微球状Br掺杂BiOCl复合光催化剂去除单质汞研究

光催化氧化法是治理大气环境汞污染问题的有效手段。目的为开发低成本的可见光脱汞催化剂,方法采用一步共沉淀法合成不同溴(Br)含量的BiOBr_(x)Cl_(1−x)微球复合材料,在湿法光催化脱汞装置上考察它们在荧光灯辐照下的光催化活性,利用N_(2)吸附-脱附、XRD、UV-Vis DRS、SEM、HRTEM、XPS和ESR等技术对其结构进行分析,并采用密度泛函理论研究BiOCl和BiOBr之间的电荷转移规律。结果结果表明,相较于BiOCl和BiOBr,BiOBrxCl_(1−x)复合材料的光催化性能均得到提升,其中BiOBr_(0.2)Cl_(0.8)光催化剂的脱汞效率高达90.3%,较BiOCl提高了50%;与NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2−)相比,Cl^(−)和CO_(2)−3对BiOBr_(0.2)Cl_(0.8)光催化剂脱汞性能的抑制作用更显著;BiOBr_(0.2)Cl_(0.8)复合材料的比表面积均略高于BiOBr的和BiOCl的,较高的比表面积有利于光催化剂提供较多的活性位;随着Br含量逐渐增加,BiOCl的XRD特征峰强度逐渐减弱,复合材料的光吸收能力有规律地红移,表明BiOBr与BiOCl之间存在较强的相互作用,并非简单的机械混合;与BiOCl相比,BiOBr_(0.2)Cl_(0.8)复合材料的Bi 4f和O 1s均向高结合能方向偏移,表明引入Br影响了BiOCl中Bi和O的存在形态;3种活性物参与了Hg^(0)的氧化脱除过程,其作用由大到小依次为•O_(2)^(−),h^(+),•OH。结论光催化活性的提高主要原因为BiOCl与BiOBr形成了Z型异质结,从而增强了光生电荷的分离。研究结果可为低成本、高效卤氧化铋基脱汞光催化剂的开发提供新思路。

Mn掺杂BiOCl光催化降解苯酚的研究

以Bi2O3和Mn Cl2·4H2O为原料,利用水解法合成了Mn/Bi OCl催化剂。用XRD、HRTEM等对其进行了表征。以苯酚作为光催化反应模型化合物,考察了Mn/Bi OCl催化剂的紫外光催化活性。并评价了清除剂对催化剂紫外光催化活性的影响。结果表明:Mn的含量对Mn/Bi OCl催化剂的光催化活性有很大影响。当n(Mn)∶n(Bi)为1∶100时,所合成的Mn/Bi OCl催化剂光催化活性最高,苯酚的光催化降解率达到70.3%。

Mn-BiOCl的制备及其光催化活性研究

以氧化铋、四水氯化锰为原料,盐酸为溶剂,采用水解法制备了Mn与Bi具有不同摩尔比率的MnBiOCl光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、电子衍射(SAED)、表面光电压光谱(SPS)等对其进行了表征。以甲基橙为光催化反应模型化合物,评价了Mn-BiOCl光催化剂的紫外光催化活性。并研究了甲基橙降解过程中的活性物种。结果表明:Mn的含量对Mn-BiOCl光催化剂的催化活性有重要影响。当Mn与Bi的物质的量之比为0.25%时,制备的Mn-BiOCl光催化剂催化活性最高,甲基橙的光催化降解率达到95.1%。

溶剂热法制备La/BiOCl催化剂及其光催化性能

用水热法制备La^(3+)掺杂的BiOCl光催化剂,通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱、氮气吸附-脱附和荧光光谱等手段对样品物相结构、光学吸收、表面化学状态、比表面积和光生电子-空穴复合率进行表征分析.结果表明,La/BiOCl_(0.05)的光催化活性最好,在光照60min后对20 mg/L甲基橙的降解率为100%,光催化动力学常数是纯BiOCl的3倍.自由基捕获实验表明,空穴是光催化过程中的主要活性物种,提出了La^(3+)掺杂BiOCl可能的光催化机理.

