异质型BiOI/NaBiO_3光催化剂的合成及其光催化性能

根据表面化学蚀刻原理采用加热冷凝回流的方法制备了一系列组成的异质结构BiOI/NaBiO3光催化剂。利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等技术对其晶相结构、微观形貌和光吸收性能进行了表征。光催化实验表明,BiOI/NaBiO3在可见光下可以有效降解罗丹明B(RhB),当BiOI与NaBiO3的物质的量分数为一定值时,异质结构的光催化剂明显优于单一组分的光催化活性。通过加入不同的牺牲剂及荧光实验结果推测了该异质结构材料的光催化机理,并且分析了其光生载流子的传输方向及光催化过程的活性物种。研究表明,BiOI/NaBiO3的催化活性增强主要归结为两者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分离,同时光生空穴h+在光催化降解过程中是主要的活性物种。     

可见光响应的碳修饰纳米棒状p型CaFe_2O_4半导体光催化降解有机污染物（英文）

制备了C/CaFe_2O_4纳米棒复合材料,并考察了其光催化性能,同时深入研究了C修饰对CaFe_2O_4活性的影响.研究发现,复合材料的光催化降解活性与C和CaFe_2O_4的质量比密切相关.其最佳的碳含量为58 wt%,所得复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)的降解速率常数达到0.0058 min~(-1),是铁酸钙的4.8倍.进一步研究表明,C修饰在CaFe_2O_4表面显著提高了样品对亚甲基蓝染料的吸附性能.吸附等温线结果发现,MB以单分子层形式吸附于CaFe_2O_4表面.总体而言,C覆盖在CaFe_2O_4表面可以使光生电子和空穴更有效的分离和传输,可以显著提高催化剂对MB的吸附性能,还可以增强样品对光的吸收能力,因而催化剂光催化降解MB性能增加.表征结果表明,复合光催化剂表面含有大量羧基和羟基基团,导致光催化剂表面带负电荷,从而有利于阳离子的MB的静电吸附.为了进一步验证该吸附机理,我们选择了另外两种染料分子,阳离子的罗丹明B和阴离子的甲基橙.结果显示,该光催化剂对罗丹明B同样具有较强的吸附能力和较好的光催化降解活性,但对甲基橙几乎没有吸附和光催化性能.这充分说明亚甲基蓝染料通过静电相互作用的形式吸附于催化剂表面,较好的吸附性能进一步促进了光催化剂的降解活性.为了讨论光催化机理,向反应体系中加入不同的捕获剂来研究光催化反应过程中产生的活性物种.研究显示,羟基自由基在光催化降解亚甲基蓝的反应中几乎没有作用,光生空穴发挥了次要作用,而超氧自由基在整个反应中发挥了主导作用.因此,光催化降解的机理如下:CaFe_2O_4在可见光激发下产生光生电子和空穴,电子快速转移到C材料的表面并与空气中的氧气反应生成超氧自由基,后者再与吸附在光催化剂表面的染料分子反应产生低毒或无毒的降解产物.此外,CaFe_2O_4价带上产生的空穴也可以直接将染料分子氧化成小分子产物     

