PO43-掺杂Bi2O2CO3/Bi0的制备及其可见光催化性能

构建氧空位以及附着金属单质Bi(Bi⁰)是增强半导体材料光吸收性能、促进半导体光生载流子分离的有效方法。通过简单的共沉淀法及氢气热还原成功制备了PO₄^3-掺杂Bi₂O₂CO₃附着Bi⁰(Bi-P-BOC)的可见光催化剂,并对其在可见光下催化降解氧氟沙星(OFX)的性能及机理进行了研究。材料表征结果表明BOC随着PO₄^3-的均匀掺杂,可见光吸收能力增强,表面缺陷增多,比表面积增大。而随着氢气热还原,BOC表面形成Bi⁰的同时也原位构建了大量的氧空位。可见光催化性能测试表明,Bi-P-BOC可以在180 min内降解约85%的OFX,降解速率为0.013 0 min^-1,是BOC降解速率的8倍。Bi-P-BOC光催化降解机理表明其具有更好的可见光吸收能力,Bi⁰以及氧空位的存在促进了光生载流子的分离,h⁺是其...     

富含光诱导氧空位Bi12O17Br2的制备及其高效光催化固氮性能(英文)

采用一步水热法制备了Bi₁₂O₁₇Br₂光催化剂,其平均微片尺寸为1.2μm,比表面积约为29 m²·g^-1。Bi₁₂O₁₇Br₂的禁带宽度为2.42 eV,能够响应可见光。值得注意的是,在光照条件下Bi₁₂O₁₇Br₂表面能够产生氧空位;光诱导氧空位不仅能促进氮气在催化剂表面的吸附,而且对吸附的氮气分子的活化起到至关重要的作用。实验结果表明在可见光照射下,Bi₁₂O₁₇Br₂光催化剂上的氨生成速率为337.6μmol·g^-1·h^-1。在可见光的驱动下,Bi₁₂O₁₇Br₂光催化剂能够实现氮气与水反应生成氨的过程。     

Bi2Ti2O7薄膜的自组装法制备及表征

以Bi(NO3)3·5H2O和Ti(OC4H9)4为原料,采用自组装单层膜技术,在负载有功能化三氯十八烷基硅烷(octadecyl-trichloro-silane,OTS)的FTO基板上制备了Bi2Ti2O7薄膜。基板表面的亲水性测试表明,紫外照射使OTS自组装单层膜表面由疏水转变为亲水,实现功能化。借助X射线衍射(XRD)、X射线能量色散谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析分别对Bi2Ti2O7薄膜的组成、结构和微观形貌进行了表征。结果表明,沉积溶液浓度为0.02 mol·L-1时,所得Bi2Ti2O7薄膜均匀致密。560℃热处理1 h、厚度为0.4μm的Bi2Ti2O7薄膜在100 kHz的介电常数为153,介电损耗为0.089。     

模板法制备多孔Bi0.5La0.5VO4固溶体光催化还原CO2(英文)

光催化还原CO₂为有价值的化学品为缓解温室效应提供了理想的途径。本工作中,采用纳米球形SiO₂模板剂抑制光催化剂颗粒的生长从而合成高比表面积的多孔Bi_0.5La_0.5VO₄(BLV)固溶体光催化材料。得益于纳米SiO₂的限域效应,硬模板法制备的固溶体的粒径明显小于固相法制备的体相固溶体。N₂吸脱附测试结果显示950℃焙烧下制备的多孔BLV的比表面积为固相法的11.9倍。光催化CO₂还原活性评价表明多孔BLV-950固溶体的CO析出速率达0.58μmol?g^-1?h^-1,是体相BLV的3.9倍。这归因于多孔BLV较体相具有更高的载流子分离效率和更低的CO₂还原界面阻力。     

电沉积Bi2Te3基薄膜的电化学阻抗谱研究

以不锈钢为基底,利用电化学沉积方法制备Bi2Te3基薄膜材料,并采用X射线衍射技术、电子探针微观分析等方法对薄膜进行结构和成分表征,通过电化学阻抗谱技术对不锈钢表面Bi2Te3的电化学沉积机理进行了初步探讨.结果表明Bi-Te和Bi-Te-Se体系具有相似的电化学沉积机理,即Bi3+和2HTeO+或H2SeO3首先被还原为Bi单质和Te或Se单质,然后Bi单质与Te或Se单质反应生成Bi2Te3基化合物,而Bi-Sb-Te体系中,2HTeO+首先被还原为Te单质,生成的Te再与Bi3+和Sb(III)反应生成Bi2Te3基化合物,三种体系的沉积都受电化学极化控制.     

