声化学辅助溶剂热合成高光催化性能的BiOCl光催化剂

以五水硝酸铋和氯化钠为原料,乙二醇(EG)和水作溶剂,通过声化学辅助溶剂热法合成了系列BiOCl纳米晶光催化剂。应用氮气物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射(DRS)和光电流等测试手段对所制备的光催化剂进行了表征。在汞灯和氙灯照射下,以苯酚和甲基橙为水体模型污染物,系统考察了超声辐射时间和醇水比(V_EG/V_H2O)对BiOCl光催化剂性能的影响。结果表明,当超声辐射时间为60 min,V_EG/V_H2O=1/4时,合成的BiOCl表现出最佳的光催化活性,为常规沉淀法制备的BiOCl的3.3倍。活性提高的主要原因是,适当时间的超声波辐射和醇水比有利于催化剂比表面积的提高,同时可以丰富催化剂表面羟基(-OH)的数量和提高光生电子和空穴的分离效率。     

超声波辐射快速合成高光催化性能的BiOCl(Br)纳米片

在室温条件下,利用超声波辐射方法快速合成了四方状BiOCl(BiOBr)纳米片光催化剂。应用N2-物理吸附、X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外可见光谱等手段对催化剂进行了表征,并以波长为λ=365 nm的紫外光和420 nm<λ<660 nm的可见光为光源,评价了该催化剂光催化降解酸性橙Ⅱ的活性。表征结果表明,超声波辐射可加速BiOCl和BiOBr晶化过程,显著提高BiOCl和BiOBr的结晶度,并使其晶粒发生细化,提高催化剂的比表面积。活性测试表明,声化学合成样品的光催化活性优于普通搅拌制备的样品。其中BiOCl的紫外光催化活性高于商业TiO2(P25)光催化剂。     

多级结构BiOCl的可控制备及对药物废水的有效降解

以Bi Cl3为原料,二乙二醇(DEG)为介质,尿素为沉淀剂,采用溶剂热法合成了不同尺寸的多级结构BiOCl微纳米材料.通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征.结果表明,沉淀剂用量和溶剂热时间对BiOCl的结晶特性和形貌尺寸有重要影响.控制反应条件制得了粒径大小为1~5μm的BiOCl多级微球.降解药物废水测试结果表明,所制备的催化剂均能有效降解卡马西平(CBZ)和磺胺甲唑(SMZ)溶液,特别是溶剂热时间为30 min,沉淀剂尿素与Bi Cl3的摩尔比为10∶1和15∶1时制得的光催化剂对CBZ和SMZ均表现出最好的光催化活性,且降解率均高于TiO2(P25).     

BiOCl/蒙脱土复合光催化剂的制备及其光催化活性

为优化BiOCl光催化剂的结构,改善其对有机污染物的吸附性能,进而提高光催化反应活性,采用超声辅助化学沉淀法制备了BiOCl/蒙脱土(MMT)复合光催化剂,并考察了MMT质量分数(w(MMT))对复合光催化剂结构及光催化反应活性的影响。 X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等的表征结果表明,所得催化剂呈微球状结构,禁带宽度为3.24 eV。 随着w(MMT)的增加,催化剂的微球状结构逐渐被破坏,但带隙能未发生明显变化。 以8-羟基喹啉为目标物考察了复合催化剂的吸附及光催化反应活性。 结果表明,随着w(MMT)增加,催化剂对8-羟基喹啉的吸附和光催化氧化活性逐渐增加,这可归因于与MMT的复合增大了比表面积并降低了光生载流子复合效率。 当w(MMT)为15%时,催化剂的吸附及光催化性能达到最佳,光照50 min后,8-羟基喹啉的降解率达到85.6%,矿化率达到51.0%。 光生空穴和超氧自由基负离子为主要的氧化活性物种。 复合催化剂还可高效降解邻苯二酚和对氨基苯甲酸。 同时,复合光催化剂表现出较强的化学稳定性,表明其具有较强的实际应用价值,可用于处理含有机酚类污染物的工业废水。     

