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水热法制备钨酸铋及其光催化和电催化性能的研究

杨薇 , 谢会东 , 常昕 , 江元汝 , 谷广哲

兵器材料科学与工程

以H2WO4、NaOH和Bi(NO3)3·5H2O为原料,通过调节不同pH值和添加表面活性剂CTAB,采用水热法制备出不同形貌的钨酸铋粉体.利用XRD、SEM、UV-Vis对Bi2WO6粉体进行表征.结果表明:pH值对钨酸铋的物相、形貌和光催化和电催化性能均有较大影响;当pH=9.5得到的Bi2WO6粉体结晶度高,禁带宽度为2.61 eV,电催化的可逆性较好,氧化还原电位差仅为0.109V,光催化活性较高;400W金卤灯40 min照射下,罗丹明B的降解率达到93.96%.

关键词: 钨酸铋 , 水热合成 , 光催化 , 电催化

反应时间对钨酸铋材料形貌及其可见光催化性能的影响

邹斌 , 杨添 , 张羽溪 , 刘宇

人工晶体学报

采用水热法在不同反应时间下制备了钨酸铋(Bi2WO6)碟状结构的光催化剂,对Bi2WO6的晶体结构、组成成分、形貌、光吸收特性和可见光催化活性等进行了表征.结果表明,反应时间影响Bi2WO6样品的形貌.水热反应6h时,Bi2WO6样品处于非晶态,随着反应时间的增加,Bi2WO6由二维盘状结构逐渐堆积成三维碟状结构,水热反应48 h后可形成完整的微米碟.180℃水热反应48 h后制备出的Bi2WO6纳米材料具有较高的羟基自由基生成速率和较强的可见光催化活性,反应时间过长或者过短都不利于Bi2WO6可见光催化性能的提高.同时分析了不同Bi2WO6样品的可见光催化效率存在差异的原因,并且提出了不同反应时间下Bi2WO6材料的微观生长机理.

关键词: 钨酸铋 , 水热法 , 形貌 , 光催化

不同形貌的钨酸铋纳米材料的制备及其光催化性能

邢光建 , 李钰梅 , 赵铮 , 王怡 , 武光明

人工晶体学报

利用水热法通过调节溶液pH值和表面活性剂CTAB浓度制备了不同结构与形貌的钨酸铋纳米材料,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)等测试方法对产物进行了结构与形貌的表征,并研究了不同结构与形貌的钨酸铋样品对甲基橙的可见光催化降解性能.结果表明,在低pH值时样品为Bi2WO6相纳米片,随着pH值的增加,样品中出现了Bi3.84W0.16O6.24相八面体纳米颗粒,高pH值时,样品则为纯Bi3.84W0.16O6.24相八面体颗粒.随着表面活性剂浓度的增加,Bi2WO6纳米片有自组装的趋势,最终形成花瓣状结构.光催化甲基橙实验结果表明不同形貌的钨酸铋样品对甲基橙有不同的催化降解活性,片状Bi2WO6相纳米片高于Bi3.84W0.16O6.24相八面体颗粒.

关键词: 钨酸铋 , 形貌 , 制备 , 光催化

Co2+掺杂对Bi2WO6结构与光催化活性的影响

谷国栋 , 朱葛 , 陈颖 , 王旭 , 梁宏宝

硅酸盐通报

采用一步水热合成法制备Co2+掺杂Bi2WO6纳米粉末,利用XRD、EDS、SEM、TEM、BET、UV-Vis等表征手段对Co2+/Bi2WO6形貌和结构进行表征,并以罗丹明B为目标污染物研究了Co2 +/Bi2WO6的催化活性.结果表明Co2+的添加有助于增加催化剂比表面积,抑制了晶粒生长,优化后催化剂的光谱吸收范围向可见光区拓展.Co2+/Bi2WO6催化活性明显高于未优化的Bi2WO6,可见光照射下,150 min内,Co2 +/Bi2WO6对罗丹明B的降解率可达98%.

