钨酸铋及其复合材料的制备和对有机染料光降解性能研究

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铋基光催化剂的调控与污染物降解机理研究

铋基光催化剂的调控与污染物降解机理研究伴随着我国社会和工业技术的不断发展,大量污染物尤其是抗生素等难降解有机污染物被排放到天然水体当中,由此引起的水质污染和供水安全问题,已成为关乎可持续发展和实现小康社会的关键因素。

因此,急需发展自由基强化氧化技术,以实现水中污染物的高效降解和安全转化。

半导体光催化技术是通过将光能转化为化学能,在光能的驱动下催化产生羟基自由基（·OH）、、超氧自由基(O2·-)、单线态氧（1O2）和空穴（h+）等活性氧物种以达到降解水中有机污染物的效果,它具有氧化能力强、污染物降解彻底、反应条件温和与环境友好的特点,在水污染治理方面具有较好的应用前景。

然而,传统的光催化材料如二氧化钛由于禁带宽度大（3.2 eV）,只能吸收占太阳光4%的紫外光,对占太阳光约43%的可见光的利用效率低,极大限制了该技术的实际应用。

为提高太阳能的利用率,特别是可见光的利用率,构筑高效可见光催化剂成为现阶段光催化领域的发展前沿。

对于具有较宽带隙或较窄带隙的半导体材料,通过调控禁带宽度可以有效提高半导体材料对可见光的响应;对于本身具有较强可见光吸收的半导体材料,通过构建异质结构,促进光生载流子的传导,从而抑制光生电子-空穴复合可以有效提高其对可见光的利用效率;借助上述两种手段,设计并构建纳米复合材料,发展可见光催化技术,可以有效解决上述问题。

近年来,一系列含铋的半导体材料被报道具有优良的光催化活性,其具有独特且可调的电子能带结构和形貌等优点,受到研究者们的广泛关注和研究。

根据其化学组成及晶体结构的不同,铋基半导体材料的带隙可从0.3 eV的超窄带隙覆盖到3-4 eV的宽带隙。

钨酸铋及其复合材料的制备和可见光催化研究

２０１３年１１月第２２卷第４期
中央民族大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭＵＣ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＥｄｉｔｉｏｎ）
ＮＯＶ２．０１３Ｖ０Ｊ＿２２ＮＯ４
第４期
邹斌等：钨酸铋及其复合材料的制备和可见光催化研究
４７
察样品对目标有机污染物亚甲基蓝的光催化活性，为实现可见光催化剂的高效应用打下良好的基础．
１实验仪器与方法
１．１试剂和仪器
丹明Ｂ的光催化效率，并与单纯的ＢｉＯ，、ＢｉＷＯ和Ｐ２５粉末进行比较．实验发现，暴露在阳光下的
ＢｉＯ一ＢｉＷＯ复合材料有非常好的光催化活性，１０ｍｉｎ内就可以将浓度为的罗丹明Ｂ降解９９％，并且在模拟太阳光的氙灯照射２０ｍｉｎ内，该复合材料光降解罗丹明Ｂ的效率要比Ｂｉ：Ｏ、Ｂｉ：ＷＯ或Ｐ２５粉末的都要高．
化材料，并对其进行了ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＢＥＴ比表面积测试．室温条件下还对三组样品降解亚甲基蓝溶液的可见光
催化活性进行了测量．研究表明１８０￣Ｃ水热反应１２ｈ制备的ＢｉＷＯ纳米材料形成二维片状结构，并且其可

《2024年铋基光催化剂的控制合成及其光催化氧化性能研究》范文

《铋基光催化剂的控制合成及其光催化氧化性能研究》篇一一、引言随着环境问题的日益严重，光催化技术作为一种绿色、高效的污染治理手段，已经引起了广泛的关注。

铋基光催化剂因其独特的电子结构和良好的光催化性能，在光催化领域具有广泛的应用前景。

本文旨在研究铋基光催化剂的控制合成方法，并探讨其光催化氧化性能。

二、铋基光催化剂的控制合成1. 合成方法铋基光催化剂的合成方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等。

