卤氧化铋光催化剂改性的研究进展及应用

随着全球环境问题与能源问题的不断加剧,人们迫切需要开发一些高效、环保、稳定的光催化剂。卤氧化铋(BiOX,X=Cl、Br、I)因其独特的层状结构,优异的光学、电学性能,在光催化领域受到了越来越多的关注。虽然BiOX光催化剂在光催化反应中展现出了优异性能,但其光催化效率仍有待提高。简要叙述了BiOX的结构与性能以及当前主流的制备方法,主要概述了最近几年卤氧化铋光催化剂改性的研究进展。改性方法主要有微结构调控、晶面与缺陷调控、掺杂、构造异质结等,这些方法主要是通过提高卤氧化铋或卤氧化铋复合物的光吸收能力、光生载流子的分离和运输效率、以及活性位点的暴露量来实现改性。介绍了其在环境、能源和生物等领域的应用,同时对BiOX的发展提出了问题和展望。     

草甸棕壤对~(210)Pb(Pb)、~(210)Bi的吸附和pH的影响

根据土壤中几种无机配位体浓度,推算了Pb不同沉淀形式所对应的浓度,并将其与~(210)Pb示踪实验测量值对比,证明土壤中Pb主要是以磷酸盐形式存在。~(210)Bi和Pb共沉淀后被土壤吸附。pH对土壤~(210)Pb(Pb)、~(210)Bi、吸附影响曲线形状相似。土壤Pb和~(210)Bi分别在pH值为5和2.6时解吸。测定了土壤—水系统中~(210)Pb和~(210)Bi的分配系数,分别为(0.5—0.6)×10~3和(0.3—3.0)×10~4。     

BiFeO3可见光催化降解甲基紫

采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备了光催化剂BiFeO₃。采用SEM，XRD，FTIR等技术对光催化剂BiFeO₃进行表征。表征结果显示，光催化剂BiFeO₃晶相纯、粒径小、比表面积大，存在Fe#x02014;O的弯曲振动和伸缩振动。实验结果表明：通过鼓气及加入H₂O₂可有效提高BiFeO₃对甲基紫可见光催化降解的效率；在300mL质量分数为1.5#x000d7;10^-5的甲基紫溶液中加入0.9g光催化剂BiFeO₃和0.1mL质量分数为30%的H₂O₂溶液，当反应时间为240min时，甲基紫去除率可达99%。     

钛酸铋光催化降解水中酸性大红的研究

采用异丙醇助水热法制备了钛酸铋光催化剂,UV-vis漫反射测试表明其光吸收带较TiO2发生了红移,通过多点BET法计算出其比表面积为14.16m2/g,平均孔径为21.05nm。以酸性大红为模拟污染物,在三相内循环流化床光催化反应器中进行光催化反应,研究了废水的pH值以及钛酸铋投加量对酸性大红脱色率的影响。结果表明:废水的pH=3.0,催化剂投加量为0.1g/L是最佳反应条件;当流量为10L/h时,连续运行3h后,酸性大红染料的去除率可达92.0%;当处理水量增大时,经过两级处理,酸性大红染料的总去除率仍可达到94.4%。     

异丙醇助水热法制备钛酸铋粉体的光催化性能

以B(iNO)3·35H2O和T(iSO)42为反应物,用异丙醇助水热法制备了钛酸铋光催化剂,并研究不同水热温度和水热时间对样品光催化活性的影响。用XRD表征了样品的结构,UV-vis漫反射测试显示含有Bi12TiO20的样品的吸收带发生了红移,BET测试表明样品的比表面积远远高于化学溶剂分解法制备的钛酸铋的比表面积。以甲基橙为模拟污染物,评价了样品的光催化性能,发现当水热反应温度为140℃,水热反应时间为2.5h时,样品的光催化活性最高,且超过P25。     

Synthesis of Li-doped bismuth oxide nanoplates,Co nanoparticles modification,and good photocatalytic activity toward organic pollutants

Abstract

Lithium-doped bismuth oxide nanoplates with the thickness of 50–150?nm and tetragonal bismuth oxide, monoclinic lithium bismuthate phases have been synthesized via a simple hydrothermal process using lithium acetate and sodium bismuthate as the raw materials. Cobalt nanoparticles modified lithium-doped bismuth oxide nanoplates hybrids were obtained by an in situ photo-deposition route. The cobalt nanoparticles-modified nanoplates hybrids display significantly enhanced photocatalytic activity toward gentian violet compared with the nanoplates. Gentian violet solution can be totally degraded by the hybrids within 60?min under ultraviolet–visible light irradiation. The superior photocatalytic activity of the cobalt nanoparticles modified nanoplates hybrids originates from the superior charge transfer capacity and the energy band structure of the hybrids. The excellent photocatalytic performance makes the cobalt nanoparticles modified nanoplates hybrids a promising candidate as the photocatalyst for wastewater treatment.     

微波水热合成花球状BiOCl光催化降解甲硝唑

以五水硝酸铋,氯化钾,乙二醇和P123为原料,用微波水热合成法制备出具有花球状的BiOCl.通过优化微波功率,温度和微波保持时间3种因素,发现微波功率为600W,温度为120℃,保持时间为30min时制备的BiOCl在模拟太阳光下对甲硝唑的降解效果最为显著.利用XRD和SEM对制备的BiOCl进行表征,考察了BiOCl的晶体结构和表面特征.同时研究了BiOCl投加量,甲硝唑浓度及pH值对甲硝唑降解的影响.结果表明,当BiOCl的投加量为2g/L,甲硝唑的初始浓度为5mg/L,体系初始pH值为3时,BiOCl对甲硝唑的降解效果达到98.3%.通过自由基捕获剂实验,发现光催化降解甲硝唑反应中的主要活性物种为空穴（h⁺）和过氧自由基（·O₂^-）.     

钐掺杂磷酸铋的制备及其光催化研究

采用一步水热合成法制备不同掺杂量的Sm~(3+)-BiPO_4光催化剂。用XRD,EDS,SEM和DRS手段对光催化剂的特性进行表征。以亚甲基蓝为目标污染物,考察了Sm~(3+)-BiPO_4的光催化活性。结果表明,适量的钐掺杂使BiPO_4光催化活性提高了30%。当钐掺杂量为5%时,紫外光照射90 min,亚甲基蓝的降解率可达86.1%。     

微波消解-原子荧光法测定土壤中锑与铋

采用微波消解和原子荧光技术测定土壤中锑、铋，预处理样品方便快捷，对环境污染小。方法的线性好，检出限、精密度和准确度符合测试要求，经国家有证标准物质验证，该法适用于土壤环境样品中锑和铋的监测。     

石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中痕量铋

建立了微波消解土壤、石墨炉原子吸收法测定土壤中痕量铋的方法。采用磷酸二氢铵作为基体改进剂,热解涂层石墨管,塞曼扣背景。此方法对测定土壤中铋的灵敏度、准确度都有很大的提高。方法的最低检出浓度为0.02μg/g,加标回收率为94.5%~103.8%,能够满足环境监测分析的要求。