关键词: 钴掺杂 , 钨酸铋 , 晶体增长 , 催化性能

柠檬酸辅助水热法制备可见光高效去除甲基橙的Bi2WO6纳米片

陈渊 , 刘国聪 , 李志友 , 黄苏萍 , 周科朝

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2011.10531

以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO3 ·2H2O为原料,以柠檬酸为络合剂,采用辅助水热法制备了Bi2WO6纳米片,运用X射线衍射、扫描电镜、场发射高分辨透射电镜、拉曼光谱、红外光谱和紫外-可见漫反射光谱等手段对样品进行了表征,并考察了该催化剂光催化去除甲基橙反应性能.结果表明,通过调节体系的pH值可制得结晶度良好的正交晶系钨铋矿型结构的Bi2WO6纳米片状晶体.柠檬酸的添加使得制备的Bi2WO6颗粒的拉曼光谱特征峰发生蓝移,紫外-可见光吸收边发生红移,其能带隙减小至2.55 eV.光催化反应结果表明,催化剂制备时体系pH值是影响其可见光催化活性的主要因素,pH=7.0时制备的Bi2WO6纳米片光催化效率最高,可见光照射15 min,浓度为10 mg/L甲基橙溶液的降解率可达到100%,且循环使用5次后,其光催化活性并没有明显降低,表明Bi2WO6是一种稳定有效的可见光催化剂.

关键词: 钨酸铋 , 水热法 , 柠檬酸 , 纳米片 , 光催化 , 甲基橙

花状Bi2WO6光催化剂的制备及性能研究

黄毅 , 申玥 , 吴季怀 , 黄妙良

功能材料

采用简单水热法制备了具有三维花状结构的斜方晶Bi2WO6光催化剂,利用XRD、SEM、BET等分析技术对催化剂的结构和形貌进行了表征.考察了反应时间、Bi2WO6加入量、染料罗丹明B初始浓度和光源对罗丹明B光催化降解效果的影响.实验结果表明,180℃下水热12h合成的Bi2WO6催化剂,在加入量为2g/L,溶液pH为6.5,并以模拟日光500W氙灯(不加滤光片)为光源,光照30min内,对浓度为10mg/L的罗丹明B去除率最高达99.6%.水热制备的花状Bi2WO6具有较高的光催化活性.

关键词: 水热法 , 光催化剂 , 钨酸铋 , 罗丹明B

一步法制备石墨烯复合花状钨酸铋光催化剂

郭丹 , 王苹 , 郑琪颖 , 王进

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140069

采用一步水热法合成石墨烯复合花状钨酸铋高效可见光光催化剂.降解甲基橙的性能实验结果表明,与单纯的Bi2WO6相比,所有Bi2WO6-rGO复合光催化剂表现出更高的光催化性能.其中,Bi2WO6-rGO (0.5wt%)具有最高的光催化活性,其速率常数达到5.0×10-2 /min,是纯Bi2WO6的1.7倍.增强光催化性能的原因归结为以下两方面的协同作用:还原石墨烯在复合光催化剂中起到了电子快速传输作用;石墨烯提供了有利于吸附有机污染物的大比表面积.本研究可以为设计与合成高性能石墨烯基光催化剂提供新的思路.

