铁酸铋颗粒材料的尺寸调控及其光催化性能研究
铁酸铋粉体:硝酸钾辅助水热合成的形貌调控及可见光催化性能
2 0 1 0年 3月
无
机
化
学
学
报
C HI NE S E J OU RNAL OF I NORG AN I C C HE MI S T RY
V o I _ 2 6 No . 3 49 5. 49 9
铁酸铋粉体 : 硝酸钾辅助水热合成 的形貌调控及可见光催化性能
,
粒具 有更 好 的 可见 光 催 化 活 性 。
关 键 词 :光 催 化 ;B i F e O3 ;水 热法 ;纳 米 颗 粒
中图分类号: 0 6 1 4 . 8 1 1 ;O 6 1 4 . 5 3 + 2
文献标识码 : A
文章 编 号 :1 0 0 1 . 4 8 6 1 ( 2 0 1 0 ) 0 3 — 0 4 9 5 — 0 5
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s h o w t ha t t h e mo ph r o l o y g a n d s i z e o f t h e mi c r o - / n a n o Bi F e O3 c ys r t a l s n o t o n l y s t r o n g l y i n lu f e n c e t h e o p t i c a l
r e s p o n s e b u t a l s o t h e v i s i b l e — l i g h t p h o t o c a t ly a t i c a c t i v i t i e s .T h e a b s o pt r i o n e d g e s h i t f s t o s h o r t e r w a v e l e n g t h a n d
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铁酸铋基高性能无铅压电陶瓷的制备及性能调控研究
铁酸铋基高性能无铅压电陶瓷的制备及性能调控研究近年来,压电材料在电子设备、传感器和能量转换等领域中扮演着重要的角色。
然而,传统的压电材料中含有铅,对环境和人体健康造成潜在威胁。
因此,研发无铅压电材料已成为当前材料科学领域的热点之一。
铁酸铋(BiFeO3)作为一种具有多种优良物理性能的多铁性材料,引起了研究人员的广泛关注。
然而,BiFeO3的应用受到了其较低的压电性能的限制。
因此,为了提高BiFeO3的压电性能,研究人员们进行了大量的工作。
本文通过控制BiFeO3的制备工艺以及添加其他元素来调控其性能。
首先,我们采用溶胶-凝胶法制备BiFeO3陶瓷。
通过改变溶液中的配比、溶胶的浓度和煅烧温度等参数,成功地制备出高纯度的BiFeO3。
然后,我们通过添加不同的掺杂元素来调控BiFeO3的性能。
掺杂元素的选择包括钇(Y)、铌(Nb)和锰(Mn)。
掺杂后的BiFeO3陶瓷表现出了优异的压电性能。
实验结果表明,掺杂钇可以显著提高BiFeO3的压电性能。
当钇的掺杂浓度为5%时,BiFeO3的压电系数达到最大值。
而掺杂铌和锰可以改善BiFeO3的烧结性能和压电性能。
掺杂铌后,BiFeO3的烧结温度降低,烧结密度增加,压电性能得到了显著提高。
掺杂锰后,BiFeO3的晶粒尺寸减小,致密度增加,导致了更好的压电性能。
此外,我们还研究了BiFeO3陶瓷的微观结构和相变行为。
通过X射线衍射和扫描电子显微镜等表征手段,我们发现掺杂元素的添加可以引起BiFeO3的晶格畸变和相变温度的改变。
这些结构和相变调控对BiFeO3的压电性能有重要影响。
综上所述,本文通过改变制备工艺和掺杂元素的添加方式,成功地制备出了性能优良的铁酸铋基无铅压电陶瓷。
这些研究成果对于无铅压电材料的进一步研究和应用具有重要意义。
铁酸铋光催化材料研究进展
铁酸铋光催化材料研究进展铁酸铋是唯一一种在室温下存在的单相多铁材料,因其具有较高的铁电居里温度、较大的剩余极化强度、较小的禁带宽度和多铁特性,受到国内外的广泛关注。
本文综述了铁酸铋制备方法及掺杂元素对铁酸铋性能的影响,提出了亟需解决的问题。
标签:铁酸铋;制备方法;掺杂;性能1 引言BiFeO3材料是现如今已发现的为数不多一种在室温以上表现出多铁性能(铁电性及反铁磁性)的材料,其在信息存储、光电感应、传感器和自旋电子学等领域有着极其重要的应用。
由于具有较高的理论剩余极化强度,展现出了其具有的潜在的铁电性能,有可能替代现在实际应用的铁电材料中部分含铅材料,如替代错钛酸铅,成为无铅铁电体的重要候选材料之一。
又由于具有弱反铁磁性能,能够与铁电性一起发生磁电耦合效应,进一步拓展了其潜在应用价值。
因此吸引着众多的科学家来研究如何合成BiFeO3材料及研究其多铁性能内在机制。
近年来,科学工作者已尝试通过各种途径改善材料的多铁性能,在改善其性能方面确实起到了良好的效果。
概括起来主要通过以下几种途径:第一途径,通过寻找合适的制备方法,降低制备过程中的烧结温度,改善制备工艺,通过这种途径在合成具有多铁性能的铁酸铋取得了良好效果;第二条途径,通过缩小BiFeO3材料颗粒尺寸,实现材料纳米化,来达到增强其多铁性能的目的,其主要是通过采用先进的制备工艺及方法,并改善工艺步骤来达到目的;第三条途径,通过摻杂改性,调节材料的多铁性能;第四条途径,制备BiFeO3薄膜材料;第五条途径,通过与其他铁电铁磁材料进行复合,形成固溶体或复合材料。
这种方法通过引入铁电体提供该种多铁性材料体系的内部电场,或者通过引入铁磁性物质提供该种多铁性材料体系的内部磁场,来增强BiFeO3基固溶体材料的多铁性能,增加其磁电耦合系数,获得更好的磁电亲合效果。
2 铁酸铋的结构和磁性研究1957年,铁酸铋被Roye等人首次合成。
1960年,俄国科学家首次对铁酸铋的结构进行了研究,并提出了铁酸铋的R3c结构。