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。

BiOCl/CQDs复合催化剂的制备及光催化性能研究

以葡萄糖为碳源,水热法合成水溶性碳量子点(CQDs),通过超声辅助水解法将其与氯氧化铋(BiOCl)复合,制备BiOCl/CQDs复合光催化剂。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对BiOCl/CQDs的结构与性能进行了表征。并以罗丹明B为降解底物,考察不同碳点含量的复合光催化剂的光催化性能。结果表明,和纯相氯氧化铋相比,复合光催化剂的降解率有所提高。碳点浓度为1.5mg/mL,降解时间为40min时,罗丹明B的降解率可达到93%。

Mn-Fe氧体/SiO_2/TiO_2磁载光催化剂的制备及性能

以化学共沉淀法制备Mn-Fe氧体,正硅酸乙酯为前躯体对其进行多次包覆SiO2,得到致密SiO2保护层的Mn-Fe氧体软磁性载体。采用溶胶-凝胶法在软磁性载体上负载TiO2光催化剂,得到Mn-Fe氧体/SiO2/TiO2纳米磁载性复合光催化剂。用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)进行了表征;以甲醛为模拟污染物,评价了其光催化活性;以磁性回收装置测定了其回收率。结果表明,对TiO2进行晶化热处理时,磁载体中金属离子在TiO2有所渗透,且随着TiO2负载次数的增多,金属离子在TiO2中的含量逐渐降低,TiO2粒径逐渐增大;复合催化剂的比饱和磁化强度减小,矫顽力增大,其磁回收效率逐渐降低,光催化活性逐渐增强。当TiO2负载次数为10次时,该磁载催化剂的催化活性是纯TiO2的1.053倍,回收率为70.52%。该光催化剂既具有较高的光催化活性又具有高的回收性能。

BiVO_4/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能的研究

通过水热-溶剂热法制备了BiVO4/BiOCl复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射等测试手段对复合光催化剂的结构、形貌和光学性质进行表征。考察了其对罗丹明B的吸附性能和光催化性能。结果表明,与纯BiVO4样品相比,BiVO4/BiOCl样品对罗丹明B的吸附能力和光催化降解能力都显著增强。BiVO4/BiOCl对罗丹明B的光催化反应符合一级反应的特点,且复合光催化剂具有较高的稳定性,重复使用3次后,罗丹明B的降解率变化不明显,仍可达到95%。

Mn-TiO_2的直接化学合成及光催化刚果红的研究

以硫酸氧钛、硫酸锰、氢氧化钠为出发原料,通过直接化学制备了不同比例的Mn-TiO_2,通过XRD、FT-IR、UV-Vis、BET对Mn-TiO_2的结构及性能进行表征。结果表明,Mn的掺杂不影响TiO_2的晶型结构构成,Mn的掺杂增加了TiO_2的比表面积,吸收带边红移到可见光区域,其吸收强度显著增强。在同一条件下,Mn掺杂比例为1.5%(摩尔比)的Mn-TiO_2降解刚果红的效果最佳,紫外光照60min后,降解率为67.5%。

一步火焰辅助热解法制备可见光响应的嵌碳Mn掺杂TiO_2微球（英文）

通过一步火焰辅助热解法制备不同Mn掺杂量的嵌碳TiO2微球,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外可见漫反射谱(DRS)、X射线能谱(XPS)、拉曼光谱对其进行表征。SEM和XRD结果表明所制备的TiO2为微球形貌,且具有锐钛矿晶型,XPS和Raman分析表明Mn掺入TiO2晶格,紫外可见漫反射谱显示引入Mn后可增强对可见光的吸收。Mn掺杂嵌碳TiO2微球在可见光下对亚甲基蓝(MB)具有更强的降解能力。与其他方法相比,本方法具有简单,便捷,对环境友好,无需热处理的优点,可用于制备其他金属元素掺杂的样品,具有较大的应用潜力。

