XRD结果显示在500℃低温下即可成功合成出纯四方相的稀土掺杂BiOCl晶体,而Li+掺入可进一步提高样品结晶度。在389nm近紫外光激发下,荧光粉具有位于478nm(蓝)和574nm(黄)波段的Dy3+特征发射峰,并呈现较低的蓝黄光发射比例和优异的白光发射特性。相比单掺体系,Li+掺杂不仅使荧光粉发射增强,还实现了发光颜色的调节。研究结果表明,BiOCl∶Dy3+荧光粉制备温度低,具有良好的近紫外光激发和白光发射特性,其较低黄蓝光发射比例性质可能与BiOCl独特的晶体结构有关;上述特性使其可能成为一种新型的潜在近紫外激发白光LED荧光粉。

Zn^(2+)掺杂诱导Eu^(3+)激活BiOCl层状半导体的反常发光性能研究

采用固相法在500℃下成功制备Zn^(2+)掺杂BiOCl:Eu^(3+)层状半导体,并研究了Zn^(2+)(0~20mol%)掺杂对Eu^(3+)激活BiOCl层状半导体发光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、激发–发射光谱、荧光寿命衰减曲线对样品的结构和性能进行表征。研究发现,随Zn^(2+)掺杂浓度增大,BiOCl晶体结构不变,Eu^(3+)荧光寿命延长,但发光强度却出现先减后增的反常现象。综合分析表明这可能与BiOCl特殊的层状结构有关。通过XRD和XPS的表征可以推断:当Zn^(2+)掺杂浓度≤10mol%,Zn^(2+)在BiOCl中掺杂方式以晶胞层间隙掺杂为主;当Zn^(2+)掺杂浓度>10mol%后,掺杂方式逐渐向取代掺杂转变。两种掺杂机制对Eu^(3+)荧光寿命的改变以及形成缺陷对基质能量传递效率的影响可能是形成上述反常现象的主要原因。研究结果有助于认识稀土掺杂层状半导体的发光性能及影响规律,并对Eu^(3+)掺杂BiOCl这类新型发光材料的开发设计具有指导意义。

Bi_2O_3/BiOCl异质结光催化剂降解罗丹明B

采用机械研磨法制备Bi2O3/BiOCl异质结光催化剂,并用XRD、SEM进行表征。以可见光为光源,罗丹明B为目标污染物,研究了Bi2O3/BiOCl异质结的光催化性能。结果表明,异质结Bi2O3和BiOCl的比例对光催化效果影响显著,其光催化性能好于单独使用Bi2O3、BiOCl和商用TiO2。

复合蓄能光催化材料BiOCl/Sr_4Al_(14)O_(25):Eu^(2+),Dy^(3+)的研究

由水解法在发光粉Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+表面原位制备了光催化剂BiOCl,得到了新型蓄能光催化材料BiOCl/Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+。这种蓄能光催化材料能够储存外界光能,并缓慢释放为光催化反应提供能源,实现了无外光照射下的催化降解功能。这种材料具有稳定、可重复利用的优点,有潜在的实际应用价值。蓄能光催化材料打破了光催化反应只能在外光源照射下进行反应、关闭外光源即停止反应的限制,为光催化反应不受光源限制从而长期进行光催化反应提供了一种思路和实用材料。