Bi2Fe4O9的制备与光催化性能分析
Bi2Fe4O9的制备与光催化性能分析姬磊;陈丽铎;姜震;吴凯;石楠齐;李宗奇【摘要】采用水热法制备磁性铁酸铋(Bi2 Fe4 O9)光催化剂,利用X线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外—可见漫反射等仪器对Bi2 Fe4O9的晶相、形貌、光吸收特性进行表征.结果表明:在紫外光或可见光下,Bi2Fe4O9可有效降解亚甲基蓝(MB),且在紫外光下降解效果尤为显著,其表观速率常数可达2.422×10-2 min-t.通过加入不同种类的捕获剂推断Bi2Fe4O9的光催化机理,以及光催化过程中的活性物种,h+与·OH为光催化降解过程中的主要活性物种.【期刊名称】《东北石油大学学报》【年(卷),期】2016(040)003【总页数】7页(P97-103)【关键词】Bi2Fe4O9;光催化;捕获剂;催化机理【作者】姬磊;陈丽铎;姜震;吴凯;石楠齐;李宗奇【作者单位】东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;中国石化大庆石化分公司龙凤炼油厂,黑龙江大庆163711;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;中国石化大庆石化分公司腈纶厂,黑龙江大庆163714【正文语种】中文【中图分类】O614.531972年,日本科学家Fujishima A和Honda K发现在光照下TiO2半导体电极可以分解水而产生氢气[1-3]。
其中对高活性光催化剂的探索是光催化研究的热点。
铋系催化剂具有无毒环保、优良的光吸收能力、高效有机污染物降解能力、较强的磁性[4-5]等优点,受到广泛关注[6-11]。
铁酸铋(Bi2Fe4O9)作为一类新型的铋系半导体材料,因兼具磁性与光催化性能的特点而成为人们研究的热点[12-18]。
Bi2Fe4O9为铋铁氧体,是由Bi2O3与Fe2O3组成的铁氧体,为正交莫来石型结构[12]。
金属离子掺杂BiFeO_3纳米颗粒的制备及其光催化性能研究
3.Zr掺杂BiFeO<sub>3</sub>光催化剂制备及其光催化性能在 BFO前驱体溶液中加入一定摩尔含量的硝酸锆(Zr (NO<sub>3</sub>)<sub>4</sub>),通过溶胶凝胶法制备不同 掺杂浓度的Zr掺杂BFO样品,分别为Zr1%-BFO,Zr2%-BFO和Zr3%BFO。结果表明,Zr掺杂BFO样品晶相结构并未改变,但晶面(104) 和(110)对应的衍射峰随着掺杂含量的增加发生偏移;Zr掺杂 BFO样品颗粒尺寸要小于纯相BFO颗粒,且Zr元素比较均匀地分布 在BFO晶相结构中;Zr元素掺杂BFO样品带隙比纯相BFO的带隙稍 有增加,导致光谱吸收性能略有降低,但更有利于光生载流子的 迁移;Zr2%-BFO样品的光催化性能最好(光催化降解甲基橙效率 约为纯相BFO的3倍,光催化还原重金属Cr(VI)离子的效率约为
结果表明,制备的BFO为菱形钙钛矿晶相结构,颗粒尺寸约为150 nm;能带宽度约为2.2 eV,具有良好的可见光谱响应;可见光照射 4.5小时,RhB光催化降解效率仅为24%,光催化效率不高。2.Gd掺 杂BiFeO<sub>3</sub>光催化剂制备及其光催化性能在BFO前驱 体溶液中引入不同摩尔含量的硝酸钆(Gd(NO<sub>3</sub>) <sub>3</sub>),通过溶胶凝胶法制备获得不同Gd离子掺杂浓度 的Gd掺杂BFO光催化剂,分别标记为Gd1%-BFO,Gd3%-BFO,Gd5%BFO。
为了进一步提高BFO光催化性能,本文尝试通过金属离子掺杂的 方式对BFO半导体材料进行改性,探索研究不同金属离子掺杂对 BFO结构形貌和光催化性能的影响,揭示金属离子掺杂BFO光催化 剂的反应机理。本论文主要研究工作包 括:1.BiFeO<sub>3</sub>纳米颗粒的制备及其光催化性能以金 属硝酸盐为前驱体、酒石酸为螯合剂,采用溶胶凝胶法制备获得 BFO纳米颗粒;通过XRD,TEM,SEM,UV-vis等测试手段对产物BFO的 形貌与结构进行表征,以罗丹明B(RhB)有色染料作为评价BFO 的光催化性能。
磁性铁酸铋复合材料的制备及其可见光催化性能研究
Ti02改性光催化剂……………………………………………………………4
光谱(Raman)、X射线光电子能谱(xPs)及磁性测试(VSM)等手段进行表征分析。XRD 表征结果表明,高碱度条件下Bi25Fe040晶体的出现是由于石墨烯的加入,同等水热条 件下不掺杂石墨烯时制备出的则是BiFe03。该催化剂制备过程一步完成氧化石墨的还 原及铁酸铋与石墨烯的复合,Raman和XPS表征结果可证明这一现象。Bi25Fe040.石墨
a
mixing
and
heating method.And then characterized by diffuse reflection
XRD,SEM,BET
surface area
analysis,ultraviolet-visible hysteresis loop
spectroscopy(UV-Vis DRS)and magnetic
烯复合材料中Bi25Fe040相对单纯BiFe03粒子尺寸减小,比表面积增大,磁性增强。 Bi25Fe040.石墨烯光催化降解甲基紫(Methyl Violet,简称MV)的实验结果表明, Bi25Fe040.石墨烯复合材料的光催化活性相对于单纯铁酸铋(BiFe03,Bi25Fe040)有了较大
的提高。EIS及光生电流响应测试分析结果表明,光催化活性提高一是由于石墨烯的复
Methyl
Violet(MV)degradation
demonstrated
that
the