可见光响应的碳修饰纳米棒状p型CaFe2O4半导体光催化降解有机污染物

制备了C/CaFe2O4纳米棒复合材料,并考察了其光催化性能,同时深入研究了C修饰对CaFe2O4活性的影响.研究发现,复合材料的光催化降解活性与C和CaFe2O4的质量比密切相关.其最佳的碳含量为58 wt%,所得复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)的降解速率常数达到0.0058 min-1,是铁酸钙的4.8倍.进一步研究表明,C修饰在CaFe2O4表面显著提高了样品对亚甲基蓝染料的吸附性能.吸附等温线结果发现,MB以单分子层形式吸附于CaFe2O4表面.总体而言,C覆盖在CaFe2O4表面可以使光生电子和空穴更有效的分离和传输,可以显著提高催化剂对MB的吸附性能,还可以增强样品对光的吸收能力,因而催化剂光催化降解MB性能增加.表征结果表明,复合光催化剂表面含有大量羧基和羟基基团,导致光催化剂表面带负电荷,从而有利于阳离子的MB的静电吸附.为了进一步验证该吸附机理,我们选择了另外两种染料分子,阳离子的罗丹明B和阴离子的甲基橙.结果显示,该光催化剂对罗丹明B同样具有较强的吸附能力和较好的光催化降解活性,但对甲基橙几乎没有吸附和光催化性能.这充分说明亚甲基蓝染料通过静电相互作用的形式吸附于催化剂表面,较好的吸附性能进一步促进了光催化剂的降解活性.为了讨论光催化机理,向反应体系中加入不同的捕获剂来研究光催化反应过程中产生的活性物种.研究显示,羟基自由基在光催化降解亚甲基蓝的反应中几乎没有作用,光生空穴发挥了次要作用,而超氧自由基在整个反应中发挥了主导作用.因此,光催化降解的机理如下:CaFe2O4在可见光激发下产生光生电子和空穴,电子快速转移到C材料的表面并与空气中的氧气反应生成超氧自由基,后者再与吸附在光催化剂表面的染料分子反应产生低毒或无毒的降解产物.此外,CaFe2O4价带上产生的空穴也可以直接将染料分子氧化成小分子产物.     

异质型BiOI/NaBiO3光催化剂的合成及其光催化性能

根据表面化学蚀刻原理采用加热冷凝回流的方法制备了一系列组成的异质结构BiOI/NaBiO₃光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等技术对其晶相结构、微观形貌和光吸收性能进行了表征.光催化实验表明,BiOI/NaBiO₃在可见光下可以有效降解罗丹明B(RhB),当BiOI与NaBiO₃的物质的量分数为一定值时,异质结构的光催化剂明显优于单一组分的光催化活性.通过加入不同的牺牲剂及荧光实验结果推测了该异质结构材料的光催化机理,并且分析了其光生载流子的传输方向及光催化过程的活性物种.研究表明,BiOI/NaBiO₃的催化活性增强主要归结为两者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分离,同时光生空穴h⁺在光催化降解过程中是主要的活性物种.     

ZnO/BiOI微球的合成及其光催化性能（英文）

通过一步溶剂热法合成ZnO/BiOI纳米复合材料,在Bi(NO3)3·6H2O、KI、ZnO和乙二醇(EG)溶剂中,制备出的样品尺寸和形貌采用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、N_2吸附-脱附等,对实验所得产物的组成、结构及光学性质等进行表征。以染料罗丹明B(Rh B)水溶液和气态乙醛作为降解对象,采用BiOI、ZnO/BiOI和ZnO微纳材料作为光催化剂,通过对BiOI、ZnO/BiOI和ZnO微纳材料在可见光下光催化降解染料罗丹明B(Rh B)水溶液和气态乙醛,结果表明多孔微纳材料的ZnO/BiOI具有更高的降解效率,实验表明多孔微纳材料的ZnO/BiOI具有更高的氧空位浓度,因此使其催化活性增强,讨论了其可能的催化活性机理。     

F掺杂制备具有高暴露(001)晶面的BiOCl纳米片及其光催化性能

采用溶剂热-煅烧法,通过F掺杂合成了一系列具有高暴露(001)晶面的BiOCl纳米片。应用X射线衍射、N_2物理吸附、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱、红外光谱和光电流响应等物理化学方法对合成的样品进行了表征分析。结果表明,掺杂适量的F可以促进BiOCl(110)优势晶面的生长,形成高暴露(001)晶面,同时可抑制BiOCl晶粒的长大,并增大BiOCl纳米片的比表面积和提高其表面羟基的数量。在模拟太阳光下,光催化降解偶氮染料罗丹明B结果表明,F掺杂能显著提高BiOCl对罗丹明B的光催化降解活性。其中F_(1.0)-BiOCl对罗丹明B的降解速率是BiOCl的2.67倍。此外,F_(1.0)-BiOCl对酸性橙Ⅱ的光催化降解活性是商业光催化剂P25(TiO_2)的1.24倍。F掺杂引起光催化活性大幅提升的主要原因是,高暴露(001)晶面的生成提升了BiOCl纳米片对染料的吸附性能,同时加快了光生e~-和h~+分离。     

