不同沉淀剂下水解法制备BiOCl的光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O为原料,乙二醇(ethylene glycol,EG)为溶剂,采用水解法,在不同沉淀剂(NH3·H2O,Na2CO3和CO(NH2)2)条件下制备了BiOCl光催化剂.使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2物理吸附、紫外可见漫反射(DRS)、光致发光(PL)光谱等手段对所制样品进行了表征.以甲基橙染料为降解物,评价了不同沉淀条件对BiOCl光催化性能的影响.结果表明,不同沉淀条件对BiOCl光催化剂的结晶度、晶粒尺寸、形貌、禁带宽度、光生电子空穴对分离效率有明显的影响,进而影响了其光催化活性.其中以尿素为沉淀剂制得的催化剂BiOCl-3在模拟太阳光下降解甲基橙(MO)实验中显示了良好的光催化效率,光照60 min后对MO的降解效率达97;.BiOCl-3较高的光催化活性是由于其具有较高的结晶度、均匀的片状结构、较窄的带隙(2.9 eV)和较高的光生电子-空穴对分离效率.自由基和空穴捕获实验证明,光生空穴是BiOCl-3光催化反应体系中的主要活性物种.此外,所制备的BiOCl-3光催化剂具有较高的光催化稳定性,重复使用4次后对甲基橙的降解率仍保持在89;以上.     

电化学法合成BiOCl薄膜及其光催化活性研究

以金属Bi板为阳极,石墨为阴极,NaClO为电解液,在室温下用电化学法一步合成了BiOCl薄膜光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(DRS)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对其组成、光学特性和形貌进行表征.以500 W氙灯为光源,磺胺甲恶唑为目标降解物,研究了NaClO用量、电解电流大小、EDTA添加量以及电解溶液初始pH不同制备条件下对所得BiOCl薄膜催化活性的影响.结果表明,合成的BiOCl-0薄膜为组分单一、均匀的片状结构,在模拟太阳光下照射150m in,磺胺甲恶唑的降解率达89.8;,而且该薄膜具有较好的光催化稳定性.     

BiOCl/ZnO异质结型复合光催化剂的水热合成及其光催化性能

以醋酸锌、氯化钠、硝酸铋和氧氧化钠为原料,利用水热法合成了含BiOCl为1wt;、2wt;、4wt;、8wt;和16wt;的异质结型BiOCl/ZnO复合光催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光(PL)谱等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征.以紫外光(254 nm)为光源,酸性橙Ⅱ为光催化反应降解模型,进行光催化活性测试,考察了复合BiOCl对ZnO光催化剂反应活性和稳定性的影响.研究表明,异质结型BiOCl/ZnO复合光催化剂的光催化性能明显优于纯ZnO.当复合BiOCl的含量为4wt;时,光催化活性最佳,为纯ZnO的3.4倍,同时该催化剂在循环使用中具有更好的稳定性.     

无机阳离子对BiOCl光催化降解罗丹明B活性的影响

采用简单的水解法在常温下制备出了BiOCl光催化剂,并对其进行了X-射线衍射(XRD),紫外可见漫反射光谱(D RS),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)表征.考察了6种常见的无机阳离子(Ca2、Mg2、Zn2+、Cu2+、Al3+、Fe3+)对BiOCl光催化降解罗丹明B(RhB)活性的影响,并以Mg2和Fe3+为具体研究对象,探讨了离子浓度对BiOCl光催化活性的影响及其影响机制.结果表明:Cu2和Mg2+抑制了RhB的降解;Ca2+和Zn2+对RhB的降解几乎无影响;而Al3+和Fe3+促进了RhB的降解;Mg2+的抑制作用是因为Mg2+抑制了·O2+的形成,而Fe3+的促进作用来源于RhB的吸附随Fe3+加入而增加,并引起光催化活性的上升.     

BiOCl/AgCl复合材料可见光光催化活性和稳定性研究

采用化学共沉淀法合成BiOCl/AgCl复合催化剂,利用XRD、SEM、XPS、ICP、DRS、EIS等表征对所制备的样品进行了分析,通过在可见光下降解甲基橙(MO)来评价催化剂的催化活性和稳定性,结果表明与纯AgCl相比,BiOCl/AgCl复合催化剂具有较好的光催化活性和稳定性,这是因为BiOCl的复合既能加速电子的转移,提高光生电子-空穴对的分离率,又能够有效地抑制AgCl在光催化反应过程中的溶解.     

BiOCl的制备及其对苯酚的光催化氧化行为研究

以硝酸铋和氯化钾为原料,乙二醇为溶剂制备了BiOCl光催化剂.通过XRD,SEM和DRS对其结构、形貌和光吸收性能进行了表征.结果表明所得BiOCl为纯相四方晶系晶体,呈花球状,且带隙能为3.26 eV.以苯酚为目标物考察了BiOCl的光催化活性.在365 nm单波长光照射600 min后,苯酚的降解率达到了75;,但其矿化率只达到14.8;.这表明苯酚特征衍射峰强度的消失并不表明其被完全矿化.通过质谱分析,对苯酚的光催化反应机理进行了初步探究.     