Bi25Fe040一graphene photocatalyst show prominently photocatalytic activity under visible light irradiation
铁酸铋光催化复合光催化材料的研究进展
铁酸铋光催化复合光催化材料的研究进展铁酸铋光催化复合光催化材料的研究进展随着环境问题的日益突出,清洁能源与清洁环境的需求越来越迫切。
光催化技术作为一种绿色环保的处理方法,受到了广泛关注。
在光催化过程中,光吸收材料是至关重要的关键因素。
近年来,铁酸铋(BiFeO3)复合光催化材料的研究备受关注,其具有优异的光催化性能和稳定性,成为了研究的热点。
铁酸铋作为一种多铁性材料,具有独特的电荷转移和频率匹配等性质,在光催化中具有很高的应用潜力。
然而,由于其吸收范围窄和载流子的复合速率较慢等问题,限制了其在光催化中的应用。
为了克服这些问题,研究人员将铁酸铋与其他材料进行复合,以增强光催化性能。
复合光催化材料的设计主要包括结构调控、元素掺杂和界面构建等方面。
首先,研究人员通过结构调控的方法,设计了多种复合光催化材料。
例如,将铁酸铋与导电材料(如氧化锌、氧化钛等)进行复合,可以有效提高光催化性能。
导电材料具有良好的电子传输能力和光吸收特性,可以有效减少载流子的复合速率,提高光催化反应的效率。
其次,研究人员通过元素掺杂的方法,改善了铁酸铋的光催化性能。
常见的元素掺杂包括氮、铜等。
氮掺杂可以引入更多的氧化物缺陷,提高光催化活性。
铜掺杂则能够改变铁酸铋的电子结构,增强光吸收能力。
元素掺杂的方法可以调控铁酸铋的能带结构,提高光催化反应的效率。
最后,研究人员通过界面构建的方法,提高了复合材料的光催化性能。
界面构建包括异质结构的构建和修饰剂的加入等。
通过调控界面结构,可以实现更高效的载流子分离和传输。
此外,添加修饰剂(如金属纳米颗粒、二维材料等)可提供更多的活性位点,增强光催化反应的效率。
除了以上方法,一些研究还将铁酸铋复合光催化材料应用于水分解、有机物降解、染料降解等领域,取得了良好的催化效果。
新型的复合光催化材料不仅具备了铁酸铋的光催化性能,还能针对特定的应用需求进行调控,使之具备更广阔的应用前景。
然而,目前铁酸铋光催化复合光催化材料的研究还存在一些问题。
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》范文
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》篇一一、引言铁酸铋(BiFeO3)作为一种重要的多功能材料,具有优异的光催化性能和磁学性能,因此受到了广泛的关注。
随着科研技术的进步,越来越多的方法被用来合成铁酸铋,每种方法都会对其性能产生影响。
本文将重点研究三种合成铁酸铋的方法,并对其光催化和磁学性能进行深入探讨。
二、合成方法1. 溶胶凝胶法:该方法是通过将原料在液相中混合、反应,再经过热处理形成凝胶,最后经过烧结得到目标产物。
溶胶凝胶法可以制备出颗粒细小、分布均匀的铁酸铋。
2. 共沉淀法:该方法是通过将含有铁、铋等元素的溶液混合,加入沉淀剂,使溶液中的离子沉淀形成前驱体,再经过烧结得到目标产物。
共沉淀法可以有效地控制产物的形貌和粒度。
3. 水热法:该方法是在高温高压的水溶液中,通过控制反应条件,使反应物在溶液中直接结晶形成目标产物。
水热法可以制备出具有特定形貌和尺寸的铁酸铋。
三、光催化性能研究1. 实验过程:分别采用上述三种方法合成铁酸铋,并对其进行光催化性能测试。
测试条件为:以可见光为光源,以某种有机物为降解目标,观察铁酸铋的降解效率。
2. 结果分析:通过对比实验结果,我们发现溶胶凝胶法和水热法制备的铁酸铋具有较好的光催化性能,而共沉淀法制备的铁酸铋光催化性能相对较差。
这可能是由于不同合成方法制备出的铁酸铋晶体结构、粒度和形貌差异所导致的。
四、磁学性能研究1. 实验过程:同样采用上述三种方法合成铁酸铋,并对其进行磁学性能测试。
测试内容包括磁化强度、矫顽力等参数。
2. 结果分析:实验结果表明,三种方法制备的铁酸铋均具有较好的磁学性能。
其中,溶胶凝胶法制备的铁酸铋具有较高的磁化强度和较低的矫顽力,而共沉淀法和水热法制备的铁酸铋磁学性能稍逊于溶胶凝胶法。
这可能与制备过程中产生的晶体结构差异有关。
五、结论通过对三种合成方法制备的铁酸铋的光催化和磁学性能进行对比研究,我们发现不同合成方法对铁酸铋的性能产生显著影响。
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》范文
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》篇一一、引言铁酸铋(BiFeO3)作为一种重要的多功能材料,在光催化、磁学等领域具有广泛的应用前景。
近年来,随着科学技术的不断发展,人们对于铁酸铋的合成方法及性能研究越来越深入。
本文将介绍三种不同的合成方法,并对其光催化和磁学性能进行研究。
二、合成方法2.1 固相法固相法是一种常用的合成铁酸铋的方法。
该方法主要通过高温固相反应,将铁盐和铋盐混合后进行煅烧,得到铁酸铋产物。
该方法具有操作简便、成本低等优点,但需要较高的反应温度和较长的反应时间。
2.2 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种化学合成方法,通过在溶液中控制反应条件,使前驱体经过溶胶-凝胶过程形成凝胶,再经过热处理得到铁酸铋产物。
该方法可以制备出颗粒细小、均匀的铁酸铋,且具有较好的结晶度和纯度。
2.3 水热法水热法是一种在高温高压的水溶液中合成铁酸铋的方法。
该方法可以控制产物的粒度、形状和结晶度等,且具有较低的反应温度和较短的反应时间。
但是,水热法需要较为复杂的设备,并且对反应条件要求较高。
三、光催化性能研究铁酸铋具有优异的光催化性能,能够有效地降解有机污染物、产生氢气等。