溶剂极性对微波辐射老化制备前驱体及CuO/ZnO/Al2O3催化剂结构的影响

在制备CuO/ZnO/Al2O3催化剂的老化过程中,采用微波辐射老化技术,着重研究了溶剂极性对前躯体物相组成,烧后CuO/ZnO/Al2O3催化剂结构及其在浆态床合成甲醇工艺中催化性能的影响。通过XRD、DTG、H2-TPR,FTIR、HR-TEM和XPS对前驱体及催化剂表征表明,沉淀母液在微波辐射条件下进行老化,溶剂的极性对前躯体物相组成及催化剂结构影响显著。随着溶剂极性的增大,Zn2+/Cu2+取代Cu2(CO3)(OH)2/Zn5(CO3)2(OH)6中Cu2+/Zn2+的取代反应增强,使得前躯体中(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2(CO3)(OH)2物相的含量增多,结晶度提高,导致烧后CuO/ZnO/Al2O3催化剂中CuO-ZnO协同作用增强,且CuO晶粒减小,表面Cu含量增加,催化剂活性和稳定性提高。水溶剂的极性最大,制备的催化剂活性和稳定性最好,甲醇的时空收率(STY)和平均失活率分别为320 mg.g-1.h-1和0.11%.d-1。     

超声水热法制备高可见光催化活性的BiOCl-Bi12O17Cl2纳米复合材料去除染料和药物废水（英文）

光催化作为一种环境友好型、低能耗的技术,在环境净化等领域倍受关注.传统光催化剂,如TiO2,ZnO,V2O5和WO3等具有较高的光敏性,其价格低廉,自然无毒,常用于光电反应的应用当中.然而,这些催化剂具有较宽的禁带宽度,只能在紫外光下响应.为此,设计一种较窄带隙的高可见光活性的光催化剂具有一定的意义.近年来,氯氧化铋光催化剂受到了越来越多的关注,其在紫外光下具有非常优异的光催化性能.并且,研究者们已成功合成出非化学计量比的氯氧化铋,如Bi3O4Cl(2.60 eV),Bi12O17Cl2(2.10 eV),Bi12O15Cl6(2.86 eV)和Bi24O31Cl10(2.70 eV)等光催化剂.研究表明,较低的Cl/O比可能会减小催化剂的带隙宽度,并提高其光催化性能;其中Bi12O17Cl2的Cl/O比最小,是最有潜力的氯氧化铋光催化剂.然而,Bi12O17Cl2具有较高的光生电子空穴复合率,会极大的减弱其光催化活性.因此,将Bi12O17Cl2与具有高稳定性,结构相似且空穴复合率低的Bi OCl相结合,将会极大提高在可见光下Bi12O17Cl2的光催化活性.本文采用了超声水热法成功制备了具有高可见光催化活性的Bi OCl-Bi12O17Cl2纳米复合材料,用于去除染料和药物废水.扫描电子显微镜和比表面积分析仪的结果表明,纳米复合材料具有良好的分散性,结构为花瓣形状,其平均厚度为20至50 nm,且具有较高的比表面积.紫外-可见漫反射和光致发光光谱分析表明,纳米复合材料具有良好的可见光吸收性能,并且光生电子空穴复合率远低于Bi12O17Cl2.其在可见光下降解罗丹明B(/环丙沙星)的动力学常数分别约为Bi12O17Cl2,BiOCl和P25的8.14(/4.94),64.66(/11.91)和42.63(/36.07)倍.合适的形态,结构和光电性能是此纳米复合光催化剂具有优异光催化性能的原因.此外,该催化剂还显示出较宽的pH适用范围和优异的可重复利用性,有利于实际利用.机理研究表明,降解罗丹明B的主要活性物质是光生空穴和超氧自由基.总之,本文开发了一种绿色、稳定、高效的可见光光催化剂,对BiOCl基的光催化剂的研究作出了一定的贡献.     

La促进CuCo催化剂上合成气转化制低碳醇的研究

利用超声辅助的反相共沉淀法制备了合成气选择转化制低碳醇用CuCo基催化剂。研究稀土La助剂对CuCo基复合氧化物催化剂结构的影响和催化性能的促进作用,借助X射线衍射(XRD)、N₂吸附等温线(BET)和程序升温脱附(CO-TPD)等测试技术对催化剂进行表征,并以CO加氢合成低碳醇为模型反应对其催化性能进行评价。结果表明,La助剂的添加使催化剂晶粒细化,显著加大了比表面积,促进了合成醇活性位的形成,提高了催化剂表面较强吸附CO物种的浓度,从而明显提高催化剂的活性与C_2＋醇选择性,有效调节了低碳混合醇中甲醇的含量。     

具有主导晶面的BiOIO3/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BiOIO₃/{110}BiOCl和BiOIO₃/{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BiOIO₃/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BiOIO₃/BiOCl异质结的光催化活性。结果显示25%BiOIO₃/{110}BiOCl异质结具有最高的光催化效率。BiOIO₃/{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。     

蚕茧状BiOCl的合成及其可见光催化降解RhB性能

以可溶性淀粉为表面活性剂,通过水热法成功合成了蚕茧状BiOCl光催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)和透射电镜(TEM)对所制备催化剂进行表征.以RhB染料为目标污染物,系统考察了加入不同量可溶性淀粉所合成的BiOCl对罗丹明B(RhB)的降解效果.结果表明,加入0.1 g可溶性淀粉所合成的BiOCl展示出最好的光催化性能,60 min即可将RhB降解掉97.3%;自由基抑制实验表明在降解过程中·O_2~-是主要的活性物种;循环实验研究表明,催化剂具有优异的循环稳定性.     

