纳米Bi2MoO6的水热法制备及光催化性能研究

为进一步提升钼酸铋的可见光催化活性,以Bi(NO3)3·5H2O和Na2 MoO4·2H2O为原料,加入不同表面活性剂辅助水热法制备了纳米级钼酸铋.研究了表面活性剂种类对Bi2 MoO6形貌结构的影响,采用XRD、SEM和FTIR对产物进行了表征.结果表明:在水热合成条件下引入CTAB作为表面活性剂时,合成的纳米片厚度仅为10～20 nm.这种钼酸铋纳米片比普通钼酸铋纳米粉体具有更优的光催化活性,可见光照射180 rmin后对目标污染物亚甲基蓝的降解率可达81;,可见光催化效率提升2～4倍.     

液相自组装法制备铁酸铋薄膜的研究

采用液相自组装法成功制备出铁酸铋(BiFeO3)薄膜,并采用XRD、SEM和VSM等测试方法对BiFeO3薄膜进行了表征.研究了功能化的自组装单分子层(SAMs)表面对BiFeO3薄膜成核和生长的影响,以及沉积温度对铁酸铋薄膜的形成和微观形貌的影响.结果表明:功能化的SAMs表面上薄膜与基底结合牢固,结构致密均一;沉积温度在60～70 ℃之间,薄膜表面比较平整均一,当沉积温度高于70 ℃,薄膜表面出现多晶聚集体现象.     

铁酸铋颗粒材料的尺寸调控及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,通过改变前驱液中酒石酸加入量制备了不同粒径尺寸的铁酸铋(BiFeO3,BFO)颗粒材料.利用XRD、SEM、UV-Vis、PL、铁电综合测试仪等手段对样品进行表征,探讨分析了颗粒材料尺寸变化对BFO光催化活性的影响及机理.研究表明,产物均为菱形钙钛矿相BFO颗粒态晶体材料;其粒径尺寸随酒石酸加入量的增加而减小;BFO颗粒尺寸减小导致材料BFO可见光吸收阈值波长蓝移,光催化活性提高;在可见光源照射150 min条件下,BFO(粒径尺寸为80 nm)对MB降解效率达到75.7;,其光催化效率大约是BFO(粒径尺寸为600 nm)3倍,这主要是因为较小粒径的BFO具有高的比表面积(6.472 m2/g).     

矿化剂浓度和反应时间对微波水热合成高纯BiFeO3粉体的影响

以Fe(NO3)3·9H2O和Bi(NO3)3·5H2O为反应原料,KOH为矿化剂,采用微波水热法制备高纯的单相BiFeO3粉体。研究了KOH浓度和微波水热反应时间对BiFeO3粉体纯度和相变的影响。研究表明,当KOH浓度高于6 mol/L时能合成出纯相BiFeO3粉体,随着水热矿化剂浓度的提高粉体形貌逐渐由准立方演变为截角立方,最后趋于类八面体结构的团聚体。当延长微波水热反应时间,BiFeO3粉体逐渐由三方相结构(R3m)向六方相结构(R3c)转变。当KOH浓度为10 mol/L,Bi3+/Fe3+摩尔比为1,微波水热时间为30 min,反应温度在200℃就可制备出高纯BiFeO3粉体,其饱和磁化强度约为0.075 emu/g。     

二乙醇胺辅助溶胶-水热法低温合成四方形貌Pb(Zr0.52Ti0.48)O3粉体

以醋酸铅、异丙醇钛、正丙醇锆为主要实验原料,采用改进的溶胶-水热复合法,在较低温度下制备出了四方形貌的Pb(Zr0.52Ti0.48) O3[简称PZT]纳米级粉体.探讨了二乙醇胺和水热反应温度对粉体结晶过程、粉体形貌、颗粒尺寸的影响.实验结果表明,二乙醇胺能够显著降低水热合成温度,有助于粉体在低温条件下合成.随着水热反应温度由150℃逐渐升高至200℃,PZT粉体由非晶态逐渐转变成含有少量杂质的四方相,最后形成了纯的四方相结构.粉体颗粒尺寸逐渐变小.当水热反应温度为180℃时,具有单一四方相结构的Pb(Zr0.52 Ti0.48)O3粉体呈现四方形貌,且团聚不明显.     