Bi2Ti2O7/TiO2复合纤维：原位水热合成及光催化性能

采用静电纺丝技术制备的TiO2纤维作为模板和反应物,通过原位水热合成了具有异质结构的Bi2Ti2O7/TiO2复合纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等分析测试手段对样品的结构和形貌进行表征。以罗丹明B为模拟有机污染物进行光催化降解实验。结果表明:花状Bi2Ti2O7纳米结构均匀地生长在TiO2纤维上,制备了Bi2Ti2O7与TiO2相复合的光催化材料,其光谱响应范围拓宽至可见光区,与纯TiO2纤维相比可见光催化活性显著提高,且易于分离、回收和循环使用。初步探讨了Bi2Ti2O7/TiO2异质结的生长机制和光催化活性提高机理。     

Cu2+掺杂的Bi2O3的制备及光催化性能的研究

本文采用并流沉淀法制备了Cu2+掺杂的纳米Bi2O3光催化剂(Cu/Bi原子比分别为1%,2%,3%和4%)。以甲基橙模拟有机污染物对催化剂的光催化性能进行了考察。用比表面(BET)、X-射线粉末衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射光谱(DRS)和表面光电压谱(SPS)对所制备的催化剂进行了表征。结果表明,Cu2+掺杂量为3%时制备的Bi2O3具有最高的比表面积、孔容、最小孔径和晶粒尺寸。对甲基橙的光催化脱色结果显示掺杂量为3%时Cu2+-Bi2O3表现出最佳的光催化活性。     

四角星形BiVO4/Bi2O3催化剂的制备及性能

采用水热法合成具有四角星形貌的钒酸铋,再将钒酸铋浸渍在碱溶液里二次水热,制备出BiVO_4/Bi_2O_3催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等方法对样品进行表征。可见光下,BiVO_4/Bi_2O_3复合物的光催化降解罗丹明B性能及光电流响应均优于纯BiVO_4。这是由于BiVO_4/Bi_2O_3复合材料形成了异质结构,有效抑制了光生电子与空穴的复合效率。     

Ag/Ag2MoO4/Bi2MoO6复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热、化学沉积和原位光还原的方法成功制备了新型Ag/Ag₂MoO₄/Bi₂MoO₆三元复合光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术对材料的组成、形貌、光吸收特性和光电化学性能等进行系统分析。以四环素为目标污染物,研究Ag/Ag₂MoO₄/Bi₂MoO₆在可见光下的光催化性能。研究结果表明,相比于纯Ag₂MoO₄和Bi₂MoO₆,Ag的表面等离子体共振(SPR)效应显著拓宽了催化体系对可见光的吸收能力及响应范围。当Ag₂MoO₄理论负载量(质量分数)为24.6%时,Ag/Ag₂MoO₄/Bi₂MoO₆复合材料在20 min内可将四环素完全降解,且5次循环使用后仍保持较高的催化活性,表现出良好的循环稳定性。     

粉煤灰漂珠负载Bi2WO6复合材料的制备及光催化性能研究

以工业固体废弃物粉煤灰漂珠(fly ash cenospheres,FACs)为载体,采用水热法制备了新颖的漂珠负载Bi2WO6复合材料(Bi2WO6/FACs),通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X-射线光电子能谱(XPS),和紫外-可见漫反射光谱(DRS)技术对其进行了表征。XRD数据显示了正交相Bi2WO6的特征衍射峰。DRS结果证实了引入FACs后Bi2WO6对可见光的吸收增强。在可见光的照射下,以亚甲基蓝溶液的光催化降解评价了Bi2WO6/FACs复合材料的光催化性能。结果表明:Bi2WO6/FACs的光催化性能优于纯Bi2WO6的,其一级反应速率常数(k)为后者的2.4倍。尤其是由于漂珠质轻中空的特性,Bi2WO6/FACS复合光催化剂可长时间漂浮于水面,既能充分吸收光能,又有利于催化剂的回收和重复利用。     

