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微乳液法合成新型可见光催化剂BiVO₄及光催化性能研究

戈磊 , 张宪华

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00453

以Bi(NO₃)₃、NH₄VO₃为原料，采用微乳液法合成了新型可见光活性的钒酸铋（BiVO₄）光催化剂，并利用XRD、SEM、XPS、BET等技术手段对其进行了表征. 以可见光(λ>400nm)为光源，以甲基橙的光催化降解为模型反应，考察了BiVO₄ 的可见光催化性能. 结果表明：采用微乳液法通过调节合成温度，可得到不同晶相的BiVO₄光催化剂. 四方相BiVO₄在低温下首先生成，随温度升高四方相开始向单斜相转变. 可见光催化实验结果表明，四方相和单斜相共混的BiVO₄的光催化效率最高，3h内使甲基橙的脱色率达到99.9%.

关键词: 钒酸铋 , photocatalysis , visible light , microemulsion

煅烧温度对乙二醇溶胶-凝胶法制备BiVO4光催化性能的影响

郑浩岩 , 王敏 , 杨长秀 , 何吕 , 周瑞雪 , 赵孝明 , 柳向阳

材料热处理学报

采用乙二醇溶胶-凝胶法制备了BiVO4光催化剂样品,并研究了不同煅烧温度对样品的形貌及光催化活性的影响.并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)等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来评价不同煅烧温度对BiVO4光催化剂活性的影响.结果表明,所制备的材料均为单斜型BiVO4,并且随着煅烧温度的提高,样品的晶粒逐渐长大.当煅烧温度为550℃时,所制备的催化剂禁带宽度最小,表现出较高的催化活性,光照50 min对甲基橙的脱色率高达66％左右.

关键词: 钒酸铋 , 乙二醇 , 光催化 , 甲基橙 , 溶胶-凝胶

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

Fe3+掺杂BiVO4的制备及光催化降解甲基橙的研究

杨长秀 , 宋恩军 , 郑浩岩 , 王敏

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2014.06.009

以水稻秆为模板,成功合成了Fe3+掺杂BiVO4光催化剂,通过X-射线衍射分析、扫描电子显微镜和比表面积及孔径分析等对其进行了表征和分析.结果表明:制备的Fe3+掺杂BiVO4样品均为单斜白钨矿型,掺杂后样品的颗粒变小,比表面积增大.以金钨灯作为可见光光源,通过降解甲基橙,考察了Fe3+掺杂量对BiVO4可见光催化活性的影响规律以及催化剂投加量对光催化降解甲基橙的影响.与纯BiVO4比较,Fe3+掺杂有效提高了BiVO4的可见光催化活性,当掺杂量为6％时,样品的光催化效率最高,50 min内对甲基橙B的脱色率达到76％.当m(催化剂)∶m(甲基橙)为30时,对甲基橙溶液的脱色率能达到93％左右.

关键词: BiVO4 , 光催化剂 , Fe3+掺杂 , 甲基橙

固相煅烧法制备钒酸铋的动力学研究

杜光超 , 孙朝晖 , 鲜勇 , 陈海军 , 景涵 , 尹丹凤 , 唐红建

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.05.008

以五水硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)及偏钒酸铵(NH4VO3)为原料,利用TG-DSC对固相煅烧法制备钒酸铋的动力学进行研究.结果表明:不同升温速率下,反应均经历两个阶段,第一阶段的DSC峰值温度为400.67～425.95 K,反应同时在固、液两相中进行;第二阶段的DSC峰值温度为516.86～551.57 K,为固相反应;两个阶段的反应均涉及到体系副产物的分解及产物晶型的转变与完善.分别通过Flynn-Wall-Ozawa及Kissinger模型确定出两个阶段反应的动力学参数.第一阶段,表观活化能Ea1=86.56 kJ/mol,频率因子A1=4.49×1010 min-1;第二阶段,表观活化能Ea2=103.11 kJ/mol,频率因子A2 =4.12×109 min-1.

关键词: 钒酸铋 , 固相焙烧法 , 动力学 , TG-DSC , 拉曼光谱

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

新型Pt/BiVO₄可见光活性光催化剂的制备和表征

戈磊

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00449

以Bi(NO₃)₃、NH₄VO₃和H₂PtCl₆为原料, 采用浸渍法制备了新型复合光催化剂Pt/BiVO₄,
并利用XRD、SEM、XPS和DRS等手段对其进行了表征. 结果表明: Pt/BiVO₄光催化剂为单斜相结构, 复合光催化剂在可见光区的吸收增强, 吸收带边红移到了红光区. 在λ>400nm的可见光照射下, 以甲基橙的光催化降解为模型反应, 研究了该新型光催化剂的光催化活性, 结果发现: 与纯BiVO₄样品相比, Pt/BiVO₄复合样品的光催化活性大幅提高. 该新型光催化剂具有高活性的原因可能是PtCl₄颗粒的光敏化作用造成的.

关键词: 钒酸铋 , photocatalyst , visible light , platinum tetrachloride

BiVO4颗粒的聚丙烯酰胺凝胶法制备及光催化性能和机理

孙军辉 , 杨华 , 县涛 , 王伟鹏 , 冯旺军

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2012.20901

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了 BiVO4颗粒,利用 X 射线衍射、扫描电镜和紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征.结果表明,所制 BiVO4颗粒为单斜白钨矿结构,其形貌规整,近似呈球形,颗粒尺寸分布均匀,平均粒径约为400 nm,带隙为2.49 eV.以亚甲基蓝为目标降解物,在模拟太阳光辐照下考察了 BiVO4颗粒的光催化性能,研究了 O2, N2,乙醇及 KI 的添加对光催化效率的影响.以对苯二甲酸为探测剂,采用荧光光谱检测了催化剂在模拟太阳光照射下产生羟基自由基(·OH)的情况,探讨了其中的光催化机理.研究表明,?OH 和光生 h+是 BiVO4光催化降解亚甲基蓝的两种主要活性物种.

关键词: 钒酸铋 , 纳米颗粒 , 聚丙烯酰胺凝胶法 , 光催化机理 , 空穴 , 羟基自由基

pH值对乙二醇溶胶-凝胶法制备BiVO4光催化性能的影响

王敏 , 郑浩岩 , 杨长秀 , 高兴莹 , 董竹希文 , 罗洋 , 陈垚

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.09.002

采用乙二醇溶胶-凝胶法制备了BiVO4样品,研究了不同反应pH值对样品的形貌及光催化活性的影响.通过SEM,XRD,XPS和UV-Vis等表征手段对样品的形貌、物相以及光学性能进行表征和分析.结果表明:所制备的样品纯度较高,均为单斜型BiVO4光催化剂,并且随着反应pH值的改变,样品的形貌及光学性能也随之改变;当pH值为5时,产物为不规则的片状结构;当pH值增至7和9时,产物片状结构大量减少,表现出明显的颗粒状结构;当反应pH值增至11和13时,产物颗粒状结构团聚明显.当pH值为9时,所制备的样品具有最小的禁带宽度以及最小的晶体粒径,并且表现出最高的光催化活性,在250W金属卤化物灯下光照50min,对甲基橙的脱色率可达66.23％.

关键词: 钒酸铋 , 乙二醇 , 光催化 , 甲基橙 , 溶胶-凝胶

半导体学报（英文版） doi:10.1088/1674-4926/37/8/083004

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