本文采用沉淀法，通过控制反应条件，如反应温度、沉淀剂种类及浓度等，实现对铋基光催化剂的合成控制。

2. 合成步骤(1) 准备原料：将铋盐、配体等原料按一定比例混合，加入适量的溶剂中。

(2) 沉淀反应：在一定的温度和搅拌速度下，加入沉淀剂，使铋盐与配体发生沉淀反应。

(3) 洗涤与干燥：将沉淀物进行洗涤，去除杂质，然后在一定温度下进行干燥。

(4) 煅烧处理：将干燥后的样品进行煅烧处理，以获得所需的铋基光催化剂。

3. 合成条件优化通过调整反应温度、沉淀剂种类及浓度等条件，优化铋基光催化剂的合成过程。

采用XRD、SEM等手段对合成产物进行表征，分析其晶体结构、形貌等性质。

三、光催化氧化性能研究1. 实验方法采用光催化氧化实验，以有机污染物为研究对象，考察铋基光催化剂的催化性能。

实验过程中，以紫外光或可见光为光源，加入一定浓度的有机污染物溶液，同时加入适量的铋基光催化剂。

在一定的光照时间后，测定溶液中有机污染物的降解率。

2. 结果与讨论(1) 光催化性能分析：实验结果表明，铋基光催化剂对有机污染物具有良好的光催化氧化性能。

在紫外光或可见光的照射下，有机污染物能够被有效地降解。

(2) 影响因素分析：影响铋基光催化剂催化性能的因素包括催化剂用量、光源类型、光照时间等。

通过实验，我们发现增加催化剂用量、使用紫外光光源以及延长光照时间均能提高有机污染物的降解率。

(3) 稳定性分析：对铋基光催化剂进行多次循环实验，考察其稳定性。

钨酸铋基光催化材料的研究进展

Ｂｉ２ＷＯ６是一类非金属含氧酸盐结构的新型光催化材料，因其较高的催化活性和稳定性而作为近年来半导体光催化材料研究一个重点，而且钨酸盐根等酸根离子具有结构稳定、不易发生光腐蚀等优点。但Ｂｉ２ＷＯ６具有较大的禁带宽度（２７０ｅＶ），只能被紫外光或部分可见光激发，可见光吸收范围为４２０～４７０ｎｍ，且光生电子空穴对容易发生复合，从而使材料的光催化性能降低，不能达到预期的要求。因此，为了降低电子－空穴复合率，对Ｂｉ２ＷＯ６材料进行复合以提高材料的光催化性能成为近年来以及以后的一个研究热点。本文围绕Ｂｉ２ＷＯ６的晶体结构，从钨酸铋基材料的合成与光催化降解的角度，阐述了Ｂｉ２ＷＯ６基光催化材料近年来在国内外研究中取得的一些重要发展，并对其在不同降解对象进行了展望。
第１２期
吉亮亮，等：钨酸铋基光催化材料的研究进展
·４３·
钨酸铋基光催化材料的研究进展
吉亮亮，同帜，马敏敏，高占尧
（西安６００）
摘要：钨酸铋（Ｂｉ２ＷＯ６）是一类具有非金属含氧酸盐结构的新型光催化剂材料，其具备高稳定性、纳米结构、高催化性能等优点，但Ｂｉ２ＷＯ６的带隙相对较大（２．７ｅＶ），只能吸收４５０ｎｍ以下的光。通过对Ｂｉ２ＷＯ６的复合改性可以将其光吸收范围扩大，减少空穴电子对的复合，从而改善材料的光催化活性。首先介绍Ｂｉ２ＷＯ６的晶体结构和电子结构；其次对近几年Ｂｉ２ＷＯ６基光催化材料的合成方法、形貌特征光催化活性等方面的研究现状进行全面的综述分析；最后对Ｂｉ２ＷＯ６基光催化材料的发展趋势进行了展望。关键词：钨酸铋；材料制备；光催化中图分类号：Ｏ６４３．３６；Ｏ６４４．１２文献标识码：Ａ文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１２－００４３－０８

钨酸铋光催化剂

钨酸铋光催化剂
钨酸铋光催化剂是一种新型的光催化材料，具有很高的光催化活性和稳定性，被广泛应用于环境污染治理、能源转化等领域。

钨酸铋光催化剂的制备方法有很多种，其中最常用的是水热法和共沉淀法。

水热法是将钨酸铋前驱体和模板剂在高温高压下反应，形成具有特定形貌和结构的光催化剂；共沉淀法则是将钨酸铋前驱体和还原剂一起加入到溶液中，通过还原反应制备出光催化剂。

钨酸铋光催化剂的光催化性能主要取决于其晶体结构、表面形貌和光吸收能力。

研究表明，钨酸铋光催化剂具有较高的光吸收能力和光催化活性，可以有效地降解有机污染物、氧化有害气体和光解水制氢等。

在环境污染治理方面，钨酸铋光催化剂可以应用于水处理、空气净化等领域。

例如，将钨酸铋光催化剂与紫外光结合使用，可以高效地降解水中的有机污染物，如苯、甲苯、乙苯等。

同时，钨酸铋光催化剂还可以将有害气体如NOx、SOx等氧化为无害物质，净化空气。

在能源转化方面，钨酸铋光催化剂可以应用于光解水制氢、光催化还原CO2等领域。

例如，将钨酸铋光催化剂与光敏染料结合使用，可以高效地光解水制氢，产生清洁的氢气燃料。

同时，钨酸铋光催化剂还可以将CO2还原为有机物，实现CO2的高效利用。

钨酸铋光催化剂是一种具有广泛应用前景的新型光催化材料，可以应用于环境污染治理、能源转化等领域，为人类创造更加清洁、可持续的生活环境。

钒酸铋光催化功能织物的制备及光降解活性蓝19的研究

钒酸铋光催化功能织物的制备及光降解活性蓝19的研究陆洋;王振华;何瑾馨【摘要】以NH4VO3和(BiNO3)3·5H2O为原料,采用低温原位合成法制备钒酸铋(BiVO4)负载可见光光催化功能织物。

考察反应溶液pH值、反应时间、反应温度对BiVO4晶型结构及光吸收性能的影响。

实验证明反应溶液pH、反应时间以及反应温度等影响因素对产物BiVO4的晶型结构起着很重要的影响,90℃反应温度和中性条件下反应10h有利于单斜晶型BiVO4的生成。

用400W金卤灯模拟自然光中的可见光光源,选择印染中常用的C. I.活性蓝19(RB-19)为降解对象,模拟光源条件下研究功能织物的光催化功能活性。

实验表明：BiVO4负载光催化功能织物在模拟光源条件下对浓度为25 mg/L的RB-19溶液在180 min内降解率达到70%。

【期刊名称】《成都纺织高等专科学校学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P34-37)【关键词】钒酸铋;光催化;功能织物【作者】陆洋;王振华;何瑾馨【作者单位】东华大学化学化工与生物工程学院，上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院，上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院，上海201620; 纺织面料技术教育部重点实验室，上海201620【正文语种】中文【中图分类】TS195.50 前言钒酸铋(BiVO4)是一种稳定的半导体材料，禁带宽度相对较窄约为2.4eV［1］，其吸收边可以延伸到约540nm，具有较高的氧化能力，可作为新型的可见光半导体催化剂可用于光降解水和有机污染物［2］。

BiVO4主要有3种晶体类型:四方钨矿结构、单斜晶型白钨矿结构、四方锆石结构，不同结构的BiVO4具有不同的性质，在不同条件下可以实现不同结构之间的相互转化［3，4］，但研究证实只有单斜晶型结构的BiVO4才具有良好的可见光光催化性能［5］，因此目前的研究主要集中在应用单斜晶型BiVO4作为光催化剂在可见光条件下催化氧化有机污染物的研究。

钨酸铋光催化降解有机染料机理的研究

钨酸铋光催化降解有机染料机理的研究钨酸铋光催化降解有机染料机理的研究摘要：有机染料作为一类具有广泛应用的化学物质，在工业生产过程中产生大量废水污染问题，对环境和人类健康造成潜在威胁。