高催化效率钒酸铋的合成及光催化性能

采用低温一步法制备单斜相钒酸铋,通过控制反应温度实现了对晶体形貌的调控.通过光催化降解有机物罗丹明B及对样品进行X射线粉末衍射、紫外可见漫反射吸收光谱、扫描电镜的表征,研究了反应温度对钒酸铋可见光催化性能和形貌的影响.结果表明:反应温度为80℃条件下制备得到的BiVO4样品呈现草捆状晶体结构,形貌规则,比其它温度条件制备得到的样品具有更多的表面活性位点,光催化效率最高,H2 O2协同催化条件下光催化反应1 h对罗丹明B的降解率达到93.56;.     

反应条件对水热合成铁酸钇(YFeO3)微晶的物相、粒径和磁性能的影响

以氧化钇、硝酸和硝酸铁为原料,氢氧化钾为矿化剂,采用水热合成法制备了钙钛矿结构铁酸钇正铁氧体(YFeO3)微晶.研究了水热反应时间、温度和溶液pH值对产物的物相组成、粒径大小和磁性能的影响,研究结果表明,在实验条件所在区间内,随着反应时间的增加和反应温度的升高,产物纯度逐渐变高.合成纯相YFeO3需要在一定的溶液pH值范围内.随溶液pH值的降低,产物颗粒的粒径变小,粒径分布变窄,并且晶粒的磁化强度增大.最佳的合成条件是pH值为9.5,温度为260℃,反应时间为60h.     

改进水热法制备BiFeO3粉体及其磁性研究

以Bi(NO3)3.5H2O和Fe(NO3)3.9H2O为原料,采用改进的水热法制备了BiFeO3微晶。采用浓度为0.1mol/L的前驱物沉淀制备得到非常均匀的尺度为10μm的微球,经超声分散可以得到100 nm的均匀颗粒。XRD研究表明BiFeO3纳米颗粒具有斜方的钙钛矿结构。扫描电镜结果表明BiFeO3纳米粒子具有立方形貌。而TEM结构分析表明BiFeO3纳米颗粒具有完整的单畴结构;磁性分析表明纳米的BiFeO3颗粒具有弱的铁磁有序。制备的BiFeO3具有Fe-O键的伸缩振动和弯曲振动,证实了Fe-O八面体的存在以及BiFeO3具有钙钛矿结构。     

水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶生长动力学及其光电性能的影响

以钛酸丁酯为原料,在碱性条件下水热合成了锐钛矿相TiO2纳米晶.采用X射线衍射仪、比表面积测试仪、扫描电子显微镜等方法对纳米晶粒的晶体结构、比表面积以及光阳极的表面形貌分别进行表征,研究水热反应温度对TiO2纳米晶生长动力学过程的影响规律.结果表明:随着温度的升高,锐钛矿相纳米晶的平均晶粒尺寸先增大后减小.光电转换性能测试表明,电池的光电转换性能随着水热反应温度的升高而增大,在220℃时获得最大光电转换效率4.05;( 1sun,100 mW/cm2).并分析了水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶粒的生长动力学过程和电池光电转换性能的影响机制.     

新疆理化所开发出铁酸铋材料制备新方法

铁酸铋BiFeO3是一种典型的多铁性材料,具有远高于室温的反铁磁奈尔温度(TN=380℃)和铁电居里温度(Tc=830℃),是少数在室温条件下同时具有铁电性与寄生弱铁磁性的单相多铁材料之一。BiFeO3的这一特殊性质使其在新兴记忆材料方面具有重要的应用前景。近年来,人们采用不同方法制备出性能优良的铁酸铋材料,铁酸铋薄膜的自发极化强度已与铁电材料PZT不相上下,因此成为无铅铁电存储器的重要候选材料之一。