BiOBr/BiOI复合体的制备及可见光催化性能

以硝酸铋、碘化钾、溴化钠和聚乙二醇-400为主要原料,利用水热法制备出具有较小粒径的BiOBr/BiOI复合体,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(DRS)等测试手段对样品的形貌、物相组成进行了表征。以罗丹明B为模拟污染物,研究了可见光下所制备样品的光催化性能。结果表明:BiOBr/BiOI复合体的光催化性能高于单一的BiOBr和BiOI,光照80 min后罗丹明B的降解效率可达95.6%。     

高效Ag@AgBr等离子体光催化剂的制备及可见光活性研究

采用水热法和光致还原法制备了具有等离子体共振效应的Ag@AgBr可见光催化剂,利用XRD,SEM,EDX,DRS和XPS等手段对产物的结构和性能进行表征,并研究了催化剂在可见光下对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能,考察了催化剂的循环使用及捕获剂对Ag@AgBr光催化性能的影响.结果表明:贵金属Ag纳米粒子的表面等离子体共振效应可显著增强Ag@AgBr对可见光的吸收;催化剂对罗丹明B具有较高的可见光降解活性和稳定性,在可见光下照射90 min,对罗丹明B的降解率达95%以上,光催化剂循环使用5次仍具有良好的光催化降解活性;淬灭实验表明在Ag@AgBr降解罗丹明B过程中,吸附在催化剂表面的h+、·OH、O2·-是主要的活性物种.     

Ｂｉ（ Ｎｂ） ＯＣｌ 光 催 化 剂 的 制 备 及 其 可 见 光 降 解罗 丹 明 Ｂ 溶 液 的 性 能

半导体光催化剂作为环境净化材料,具有稳定性好、光效率高、无二次污染等特点,具有广泛的应用前景.过去的研究大都集中在以TiO2为基础的光催化剂上.本文制备了具有层状结构的Bi基氧氯化物Bi(Nb)OCl光催化剂,用XRD、BET和UV-VIS吸收对样品进行了晶相、孔结构和光吸收性能表征,用罗丹明B的降解表征了材料的光催化活性.结果表明,BiOCl和Bi4NbO8Cl均具有可见光光催化降解活性,但两者的反应机理不同,Bi4NbO8Cl是光催化机制,BiOCl是染料光敏化机制.     

TiO2-石墨烯光催化剂：制备及引入石墨烯的方法对光催化性能的影响

利用溶胶-凝胶法原位制备了二氧化钛/石墨烯(TiO2-GE)复合光催化剂,研究了纯TiO2以及不同方法制备的TiO2-GE复合光催化剂对亚甲基蓝及罗丹明B光催化降解性能。结果表明:石墨烯的引入提高了TiO2的光催活性,这主要是得益于石墨烯优异的电子传输性能及较好吸附特性。不同方法制备TiO2-GE复合催化剂的光催化活性也存在较大差别。原位制备的TiO2-GE复合光催化剂表现出最佳的光催化活性。     

Oxygen vacancy promoting adsorption property of BiOI microspheres modified with SDS

8% SDS-BiOI microspheres possessed the homogeneous morphology, larger specific surface area and more oxygen vacancies compared with the pure BiOI, and the 8% SDS-BiOI showed the higher adsorption performance of different dyes relative to the pure BiOI sample.     

New photocatalyst BiOCl/BiOI composites with highly enhanced visible light photocatalytic performances

BiOCl/BiOI composites with a visible light response were prepared by a simple hydrothermal method. Even though both single BiOCl and BiOI show low photocatalytic activity, BiOCl/BiOI composites provide enhanced efficiency in decomposing organic compounds including Methyl Orange (MO) and Rhodamine B (RhB). Furthermore, the 20%BiOCl/BiOI composite shows the highest efficiency for decomposing MO, while the highest performance is observed for the degradation of RhB over 70%BiOCl/BiOI composite. A possible photocatalytic mechanism has been proposed based on the relative experiments and the band positions of BiOCl and BiOI.     

