具有氧空位Bi_xWO_6(1.81≤x≤2.01)的第一性原理计算和光催化性能研究

为了探索影响Bi_2WO_6光催化性能的内在机制,采用密度泛函理论(DFT)计算和实验研究了非化学计量和氧空位对Bi_2WO_6晶体结构、电子结构和显微结构的影响.采用溶剂热法合成了具有氧空位的非化学计量Bi_xWO_6(x=1.81,1.87,1.89,1.92,2.01)光催化剂.DFT计算结果表明,氧空位的存在可显著减小Bi_2WO_6的带隙,有利于光生电子的生成.实验结果表明,当Bi元素的含量小于化学计量比时,Bi_2WO_6的晶体结构发生了微小变形,Bi元素含量对Bi_2WO_6的显微结构影响不大,但会影响产品氧空位的含量和光吸收性能,并有效抑制电子空穴的复合.Bi_(1.89)WO_6产品的光催化性能最佳,可见光照射180 min后,可降解98%的罗丹明B.采用适当方法,使产品具有氧空位和非化学计量是获得高光催化活性材料的一种有效方法.     

高分散镁铝层状双氢氧化物的煅烧改性及其对甲基橙的吸附性能研究

以Mg(NO₃)₂·6H₂O为镁源,Al(NO₃)₃·9H₂O为铝源,采用水热法制备了高分散的镁铝层状双氢氧化物MgAl-LDH,并高温煅烧生成MgAl-LDO。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子分析(XPS)、氮气吸附-脱附法对产物进行表征分析,并且探讨了其吸附机理。结果表明,2种产物的吸附过程对比于Langmuir吸附模型基本一致,其中MgAl-LDO的比表面积更大,吸附性能更好,对甲基橙的最大吸附量可达925.9 mg·g^-1。吸附机制包括化学作用、氢键、静电作用和表面络合作用。     

稀土离子Tm3+掺杂Bi2WO6的可见光催化性能

以Na₂WO₄·2H₂O和Bi（NO₃）₃·5H₂O为主要原料,采用水热法合成了稀土离子Tm³⁺掺杂的Bi₂WO₆光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、Raman、PL、DRS研究了Tm³⁺掺杂Bi₂WO₆的物相,微观形貌和可见光催化性能。结果表明,Tm³⁺掺杂有效提高了Bi₂WO₆的光催化性能,当掺杂量为6%时,样品的光催化性能最好,可见光照射30 min后,对罗丹明B的降解效率达到91.27%,而可见光照射5 h后,对焦糖色素的降解效率达45.25%。与未掺杂Bi₂WO₆相比,分别提高了27.78%和35.22%。     

稀土离子Er3+掺杂Bi2WO6的第一性原理计算及可见光催化性能研究

采用溶剂热法合成了稀土离子Er3+掺杂Bi2WO6光催化剂.采用密度泛函理论(DFT)研究了Er3+掺杂Bi2WO6的晶体结构和电子结构.DFT计算结果表明,Er3+掺杂后在价带顶形成了Er杂质能级,Bi2WO6的带隙减小,有利于光生电子的生成和光生载流子的复合.实验结果表明,Er3+掺杂量对Bi2WO6的显微形貌影响不大.掺杂Er3+后,Bi2WO6的光催化性能得到显著提高,当掺杂4;摩尔比的Er3+时,产品的光催化性能最好,可见光照射150分钟后,可降解91.5;的罗丹明B,较未掺杂Bi2WO6的光催化性能提高了83;.     

稀土离子Tm3+掺杂Bi2WO6的可见光催化性能

以Na_2WO_4·2H_2O和Bi(NO_3)_3·5H_2O为主要原料,采用水热法合成了稀土离子Tm~(3+)掺杂的Bi_2WO_6光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、Raman、PL、DRS研究了Tm~(3+)掺杂Bi_2WO_6的物相,微观形貌和可见光催化性能。结果表明,Tm~(3+)掺杂有效提高了Bi_2WO_6的光催化性能,当掺杂量为6%时,样品的光催化性能最好,可见光照射30 min后,对罗丹明B的降解效率达到91.27%,而可见光照射5 h后,对焦糖色素的降解效率达45.25%。与未掺杂Bi_2WO_6相比,分别提高了27.78%和35.22%。