Optical Switching in VO2 Thin Films

Vanadium dioxide thin films have been deposited from vanadium alkoxides VO(OR)3. An amorphous film is formed that transforms into crystalline VO2 upon heating at 500°C under a reducing atmosphere. Optically transparent VO2 thin films are then obtained that exhibit both electrical and optical switching around 70°C. The switching temperature together with the shape of the hysteresis loop can be modified by doping VO2 films with foreign cations. Doped MxVO2 (M = W6+, Nb5+, Ti4+, Cr3+ or Al3+) thin films have been prepared under the same conditions by mixing the vanadium alkoxide and a metal salt in an alcoholic solution. The switching temperature decreases when the film is doped with high-valent cations (W6+) and increases with low-valent cations (Al3+, Cr3+). The transition temperature first decreases and then increases when TiIV is added to the VO2 film while the width of the hysteresis loop is significantly reduced.     

聚合物熔体膜在基体表面的润湿和铺展行为

聚合物熔体膜在基体表面上的润湿和铺展行为受铺展系数和Hamaker常数影响。对于不能在基体表面上铺展的聚合物膜,当处于其玻璃化温度以上时,聚合物熔体膜将破裂,出现非连续区域。随着体系处于聚合物玻璃化温度以上时间的延长,非连续部分尺寸不断增长,增长速率与表面张力、聚合物粘度、聚合物液滴在基体表面的平衡接触角等因素有关,平衡后聚合物以液滴的形式在基体表面稳定存在。将带功能端基聚合物加入不能在基体表面上铺展的聚合物中,通过修饰聚合物与基体界面或改变聚合物熔体膜的表面张力,可以使原来不能在基体表面铺展的聚合物保持稳定。本文综述了聚合物熔体膜的铺展和润湿动力学研究进展,并归纳了使聚合物熔体膜稳定的方法。     

蒽醌类染料的合成及其薄膜性能

合成了两种带不同取代基的蒽醌类衍生物．用扫描量热法测定了它们的晶化温度，用６３２．８ｎｍ处非晶态和晶态的反射率计算这两种化合物的反衬度分别为２０％和６０％，并用扫描电子显微镜观察了相变前后晶粒的变化．     

化学溶液分解法制备(Bi0.9Nd0.1)2Ti2O7薄膜

采用化学溶液分解法（CSD）在p—Si（111）衬底上制备了（Bi0.9Nd0.1）2Ti2o7薄膜。用X射线衍射技术分析了薄膜的结构和结晶性，结果显示，在600℃退火10min得到了结晶性较好、表面致密的多晶薄膜；用原子力显微镜描述了薄膜的表面形貌，与在XRD中观察到的择优取向是一致的；同时还研究了薄膜的电学性能。结果表明，在0～6V范围内，薄膜的漏电流小于1．53×10^10A；在室温100kHz下，其介电常数为166，介电损耗因子为0．227，显示出薄膜具有较好的绝缘性和介电性能。     

玻璃和石英基体上沉积的TiO2薄膜的光催化性能

采用直流磁控反应溅射法,在玻璃和石英基体上制备了TiO2薄膜.在氧气流速超过阈值的条件下溅射,能够得到均匀透明的TiO2薄膜.在玻璃和石英基体上制备的薄膜都由均匀的锐钛矿型氧化钛晶粒组成,在晶粒中间分布着微小的孔隙.尽管在整个光谱区域内石英基体的透射率都比玻璃基体高,但在两种基体上制备的TiO2薄膜的光谱吸收边沿基本相同.薄膜中的Ti都以Ti4 形式存在.两种TiO2薄膜光催化降解甲基橙的能力相差不大.     

