水热法制备二氧化锡/钨酸铋复合光催化材料及其催化活性研究

本文用水热法制备了正交晶系的纳米球状结构的二氧化锡和正交晶系的由片状聚集成球状结构的钨酸铋,并且对二者进行了复合,制备出了二氧化锡/钨酸铋复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)、紫外可见分光光度计等技术对复合样品的结构、形貌、比表面积、孔容孔径和光学性质进行了表征。用碘钨灯模拟太阳光,分别以二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋复合材料为催化剂降解罗丹明B(RhB),研究所制备的二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性。光催化90 min时二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋对罗丹明B的降解率分别是9%、22%和30%。实验结果表明,在可见光下,二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性要高于单一的二氧化锡和钨酸铋。     

Short-range order structure and free volume distribution in liquid bismuth: X-ray diffraction and computer simulations studies

ABSTRACT

The structure of liquid bismuth was studied by X-ray diffraction and computer simulation methods. The contraction of the atomic structure within the first coordination sphere in the temperature interval of 575-1225?K is reported. The temperature dependencies of the coordination numbers and of the free volume are analysed. On the basis of the temperature dependencies of the free volume, the temperature dependencies of viscosity and the self-diffusion coefficient were calculated to be in the ranges from 1.17 to 0.86?mPa?s and from 2.18 × 10^?9 to 5.44 × 10^?9?m²/s, respectively. The free volume – extracted results are in fair agreement with the experimental data and with the results obtained in the molecular dynamics simulations.     

Microstructure and dielectric study of pure BST and doped BSTF ceramic materials by broadband dielectric spectroscopy

Pure BST and doped BSTF (with BSTF2: Fe₂O₃ 2 wt % and BSTF4: Fe₂O₃ 4 wt %) ceramics were prepared by solid state reaction. XRD pattern showed the different phases were formed depend on the weight percent of Fe₂O₃. The crystal size and lattice parameters increased while the lattice strain decreased. The topography of the sintered samples shows increase of the grain size with increasing Fe₂O₃ ratio and hence enhances the compaction of ceramics. Broadband dielectric spectroscopy was employed to investigate the effect of magnetite nanoparticle on the dielectric properties of the pure BST ceramic. The interfacial polarization and the conductivity contribution reflect the high values of permittivity and its gradual increase as frequency decreases. The two BSTF samples show relaxation peak dynamic originated from presence of immobile species/electrons at low temperatures and defects/vacancies results from the formation of oxygen vacancies originates from the spontaneous change in oxidation states of Fe ions (Fe ^3+/Fe²⁺) at high temperatures. The relaxation rate obeys Arrhenius law at high temperatures in case of BST sample with activation energy 225 kJ/mol. This high value of activation energy at higher temperatures reflects and confirms the slowed down of the dynamics at the interphase and the decoupling nature of the OH-dynamic and the interfacial polarization.     

微乳液中球形及棒状SrTiO3纳米粒子的控制合成

以氢氧化锶和钛酸四丁酯为原料, 在水溶液/Triton X-100/环己烷/正己醇反相微乳液体系中制备了直径约为20～80 nm的钛酸锶球形纳米粒子和长约300～1200 nm、直径约为30～150 nm的钛酸锶纳米棒. 用XRD, ICP, TEM, SAED和SEM对样品的结构、成分和形貌进行了表征; 用DLS分析了样品的粒度分布. 结果显示, 水与表面活性剂的物质的量比(ω₀)、反应物浓度、陈化时间等因素都能影响钛酸锶纳米粒子的形貌和尺寸. 所得钛酸锶的锶钛物质的量比约为1.0, 粒度分布较窄, 为立方相单晶结构.     

meso-四(对-磺酸基苯基)卟啉与痕量铋(Ⅲ)显色反应的研究

本文研究了在催化剂Hg(Ⅱ)存在下,meso-四(对-磺酸基苯基)卟啉与铋(Ⅲ)的显色反应。在室温下,在弱酸性介质中,反应在7min内完成。配合物的最大吸收波长为462nm,表观摩尔吸光系数为3.78×10~5L·mol~(-1)·cm~(-1)。Bi(Ⅲ)含量在0～10μg/mL范围内符合比尔定律。配合物的组成为Bi(Ⅲ):TPPS_4=2:3。是目前测定Bi(Ⅲ)灵敏度最高的显色反应之一。用于矿样中痕量铋(Ⅲ)的测定获得了较为满意的结果。     