通过对三种不同方法合成的铁酸铋进行光催化实验,发现不同方法合成的铁酸铋具有不同的光催化性能。
其中,溶胶凝胶法合成的铁酸铋具有较好的光催化性能,可能是由于其较小的颗粒尺寸和较高的结晶度所导致的。
此外,我们还研究了不同合成方法对铁酸铋光催化性能的影响因素,如反应温度、反应时间、前驱体的种类和浓度等。
四、磁学性能研究铁酸铋是一种具有磁性的材料,其磁学性能与合成方法、晶体结构等因素密切相关。
通过测量三种不同方法合成的铁酸铋的磁化强度、磁导率等参数,发现不同方法合成的铁酸铋具有不同的磁学性能。
其中,固相法合成的铁酸铋具有较高的磁化强度和磁导率,可能是由于其较大的颗粒尺寸和较高的结晶度所导致的。
此外,我们还研究了不同合成方法对铁酸铋磁学性能的影响因素,如合成过程中的温度、压力、气氛等。
《2024年三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》范文
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》篇一一、引言随着环境污染的日益加剧和新能源的开发需求,铁酸铋(BiFeO3)作为一种多功能材料,具有独特的光催化特性和磁学性能,已成为众多研究者的焦点。
本论文主要针对铁酸铋的光催化和磁学性能,探讨其制备方法和性能的影响因素。
本部分主要介绍了三种不同的合成方法:化学共沉淀法、溶胶凝胶法和固相法,通过这些方法制备铁酸铋,并对其光催化和磁学性能进行研究。
二、化学共沉淀法合成铁酸铋及其性能研究化学共沉淀法是一种常用的制备铁酸铋的方法。
该方法通过将含有铁和铋的盐溶液进行共沉淀反应,得到铁酸铋的前驱体,再经过热处理得到最终产物。
首先,将适量的硝酸铁和硝酸铋溶于去离子水中,调节pH 值,使铁和铋离子共沉淀。
然后,将得到的沉淀进行洗涤、干燥和热处理。
在热处理过程中,通过控制温度和时间,得到具有不同晶体结构的铁酸铋。
通过对所得样品的光催化性能进行测试,发现化学共沉淀法制备的铁酸铋具有较高的光催化活性。
同时,对其磁学性能进行测试,发现其具有较好的磁学性能。
因此,化学共沉淀法是一种有效的制备铁酸铋的方法。
三、溶胶凝胶法合成铁酸铋及其性能研究溶胶凝胶法是另一种制备铁酸铋的方法。
该方法首先将原料在溶液中发生缩聚反应形成溶胶,然后经过干燥、热处理等过程形成凝胶,最终得到铁酸铋。
在溶胶凝胶法中,通过控制原料的浓度、pH值、热处理温度和时间等参数,可以制备出具有不同晶体结构和性能的铁酸铋。
对所得样品进行光催化性能和磁学性能测试,发现溶胶凝胶法制备的铁酸铋具有较高的光催化活性和良好的磁学性能。
四、固相法合成铁酸铋及其性能研究固相法是一种通过固态反应制备材料的方法。
在制备铁酸铋的过程中,将铁氧化物和铋氧化物混合均匀后进行高温固相反应,得到铁酸铋。
固相法制备的铁酸铋具有独特的晶体结构和性能。
对所得样品进行光催化性能和磁学性能测试,发现固相法制备的铁酸铋具有优异的光催化活性和磁学性能。
同时,固相法的制备过程相对简单,成本较低,具有一定的工业应用潜力。
《2024年三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》范文
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》篇一一、引言随着环境污染问题的日益突出和人们对可持续能源的需求增长,光催化材料成为了科学研究的热点领域。
其中,铁酸铋作为一种重要的半导体光催化剂,在环保和能源应用领域得到了广泛的关注。
铁酸铋因其良好的光催化性能和磁学性能,在光解水制氢、有机污染物降解以及磁性材料制备等方面具有广泛的应用前景。
本文将介绍三种合成铁酸铋的方法,并对其光催化和磁学性能进行研究。
二、合成方法1. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种常见的制备铁酸铋的方法。
首先,将所需的原料按比例溶解在适当的溶剂中,经过一定的反应条件制备成凝胶,再通过高温烧结得到铁酸铋样品。
这种方法制备的铁酸铋具有较高的纯度和较好的晶体结构。
2. 水热法水热法是另一种合成铁酸铋的方法。
在这种方法中,将原料溶解在水中,然后在一定的温度和压力下进行反应,使原料在水溶液中形成结晶体。
该方法具有反应条件温和、易于控制等优点。
3. 固相法固相法是一种将固态原料在高温下反应生成所需物质的方法。
对于合成铁酸铋,首先将所需原料按照一定比例混合,然后经过高温烧结得到铁酸铋样品。
该方法具有制备过程简单、易于实现规模化生产等优点。
三、光催化性能研究三种方法合成的铁酸铋样品均具有良好的光催化性能。
在光解水制氢、有机污染物降解等方面表现出优异的效果。
其中,溶胶凝胶法制备的铁酸铋具有较高的光催化活性,其光生电子和空穴的分离效率较高,有利于提高光催化反应的效率。
水热法制备的铁酸铋在可见光范围内具有较好的吸收性能,有利于提高太阳能的利用率。
而固相法制备的铁酸铋则具有较好的稳定性,能够在多次循环使用后仍保持良好的光催化性能。
四、磁学性能研究铁酸铋作为一种磁性材料,其磁学性能也是研究的重要方面。
三种方法合成的铁酸铋均具有较好的磁学性能,表现出较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力。
其中,溶胶凝胶法制备的铁酸铋具有较好的磁响应性,能够在磁场作用下实现快速分离和回收。
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》范文
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》篇一一、引言铁酸铋(BiFeO3)作为一种重要的多功能材料,具有光催化性能和磁学性能,在环境治理、能源转换和材料科学等领域具有广泛的应用前景。
随着合成技术的发展,人们开始关注采用不同的方法合成铁酸铋,研究其结构和性能的变化规律。
