单斜晶型钒酸铋空心纳米球的制备及其光催化性能

无需添加任何模板剂,以Bi(NO3)·5H2O和NH4VO3为原料,采用柠檬酸络合法结合热处理的方法成功合成了BiVO4空心纳米球.采用TEM、XRD、TG-DTA、UV-Vis等测试手段对样品的形貌、相结构、光吸收性能进行了表征,以亚甲基蓝染料溶液的脱色降解实验为模型反应考察了样品的光催化性能.结果表明,所制备的BiVO4以单斜晶系白钨矿相存在且具有良好的中空结构,空心球平均粒径为160 nm,空腔直径为10～80 nm.UV-Vis谱图数据表明所制备的BiVO4样品的禁带宽度约为2.26 eV,样品在紫外区和可见区均有较强的光吸收.可见光照射下,亚甲基蓝溶液经BiVO4空心球脱色处理150 min后,脱色率可达到95%以上,COD去除率为73.66%.另外,考察了柠檬酸与铋离子不同摩尔比对空心球形貌的影响,并对BiVO空心纳米球的形成机理进行了探讨.     

基于柠檬酸盐修饰CdS量子点的高灵敏Ag~+传感器

以柠檬酸三钠作为表面修饰剂,利用简单的方法合成了水溶性柠檬酸三钠修饰的CdS量子点(Cit-CdS)。研究了反应前驱体中nCd/nS比、反应溶液pH值、反应温度等条件对产物的荧光性质的影响。在巯基乙酸存在下,Ag+能大大增强量子点的荧光。基于此,构建了基于Cit-CdS的高灵敏Ag+传感器。传感器在Ag+浓度为5.0×10-9~2.0×10-6mol·L-1内对银离子线性响应良好,检测限为1.0×10-9mol·L-1。其它常见金属离子对Ag+的测定并无明显干扰。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法在铋矿石化学物相分析中的应用

取铋矿石试样(0.500 0g),用抗坏血酸0.5g和1mol·L~(-1)盐酸溶液50mL,于25℃振荡提取30min,经致密滤纸过滤。取其滤液制成含20%(体积分数,下同)盐酸的试液100.0mL,用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定其中的氧化矿铋的含量。将上述过滤中的滤纸及其不溶物用盐酸羟胺0.5g和50%盐酸溶液25mL于100℃水浴中浸取1h后,加水25mL并过滤,取其滤液制成含20%盐酸的试液100.0mL,用ICP-AES测定其中的辉铋矿铋。将上述过滤后所得滤纸及其不溶物移入瓷坩埚中,升温至800℃灰化2h。冷却后,将坩埚中的不溶物用盐酸-硝酸-水(3+1+2)混合酸20mL加热溶解并蒸缩至约10mL,加入20%盐酸溶液10mL并定容至50.0mL,用原子荧光光度计(AFS)测定其中自然铋矿铋的含量。另取铋矿石样品0.500 0g,用上述混合酸20mL加热溶解并蒸缩至约10mL,加入20%盐酸溶液20mL,并定容至100.0mL,用ICP-AES测定其全铋量。ICP-AES校准曲线的线性范围在10.00mg·L~(-1)以内,铋的检出限(3S/N)为3.0μg·g~(-1)。用所提出方法和常用的比色法对3个样品中的全铋、氧化矿铋和辉铋矿铋分别进行测定,两种方法所得结果相互一致。     

铋基二氧化碳还原电催化材料研究进展

二氧化碳（CO₂）作为一种经济、安全、可再生的碳资源化合物,其高效回收利用一直是全社会关注的焦点. 利用电化学方法,将CO₂还原转化生成一系列高附加值的化学品或燃料,对于缓解能源与环境双重压力具有重要的现实意义. 本论文介绍了电化学CO₂还原反应的基本原理与过程,综述了近年来铋基催化材料的发展现状,重点对这类催化材料的制备合成、结构调控、催化反应机理研究等方面进行了总结,最后对其未来发展方向进行了探讨与展望.     

宽pH条件下运行的太阳光催化钨酸铋降解抗生素诺氟沙星

抗生素污染对水生和陆地生态环境系统造成严重的威胁.在世界各地的水性环境中普遍检测到第二代合成氟喹诺酮类抗生素—诺氟沙星.因此,水环境中残留诺氟沙星的去除成为当今研究热点.在现有去除方法中,光催化技术因其采用太阳光作为能源、污染物完全矿化及不产生二次污染等优点而被认为是非常有效的方法,在水处理工业中得到了广泛的关注.已有研究表明,pH值是影响光催化降解污染物的一个重要因素,大多数半导体光催化剂的最佳pH被限制在较窄的近中性范围内.当p H变为酸性或碱性时,污染物的降解速度显著降低.我们研究发现,在太阳光下钨酸铋(SSL/Bi_2WO_6)催化降解诺氟沙星时,在pH=5.0–10.8表现出较快的去除速率,其中pH=8.6时效果最佳,目前优化降解效果多通过酸碱调整初始溶液的pH至最佳值.进一步研究发现,即使将反应初始溶液pH值调整到最佳,随着诺氟沙星的不断降解,反应溶液的pH值持续降低直至3.0.溶液不断酸化导致偏离最佳条件,从而减缓诺氟沙星的降解.这说明通过简单的酸碱滴定优化溶液初始p H值不能阻止反应过程中溶液的酸化,也不能解决酸化导致的降效问题.基于上述问题,本文提出针对溶液pH值改变对体系效率影响的新方法.本文以钙钛矿结构的Bi_2WO_6为光催化剂,诺氟沙星为探针化合物,详细研究了在不同pH值下SSL/Bi_2WO_6体系催化性能.为描述SSL/Bi_2WO_6反应的合理性,首先提出了OH~–富集Bi_2WO_6模型,并考察了Mg~(2+)和Ca~(2+)两种离子对反应的影响.在预吸附阶段pH值明显降低,说明溶液中的羟基离子被吸附到Bi_2WO_6表面.光催化反应开始后,pH值以较低的速率持续降低,说明在降解过程中溶液中的羟基离子可能由于低分子有机酸和二氧化碳的形成而逐渐被消耗.因此,在Bi_2WO_6表面及其附近维持较高浓度的羟基离子是改善或保持探针快速分解的关键途径.我们在极碱pH环境中引入NH_4~+缓冲体系,以持续提供羟基离子生成·OH自由基,同时可防止溶液酸化,从而使诺氟沙星的去除率和矿化率在碱性条件下均达到更好的效果.另一方面,在酸性pH条件下,通过加入铁盐(即形成替代的SSL/Fe~(3+)/Bi_2WO_6过程)显著提高了SSL/Bi_2WO_6去除诺氟沙星的效率.这主要归因于SSL/Fe~(3+)提供的均匀光敏化机制;同时,Fe~(3+)在SSL/Bi_2WO_6过程中对电子传递起到辅助作用.SSL/Fe~(3+)/Bi_2WO_6工艺可以在较宽的酸性pH(2–4)范围内使用,且pH=3.0时性能最好.在SSL/Fe~(3+)/Bi_2WO_6过程中,诺氟沙星的降解速率随着[Fe3+]的增加而增大,过剂量时降解趋于平稳.     