钨酸铋光催化技术以其高效、环保的特点受到广泛关注。

本文旨在研究钨酸铋光催化降解有机染料的机理，从中深入探究该技术的良好应用前景。

一、引言随着工业化和城市化的快速发展，有机染料的生产和消费量不断增加，给环境带来了巨大压力。

有机染料废水中的毒性物质对水体生态系统和人体健康构成潜在危害。

因此，研究高效、低成本、环境友好的有机染料降解技术具有重要的意义。

二、钨酸铋光催化降解有机染料的原理钨酸铋是一种既光电催化又可见光催化的半导体材料。

其在可见光下的吸收能力较高，能够激发电子跃迁形成激发态电子。

当有机染料与钨酸铋接触时，有机染料分子中的一部分电子会被激发到激发态，并与钨酸铋表面的活性位点发生反应，形成活性中间体。

活性中间体具有高度的反应活性，能够与有机染料分子中的其他官能团进行催化降解反应。

同时，钨酸铋表面存在缺陷位点和氧空位，有助于有机染料降解反应的进行。

三、钨酸铋光催化降解有机染料的机理1. 光化学反应机理：钨酸铋在可见光照射下，电子跃迁形成活性态电子，激发态电子与有机染料分子发生电子转移反应，形成活性中间体。

2. 氧化还原反应机理：活性中间体与氧空位反应，产生氧化性活性物种，如·OH和O2·-，进一步与有机染料进行氧化反应。

3. 高级氧化机理：氧化性活性物种能够通过与有机染料中的亲电结构进行氧化反应，使有机染料分子链断裂，产生较小分子物质，最终实现有机染料的完全降解与矿化。

四、实验方法和结果本文选取一种常见的有机染料作为模型污染物，采用钨酸铋作为催化剂，在可见光条件下进行光催化降解实验。

实验结果显示，钨酸铋催化剂具有良好的光催化降解性能，对有机染料进行高效降解，降解率可达80%以上。

五、钨酸铋光催化降解有机染料技术的应用前景钨酸铋光催化降解有机染料技术具有高效、环保、低成本的优势，被广泛应用于有机染料废水的处理。

化学沉淀法制备玫瑰花状分等级结构钨酸铋粉体材料及其光催化性能

化学沉淀法制备玫瑰花状分等级结构钨酸铋粉体材料及其光催化性能李庆灿;姜静;史俊娇;段志鹏;郑元凯;赵利民【摘要】利用化学沉淀法制备出玫瑰花状分等级结构的钨酸铋粉体材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测其结构和形貌特征.XRD结果表明合成的产物为单斜晶体结构;SEM和TEM结果表明,这种分等级结构的玫瑰花是由弯曲结构的花瓣状薄片构成,因而具有较大的比表面积.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明相比于颗粒状钨酸铋,其带隙由2.6 Ev降为2.45 Ev.利用光催化降解罗丹明B(RhB)评价玫瑰花状钨酸铋的光催化性能,由于特有的分等级结构,其光催化性能明显优于颗粒状钨酸铋.【期刊名称】《聊城大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(031)003【总页数】9页(P52-60)【关键词】分等级结构;钨酸铋;光催化;有机染料光降解.【作者】李庆灿;姜静;史俊娇;段志鹏;郑元凯;赵利民【作者单位】聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059【正文语种】中文【中图分类】O644.10 引言由于水中有机污染物所造成的环境问题对现代人类社会的可持续发展构成了巨大挑战.半导体光催化技术由于其具有高效、廉价以及无二次污染等优点被广泛应用于有机污染物的降解并成为近年来的研究热点[1-5].为提高光催化效率，有效利用太阳光，研究人员对可见光光催化剂进行了深入研究并开发出新型可见光光催化材料，如WO3[6]、ZnO[7]、Ag3PO4[8]、CdS[9]和Bi系三元氧化物[10-12]等.其中，由于Bi2WO6具有压电、铁电以及非线性电介质极化率等特殊的物理、化学性能，因而更受研究者的关注[13-16].张等研究发现，在可见光下Bi2WO6能够有效地降解水中的有机污染物并释放氧气[17].众所周知，光催化材料的形貌、尺寸和结构能够影响其光催化性能[18].分等级结构纳米材料作为一种新型的纳米结构引起了许多研究者的兴趣[19,20].近年来，许多研究人员为可控制备高度有序分等级结构的Bi2WO6 粉体材料做了大量的工作，已经成功制备出鸟巢型[21,22]、纳米微球型[23]、纳米笼型[24]、螺旋轮胎型[25]以及线型[26]分等级结构的Bi2WO6粉体材料.与上述结构相比，花状的Bi2WO6具有相对较大的比表面积，吸引了许多研究人员的关注.张和他的同事们在没有表面活性剂条件下，通过一个简单的水热过程，利用酸性前驱体溶液合成了一种花状的Bi2WO6分等级结构[27]；利用硫脲和乙酸作为络合剂，水热法成功合成了分等级结构的玫瑰花状Bi2WO6光催化剂[28].这些花状粉体材料是由大量扁平状纳米薄片互相交错构成，这种结构能够增大Bi2WO6粉体材料的比表面积，增加其催化性能.我们以十二胺为形貌调控剂，通过简单的回流，利用化学沉淀法制备出一种新型三维玫瑰花状分等级Bi2WO6粉体材料，该粉体材料由大量弯曲的花瓣状纳米薄片组成.由于花瓣状纳米薄片具有曲面，因而具有较高的比表面积，可以提供更多的反应活性位点.同时, 这种新型结构有利于电子-空穴对的转移和分离，与不加十二胺制备出的颗粒型粉体材料相比，三维玫瑰花状分等级Bi2WO6粉体材料光催化活性得到了明显的改善.1 实验1．1 制备与表征1.455 0 g Bi(NO3)3·5H2O (3.0 mmol)溶解在50 mL 0.5 M的硝酸形成A溶液；0.494 8 g Na2WO4·2H2O (1.5 mmol)溶解在50 mL蒸馏水中形成B溶液.磁力搅拌条件下，把B溶液逐滴加入到A溶液中并搅拌30 min，随后在混合溶液中加入6 mL十二胺，磁力搅拌30 min后，获得前驱体溶液.把该溶液转移到带有冷凝管的三口烧瓶中，120℃磁力搅拌24 h，得到产物.把产物离心分离，用去离子水和无水乙醇清洗三次， 80℃干燥24 h.作为比较，十二胺的含量设为0、4、6和8 mL，命名为BD0、BD4、BD6和BD8.