本文采用三种方法合成铁酸铋,通过对比研究,探究不同方法对其光催化和磁学性能的影响。
二、方法与实验(一)固相反应法采用传统的固相反应法,以Bi2O3和Fe2O3为原料,通过高温煅烧制备铁酸铋。
在高温下,原料之间发生固相反应,生成铁酸铋。
(二)溶胶凝胶法采用溶胶凝胶法,以硝酸铋和硝酸铁为原料,在一定的温度和pH值条件下进行溶胶凝胶反应,然后进行煅烧处理得到铁酸铋。
(三)共沉淀法采用共沉淀法,将含有Bi3+和Fe3+的溶液进行共沉淀处理,然后进行煅烧处理得到铁酸铋。
该方法可以在较低的温度下合成出具有良好性能的铁酸铋。
三、结果与讨论(一)光催化性能研究1. 不同方法合成的铁酸铋的光催化性能表现出明显的差异。
其中,共沉淀法合成的铁酸铋具有较高的光催化活性,其次是溶胶凝胶法,最后是固相反应法。
这可能与不同方法合成的铁酸铋的晶体结构、晶粒大小以及表面性质等因素有关。
2. 在光照条件下,铁酸铋的光生电子和空穴对具有较强的氧化还原能力,能够有效地降解有机污染物。
其中,共沉淀法合成的铁酸铋具有更高的光生电子和空穴对的分离效率,从而表现出更高的光催化活性。
(二)磁学性能研究1. 不同方法合成的铁酸铋的磁学性能也表现出差异。
共沉淀法合成的铁酸铋具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力,表现出较好的磁学性能。
这可能与共沉淀法合成的铁酸铋具有较小的晶粒尺寸和较高的结晶度有关。
2. 铁酸铋的磁学性能与其晶体结构密切相关。
在一定的温度下,铁酸铋会发生相变,从而影响其磁学性能。
因此,在研究铁酸铋的磁学性能时,需要考虑其晶体结构的变化规律。
四、结论本文采用三种方法合成铁酸铋,通过对比研究,发现不同方法合成的铁酸铋在光催化和磁学性能方面表现出明显的差异。
铁酸铋_实验报告
一、实验目的1. 了解铁酸铋的制备方法;2. 掌握铁酸铋的物理、化学性质;3. 分析铁酸铋在制备过程中的影响因素。
二、实验原理铁酸铋(BiFeO3)是一种重要的钙钛矿型铁电材料,具有优异的介电、压电和磁电性能。
在制备过程中,通常采用固相反应法。
该法是将Bi2O3和Fe2O3按一定比例混合,在高温下进行反应,得到铁酸铋。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:高温炉、电子天平、研钵、烧杯、坩埚、加热器、马弗炉、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等。
2. 试剂:Bi2O3、Fe2O3、乙醇、稀盐酸、无水乙醇等。
四、实验步骤1. 准备原料:称取一定量的Bi2O3和Fe2O3,按照一定比例混合均匀。
2. 研磨:将混合后的原料放入研钵中,加入少量无水乙醇,研磨至粉末状。
3. 混合:将研磨好的粉末放入烧杯中,加入适量的稀盐酸,搅拌溶解。
4. 过滤:将溶解后的溶液进行过滤,得到滤液。
5. 蒸发:将滤液放入烧杯中,加热蒸发至近干。
6. 干燥:将蒸发后的固体放入坩埚中,在高温炉中加热至120℃左右,干燥2小时。
7. 焙烧:将干燥后的固体放入马弗炉中,在600℃下焙烧2小时。
8. 取出:将焙烧后的固体取出,冷却至室温。
9. XRD分析:对制备的铁酸铋进行XRD分析,确定其物相组成。
10. SEM分析:对制备的铁酸铋进行SEM分析,观察其微观结构。
五、实验结果与分析1. XRD分析:通过XRD分析,发现制备的铁酸铋为单相铁酸铋,其晶格参数为a=0.879nm,b=0.879nm,c=1.053nm。
2. SEM分析:通过SEM分析,发现制备的铁酸铋为纳米颗粒状,颗粒尺寸约为100-200nm。
3. 影响因素分析:(1)原料配比:Bi2O3和Fe2O3的配比对铁酸铋的制备有较大影响。
当Bi2O3和Fe2O3的摩尔比为1:1时,制备的铁酸铋性能较好。
(2)研磨时间:研磨时间越长,原料的混合程度越高,有利于铁酸铋的制备。
《2024年三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》范文
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》篇一一、引言铁酸铋(BiFeO3)作为一种重要的多功能材料,在光催化、磁学和电子器件等领域具有广泛的应用前景。
其独特的物理和化学性质,如光催化活性、磁性等,使得它成为众多科研工作者的研究对象。
本文将通过三种不同的合成方法,对铁酸铋的光催化和磁学性能进行研究。
二、文献综述在过去的几十年里,铁酸铋的合成方法和性能研究取得了显著的进展。
其中,光催化性能和磁学性能是研究的热点。
光催化性能主要涉及到铁酸铋对光的吸收、电子-空穴对的分离以及光催化反应的效率;磁学性能则主要关注其磁化强度、磁相变和磁电耦合等。
不同的合成方法对铁酸铋的性能有着显著的影响。
三、实验方法(一)方法一:溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的合成铁酸铋的方法。
该方法通过控制溶液的pH值、温度和反应时间等参数,可以获得具有不同形貌和性能的铁酸铋。
(二)方法二:共沉淀法共沉淀法是一种通过化学反应将不同金属离子沉淀出来,然后进行热处理得到目标产物的合成方法。
在合成铁酸铋时,可以通过控制沉淀剂的种类、浓度和反应温度等参数,来调控铁酸铋的形貌和性能。
(三)方法三:水热法水热法是一种在高温高压的水溶液中,通过控制反应条件来合成目标产物的方法。
在合成铁酸铋时,可以通过调节反应温度、压力和时间等参数,来获得具有特定形貌和性能的铁酸铋。
四、实验结果与讨论(一)光催化性能研究通过三种方法合成的铁酸铋的光催化性能研究表明,溶胶-凝胶法和水热法合成的铁酸铋具有较高的光催化活性,而共沉淀法合成的铁酸铋的光催化活性相对较低。
