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。     

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%。     

一种新型铋基光催化剂的合成及其可见光催化性能

采用水热法合成铋基光催化剂Bi4VO8Br,通过X-射线粉末衍射、扫描电镜等手段对其进行表征.选择甲基橙为目标降解物来评价不同条件下合成的Bi4VO8Br在可见光下的光催化活性,发现pH 3、反应时间15 h、反应温度160℃为材料水热合成的最佳条件.考察了Bi4VO8Br在可见光及紫外光下对几种农药和增塑剂的光催化降解性能,显示了Bi4VO8Br对不易光解的含苯环有机物的可见光高活性.五氯酚的光催化过程影响因素优化结果表明,可见光和紫外光分别照射120 min和20 min,其降解率分别达到97%和99%,Bi4VO8Br表面上活性基团的捕获即空穴的氧化作用是主要反应原理.     

Sr10Bi6024-y的制备及其光催化活性研究

以Sr(NO3)2和Bi2O3为原料,采用高温固相法在900℃煅烧2h合成了纯度较高、钙钛矿型Sr10Bi6O24-y.使用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对Sr10Bi6O24-y进行了表征.实验结果表明,Sr10Bi6O24-y光催化具有较强的光催化活性,其降解酸性红G的反应动力学符合一级反应.     

铋铁配比对铁酸铋合成及其光催化性能的影响

采用溶胶凝胶法通过改变原料中铋铁配比合成了以铁酸铋为主相的催化剂粉体。利用定量X射线法分析了不同铋铁配比对铁酸铋合成过程中物相组成的影响。采用紫外-可见光谱表征了粉体的光吸收特性。研究了催化剂组成、光照时间以及催化剂用量对催化降解甲基橙性能的影响。结果表明:九水硝酸铁与五水硝酸铋热分解速率相差较大是引起铁酸铋粉体合成过程中产生杂相的原因。降低铋铁配比有利于铁酸铋相的形成,其中铋铁配比为0.90∶1的原料合成的复合催化剂粉体紫外光降解甲基橙效率最高。     

FeBiO_3的制备及光催化氧化性能研究

以多胺羧酸(H5dtpa)为配体获得同时含铋和铁双金属配合物的配位分子前驱体,通过低温热分解前驱体制得Fe-Bi-O三元复合纳米氧化物粉末。采用XRD、SEM、Uv-Vis DRS、PL以及VSM等方法对所得复合氧化物进行结构和性质表征。结果表明所制备的复合物粒径在100 nm左右,主相为Fe Bi O3,在室温时表现出弱铁磁性,其弱磁性可能来自Fe Bi O3的尺寸限域效应。该复合物在200~600nm范围对光具有较强的吸收,其直接带隙λeg=2.02 e V。另外,分别以甲基橙和苯酚为降解模型,初步研究了其光催化氧化性能,于20 mg/L的弱酸性甲基橙溶液和苯酚溶液中分别添加0.25 g/L制备的Fe Bi O3粉末,甲基橙溶液光照5 h后脱色率为90%,而苯酚溶液光照4 h脱色率达100%。     

铋-镧复合氧化物的制备与光催化活性

以同时含La(Ⅲ)和B(iⅢ)的双金属配合物BiLa(dtpa)(NO3).3.5H2O为前驱体,通过500℃的热分解制得铋-镧复合氧化物Bi0.775La0.225O1.5,并利用XRD、SEM和UV-Vis漫反射等分析手段研究灼烧时间对样品的结构及光吸收特性的影响。以甲基橙模拟废水的光催化降解为模型,研究不同灼烧时间对铋-镧复合氧化物光催化活性的影响。结果表明,热分解所得铋-镧复合氧化物样品呈疏松多孔结构,对光具有较宽的吸收范围,在紫外光区具有较好的光催化活性,灼烧时间影响样品的粒径和形貌以及光催化效果,在20 mg/L甲基橙溶液中添加灼烧1 h和4 h所得的催化剂样品1 g/L,光照4 h后甲基橙褪色率分别达95%和91%。     

铋膜丝网印刷电极现场快速测定工业废水中Pb2+、Cd2+

采用丝网印刷电极,通过同位镀铋膜阳极溶出伏安法对工业废水中重金属Pb2+和Cd2+进行了快速测定,考察并优化了镀铋膜及测定金属离子的实验条件.实验结果表明,Pb2+和Cd2+在铋膜电极上可得到灵敏的溶出峰,在优化的实验条件下Pb2+和Cd2+在50—500μg.L-1范围内呈现良好的线性关系,相关系数分别为0.9947、0.9969,检测限分别为4.45μg.L-1和2.98μg.L-1.测定了工业废水中的Pb2+、Cd2+,结果与ICP-MS方法一致.     

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%。     

钨酸铋光催化降解萘普生效果及其机理

以萘普生(NPX)为目标污染物,钨酸铋(Bi₂WO₆)为光催化剂,考察NPX浓度、Bi₂WO₆投加量、阴离子种类、溶液pH对Bi₂WO₆光催化降解NPX效果的影响并确定最佳反应条件。通过原位捕获实验、中间产物识别及反应体系化学需氧量(COD)去除效果,解析光催化过程产生的活性自由基种类及其作用、NPX降解路径及反应体系矿化度,揭示NPX降解机理。结果表明：经水热法制备的Bi₂WO₆为纯正交晶系,具有由2D纳米方片构成的3D花朵状结构,平均孔径为10.79 nm,比表面积为32.54 m²·g⁻¹,带隙能为2.54 eV;在500 W长弧氙灯照射下,当NPX浓度为10 mg·L⁻¹、Bi₂WO₆投加量0.4 g·L⁻¹、溶液pH值为4.6时,NPX降解率可达99.83%,光照180 min时矿化度为67.91%,光照反应时间延长至360 min时矿化度为82.14%;Bi₂WO₆价带电势(3.01 eV)高于OH⁻/·OH和H₂O/·OH的电势,因此,空穴(h⁺)能氧化OH⁻和H₂O生成羟基自由基(·OH);而Bi₂WO₆导带电势(0.47 eV)同样高于O₂/$ \cdot {\rm{O}}_2^ - $的电势,单电子(e⁻)还原O₂过程很难发生,只能经多e⁻还原O₂,生成超氧自由基($ \cdot {\rm{O}}_2^ - $)。同时还发现,h⁺和·OH在NPX降解过程中起主要氧化作用,$ \cdot {\rm{O}}_2^ - $起辅助作用。综合上述结果,NPX的降解机理是在活性自由基协同氧化下,NPX分子中的C—C、C—O、C=C键断裂发生脱羧反应和羟基化反应,生成结构简单的中间产物,中间产物继续氧化分解为小分子化合物并部分矿化成CO₂和H₂O。