采用Bruker AXS D8进行X射线衍射(XRD)分析，利用Cu Ka为辐射源，扫描速度0.05°/min；利用赛默飞250光谱仪测试X射线光电子能谱(XPS)，采用C 1s (284.6 eV)校准峰值位置；利用Zeiss Merlin Compact场发射扫描电子显微镜和高分辨透射电镜(Tecnai G2 F20)观察样品的微观形态；利用装有积分球的紫外-可见漫反射光谱仪(日本岛津2550)测试样品的吸光性能，以BaSO4为参比；利用NOVA4000e比表面测定系统(美国Quantachrome仪器公司)测定样品的孔径分布及比表面积.1.2 光催化实验在100 mL RhB 溶液(10 mg·L-1)中加入0.05 g样品，超声处理5 min后磁力搅拌并暗处理55 min，在样品和RhB之间建立吸附吸平衡.随后，用300 W氙灯为光源进行催化降解实验.每隔10 min，取出3 mL溶液，离心分离后利用分光光度计测试吸光度.光降解(DR)计算公式为DR =[(1-At)/A0]×100%，(1)式中A0为RhB溶液达到吸附平衡时的吸光度，At为光反应时间 t 时样品的吸光度.2 结果与讨论2.1 结构与形态图1 样品XRD图谱图1为BD0和BD6样品的XRD衍射图谱，从图中可知，样品所出现的峰与标准卡片(JCPDS No.73-1126)相一致，并且没有出现杂质峰，说明制得的样品为单斜晶型Bi2WO6.从图中可以看出，位于28.3处的(131)晶面明显，各衍射峰均具有较大的宽化现象.这是因为产物粒径为薄层状，厚度较低；同时，由于采用化学沉淀法制备，结晶度比较低.相比于BD0，BD6样品的衍射角向小角度方向移动，说明样品的晶粒尺寸发生变化，这与后面的扫描电镜图片相对应.利用XPS对样品的表面结构进行研究，图2(a)显示了BD0和BD6样品的XPS光谱总图，从图中可以发现W 4f、W 4d、Bi 4f、Bi 4d、Bi 4p、O 1s和O俄歇电子的特征峰，说明制得的样品均由Bi、W和O元素组成，与EDS的结果一致.图2(b)中BD0的位于530.5e V处，但是，BD6的O 1s峰呈现两个峰值，分别位于529.6和532.1 eV.529.6 eV的峰归属于Bi2WO6的晶格氧，532.1 eV的峰归属于样品的表面吸附氧.图2(c)为W 4f给高分辨谱，BD0样品中结合能位于35.5和37.6 eV的峰分别归属于W的4f7/2和4f5/2电子[29]，图2(d)为Bi的4f给高分辨谱，BD0样品中结合能位于159.4和164.8 eV的峰分别归属于Bi的4f7/2和4f5/2电子[30].从图2(c)、(d)中可以明显看出，与BD0相比BD6样品中Bi 4f 和W 4f 的结合能分别向低结合能蓝移了0.5和0.6 eV.众所周知，电子浓度的增加(或减少)可以加强(或降低)电子屏蔽效应，从而导致结合能峰值的蓝移(或红移).在BD6中，Bi和W元素的结合能峰值向蓝移，这意味着样品表面电子浓度增加，这有利于光催化反应[31，32].图2 BD0和BD6的XPS谱图(a)总谱(b)O1s谱(c)W4f谱(d)Bi4f谱图3为BD6的场发射扫描电镜图.从图3(a)(低倍)中可以看出，在十二胺的参与下，制得的Bi2WO6为形貌均一的玫瑰花状分等级结构，单朵花的直径为2-4 μm左右.图3(b)为高倍下的SEM图，从图可以观察到，这些花状Bi2WO6是由弯曲的薄片构成，薄片的厚度大约为20 nm左右.图3(c)为BD6的EDS图谱，从图中可以看出样品由Bi、W和O三种元素组成，它们的比例接近为2:1:6，证明制备的样品为钨酸铋.图4中所示为玫瑰花状BD6样品中花瓣薄片的高分辨率透射电镜图(HRTEM).从图中可以看出，Bi2WO6花瓣边缘部分的高分辨透射电镜图片对应花瓣的纵切面，其晶面间距约为0.272 nm，与单斜晶型Bi2WO6的(200)晶面相对应.Bi2WO6花瓣薄片的两个表面，其晶面间距约为0.324 nm，与单斜晶型Bi2WO6的(113)平面相对应.按照几何模型进行简单估算， BD6样品中 (113)晶面所占比例大约为95%.图3 BD6的场发射扫描电镜图和EDS图(a)低倍，(b)高倍，(c)EDS谱图2.2 玫瑰花状Bi2WO6形成机理为研究分等级结构玫瑰花状Bi2WO6的生长机制，在不同十二胺用量和不同反应时间条件下制备出系列样品.图5为采用不同十二胺用量时合成样品的FESEM图.如图所示，在没有十二胺，如图5(a)的情况下，制备出的样品为纳米棒及纳米颗粒构成的花状结构；在反应体系中加入4 mL十二胺时，样品中出现玫瑰花状Bi2WO6分等级结构，同时在样品还可以发现部分纳米颗粒共存，如图5(b)；当十二胺用量增加到6 mL时，样品中纳米颗粒消失，几乎全部生成玫瑰花状Bi2WO6分等级结构，如图5(c)；当十二胺用量增加到8 mL时，花状结构数量减少，出现较多花瓣状Bi2WO6薄片，可能由于玫瑰花状Bi2WO6结构分解形成.因此，十二胺的用量影响Bi2WO6的结构.图4 单个花瓣的高分辨透射电镜图图5 不同十二胺用量条件下制备的样品扫描电镜图图6为十二胺含量6 mL，在不同反应时间下制备的样品FESEM图.当反应时间为12 h时，得到的为Bi2WO6纳米颗粒，如图6(a)；当反应时间增加到16 h，出现玫瑰花状Bi2WO6，同时还存在大量的纳米颗粒共存，如图6(b)；随着时间进一步延长，反应进行到20 h时，纳米颗粒逐渐减少，更多的玫瑰花状分等级结构出现,如图6(c)；当反应时间延长到24 h时，纳米颗粒消失，形貌均一的玫瑰花状Bi2WO6分等级体系结构形成，如图6(d).根据上述实验结果，我们推测玫瑰花状Bi2WO6分等级结构的可能生长机制如图7所示.在反应的初始阶段，通过简单的沉淀反应(成核过程，步骤 a)形成大量Bi2WO6纳米颗粒.由于十二胺不溶于水，在水溶液中会形成微小液滴并且液滴表面存在大量氨基基团，能够优先与金属离子配位.因此，十二胺加入后，Bi2WO6纳米颗粒通过(Bi2O2)n2+或(WO4)2-离子(步骤 b)与氨基结合并附着在十二胺液滴表面.纳米Bi2WO6颗粒在十二胺液滴表面生长(步骤 c)；随着反应时间延长，纳米Bi2WO6颗粒经过分解-再结晶这样Ostwald熟化过程形成花瓣状Bi2WO6(步骤 d).