关键词: 钨酸铋 , 石墨烯 , 石墨烯复合钨酸铋光催化剂 , 可见光光催化性能

pH对低温燃烧法合成钨酸铋光催化降解罗丹明B的影响

余忠雄 , 向垒 , 钟方龙 , 李彦文 , 莫测辉 , 蔡全英 , 黄献培 , 吴小莲 , 赵海明

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140503

以低温燃烧法制备钨酸铋(LCM-Bi2WO6), 并表征了其晶体结构、形貌特征、等电点及紫外漫反射谱, 同时以染料罗丹明B(RhB)为目标污染物(25 mg/L, pH=4),考察了所制备Bi2WO6的吸附性能和光催化性能,并探讨了RhB溶液pH(1、4、7、10)及酸度调节剂成分(盐酸和硫酸)的影响.结果表明, 所制备Bi2WO6为正交相, 吸收极限波长为455 nm,禁带宽度为2.72 eV,晶格粒径为14.7 nm,等电点为3.43;其对RhB的吸附和光催化效果强于水热法制备Bi2WO6和二氧化钛(TiO2).不同pH溶液中, LCM-Bi2WO6对RhB的吸附过程和光催化过程分别符合准二级动力学方程和一级动力学方程式,且吸附平衡量(7.48~21.93 mg/g)和光催化速率常数(0.0197~0.1181 min-1)均随pH降低而增大.LCM-Bi2WO6对RhB的光催化降解主要由·OH所致.光催化过程中, RhB紫外可见光谱的蓝移现象揭示LCM-Bi2WO6可通过脱乙基-共轭显色基团断裂途径降解RhB.以H2SO4调节酸度时, SO42-离子可被Bi2WO6强吸附,从而使得LCM-Bi2WO6对RhB的平衡吸附量(qe为6.03 mg/g)和光催化速率(kv为0.115 min-1)远小于HCl调节(qe为21.93 mg/g,kv为0.1181 min-1)时对RhB的平衡吸附量和光催化速率.

关键词: 低温燃烧法 , 钨酸铋 , 光催化 , pH

Ti(IV)-石墨烯双助剂协同效应增强钨酸铋光催化性能

宋佳 , 徐瑛 , 貊艳平 , 李永安

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160345

助剂修饰是促进光生电子和空穴分离的有效途径.采用新型无定型Ti(IV)空穴助剂与高电子传输率的还原石墨烯(rGO)电子助剂相结合,以水热–浸渍沉积法合成Ti(IV)和rGO共修饰的高效片状钨酸铋(Ti(IV)-rGO/Bi2WO6)可见光光催化剂.结果表明,与单独Bi2WO6相比,助剂Ti(IV)或rGO修饰的Bi2WO6可见光光催化降解甲基橙(MO)性能增强.双助剂共修饰的Bi2WO6光催化剂光催化活性更高,当Ti(IV)含量为5wt%时,双助剂共修饰的Bi2WO6光催化剂性能最佳,光催化速率常数达2.2×10-2 min-1,是纯Bi2WO6的88倍.光催化性能增强主要归因于新型Ti(IV)空穴助剂与rGO电子助剂的协同作用,即Ti(IV)快速转移光生空穴,同时rGO快速传递并转移电子.本文有望为新型助剂修饰光催化材料研究提供新思路.

关键词: 钨酸铋 , 石墨烯 , 无定型Ti(IV)空穴助剂 , 可见光光催化性能

多级结构钨酸铋微球的合成与发光性能研究

李春阳 , 杜晓迪 , 惠艳春 , 岳丹 , 王梦楠 , 王振领

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.02.006

以Bi(NO3)3 ·5H2O与Na2WO4·2H2O为原料,利用水热法合成了钨酸铋(Bi2 WO6)与稀土离子Eu3+掺杂的Bi2 WO6多级纳米结构材料.借助于X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及荧光光谱仪(PL)等对样品的结构、形貌及发光性能进行表征.结果表明,合成的具有多级结构的Bi2 WO6花状微球是由二维纳米片相互交叠而成,为正交相结构;稀土离子Eu3掺杂Bi2 WO6后,其发射光谱由wO6-的宽带发射与Eu3的线状发射峰组成,发光中心wO6-与Eu3之间存在能量传递,随着Eu3+掺杂浓度的提高,位于615 nm处Eu3+离子的特征发射峰逐渐占据主导地位,同时亦可判断,Eu3+离子取代了阳离子Bi3+的位置进入基质的格位.

关键词: 钨酸铋 , 多级结构 , 稀土离子 , 掺杂 , 发光

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