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。

可见光响应型BiOCl/AgCl光催化剂的合成及其光催化活性

以氯化铋和硝酸银为主要原料,采用水解法制备了可见光响应型的高效复合催化剂BiOCl/AgCl。利用X射线仪、扫描电镜等手段对样品进行表征,并以罗丹明B(Rh B)为目标污染物,250W卤素灯为可见光光源测试其光催化性能,研究了初始Bi3+/Ag+物质的量比、溶液pH值等对BiOCl/AgCl光催化活性的影响,并以EDTA,NBT and TBA作为抑制剂对光催化过程中产生的活性物种进行了检测。结果表明,以Bi3+/Ag+初始物质的量比为100∶1合成的样品具有最佳的光催化活性,在Rh B的浓度为20 mg/L、pH=4.6、光照30 min条件下,Rh B的脱色率、COD和TOC去除率分别为98%、73%和48%。活性物种的检测表明光催化过程产生的主要活性物种为超氧阴离子,而非空穴和·OH自由基。

Mn/CdS光催化剂的制备及性能

以Cd(CH3COO)2·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O及Na2S·9H2O为原料,采用共沉淀方法合成了Mn/Cd S光催化剂,并用XRD、HRTEM对其进行表征。以甲基橙为光催化反应的模型,考察了Mn/Cd S光催化剂的紫外光催化活性。实验结果表明:实验样品中Mn2+的质量分数对Mn/Cd S光催化剂的紫外光催化活性有重要影响,当w(Mn)为0.50%时Mn/Cd S光催化降解甲基橙的降解率达84.7%。

二维复合光催化剂的合成及其性能研究

通过超声辅助溶剂热法制备一种新型的二维类复合光催化剂BiOCl/MOF-5.运用XRD、SEM、BET、TEM、PL等手段对催化剂的特殊结构和性能进行表征.在该光催化剂体系中,选取MOF-5为载体,通过与光催化剂BiOCl复合来合成一种新型的二维复合光催化剂.结果表明,制备的催化剂均呈现出较为明显的二维结构形貌,且相对于单一BiOCl(3.15 m2·g-1)来说,该复合催化剂(110.16 m2·g-1)的比表面积得到了明显的提高.由于催化剂的光催化性能与其比表面积和孔隙体积密切相关,复合催化剂相对较大的比表面积和适当的能带隙,有利于为反应物提供更多的活性位点和有效的传输路径.得益于MOF-5独特的形貌和结构,光催化剂聚集和比表面积小的问题也得到了解决.因此,该复合材料在降解有机污染物方面呈现出优异的光催化活性,且与纯BiOCl相比,催化剂的光催化活性得到了明显的提高.

Fe_3O_4/G-BiOCl纳米复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以自制的氧化石墨烯、BiOCl/Fe_3O_4为原料,以水合肼为还原剂,制备出Fe_3O_4/石墨烯(G)-BiOCl复合光催化剂。运用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜对Fe_3O_4/G-BiOCl的组成和形貌进行了表征,运用振动样品磁强计对其磁性进行了测试;对照研究了Fe_3O_4/G-BiOCl、BiOCl/Fe_3O_4和纯BiOCl对罗丹明B的光催化降解能力以及Fe_3O_4/G-BiOCl光催化活性的循环稳定性。结果表明:Fe_3O_4/G-BiOCl复合光催化剂分布均匀,具有超顺磁性;Fe_3O_4/G-BiOCl的光催化性能优于纯BiOCl和BiOCl/Fe_3O_4,可回收再利用,并具有良好的循环稳定性。

石墨烯复合BiOCl纳米片及其光催化性能研究

通过水热法一步合成了一种{001}晶面暴露的片状Bi OCl和石墨烯(GS)复合材料.获得的Bi OCl/GS光催化剂用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱表征.所制备的Bi OCl/GS光催化剂表现出紫外和可见光下(λ>400 nm)增强光催化降解甲基橙(MO)的性能.光催化活性的增强是因为{001}面的Bi OCl/GS能有效地抑制电荷复合、氧空位和光生电子转移效率高.