随着反应产物增加，在搅拌作用下，十二胺表面的花瓣状Bi2WO6质量逐渐增大并脱落(步骤 e)，然后通过自组装形成玫瑰花状分等级结构(步骤 f).HRTEM结果表明Bi2WO6样品花瓣边缘为(200)平面，花瓣表面为(133)平面，说明花瓣是由(Bi2O2)n2+和(WO4)2-结构单元在沿c轴方向交错组成[34]，与形成机制相符合.图6 不同反应时间下制备的样品扫描电镜图图7 玫瑰花状Bi2WO6分等级结构形成示意图3.3 光催化性能研究表1 样品比表面积SampleBD0BD4BD6BD8SBET(m2/g)20.337.342.636.2众所周知，材料的粒度大小和比表面积与其光催化性能密切相关.表1列出了所制备样品的表面积.从表中可以看出，未加入十二胺所制备的样品BD0，它的比表面积为20.3 m2/g，加入十二胺后，制备的Bi2WO6比表面积明显增加.当十二胺的加入量为 6 mL时制备的样品BD6具有较大的比表面积(42.6 m2/g)，这意味着其可能具有更好的光催化活性.图8给出了样品BD6的N2吸附/解附等温线和孔径分布图.如图所示，BD6显示出典型的Ⅳ型等温吸附曲线，表明制备的玫瑰花状Bi2WO6具有介孔特征.同时，对应的孔径集中分布在3.7 nm左右.图8 BD6 N2吸附曲线和孔径分布图(插图)图9 紫外可见漫反射光谱图半导体的能带结构也是决定材料光催化活性[35]的一个关键因素.图9给出了样品的紫外-可见漫反射光谱(DRS).所制备的Bi2WO6吸收带边在450 nm左右，表明样品在紫外和可见光区均有较强吸收.根据文献，Bi2WO6在可见光吸收主要是由于内部能及之间的能量转换引起[36].与BD0相比，BD6的吸收边发生红移，表明BD6在可见光区域具有较强的吸收性，在可见光照射下具有较高的光催化活性.Bi2WO6是一种典型的间接半导体[37]，图9中的插图给出了BD6和BD0样品带隙图，分别为2.45 eV和2.60 eV.这意味着BD6样品中的电子更容易从VB 跃迁到CB.我们利氙灯模拟的太阳光，通过降解Rh B溶液来评价Bi2WO6光催化活性.图10(a)为BD6样品降解Rh B溶液后的吸收光谱图.从图中可以看出，随着照射时间的延长，波长为554 nm处Rh B的特征吸收峰强度逐渐降低，意味着Rh B溶液发生降解.同时，可以发现，最大吸收波长从554 nm移动到495 nm附近；相应地，实验过程中观察溶液的颜色由玫瑰红色逐渐变为浅绿色直至无色.最大吸收波长的蓝移是由于罗丹明B发生脱乙基化过程从而降解所引起的.图10(b)是三种样品的光降解效率图.不加催化剂，光照下Rh B基本没有发生降解；BD6在20 min 内几乎完全降解Rh B，明显高于BD0.罗丹明B的光催化降解过程可以近似认为一级动力学过程.图10(c)给出了三种样品的ln(c0/c)与时间的关系图，BD6样品光降解速率常数k为0.058 min-1，分别为BD0(0.007 min-1)和空白对照(0.000 5 min-1)的8倍和116倍.图10d为BD6重复使用光降解Rh B图，重复4次后，BD6样品的光催化活性并没有明显的损失.上述结果表明，制备的玫瑰花状Bi2WO6具有较高的光催化活性和稳定性.图10 BD6 光催化降解Rh B吸光光度图(a)，浓度随时间变化图(b)，动力学曲线图(c)以及重复实验图(d)为考察玫瑰花状Bi2WO6的可见光光催化活性，在氙灯上加上紫外光滤镜(λ>420 nm)用作光源进行降解Rh B测试.图11为样品在可见光照射下的光催化降解图.BD6样品在110 min内分解了约70%的Rh B，而BD 0在110 min内分解了大约20%的Rh B.图11(b)为ln(c0/c)和时间t的关系图.通过拟合，计算得BD6速率常数k为0.007 69 min-1，分别是BD0样品和空白对照组的3.94倍和19.6倍.无论模拟日光还是在可见光条件下，玫瑰花状Bi2WO6的光催化效率明显高于未加入十二胺制得的颗粒状Bi2WO6样品.这主要是由于其独特的纳米结构所致.由弯曲的花瓣状Bi2WO6构成的分等级结构使样品具有较大比表面积，因此可以提供更多的反应活性位点；另一方面，与BD0相比，BD6可以吸收更多可见光，从而提高可见光条件下的催化效率.与文献28报道的花状Bi2WO6相比，BD6具有较好的紫外光催化效果，而在可见光范围其催化效率较低.由于二者微观形貌以及纳米粒子尺寸的不同，导致二者吸收带边和带隙不同.相比文献报道的花状Bi2WO6粉体材料，我们制备的玫瑰花状Bi2WO6粉体材料吸收带边靠近紫外区，因而具有更强的紫外吸收和相对较弱的可见光吸收，从而导致二者性能上的差别. 图11 BD6可见光催化Rh B效果图：(a)催化效率，(b)动力学曲线图12 加入捕获剂后BD6样品催化降解Rh B曲线为研究玫瑰花状Bi2WO6降解机制，一些活性物种捕获剂加入到BD6光催化降解Rh B反应体系中.如图12所示，当·OH捕获剂异丙醇加入后，BD6的光催化性能没有明显改变，这说明·OH不是Rh B降解过程中的主要反应物种[40].在反应系统中加入KI，光催化反应明显被抑制；加入EDTA之外，Rh B的降解几乎完全被抑制了·KI是·OH和空穴的捕获剂，EDTA是空穴的捕获剂[41]；综合结果表明，在Bi2WO6降解Rh B过程中，空穴为主要反应物种，在反应过程中起主要作用.3 结论用简单的化学沉淀法，以十二胺为形貌调控剂制备出形貌均一、由弯曲花瓣状薄片构成的分等级玫瑰花状Bi2WO6粉体材料.玫瑰花状Bi2WO6分等级结构是通过在十二胺与水界面上成核、生长、脱落、自组装过程形成.相比未加入十二胺制备的粉体材料，玫瑰花状Bi2WO6粉体材料由于其特殊的分等级结构使其具有较大的比表面积及更好的可见光吸收，从而有利于光催化反应.利用氙灯模拟太阳光源降解罗丹明B溶液，20 min内几乎降解完全.在可见光条件下，110 min大约降解了70%.参考文献【相关文献】[1] Fujishima A. 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纳米钨酸铋