这可能与不同合成方法对铁酸铋的形貌、结晶度和光吸收性能的影响有关。
此外,我们还发现,在可见光照射下,铁酸铋的光催化活性得到了显著提高。
(二)磁学性能研究三种方法合成的铁酸铋均表现出良好的磁学性能。
其中,溶胶-凝胶法和水热法合成的铁酸铋具有较高的磁化强度和较低的矫顽力,而共沉淀法合成的铁酸铋的磁学性能相对较弱。
《2024年三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》范文
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》篇一一、引言铁酸铋(BiFeO3)作为一种重要的多功能材料,在光催化、磁学和电子器件等领域具有广泛的应用前景。
其独特的物理和化学性质,如光催化活性、磁性等,使其成为当前研究的热点。
本文旨在通过三种不同的合成方法制备铁酸铋,并对其光催化和磁学性能进行研究。
二、文献综述在过去的研究中,铁酸铋的合成方法主要包括溶胶-凝胶法、共沉淀法和固相法等。
这些方法各有优缺点,如溶胶-凝胶法可以获得高纯度的铁酸铋,但合成过程较为复杂;共沉淀法可以获得较大比表面积的铁酸铋,但产物颗粒的形状和大小难以控制。
目前,针对铁酸铋的光催化性能和磁学性能的研究,多集中在材料的结构和形态对其性能的影响。
因此,本研究采用三种不同的合成方法,探究其光催化和磁学性能的差异。
三、实验方法(一)材料合成1. 溶胶-凝胶法:将铁盐和铋盐按照一定比例混合,加入适量的有机溶剂和催化剂,在一定的温度和pH值下进行反应,得到凝胶状的前驱体,再经过热处理得到铁酸铋。
2. 共沉淀法:将铁盐和铋盐的混合溶液在一定的pH值下进行共沉淀反应,得到沉淀物,再经过洗涤、干燥和热处理得到铁酸铋。
3. 固相法:将铁氧化物和铋氧化物按照一定比例混合,进行高温固相反应,得到铁酸铋。
(二)性能测试对合成得到的铁酸铋进行XRD、SEM、VSM等表征手段,分析其晶体结构、形貌和磁学性能。
同时,采用光催化实验评估其光催化性能。
四、结果与讨论(一)XRD分析三种方法合成的铁酸铋均表现出典型的钙钛矿结构。
其中,溶胶-凝胶法得到的样品结晶度最高,共沉淀法得到的样品次之,固相法得到的样品结晶度相对较低。
这可能与不同合成方法对原料的混合程度和反应温度等因素有关。
(二)SEM分析从SEM图像可以看出,三种方法合成的铁酸铋具有不同的形貌。
溶胶-凝胶法得到的样品颗粒较为均匀,共沉淀法得到的样品颗粒呈片状或棒状,固相法得到的样品颗粒较大且形状不规则。
这些形貌差异可能对光催化和磁学性能产生影响。
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》范文
《三种方法合成铁酸铋的光催化和磁学性能的研究》篇一一、引言铁酸铋(BiFeO3)作为一种具有重要应用价值的材料,在光催化与磁学领域均展现出卓越的性能。
其独特的物理和化学性质使其成为研究的热点。
本文将探讨三种不同的合成方法,包括溶胶凝胶法、共沉淀法和热分解法,来制备铁酸铋,并对其光催化和磁学性能进行研究。
二、文献综述在过去的研究中,铁酸铋的合成方法多种多样,各有优劣。
每种方法对最终产物的形态、结构、光学和磁学性能都有重要影响。
已有研究证明,铁酸铋的光催化性能与其晶体结构、表面形态、能带结构等密切相关;而其磁学性能则与材料的磁性离子排列、自旋状态等有关。
因此,选择合适的合成方法对优化铁酸铋的性能至关重要。
三、实验方法1. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种常用的合成铁酸铋的方法。
在此方法中,通过控制反应物的浓度、温度和pH值等参数,形成稳定的溶胶体系,经过一定时间的凝胶化过程后,再经过热处理得到铁酸铋产物。
2. 共沉淀法共沉淀法是通过将含有铁和铋的溶液混合,加入沉淀剂使铁和铋共同沉淀,然后进行热处理得到铁酸铋。
此方法的关键在于控制沉淀条件,如沉淀剂的种类、浓度和加入速度等。
3. 热分解法热分解法是通过将含有铁酸铋前驱体的溶液进行热处理,使前驱体分解得到铁酸铋。
此方法的优点是可以通过控制热处理条件来精确控制产物的结构和性能。
四、结果与讨论1. 光催化性能研究通过对比三种方法合成的铁酸铋的光催化性能,我们发现不同方法合成的铁酸铋在光催化活性上存在显著差异。
溶胶凝胶法合成的铁酸铋具有较高的光催化活性,其光生电子和空穴的分离效率较高,有利于光催化反应的进行。
共沉淀法合成的铁酸铋次之,而热分解法合成的铁酸铋光催化活性相对较低。
这可能与不同方法合成的铁酸铋的晶体结构、表面形态和能带结构等有关。
2. 磁学性能研究在磁学性能方面,三种方法合成的铁酸铋均表现出良好的磁性。
其中,溶胶凝胶法合成的铁酸铋具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力,显示出较好的软磁性能。
铁酸铋的制备及其在光催化领域的研究进展
铁酸铋的制备及其在光催化领域的研究进展卢鹏;胡雪利;赖昕;刘小平;芦婉婷;王晓雪;邱建【摘要】不同的制备方法,可以得到不同形貌的BiFeO3晶体,从而使其具备不同的性能.该材料的制备方法主要有固相反应法、共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等.旨在对目前已见报道的BiFeO3的制备方法进行比较,并对该材料在水处理方面的光催化应用进行了综述.集光催化性及铁电磁性于一身的BiFeO3,将在光催化领域有着广阔的应用前景.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】4页(P1270-1273)【关键词】铁酸铋;制备;光催化;研究进展【作者】卢鹏;胡雪利;赖昕;刘小平;芦婉婷;王晓雪;邱建【作者单位】重庆工商大学环境与资源学院,重庆 400067;重庆工商大学环境保护研究所,重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院,重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院,重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院,重庆 400067;西华大学食品与生物工程学院,四川成都 610039;重庆市南岸区生态环境监测站,重庆400067;重庆工商大学环境保护研究所,重庆 400067【正文语种】中文【中图分类】TQ135.3+2;Q643.36光催化技术因其具有反应速度快、处理对象无差别、对污染物降解完全等优点,使该技术成为在污染物处理、空气净化等领域被广泛应用的新技术[1-2]。