Change of adsorption modes of dyes on fluorinated TiO2 and its effect on photocatalytic degradation of dyes under visible irradiation

Surface-fluorinated TiO2 (F-TiO2) particles were prepared via the HF etching method. The surface characteristics of fluorinated TiO2, the adsorption modes of dyes, and the reaction pathways for the photocatalytic degradation of dye pollutants under visible light irradiation were investigated. It was found that, in the treatment of TiO2 by HF etching, F(-) not only displaces surface HO(-) but also substitutes some surface lattice oxygen. Using zwitterionic Rhodamine B (RhB) dye as a model, the change of the adsorption mode of RhB on F-TiO2 relative to that on pure TiO2 was validated by adsorption isotherms, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and IR techniques for the first time. RhB preferentially anchors on pure TiO2 through the carboxylic (-COOH) group, while its adsorption group is switched to the cationic moiety (-NEt 2 group) on F-TiO2. Both the photocatalytic degradation kinetics and mechanisms were drastically changed after surface fluorination. Dyes with positively charged nitrogen-alkyl groups such as methylene blue (MB), malachite green (MG), Rhodamine 6G (Rh6G), and RhB all underwent a rapid N-dealkylation process on F-TiO2, while on pure TiO2 direct cleavage of dye chromophore ring structures predominated. The relationship between surface fluorination and the degradation rate/pathway of dyes under visible irradiation was also discussed in terms of the effect of fluorination on the surface adsorption of dyes and on the energy band structure of TiO2.     

Heterostructural BiOI/TiO2 composite with highly enhanced visible light photocatalytic performance

Binary BiOI/TiO₂ hybrid material was synthesized via a sol-gel method combined with chemical etching. The as-prepared powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS), photoluminescence spectra (PLS) and photocurrent response tests. Under visible light (λ > 420 nm), BiOI/TiO₂ degraded methyl orange (MO) efficiently and displayed much higher photocatalytic activity than that of pure BiOI. Moreover, BiOI/TiO₂ can effectively promote photooxidation of other organic dyes like rhodamine B (RhB), crystal violet (CV) and methylene blue (MB). In addition, the quenching effects of different scavengers proved that reactive O ₂ ^? and h⁺ played the major role in the MO degradation. The photocatalytic activity enhancement of BiOI/TiO₂ is closely related to the strong absorption in the visible region, and the efficient charge separation derived from the matching band potentials between BiOI and TiO₂, as well as the low recombination rate of the electron-hole pairs due to the heterojunction formed between BiOI and TiO₂.     

Sunlight-Active BiOI Photocatalyst as an Efficient Adsorbent for the Removal of Organic Dyes and Antibiotics from Aqueous Solutions

A bismuth oxyiodide (BiOI) photocatalyst with excellent sunlight-driven performance was synthesized by a solvothermal route without the addition of surfactants or capping agents. The prepared photocatalyst exhibited a tetragonal phase with an energy band gap of 2.15 eV. The efficiency of the photocatalyst was elucidated by monitoring the photodegradation of organic dyes and antibiotics. The BiOI photocatalyst provided a 95% removal of norfloxacin (NOR) antibiotics under visible light illumination. Interestingly, the complete removal of Rhodamine B (RhB) dye was achieved after 80 min of natural sunlight irradiation. The photodegradation reaction followed the first-order reaction. Both photo-generated holes and electrons play vital roles in the photodegradation of the pollutant. The BiOI photocatalyst remains stable and still shows a high efficiency even after the fifth run. This confirms the great cycling ability and high structural stability of the photocatalyst. The prepared BiOI catalyst, with a high surface area of 118 m² g⁻¹, can act as an excellent adsorbent as well. The synergistic effect based on both adsorption and photocatalysis is a key factor in achieving a very high removal efficiency. The photoactivity under sunlight is higher than that observed under visible light, supporting the practical use of the BiOI photocatalyst for the removal of organic pollutants in wastewater through the utilization of abundant solar energy.     