MnS光催化剂的制备及其产氢性能

为了探讨MnS在光照下分解水制取氢气的可能性,采用水热合成法制得了MnS光催化剂,通过XRD、UV-Vis及SEM测试手段对所制得的MnS催化剂进行了表征,并将其用于分解水制取氢气.XRD及SEM测试结果表明:水热反应时间是影响MnS的晶型结构的主要因素,随着水热反应时间的延长,所制得的MnS由γ-MnS向α-MnS转变;UV-Vis测试结果表明所制备的MnS光催化剂在紫外及可见光区均有响应.MnS光催化分解水制氢实验结果表明:水热反应时间直接影响MnS样品产氢速率,当蒸馏水用量为300 mL,MnS用量为0.05 g,Na2S9H2O用量为0.2 mol,无水Na2SO3用量为0.05 mol,水热反应时间为2 h时,制得的MnS光催化剂产氢速率最高,为105.4μmol.h-1.

BiOCl光催化改性的研究进展

BiOCl作为一种新型半导体光催化剂表现出良好的光催化活性,其特殊的层状结构和电子性质决定了其在环境保护、清洁能源、化学工业等领域有很大应用潜力。本文对国内外有关光催化剂BiOCl改性的研究进展进行了调研探讨,包括材料表面形貌调控、离子掺杂、半导体复合、碳单质修饰、氧空位等对BiOCl物性的影响。也探讨了晶体暴露面的控制对降低BiOCl禁带宽度的作用,以及增加光响应波长,提高太阳光的利用率,减少光生电子-空穴对复合的各种探索。

Nb_(2)O_(5)/BiOClⅡ型异质结的构建及增强光催化还原二氧化碳

本工作设计制备了Ⅱ型异质结Nb_(2)O_(5)/BiOCl复合材料并用于光催化还原二氧化碳。首先构建了两种比例异质结构(5%(质量分数,下同)和11%),通过透射电镜(TEM)发现两种材料结合存在界面,利用X射线光电子能谱(XPS)仪对材料的表面元素进行分析,随后进行价带位置测定,并根据UV-vis固体漫反射图谱推导材料禁带宽度,进而证实材料间形成了Ⅱ型异质结构。异质结构材料对可见光吸光能力有所增强,荧光光谱(PL)表明异质结构复合材料的光生电子和空穴分离能力得到了提高。光催化还原二氧化碳活性测试表明,5%Nb_(2)O_(5)加入能够有效提高材料光催化还原二氧化碳的活性,其中还原产物CO、CH_(4)、H_(2)的产率分别为单独BiOCl的1.3倍、2.8倍、1.9倍,分别是单独Nb_(2)O_(5)的2.7倍、2.0倍、1.1倍。最后结合价带位置、禁带宽度,提出了Nb 2O 5/BiOCl在光催化还原二氧化碳中的反应可能路径。本研究可为设计高效BiOCl基异质结构材料用于光催化还原二氧化碳提供新思路。

BiOCl光催化材料制备方法和性能改性研究进展

BiOC1作为一种新型半导体光催化剂,因其特殊的开放式层状结构和电子间接跃迁模式,极大地提高了光生载流子分离效率,从而表现出优异的光催化性能。本文对国内外有关光催化剂BiOC1的制备方法进行了调研探讨,并重点综述了BiOC1的性能修饰改性研究进展,包括BiOC1的能带调控、表面修饰和晶面调控等对BiOC1光响应能力和光生电子-空穴对分离率的提升作用,以此为BiOC1的制备和改性研究提供科学参考。