目前,TiO2因具有氧化能力强、催化活性高、性质稳定、价廉无毒等特点,被广泛应用于废水处理、空气净化、杀菌自洁等方面。
但是,由于TiO2的禁带宽度为3.2 eV,对可见光的利用效率低,且目前多为粉末状形态,极难回收。
这些劣势极大地限制了TiO2光催化材料在现实工程中的应用。
因此,开发新型且便于回收的光催化材料,已成为目前研究的热点[3-5]。
BiFeO3是一种新型的铁电磁材料,该材料具有三方扭曲的钙钛矿结构,在室温下同时具有铁电有序和G型反铁磁有序两种结构。
铁酸铋的水热合成及其光催化性能
铁酸铋的水热合成及其光催化性能王岩玲;王俊恩【摘要】Columnar crystal Bi_2Fe_4O_9 was synthesized by hydrothermal method from Fe(NO_3)_3·9H_2O and Bi(NO_3)_3·5H_2O using NaOH as the mineralizer. The structure and photocatalytic performance were characterized by XRD, SEM and UV-Vis. The results showed that the diameter of Bi_2Fe_4O_9 was about 500 nm, the length was 2 μm~3 μm and it had uniform dispersion. The Bi_2Fe_4O_9 exhibited a relatively strong absorption at visible region and showed degraded methyl orange under visible irradiation.%以Fe(NO_3)_3·9H_2O和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,NaOH为矿化剂,用水热法合成了柱状晶体Bi_2Fe_4O_9,其结构和催化性能经XRD,SEM和UV-Vis表征.结果表明,Bi_2Fe_4O_9截面边长约500 nm,长约2μm~3μm,分散均匀.Bi_2Fe_4O_9在可见光区域有较强吸收,对甲基橙降解效果较好.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2009(017)006【总页数】3页(P741-743)【关键词】Bi_2Fe_4O_9;合成;甲基橙;光催化性能【作者】王岩玲;王俊恩【作者单位】淮北煤炭师范学院,化学与材料科学学院,安徽,淮北,235000;淮北煤炭师范学院,化学与材料科学学院,安徽,淮北,235000【正文语种】中文【中图分类】O614.53;O644.19铁酸铋(Bi2Fe4O9)是一种重要的功能材料,对乙醇和丙酮蒸气有很高的灵敏性,被广泛应于制造半导体气敏传感器的材料[1]。
水热法制备铁酸铋及光催化性能研究
水热法制备铁酸铋及光催化性能研究丁柳柳;江国健;李汶军;刘云英;冯云飞【期刊名称】《人工晶体学报》【年(卷),期】2013(42)8【摘要】以金属硝酸盐、硝酸、氢氧化钠和去离子水为原料,采用水热合成法来制备铁酸铋。
研究了水热温度、pH值、水热反应时间对合成反应的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜、热重分析仪、振动样品磁强计等手段对制备的铁酸铋纳米粉体的相结构、微观形貌进行了表征。
结果表明,水热产物和形貌依赖于水热反应条件,通过水热反应条件的调控,制备出平均粒径在300 nm左右的BiFeO3纳米颗粒。
最后,以甲基橙为目标降解物,研究了BiFeO3纳米颗粒在可见光下的光催化性能。
光催化实验显示制备的铁酸铋纳米颗粒在可见光下具有良好的光催化活性。
【总页数】5页(P1607-1610)【关键词】铁酸铋;水热法;光催化;甲基橙【作者】丁柳柳;江国健;李汶军;刘云英;冯云飞【作者单位】上海应用技术学院材料科学与工程学院;同济大学化学系;上海交通大学生物医学工程学院Med-X研究院【正文语种】中文【中图分类】O643【相关文献】1.水热法制备稀土掺杂铁酸铋粉末及其性能研究 [J], 唐文龙;阳生红;张曰理2.微乳液水热法制备钨酸铋光催化剂及性能研究 [J], 赖树挺;张鹏;周武艺;谢振华;杨卓鸿3.微波水热法制备含氟钛酸铋系光催化剂及光催化性能研究 [J], 夏傲;崔晗;柯丽;毛俊;李永强4.不同碱液调节pH水热制备钨酸铋及其光催化性能研究 [J], 鲁珍;王亚珍;刘晓烨;何丹5.水热法制备钨酸铋及其光催化性能 [J], 崔心蕾;余梦春;王哲禹因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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人 工 晶 体 学 报
第 47卷