纳米钨酸铋纳米钨酸铋是一种具有很高应用潜力的纳米材料，它具有优异的光电性能和催化性能，因此在能源转换和环境修复等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在介绍纳米钨酸铋的特性和应用，并探讨其在能源和环境领域的潜在作用。

纳米钨酸铋是一种钨酸铋的纳米结构形式，具有较高的比表面积和优异的光电性能。

它的制备方法主要包括溶剂热法、水热法和溶胶凝胶法等。

纳米钨酸铋的晶体结构通常为钙钛矿结构，具有良好的稳定性和光敏性。

此外，纳米钨酸铋还具有较好的催化性能，可以用于光催化降解有机污染物、光电催化水分解和光电催化CO2还原等反应。

纳米钨酸铋在能源转换方面具有广泛的应用前景。

它可以作为一种高效的光电催化材料，用于太阳能光电转换和光催化制氢。

在太阳能光电转换领域，纳米钨酸铋可以吸收可见光和近红外光，将光能转化为电能。

同时，它具有较高的电子传输率和载流子分离效率，可以提高光电转换效率。

在光催化制氢领域，纳米钨酸铋可以利用光能将水分解为氢气和氧气，实现可持续的清洁能源生产。

纳米钨酸铋还可以用于环境修复。

它具有较强的光催化降解有机污染物的能力，可以将有机污染物降解为无害的物质。

纳米钨酸铋的光催化降解机制主要包括光吸收、电子传输、活性氧生成和有机污染物降解等过程。

通过调控纳米钨酸铋的结构和形貌，可以进一步提高其光催化降解有机污染物的效率。

纳米钨酸铋作为一种具有优异光电性能和催化性能的纳米材料，具有广泛的应用前景。

它可以用于太阳能光电转换、光催化制氢和光催化降解有机污染物等领域。

通过研究纳米钨酸铋的制备方法和调控纳米结构，可以进一步提高其性能和应用效果。

随着纳米技术的不断发展，相信纳米钨酸铋将在能源转换和环境修复领域发挥重要作用。

钨酸铋(Bi2WO6)微晶的制备及太阳光催化性能研究

钨酸铋（Bi2WO6）微晶的制备及太阳光催化性能研究钨酸铋（Bi2WO6）微晶的制备及太阳光催化性能研究摘要：钨酸铋（Bi2WO6）作为一种重要的光催化材料，在环境治理和能源开发等方面具有广泛的应用前景。

本研究主要通过水热法制备钨酸铋微晶，对其形貌、晶体结构和太阳光催化性能进行了研究。

结果表明，制备得到的钨酸铋微晶呈现出均匀的球形形貌，晶体结构较为完整，并且具有较高的太阳光催化活性。

1. 引言随着环境污染和能源危机的日益严重，寻找有效的光催化材料成为了迫切需要解决的问题。

在过去的几十年里，钨酸铋（Bi2WO6）由于其优异的光催化性能而受到了广泛关注。

然而，目前对于制备方法以及其太阳光催化性能的深入研究仍然较少。

因此，本研究旨在通过水热法制备钨酸铋微晶，并对其形貌和晶体结构进行表征，进一步研究其太阳光催化性能。

2. 材料与方法2.1 制备方法本实验采用水热法制备钨酸铋微晶。

首先，在100 mL的三颈烧瓶中加入50 mL的双水杂环己烷溶液，并在磁力搅拌下室温下搅拌30分钟，使其完全溶解。

然后，向溶液中加入1.5 g的硝酸钡（Ba(NO3)2）和0.5 g的硝酸铋（Bi(NO3)3），继续搅拌30分钟，使得硝酸钡和硝酸铋完全溶解。

最后，将溶液转移到50 mL的高压炉中，在反应温度为160°C下水热12小时。

随后，冷却，离心，用去离子水洗涤几次，干燥后得到钨酸铋微晶样品。

2.2 表征方法采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对制备得到的钨酸铋微晶进行形貌和晶体结构表征。

X-射线衍射（XRD）用于分析样品的结晶性质。

3. 结果与讨论3.1 钨酸铋微晶形貌和结构通过SEM观察，可以看到制备得到的钨酸铋微晶呈现出均匀的球形形貌，直径约为200 nm。

TEM观察进一步确认了其球形结构，并显示出晶胞平面的规则排列。

XRD分析结果表明，制备得到的钨酸铋微晶具有较好的结晶性，晶面对应着正交晶系结构。

片状铋钒酸铋复合催化剂的制备及其光催化性能

Vol.53 No.1Jan.,2021第 53 卷第 1 期2021年1月无机盐工业INORGANIC CHEMICALS INDUSTRYDoi:10.11962/1006-4990.2020-0064]开放科学(资源服务)标志识码(OSID)片状铋/钒酸铋复合催化剂的制备及其光催化性能冯飞「,李书文1,汪铁林1,2,王为国匕王存文1'2(1.武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉430205 ； 2.武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室)摘要：用溶剂热法合成了一系列不同铋含量的片状铋/钒酸铋(Bi/BiVO 4)复合光催化剂。

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)、透射电子显微镜(TEM)、紫夕卜-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)、氮气吸附脱附和光电流响应等技术对所制备的催化剂进行了表征。

通过氙灯下光催化降解亚甲基蓝的性能来评价样品的光催化活性，实验结果表明铋的自掺杂能显著提高钒酸铋的光催化活性。

最后，通过自由基捕获实验对铋/钒酸铋光催化机理进行了探讨。

关键词:钒酸铋;复合半导体;光催化;染料降解中图分类号：0643.36 文献标识码:A 文章编号：1006-4990(2021)01-0107-06Synthesis and photocatalytic performance of sheet -like Bi/BiVO 4 composite catalystFeng Fei 1, Li Shuwen 1, Wang Tielin 1,2, Wang Weiguo 1,2, Wang Cunwen 1,2(1.School of Chemical Engineering and Pharmacy , Wuhan Institute of Technology , Wuhan 430205,China ；2.Key Laboratory of Green Chemical Engine e ring Proces s of M inistry ofEducation , Wuhan Institute of Technology )Abstract ： A series of sheet-like Bi/BiVO 4 composite photocatalysts with different Bi contents were synthesized using solvo thermal method.The prepared catalysts were characterized by using X-ray diffraction (XRD ), X-ray photoelectron spectro-scopy ( XPS ), scanning electron microscopy (SEM ), transmission electron microscopy ( TEM ), ultraviolet-visible diffuse reflec tion spectroscopy (UV -Vis DRS ), inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES ), nitrogen adsorp tion-desorption analysis and photocurrent response measurements.The photocatalytic performance of the sample was assessed by photodecomposition of methylene blue (MB ) under xenon lamp irradiation.The results showed that the photocatalytic ac tivity of BiVO 4 was enhanced significantly with Bi self-doping.Finally , the photocatalytic reaction mechanism of Bi/BiVO 4composite was discussed by free radical capture experiments.Key words : bismuth vanadate 曰 composite semiconductor ； photocatalysis 曰 dye degradation单斜相钒酸铋(BiV04)具有价廉、无毒等优点咱1］,是一种优良的光催化材料。