Mn(II)-Fe(II)-MCF的制备及催化性能

以改性玉米苞叶纤维为载体(MCF),负载Mn(II)和Fe(II)制备了Mn(II)-Fe(II)-MCF复合材料,催化H₂O₂氧化水中染料。通过傅立叶变换红外/近红外成像系统和扫描电子显微镜对其结构和形貌进行表征。实验结果表明:当染料浓度为10 mg·L^-1,Mn(II)-Fe(II)-MCF用量为4 g·L^-1,H₂O₂初始浓度为1.56 mmol·L^-1,Mn(II)-Fe(II)-MCF对四种染料的催化效率明显不同。阳离子蓝X-GRRL(CBX-GRRL)降解效果最好,其次是甲基橙(MO)、次甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)。对染料的氧化反应进行动力学分析,MO的降解反应为二级反应,CBX-GRRL、MB和RhB的降解反应均为一级反应。Mn(II)-Fe(II)-MCF适合催化氧化偶氮染料废水。     

新型BiOI/g-C3N4纳米片复合光催化剂的制备及其可见光催化活性增强

近年来, 石墨型氮化碳(g-C3N4)作为一种n型半导体光催化剂材料, 由于具有较好的热稳定性和化学稳定性, 同时具有可调的带隙结构和优异的表面性质而备受人们关注. 然而, 传统的g-C3N4块体材料存在比表面积小、光响应范围窄和光生载流子易复合等缺陷, 制约着其光催化活性的进一步提高. 因此, 人们开发了多种技术对块体状g-C3N4材料进行改性,其中构建基于g-C3N4纳米薄片的异质结复合光催化材料被认为是强化g-C3N4载流子分离效率, 进而提高其可见光催化活性的重要手段. BiOI作为一种窄带隙的p型半导体光催化剂, 具有强的可见光吸收能力和较高的光催化活性, 同时它与g-C3N4纳米薄片具有能级匹配的带隙结构. 因此, 基于以上两种半导体材料的特性, 构建新型的BiOI/g-C3N4纳米片复合光催化剂材料不仅能够有效提高g-C3N4的可见光利用率, 而且还可以在n型g-C3N4和p型BiOI界面间形成内建电场, 极大促进光生电子-空穴对的分离与迁移效率.为此, 本文通过简单的一步溶剂热法在g-C3N4纳米薄片表面原位生长BiOI纳米片材料, 成功制备了新型的BiOI/g-C3N4纳米片复合光催化剂. 利用X射线衍射仪(XRD), 场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱和瞬态光电流响应谱对所合成复合光催化剂的晶体结构、微观形貌、光吸收性能和电荷分离性能进行了表征测试. XRD, SEM和TEM结果显示, 结晶完好的BiOI呈小片状均匀分散在g-C3N4纳米薄片表面; 紫外漫反射光谱表明, 纳米片复合材料的吸光性能较g-C3N4薄片有显著提升; 瞬态光电流测试证明, 复合材料较单一材料有更好的电荷分离与迁移性能.在可见光催化降解RhB的测试中, BiOI/g-C3N4纳米片复合光催化剂显示出了优异的催化活性和稳定性, 其光降解活性分别为纯BiOI和g-C3N4的34.89和1.72倍; 自由基捕获实验发现, 反应过程中的主要活性物种为超氧自由基(·O2-), 即光生电子主导整个降解反应的发生. 由此可见, 强的可见光吸收能力和g-C3N4与BiOI界面处形成的内建电场协同促进了g-C3N4纳米薄片的电荷分离, 进而显著提高了该复合材料的可见光催化降解活性. 此外, 本文初步验证了在BiOI/g-C3N4纳米片复合光催化体系内光生电荷是依据"双向转移"机制进行分离和迁移的, 而非"Z型转移"机制.     

ZnO/BiOI微球的合成及其光催化性能

通过一步溶剂热法合成ZnO/BiOI纳米复合材料,在Bi（NO₃）₃·6H₂O、KI、ZnO和乙二醇（EG）溶剂中,制备出的样品尺寸和形貌采用X射线粉末衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、紫外-可见漫反射光谱（DRS）、X射线光电子能谱（XPS）、N₂吸附-脱附等,对实验所得产物的组成、结构及光学性质等进行表征。以染料罗丹明B（RhB）水溶液和气态乙醛作为降解对象,采用BiOI、ZnO/BiOI和ZnO微纳材料作为光催化剂,通过对BiOI、ZnO/BiOI和ZnO微纳材料在可见光下光催化降解染料罗丹明B（RhB）水溶液和气态乙醛,结果表明多孔微纳材料的ZnO/BiOI具有更高的降解效率,实验表明多孔微纳材料的ZnO/BiOI具有更高的氧空位浓度,因此使其催化活性增强,讨论了其可能的催化活性机理。