竹炭负载氧空位型BiOI/BiOCl复合光催化剂脱硝机理

以竹炭为载体,采用溶剂热法制备了氧空位(OV)型BiOI/BiOCl光催化剂,考察了温度和光照强度对其催化脱硝性能的影响,采用SEM、XPS、XRD、PL、Uv-vis等表征方法研究了该复合光催化剂上的脱硝机理。结果表明,在氙灯功率500 W、温度30℃时,最佳脱硝效率可达73%。氧空位改性可以增大竹炭的比表面积和孔容,提高其吸附能力,同时使C=O双键和-COO形式的酸性官能团分解为C-O官能团;OV改性还增加了光催化活性位点,减少了电子空穴对复合概率,从而提高了对NO的光催化降解效率。     

反应介质对溶剂热法合成CuS晶体的影响

以氯化铜、硫脲为反应物,通过溶剂热法合成了具有不同形貌的微纳米分级结构CuS晶体,研究了不同反应介质对材料的形貌、晶体结构以及反应产量等的影响。结果表明,以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,可以得到微米级六角花状CuS晶体,以乙二醇或者水/DMF混合物为溶剂,得到的CuS晶体为微米球花状,CuS晶体的产量随着溶剂中水所占比例的增大,呈现先上升后下降的结果,当V_DMF：V_H2O=1：1时得到CuS的最大产量,为理论产量的64.5%。当V_DMF：V_H2O=2：1时得到的CuS晶体具有良好的光催化活性,能够在氙灯模拟的自然光照射2.5 h以内使罗丹明B污染物溶液的脱色率达到96.7%。     

反应介质对溶剂热法合成CuS晶体的影响

以氯化铜、硫脲为反应物,通过溶剂热法合成了具有不同形貌的微纳米分级结构CuS晶体,研究了不同反应介质对材料的形貌、晶体结构以及反应产量等的影响。结果表明,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,可以得到微米级六角花状CuS晶体;以乙二醇或者水/DMF混合物为溶剂,得到的CuS晶体为微米球花状。CuS晶体的产量随着溶剂中水所占比例的增大,呈现先上升后下降的结果,当V_(DMF)∶V_(H_2O)=1∶1时得到CuS的最大产量,为理论产量的64.5%。当V_(DMF)∶V_(H_2O)=2∶1时得到的CuS晶体具有良好的光催化活性,能够在氙灯模拟的自然光照射2.5 h以内使罗丹明B污染物溶液的脱色率达到96.7%。     

An Enzyme‐free H2O2 Sensor Based on Poly(2‐Aminophenylbenzimidazole)/Gold Nanoparticles Coated Pencil Graphite Electrode

A poly(2‐aminophenylbenzimidazole)/gold nanoparticles (P2AB/AuNPs) coated disposable pencil graphite electrode (PGE) was fabricated as an enzyme‐free sensor for the H₂O₂ determination. P2AB/AuNPs and P2AB were successfully synthesized electrochemically on PGE in acetonitrile for the first time. The coatings were characterized by scanning electron microscopy, X‐ray diffraction spectroscopy, Energy‐dispersive X‐ray spectroscopy, Surface‐enhanced Raman spectroscopy, and UV‐Vis spectroscopy. AuNPs interacted with P2AB as carrier enhances the electrocatalytic activity towards reduction of H₂O₂. The analytical performance was evaluated in a 100 mM phosphate buffer solution at pH 6.5 by amperometry. The steady state current vs. H₂O₂ concentration is linear in the range of 0.06 to 100 mM (R²=0.992) with a limit of detection 3.67×10^?5 M at ?0.8 V vs. SCE and no interference is caused by ascorbic acid, dopamine, uric acid, and glucose. The examination for the sensitive determination of H₂O₂ was conducted in commercially available hair oxidant solution. The results demonstrate that P2AB/AuNPs/PGE has potential applications as a sensing material for quantitative determination of H₂O₂.     