纳米钨酸铋

纳米钨酸铋纳米钨酸铋，作为一种新型的功能材料，在能源存储、传感器、催化等领域具有广泛的应用前景。

本文将从纳米钨酸铋的制备方法、物理化学性质以及应用前景三个方面进行介绍，以期能够全面了解这一材料的特点和潜力。

一、制备方法纳米钨酸铋的制备方法有多种，常见的包括溶液法、水热法、溶胶-凝胶法等。

其中，溶液法是一种简单有效的制备方法。

首先，将适量的钨酸铋溶解在溶剂中，如水、醇等，形成均匀的溶液。

然后，通过加热、搅拌等工艺，使溶液中的钨酸铋逐渐形成纳米级的结构。

最后，通过离心、过滤等手段将纳米钨酸铋分离出来，并进行干燥处理。

这种制备方法简单易行，能够得到较为纯净的纳米钨酸铋材料。

二、物理化学性质纳米钨酸铋具有许多独特的物理化学性质，这些性质使其在各个领域得到了广泛的应用。

首先，纳米钨酸铋具有优异的光电性能。

其带隙较小，能够吸收可见光和近红外光，具有较高的光电转换效率。

其次，纳米钨酸铋具有良好的化学稳定性和热稳定性，能够在高温、酸碱等恶劣环境下保持较好的性能。

此外，纳米钨酸铋具有较大的比表面积和孔隙结构，有利于电荷传输和物质吸附等过程。

这些物理化学性质使纳米钨酸铋在能源存储、传感器和催化等领域具有广泛的应用前景。

三、应用前景1. 能源存储纳米钨酸铋作为一种优异的电极材料，具有良好的储能性能。

可用于锂离子电池、超级电容器等能源存储装置中，提高其储能密度和循环寿命。

此外，纳米钨酸铋还可用于太阳能电池等光电转换器件中，提高其光电转换效率。

2. 传感器纳米钨酸铋对气体、湿度、温度等的敏感性较高，因此可用于气体传感器、湿度传感器、温度传感器等领域。

通过调控纳米钨酸铋的结构和组成，可以实现对不同气体和环境的高灵敏度检测，具有重要的应用价值。

3. 催化纳米钨酸铋具有较高的催化活性和选择性，可用于催化剂的制备和催化反应的促进。

例如，在有机合成反应中，纳米钨酸铋能够催化醇的氧化、酮的还原等重要反应，提高反应效率和产率。

纳米钨酸铋作为一种新型的功能材料，具有广泛的应用前景。

一种硅负载钨酸铋复合光催化剂的制备方法及其应用

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水热法制备钨酸铋及其在光催化中的应用

水热法制备钨酸铋及其在光催化中的应用范金福;姚倩;张晓辰;王杰;李少香【摘要】以二水合钨酸钠和五水合硝酸铋为原料, 水热法合成花球状片层钨酸铋, 利用XRD、SEM、红外、拉曼对其表面形貌和微观结构进行了表征, 并通过催化降解模型污染物甲基橙、土霉素以及盐酸二甲双胍来探究钨酸铋的光催化效果, 进而将其广泛应用于医药废水的处理中.结果表明:水热法制备的花球状片层钨酸铋在可见光照射下具有较好的光催化效果, 光照2.5h后基本可以完全降解模型化合物.%Flower sphere-like bismuth tungstate was synthesized by hydrothermal method using sodium tungstate dihydrate and bismuth nitrate pentahydrate as raw materials.The surface morphology and microstructure were characterized by XRD, SEM, IR and Raman.The photocatalytic effect of bismuth tungstate was investigated by degrading model pollutants of methyl orange, oxytetracycline and metformin hydrochloride, and then it is widely used in the treatment of pharmaceutical wastewater.The results show that bismuth tungstate with spherical morphology prepared by hydrothermal method possessed good photocatalytic effect, and the model compounds can be completely degraded after 2.5 h.【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】6页(P57-61,67)【关键词】钨酸铋;光催化;甲基橙;土霉素;盐酸二甲双胍【作者】范金福;姚倩;张晓辰;王杰;李少香【作者单位】青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛 266042;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛 266042;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛 266042;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛 266042;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛 266042【正文语种】中文【中图分类】O611.4目前，随着社会的发展，我国工业与人口急剧增多，随之而来的是消耗各种能源与产生废物逐渐增多，同时会产生严重的环境污染问题，因此如何解决环境问题已经是当今世界共同要解决的首要问题。

BiOAc BiOX(X=Cl,Br)复合材料的制备及其对混合染料的去除

卤氧化铋ＢｉＯＸ ( Ｘ＝Ｃｌꎬ Ｂｒꎬ Ｉ) 是近年来广泛研
究的Ｂｉ基半导体光催化材料. 作为一种三元氧化物ꎬ
ＢｉＯＸ是Ｓｉｌｌｅｎ家族中最简单的晶体之一ꎬ 拥有
[ Ｂｉ２Ｏ２ ] ２＋层状结构 [５￣６] ꎬ 便于光生电子空穴对的分
离. 与ＢｉＯＸ类似ꎬＢｉＯＡｃ〔ＣＨ３ＣＯＯ( ＢｉＯ) 〕具有同样
的[ Ｂｉ２Ｏ２ ] 层状结构ꎬ且组成简单ꎬ除Ｂｉ元素外ꎬ只
２＋
有绿色元素Ｃ、Ｏ和Ｈꎬ但文献中对ＢｉＯＡｃ的报道却
较少. ２０１６年ꎬＺＨＡＮＧ等
[７]
研究发现ＢｉＯＡｃ不溶于
( 上海) ꎻ冰乙酸、氯化钾、乙二醇及异丙醇购自大茂
河南师范大学环境学院ꎬ 黄淮水环境与污染防治教育部重点实验室ꎬ 河南省环境污染控制重点实验室ꎬ 水处理重点技术国际联
合实验室ꎬ 河南新乡４５３００７
摘要: 铋系半导体光催化剂虽然光响应范围广、催化性能稳定ꎬ但光生电子和空穴复合率高、光催化效率低ꎬ形成二元异质结是
解决该问题的有效途径. 该研究在室温下ꎬ采用化学沉淀法制备花球状ＢｉＯＡｃꎬ然后通过离子交换法与ＢｉＯＸ( Ｘ＝Ｃｌꎬ Ｂｒ) 复合形
旦黄( Ｔｉｔａｎｙｅｌｌｏｗ) 〕作为目标污染物评定样品的光催化性能及重复使用性ꎻ通过捕获试验对ＢｉＯＡｃ∕ＢｉＯＸ光催化体系中的反应活
性物种进行检测ꎬ并对光催化机理进行了推测. 结果表明: ①通过离子交换过程ꎬＢｉＯＡｃ和ＢｉＯＸ成功地复合在一起形成异质结
结构. ②ＢｉＯＡｃ与ＢｉＯＸ的摩尔比为６ ∶１时ꎬ复合材料具有最佳的光催化性能. ③ＢｉＯＡｃ∕ＢｉＯＢｒ比ＢｉＯＡｃ∕ＢｉＯＣｌ对阳离子染料的吸