水热法制备铁酸铋及光催化性能研究

以金属硝酸盐、硝酸、氢氧化钠和去离子水为原料,采用水热合成法来制备铁酸铋.研究了水热温度、pH值、水热反应时间对合成反应的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜、热重分析仪、振动样品磁强计等手段对制备的铁酸铋纳米粉体的相结构、微观形貌进行了表征.结果表明,水热产物和形貌依赖于水热反应条件,通过水热反应条件的调控,制备出平均粒径在300hm左右的BiFeO3纳米颗粒.最后,以甲基橙为目标降解物,研究了BiFeO3纳米颗粒在可见光下的光催化性能.光催化实验显示制备的铁酸铋纳米颗粒在可见光下具有良好的光催化活性.     

晶面可控氯氧铋的制备及光催化性能研究

利用水热法通过调节溶液的pH值制备了[001]晶面和[010]晶面的BiOCl.利用XRD、Raman、DRS及BET等对其结构及性能进行了表征,通过双酚A(BPA)降解及CO2还原实验考察了样品的光催化性能.研究表明,BiOCl[010]面催化剂的BPA降解速率及产生甲酸甲脂(MF)的速率分别是BiOCl [001]面催化剂的1.75倍、1.2倍.BiOCl[010]具有较高光催化活性的原因在于BiOCl[010]具有较大的比表面积和开放的孔道特性.     

Zn基ZnO纳米线的水热合成及其光催化性能

以Zn片为基底和锌源,采用正丁胺-水热体系原位生长Zn基ZnO纳米线薄膜.薄膜的形貌、结构、比表面积及光谱性质采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、比表面仪(BET)、荧光光谱仪(PL)及紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis-DRS)进行分析,薄膜的光催化活性通过紫外光降解甲基橙来评价.结果表明,所生长的Zn基ZnO纳米线薄膜对甲基橙具有良好的光催化活性和循环使用性.水热生长12 h的ZnO样品因长径比大,致密度高,比表面积大,结构中的氧空位浓度高,光催化活性最高.     

三种改性方法对纳米ZnO催化剂粉体的光催化性能的影响

以SnCl4·5H2O、ZnNO3·6H2O、HCl、NaOH、FeCl3·6H2O为原料,采用共沉淀法制备Fe掺杂纳米ZnO、纳米ZnO/SnO2和Fe掺杂纳米ZnO/SnO2三种复合催化剂粉体,以降解甲基橙溶液反应为模型,研究了不同比例的ZnO/SnO2复合、Fe元素掺杂量以及SnO2复合Fe元素掺杂同时作用对纳米ZnO粉体光催化活性的影响,采用X射线衍射(XRD)测试方法对不同量Fe元素掺杂纳米ZnO粉体进行了表征.采用透射电镜对三种改性方法ZnO粉体进行表征.结果表明:随着ZnO/SnO2的物质的量比增加,ZnO/SnO2复合光催化剂的催化活性先增加,然后降低;随着Fe掺杂量的增加,纳米ZnO粉体的光催化活性先增加,然后降低.三种改性方法都能提高纳米ZnO粉体的光催化活性,其中Fe元素掺杂以及SnO2复合改性纳米ZnO粉体的光催化效果最好,物相为ZnO和SnO2,颗粒尺寸为15 ～20 nm,分散性好,比表面积为68.7m2/g.     

多孔碳负载纳米TiO2光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在多孔碳表面负载纳米TiO2光催化剂.探讨了不同浸泡时间、热处理温度和热处理时间对样品光催化性能的影响.采用XRD、SEM和紫外-可见光分光光度测试手段对所制备的材料进行表征,并分析各因素对光催化性能的影响.SEM的分析结果表明TiO2是以颗粒或者层的形式覆盖到多孔碳的孔道结构上的,且负载情况良好;光催化正交优化实验得到了各因素对多孔碳负载TiO2光催化性能影响的主次顺序:浸泡时间＞热处理温度＞热处理时间;优化后的实验工艺方案为:浸泡时间60 min、热处理温度700℃、热处理时间60 min.     

衬底对沉积碳纳米管薄膜的影响

利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,分别在不锈钢衬底上和刻线的镍膜上直接沉积了碳纳米管膜。通过SEM、拉曼光谱和XRD表征,讨论了不同衬底对碳纳米管膜生长的影响。结果表明:在一定条件下,可在镍膜上沉积垂直于衬底的高度取向的碳纳米管,但在不锈钢衬底上却长出取向无序的碳纳米管膜,这说明衬底对碳纳米管的取向生长起着关键作用。