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B-Er共掺杂BiVO4及对甲基橙的可见光光催化降解

王敏 , 车寅生 , 董占军 , 祝雷 , 牛超 , 董多 , 郑浩岩

材料热处理学报

采用柠檬酸络合法分别合成了B掺杂及B-Er共掺杂BiVO4可见光光催化剂,并对材料进行了XRD、SEM、EDS、BET和UV-vis等表征和分析.以光催化降解甲基橙溶液为探针反应,考察掺杂对BiVO4可见光催化活性的影响.结果表明:掺杂没有改变BiVO4晶型,掺杂前后均为单斜型,但B-Er共掺杂BiVO4的晶体粒径较单掺杂B和纯BiVO4减小.由UV-vis知,B-Er共掺杂BiVO4的光吸收强度大于单掺杂和纯BiVO4,光谱吸收红移程度大于单掺杂.B和Er共掺杂纳米BiVO4光催化剂产生协同效应,其光催化性能优于单掺杂B.当固定B为4％掺杂时,Er掺杂量为1％制备的B-Er共掺杂BiVO4,60 min对甲基橙的降解率达96.62％,较单掺杂B(37％)和纯样(20％)有明显提高.

关键词: 钒酸铋 , 光催化剂 , B-Er共掺杂 , 甲基橙

以玉米秸秆为模板制备N掺杂BiVO4及其可见光光催化性能

王敏 , 牛超 , 董占军 , 车寅生 , 董多 , 郑浩岩 , 杨长秀

无机材料学报 doi:10.15541/jim20130568

以六次甲基四胺(C6H12N4)为氮源,玉米秸秆为模板,采用溶胶-凝胶法制备 N 掺杂 BiVO4(CS-BiVO4-xN),并采用 X 射线衍射(XRD)、X 射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等表征手段对样品进行表征和分析。在可见光照射下,通过光催化降解甲基橙溶液评价 N掺杂对BiVO4光催化剂活性的影响。结果表明： N掺杂没有改变BiVO4的晶型；掺杂的N取代BiVO4中部分O,以-N-V-O形式存在,产生杂质能级, N掺杂导致BiVO4表面氧空位增加,二者协调作用致使禁带宽度变窄,光吸收带边发生红移,提高了其活性。以玉米秸秆为模板制备的蜂窝状BiVO4,颗粒分散好,晶体粒径小,有效提高了BiVO4初始吸附能力,促进了光催化活性；可见光光照50 min 时, CS-BiVO4-12N 样品对甲基橙的脱色率达80.9%,较CS-BiVO4(25.56%)和BiVO4-12N(28.34%)有明显提高。

关键词: N掺杂 , 玉米秸秆 , BiVO4 , 光催化剂 , 甲基橙

Lanthanum and boron co-doped BiVO4 with enhanced visible light photocatalytic activity for degradation of methyl orange

王敏 , 车寅生 , 牛超 , 党明岩 , 董多

稀土学报(英文版) doi:10.1016/S1002-0721(12)60373-1

关键词:

B-Er共掺杂BiVO4光催化降解金橙Ⅱ的研究

车寅生 , 王敏 , 祝雷 , 牛超 , 董多 , 郑浩岩

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2014.09.008

通过柠檬酸络合法合成B-Er共掺杂BiVO4,采用X-射线衍射和扫描电子显微镜表征合成材料的物相、形貌.同时考察溶液的初始浓度、pH、催化剂投加量以及光照强度等因素在可见光的照射下对金橙Ⅱ光催化降解的影响.实验结果表明,在金橙Ⅱ水溶液中,初始质量浓度为15mg/L、pH =3、催化剂投加量为0.015 g、光照距离14cm,B-Er共掺杂BiVO4对金橙Ⅱ有较好的光催化活性,t为50 min后,降解率可达90％以上.

关键词: 光催化降解 , 钒酸铋 , B-Er共掺杂 , 金橙Ⅱ

溶胶-凝胶法制备N掺杂FeVO4及其光催化性能研究

王敏 , 栾海燕 , 车寅生 , 牛超

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).015

以玉米秸秆为模板,采用溶胶-凝胶法制备N掺杂FeVO4光催化剂,采用 X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等测试、分析手段,对样品进行表征。在可见光照射下,通过光催化降解甲基橙溶液评价N 掺杂对 FeVO4光催化剂活性的影响。结果表明,掺杂 N 前后 FeVO4均为三斜型, N取代了 FeVO4晶格中 O 形成了 N-Fe-O 键,产生了杂质能级,N掺杂导致FeVO4表面形成了大量束缚单电子的氧空位,产生缺陷能级,二者共同作用致使带隙窄化,光吸收带红移。光催化降解结果表明,N 掺杂能有效提高 FeVO4的可见光催化活性。当掺杂 N为15%(摩尔分数)时,样品活性最高,光照100 min对甲基橙的脱色率达56%左右,远高于未掺杂的脱色率(16.7%)。

关键词: N掺杂 , FeVO4 , 溶胶-凝胶法 , 玉米秸秆 , 光催化剂

小麦秆和Si源制备絮状Si-BiVO4及其光催化性能研究

杨长秀 , 王敏 , 牛超 , 董占军 , 王前武 , 郑浩岩

材料热处理学报

采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法,以小麦秆为模板和硅源制备Si-BiVO4光催化材料(WS-Si-BiVO4).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对样品进行微观结构和机理的分析.并在模拟可见光(卤素灯)照射下,通过光催化降解甲基橙来评价WS-Si-BiVO4光催化剂的活性.结果表明:小麦秆的微观结构为弯曲褶皱的纤维絮状,以小麦秆为模板制备的系列WS-Si-BiVO4均成功复制了小麦秆的纤维絮状,有利于增大样品的比表面积;且小麦秆中含有一定量的Si,在煅烧过程中部分Si以Si4的形式掺杂进入BiVO4,取代部分V5+,使得样品中氧空位增多;以小麦秆为模板制备的系列WS-Si-BiVO4没有改变纯BiVO4的晶型,均为单斜白钨矿型;而且晶体粒径较纯BiVO4小,表面较为光滑,颗粒形状较为规整;可见光光照50 min时,WS-Si-BiVO4样品对甲基橙的脱色率达71.52％,较纯BiVO4(35.43％)提高了36.09％,其原因主要是BiVO4复制了小麦秆的纤维絮状、晶体粒径减小、比表面积增大、氧空位增大、带隙宽度小等.

关键词: 小麦秸秆 , 硅源 , BiVO4 , 光催化剂 , 甲基橙

基于反向简单剪切变形和数字散斑相关法的薄板包申格效应测试

牛超 , 臧顺来

机械工程材料

采用简单剪切试验装置和三维数字散斑应变测量分析系统,对SPCC冷轧钢板和AA6061铝板两种材料进行了简单剪切试验,对其包申格效应进行了测试.结果表明:简单剪切试验能够较为容易地实现反向加载,且能得到较大变形时的力学特性,同时散斑应变测量方法由于能够获得试样表面的整体应变场,保证了剪应变测量的准确性;两种材料在不同的预应变下,正向加载阶段剪应力-剪应变关系曲线重合性较好;且随预应变的增加,反向屈服应力增加;通过比较等向强化模型预测结果和试验测试结果,显示两种材料均存在明显包申格效应、瞬态效应,而SPCC钢板表现的更为明显永久软化效应.

关键词: 金属薄板 , 包申格效应 , 简单剪切 , 数字散斑