二元ZnCo-LDH助催化剂对BiVO4光电化学性能的促进

钒酸铋(BiVO_4)是最有前景的将太阳能转化为氢能(STH)的光阳极材料之一,但其本身严重的电子-空穴复合严重影响了其实用性。本文中,我们报道了用一步电沉积法将高效的二元ZnCo-LDH助催化剂沉积在钒酸铋(BiVO_4)光阳极上,大大提升了钒酸铋(Bi VO4)的光吸收能力,并且加速了水氧化反应动力学,显著促进了光生空穴向半导体表面的转移,减轻了表面电荷复合。BiVO_4/ZnCo-LDH光阳极在1.23 V(vs RHE)偏压下,0.5 mol·L-1磷酸钾(KPi)电解液中的光电流密度达到2.85 mA·cm~(-2),是纯BiVO_4的2.59倍,且起始电位(Von)从930 m V下降到270 m V。BiVO_4/ZnCo-LDH复合光阳极表现出65%的高表面电荷分离效率(1.23 V(vs RHE)),而纯BiVO_4的仅为30%。     

钨酸铋量子点和纳米片修饰石墨相氮化碳复合催化剂的制备及其可见光催化活性增强

利用超声-水热法、使用油酸钠辅助合成钨酸铋(Bi₂WO₆)量子点/纳米片修饰的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)(Bi₂WO₆/g-C₃N₄)复合光催化剂。 通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、N₂吸附-脱附等技术手段获得Bi₂WO₆/g-C₃N₄催化剂的组成、结构和光吸收性能,分析合成机理。 以罗丹明B(RhB)水溶液为模拟污染物,考察Bi₂WO₆/g-C₃N₄复合催化剂的可见光催化活性。 结果表明:g-C₃N₄和Bi₂WO₆的质量比为3:7的Bi₂WO₆/g-C₃N₄-30具有最有效的异质界面,电化学阻抗和光电流测试结果显示该催化剂的光生载流子传输速率快、复合率低,可见光照射120 min对RhB的降解率达到95.8%;通过活性物质捕捉实验获知光生空穴是光催化反应中的主要活性物质,分析异质界面对光催化活性的影响,进而提出光催化反应机理。     

钛酸锶光催化剂的改性研究进展

钛酸锶（SrTiO3）光催化剂是一种钙钛矿型三元氧化物,具有较强的氧化还原能力、良好的物理化学稳定性及环境友好等特点,在光催化各领域得到了广泛应用,如制氢/降解/光电催化等。SrTiO3对太阳光的利用率较低,且其本征光催化活性受光生载流子分离效率等因素限制,阻碍了实际应用。针对以上问题,将围绕国内外SrTiO3改性研究的现状进行综述,主要从掺杂、负载、复合改性等方面进行陈述。最后,对高效稳定SrTiO3光催化剂的未来发展趋势进行展望。     

双包覆法改善高压钴酸锂正极材料的电化学性能

通过结合固相和液相包覆在Al掺杂LiCoO₂表面共包覆了钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)和聚吡咯(PPy)。这种双包覆方法不仅稳定了高电压下LiCoO₂的表面,还增强了材料的离子和电子电导率。电化学测试表明,当活性物质、导电剂和黏结剂的质量比为80∶10∶10时,在0.5C(1C=180 mA·g^-1)电流下,循环300周后的容量保持率为76.9%,且在5C电流密度下可逆比容量为150 mAh·g^-1;由于双包覆后LiCoO₂电子电导率大幅提高,当活性物质、导电剂和黏结剂的质量比为90∶3∶7时,在0.5C电流下,循环200周后的容量保持率为82.8%,且在5C电流密度下可逆比容量为130 mAh·g^-1。X射线光电子能谱测试表明,包覆层可以在循环中保持稳定且能抑制LiCoO₂材料在高电压下的表面副反应。     

亚微米级四方相钛酸钡低温固相法制备及晶型控制

以八水合氢氧化钡和α-钛酸为原料,在相对低的焙烧温度下,制备出近似球形、亚微米级的钛酸钡。通过XRD、SEM、Raman和FTIR等手段对钛酸钡样品进行表征,样品具有高结晶度,颗粒均一性良好。晶型转变的初步探究表明,立方相为主的钛酸钡可以在400℃发生晶相转变,成为以四方相为主的钛酸钡。