Bi(110)薄膜在NbSe_2衬底上的扫描隧道显微镜研究

二维拓扑绝缘体因其特殊的能带结构带来的新奇物理性质,成为近年来凝聚态物理的研究热点.尤其是在引入超导电性之后,二维拓扑绝缘体中可能存在马约拉纳费米子(Majorana fermion),因此在量子计算方面具有重大应用前景.在Bi(111)薄膜被证实为二维拓扑绝缘体之后, Bi(110)薄膜引起了广泛关注,然而其拓扑性质还存在争议.本文利用分子束外延技术在室温低生长速率环境下成功制备出了高质量的单晶Bi(110)薄膜.通过扫描隧道显微镜测量发现,薄膜以约8个原子层厚度为分界,从双层生长转变为单层生长模式.结合隧道谱测量发现,在NbSe_2衬底上生长的Bi(110)薄膜因为近邻效应而具有明显的超导性质,但并未显示出拓扑边缘态的存在.此外,对薄膜中特殊的量子阱态现象也进行了讨论.     

Bi2WO6光催化剂的γ射线辐射效应

本文首次研究了高能辐射(γ射线)对Bi₂WO₆纳米晶体结构和光催化性能的影响. 结果表明,尽管高能辐射不会改变Bi₂WO₆纳米晶体的形貌,但是Bi₂WO₆粉末的颜色在高吸收剂量辐照(507 kGy)后发生了明显的变化,并且辐照后Bi₂WO₆的XRD谱图也显示,随着吸收剂量的增加,(113)晶面对应的2θ从28.37°移到28.45°,说明晶格参数在γ射线辐照下还是发生了细微的变化. XPS表征结果证明,Bi₂WO₆晶体结构的变化源于高剂量辐射下氧空位缺陷的产生. Bi₂WO₆纳米晶体的禁带宽度(E_g)随吸收剂量的增加也出现减小的趋势. 用水溶液中亚甲基蓝的可见光照分解反应作为模型反应考察了辐照后的Bi₂WO₆纳米晶体的光催化活性,结果表明,辐照后的Bi₂WO₆纳米晶体的光催化活性随着吸收剂量的增加而逐渐升高. 将经过反应后的Bi₂WO₆纳米晶体再次回收,进行循环催化,发现这些辐照后的Bi₂WO₆纳米晶体在三次循环使用后光催化性能仍然能够保持,说明高能辐射产生的氧空位缺陷具有良好的稳定性.     

PH值对YBCO纳米粉末制备工艺及性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备YBa2Cu3O7纳米粉末,用XRD和SEM对粉体进行表征,结果发现PH值对颗粒大小、粉体纯度影响很大。当溶液PH值为6.5,烧结温度为800℃,烧结时间为5h时,制得的YBCO纯度高、颗粒小。原因在于当PH值为6.5时,柠檬酸能与溶液中的所有金属离子形成稳定的柠檬酸盐,且各金属离子形成的化合物溶解度高,不易随溶剂的蒸发而析出,避免了样品中成份的偏离。最终制得的粉体纯度高、颗粒分散性好,颗粒尺寸小于30nm。     

ICP-AES测定铜电解液中的Fe、Ni、Pb、Bi、Sb、Zn和As

利用ICP-AES分析技术,通过对样品处理、元素分析谱线、酸度等因素进行试验研究,综合确定了分析条件,对铜电解液中杂质元素（Fe、Ni、Pb、Bi、Sb、Zn、As）进行了ICP-AES测定。结果表明,ICP-AES测定铜电解液中Fe、Ni、Pb、Bi、Sb、Zn和As,可以满足铜电解生产的需要,为高纯阴极铜的生产起了指导作用。     

抑制高碘酸钾氧化结晶紫分光光度法测定痕量铋(Ⅲ)

研究发现.在体系自身酸度条件下(pH=6.5),0.05mol/L高碘酸钾能氧化结晶紫褪色,而痕量铋又能灵敏地抑制该反应.据此建立了抑制高碘酸钾氧化结晶紫分光光度法测定痕量铋(Ⅱ)的新方法,该方法的线性范围为0.002-o.05ng/mL,检出限为0.5pg/mL.本方法具有高灵敏度、选择性好、操作简便、反应快速等特点,并且用于人发和茶叶中痕量铋的测定,获得满意的结果.