Electron Probe Microanalysis of HfO2 Thin Films on Conductive and Insulating Substrates

Quantitative electron probe microanalysis of highly insulating materials is a complicated problem, partially solved by coating samples with grounded thin conductive layers or using novel scanning electron microscopy (SEM) techniques, such as low-voltage and/or variable pressure SEM. In this work, some problems of quantitative X-ray microanalysis of thin HfO₂ films, in particular the possibility to determine mass thickness correlated to the density of the layer material, are discussed. For comparison, Al₂O₃, Ta₂O₅ and TiO₂ films grown onto both semiconductive Si and insulating quartz substrates were also analysed. All the films studied were synthesized by atomic layer deposition method.     

Synthesis of Bi2O3 and Bi4(SiO4)3 Thin Films by the Sol-Gel Method

Bi2O3 thin films were prepared by dipping silica slides in ethanolic solutions of tris(2,2-6,6-tetramethylheptane-3, 5-dionato)bismuth(III) [Bi(dpm)3] [1] and heating in air at temperatures 500°C. Bi4(SiO4)3 homogeneous thin films were obtained from the reaction of the bismuth oxide coating with the silica glass substrate at temperatures higher than 700°C. For heat treatments at temperatures between 600°C and 700°C, Bi2SiO5 coatings were obtained. The composition and microstructure evolution of the films were determined by Secondary Ion-Mass Spectrometry (SIMS), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Glancing Angle X-Ray Diffraction (GA-XRD). The synthesis procedure was reproducible and allowed the control of the Bi2O3 phase composition. Moreover, the thin film annealing parameters were correlated with the formation of bismuth silicates, among which Bi4(SiO4)3 (BSO) is very appealing for the production of fast light-output scintillators [2].     

氧化铁薄膜的水热合成及其光电转换性能

通过水热方法在掺杂氟的SnO2(FTO)导电玻璃上制备了不同形貌的氧化铁薄膜。利用无机铁盐浸渍法在FTO玻璃上进行氧化铁晶种的预处理使得所制备的氧化铁薄膜更致密且均一。研究了表面活性剂对氧化铁晶体形貌的影响。使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和三嵌段聚合物P123做为形貌导向剂分别得到棒状和四方体形貌的氧化铁薄膜。氧化铁薄膜可调的形貌可能是由于表面活性剂和铁氧团簇的组装或者某些晶面吸附了阴离子而改变了生长速率引起的。同时,研究了其光电性能,具有四面体形貌的氧化铁薄膜可以产生较大的光电流,这是由于其缩短了光生空穴的扩散距离。     

不同基材上TiO2膜的表征和光催化活性评价

 采用溶胶-凝胶法在平行条件下制备了负载于钛、铝、不锈钢和玻璃等不同基材上的TiO2浸渍提拉膜,利用原子力显微镜、俄歇电子能谱、X射线衍射、漫反射紫外-可见光谱和苯甲酰胺光催化降解等手段对TiO2膜进行了表征和催化活性评价. 实验结果表明,基材的种类对TiO2膜的性能有较大影响,各膜样品虽均为锐钛矿晶型,但表面形貌显著不同. TiO2/Ti, TiO2/steel, TiO2/Al和TiO2/glass上TiO2的平均粒径分别是152, 205, 241和477 nm,且前两者的粒径分布较为集中. TiO2/Ti和TiO2/Al样品表面仅有Ti和O元素存在,而TiO2/steel和TiO2/glass表面则分别检测到有Fe和Na,Ca及Si等基材元素渗出. 各膜样品对苯甲酰胺光催化降解的活性次序是:TiO2/Ti＞TiO2/Al＞TiO2/glass＞TiO2/steel. 根据实验结果可以推测,在焙烧阶段各基材上前驱体膜烧结行为的不同以及基材元素的渗出是造成不同基材上的TiO2膜在表面形貌、化学组成、光吸收性能以及光催化活性方面存在明显差异的主要原因.