Room Temperature Synthesis and Photocatalytic Activity of Magnetically Recoverable Fe3O4/BiOCl Nanocomposite Photocatalysts

Magnetically recoverable Fe₃O₄/BiOCl nanocomposite photocatalysts were fabricated by a simple chemical coprecipitation method at room temperature. The amount of Fe₃O₄ incorporated into BiOCl was varied from 0 to 20 wt%. The as-synthesized samples were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, UV–Vis diffuse reflectance spectroscopy, and vibrating sample magnetometer. The obtained results show that the as-synthesized samples mainly contain both crystalline phases (Fe₃O₄ and BiOCl) and are composed of flower-like nanostructures. Compared to UV light-responsive BiOCl, all the nanocomposite photocatalysts show a strong light absorbance in the range of 250–800 nm, demonstrating that the Fe₃O₄/BiOCl nanocomposites can respond to visible as well as UV light. Moreover, visible light absorbance was increased with the increase in the Fe₃O₄ amount in the composite. The photocatalytic activity of nanocomposite photocatalysts was evaluated by the photodegradation of Rhodamine B (RhB) over the samples under visible light irradiation. The 10 wt% Fe₃O₄/BiOCl nanocomposite photocatalyst shows the highest photocatalytic efficiency among the samples. The Fe₃O₄/BiOCl nanocomposite photocatalyst was stable under visible light irradiation to efficiently degrade RhB molecules after five cycles and could be easily recovered with a magnet after each cycle.     

具有主导晶面的BiOIO3/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BiOIO₃/{110}BiOCl和BiOIO₃/{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BiOIO₃/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 BiOIO₃/BiOCl异质结的光催化活性。结果显示25% BiOIO₃/{110}BiOCl异质结具有最高的光催化效率。BiOIO₃/{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。     

Synthesis and characterization of a reduced heteropoly-tungstovanadate: (NH4)7[VvO4W 10IV V 2IV O36].ca. 22H2O

The compound (NH₄)₇[ V^vO₄W ₁₀ ^VI V ₂ ^VI O₃₆]·ca.22H₂O (1) has been synthesized from an aqueous ammonium acetate buffer (pH 4) containing sodium vanadate, sodium rungstate_and sodium dithionite. Compound (1) crystallizes in a cubic space groupFm — 3, witha = 22.2001(6) ? and Z = 8. The anion [V^vO₄W ₁₀ ^VI V ₂ ^IV O₃₆]^7- is a typical Keggin type structure with V^VO₄ as the central tetrahedron. (1) has further been characterized by elemental analyses, redox titration, IR, EPR, and electronic spectroscopy and room temperature magnetic moment measurement.     

Enhanced performance as a lithium-ion battery cathode of electrodeposited V2O5 thin films by e-beam irradiation

The influence of electron beam irradiation on the electrochemical properties of electrodeposited V₂O₅ thin films was investigated. V₂O₅ thin films were deposited electrochemically onto indium tin oxide-coated glass from an aqueous vanadyl sulfate hydrate (VOSO₄⋅nH₂O) solution using Pt and Ag/AgCl as the counter electrode and reference electrode, respectively. Electrodeposition was performed potentiostatically at 1.7 V vs. Ag/AgCl. Electrodeposited samples were then subjected to a 1-MeV electron beam using an electron beam accelerator at the Korea Atomic Energy Research Institute. For comparison, a control sample was not irradiated with the electron beam. Crystallinity change before and after electron beam irradiation was investigated by X-ray diffraction and the oxidation state of vanadium determined by X-ray photoelectron spectroscopy. Scanning electron microscopy was utilized to examine surface morphology. It was observed that electron beam irradiation altered the oxidation state of vanadium and increased crystallinity. Significant morphological changes of V₂O₅ thin films were also observed with electron beam irradiation. Cyclic voltammetry was employed to evaluate the electrochemical properties of the synthesized V₂O₅ films in terms of their application as electrodes of lithium-ion battery. Compared with the control sample, which was not irradiated with an electron beam, the electron beam-irradiated V₂O₅ specimens showed much higher capacitance.     

溶剂热法制备立方状ITO粉体及其电性能

以乙二醇、乙醇为溶剂通过溶剂热法制备出立方状ITO纳米粉体,研究了反应时间、NaOH浓度对ITO纳米粉体形貌的影响,并讨论了溶剂体积比、NaOH浓度对ITO粉体导电性的影响及机理。结果表明：采用乙二醇与乙醇做溶剂,V_EG：V_EtOH=4：1时,制备出分散性良好的立方状ITO纳米粉体,平均粒径为10.7 nm,且其XRD衍射峰强度比I₄₀₀/I₂₂₂最高为0.380;乙二醇与乙醇做溶剂,V_EG：V_EtOH=4：1,且NaOH浓度为0.275 mol·L^-1时,粉体电导率最高为46.75 mS·cm^-1。