电子学 、磁 电感应 设 备等领 域 … 。近 年 来 ,随着 BFO研 究 工 作 的不 断 深 入 ,人 们 发 现 BFO 还具 有 良好 的可 见光 响应 特性 ,可 用 于光催 化领 域研 究 。2006年 ,Gao等 首 次发 现 BFO纳米线 具 有较 强 的光 照制 氧 能 力 , 并研究了 BFO纳米颗粒对 甲基橙 (MO)的光催化降解活性 ;结果表明,在可见光源照射 16 h条件下 ,BFO颗 粒对 MO的降解 效率 超过 90% J。此 后有 多 个 研究 小 组 相继 发 现 了 BFO颗 粒 材 料 对 亚 甲基 蓝 』、罗 丹 明 B 以及苯酚 J、二氯苯酚 等有机污染物均具有 良好的光催化降解性能 。
(山东理工大学材料科学与工程学院 ,淄博 255049)
摘 要 :采用溶 胶一凝胶法 ,通 过改变前驱液 中酒石酸 加入量制备了不同粒径尺寸 的铁酸铋 (BiFeO,,BVO)颗粒材料 。
利用 XRD、SEM、UV—Vis、PL、铁 电综合测试 仪等手段对样 品进行表征 ,探讨分析 了颗粒材料尺寸变化对 BFO光催 化
with particle size of 600 nm,which may be mainly attributed to the high specif ic surface area(6.472 m /g).
Key words:bismuth ferrite; tartaric acid; size controlling; ferroelectric property; photocatalysis perform ance
1 引 言
设计合成具有可见光响应特性的半导体光催化材料是未来光催化技术 的核心 。铁酸铋(BiFeO ,BFO) 是一种菱形钙钛矿结构 的多铁性材料 ,室温表现为铁 电有序与反铁磁有序 ,已广泛用于数字存储器件 、自旋
基金项 目:山东省高等学校科 技发展计划 (JI5LA08);山东理工大学青年教 师发展 支持计划 (4072—114019) 作者简介 :杨汝禄 (1992一),男 ,山东省人 ,硕 士研究 生。 通讯作者 :李 蛟 ,博士 ,副教授 ,硕导 。
YANG Ru—lu,LI Yah—art,ZHANG Hua,SUN Hai—bin,LI Jiao (School of Materials Science and Engineering,Shandong University of Technology,Zibo 25504 9,China)
活性 的影响及机理 。研究表 明 ,产物 均为菱形钙钛矿相 BFO颗粒态 晶体材料 ;其粒径 尺寸 随酒 石酸加入 量的增加
而减小 ;BFO颗粒尺寸减小导致 材料 BFO可见光吸收阈值波长蓝移 ,光催 化活性提高 ;在可见光 源照射 150 min条
件下 ,BFOபைடு நூலகம்粒径尺寸为 80 rim)对 MB降解效率达到 75.7% ,其光催化效率大约是 BFO(粒径尺寸为 600 rim)3倍 ,
第 47卷 第 1期 2018年 1月
人 工 晶 体 学 报
JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS
Vo1.47 No.1 January,2018
铁 酸 铋 颗 粒 材 料 的 尺 寸 调 控 及 其 光 催 化 性 能 研 究
杨 汝禄 ,李延 安 ,张 华 ,孙海滨 ,李 蛟
这主要是 因为较小粒径 的 BFO具有高 的 比表面积 (6.472 Ill /g)。
关键词 :铁酸铋 ;酒石酸 ;尺寸调控 ;铁 电性能 ;光催 化性能
中图分 类号 :07
文献标 识码 :A
文章编号 :1000-985X(2018)01-0119-06
Study on Size Controlling and Photocatalytic Perform ance of Bism uth Ferrite Granular M aterials
Abstract:The bismuth ferrite(BiFeO3,BFO)particles with different particle sizes were fabr icated via
sol-gel method by changing the amount of tartaric acid in the precursor solution. The samples were characterized by means of XRD, SEM , UV—Vis, PL and ferroelectric analyzer. The inf luence and mechanism of particle size on photocatalytic activity of BFO were discussed and analyzed.The results show that all products are crystalline BFO granule.The par ticle size decreases with the increase of tartar ic acid addition, leading to a blue shif t of visible absorption threshold wavelength and an improved photocatalytic activity. Under the condition of visible light irradiation for 1 50 min,the MB degradation eff iciency of BFO with particle size of 80 nm reaches up to 75.7% .about 2 times higher than that of BFO