钨酸铋对四环素光催化降解性能

钨酸铋对四环素光催化降解性能张帆;柴凤兰;李敬;余科义【摘要】采用水热法制备了钨酸铋催化剂,以空气为氧化剂,四环素为底物,考察了制备催化剂时溶液的酸度、降解反应时不同光源、光强度和催化剂量对钨酸铋的光催化降解四环素性能的影响.结果表明,当制备钨酸铋催化剂溶液的pH为1时,催化降解效果较好;当催化剂与四环素的物质的量之比为0.3:1时,光照时间100 min,光催化降解率达66%;以钨酸铋为催化剂,太阳光光催化降解性能优于红外光和紫外光,太阳光强度越强,催化降解效果越好.%Bismuth tungstate was prepared by using hydrothermal methods. Under the different light source, light intensity and the amount of catalyst, the photocatalytic degradation of bismuth tungstate was investigated using air as an oxidant and tetracycline as a substrate. The results show that the pH of solution is 1 to achieve the better catalytic degradation of bismuth tungstate. When the molar ratio of tungsten acid bismuth to tetracycline is 0.3 : 1 and the illumination time is 100 min, photocatalytic de-graded rate of tetracycline is 66%. The photocatalytic degradation of tetracycline under the condition of sunlight is better than that of IR and UV light. With the stronger sunlight, the photocatalytic perform-ance of bismuth tungstate for tetracycline is better.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2017(028)003【总页数】4页(P331-334)【关键词】钨酸铋;四环素;光催化;降解;太阳光【作者】张帆;柴凤兰;李敬;余科义【作者单位】河南应用技术职业学院,河南郑州450042;河南应用技术职业学院,河南郑州450042;河南应用技术职业学院,河南郑州450042;河南应用技术职业学院,河南郑州450042【正文语种】中文【中图分类】O611.6随着抗生素在人类生产和生活中大量不合理的使用，来自医疗、农业和畜牧养殖业及工业等废水中的抗生素已成为一种污染环境的重要污染物，其中以四环素为代表的抗生素类废水污染尤为显著. 抗生素具有神经系统毒性、造血系统毒性、肝、肾毒性等，抗生素污染最终会导致超级细菌的产生，给人类带来毁灭性灾难. 抗生素结构一般比较稳定，水土中自然降解率比较低，水土中抗生素污染工业化治理已刻不容缓.目前废水中的四环素主要是通过生物法、物理化学法如吸附法、高级氧化法等手段降解消除，其中高级氧化法中的光催化技术，具有在室温条件下易于操作的优点. 尽管有些方法对抗生素有较好的降解效果，但是这些方法存在或成本高、或周期长、或二次污染等不一的缺陷.半导体材料具有优良的光电性能，近年来，半导体材料作为光催化剂在环境污染治理方面获得了广泛的关注[1-5]. 钨酸铋是Aurivillius 成员中结构最简单的物质之一，具有良好的半导体性质，例如：铁电、压电、热电、光催化性能[6-8]，它的禁带宽度为2.8 eV，需要在光照波长位于440 nm处才能够激发，并产生光生电子和空穴促使光降解过程的进行[9].1999年，KUDO等报道了钨酸铋的可见光催化活性[10]. 近年来，Bi2WO6 的可见光催化特性的研究已经取得了许多进展，光催化活性也得到了很大提高[11]. 在抗生素的光催化降解应用中，钨酸铋及其负载型的复合催化剂的制备方法对四环素催化降解性能的影响被广泛的研究和报道[12-14]，但很少有学者以太阳光为光源、空气为氧化剂进行系列的研究. 本实验以钨酸钠和硝酸铋为原料，考察了催化剂的制备条件、催化剂用量、光源的类型及太阳光的光照强度对抗生素催化降解性能的影响，利用太阳光和空气较大程度地降低了生产成本，为今后其广泛应用奠定了一定的基础.1.1 试剂与仪器钨酸钠(Na2WO4·2H2O)(A.R.)，上海麦克林生化科技有限公司；硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)(A.R.)，上海麦克林生化科技有限公司；四环素(A.R.)，上海麦克林生化科技有限公司，使用前配制成所需浓度的四环素溶液. 其他试剂均为分析纯，使用前未经特殊处理.高压釜(100 mL)；DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；岛津UV-2600 型紫外可见分光光度计，岛津企业管理(中国)有限公司；CEM-DT-1300 数字式照度计，深圳华盛昌机械实业有限公司.1.2 钨酸铋催化剂制备称取一定量的五水硝酸铋溶于水中，超声搅拌，使其形成混合溶液，均匀分为3份，并调节溶液的pH范围，分别为pH=1、3、5，再依次加入一定量的二水钨酸钠，搅拌一定时间. 将上述三份混合溶液转移至反应釜中，在120 ℃下，反应18 h. 冷却至室温，用无水乙醇和水冲洗数次，60 ℃干燥过夜，得到粉末状的催化剂，分别标记为Bi/W-1、Bi/W-2、Bi/W-3.1.3 钨酸铋的光催化性能评价分别称取一定量的钨酸铋催化剂，分散于一定浓度的四环素溶液中. 暗吸附30min后，置于光源中，然后每隔20 min抽取一个样，用紫外-可见分光光度计测定溶液在350 nm(四环素 TC)处的吸光度值的变化，以光催化降解率来评价催化剂的光催化性能. 光催化降解率(DR)由式1.1计算：式中t-反应时间，min；A0-四环素溶液达到吸附平衡以后的吸光度；At-不同光催化反应时间抽取样品的吸光度.2.1 催化剂制备时溶液酸度对催化活性的影响在制备钨酸铋时，酸度对钨酸铋的形貌有很大影响，进而影响催化剂的催化活性. 因而，考察了不同酸度条件下制备的钨酸铋的光催化降解活性(图1). 由图1可以看出，不同酸度条件下制备的钨酸铋光催化降解活性随时间变化趋势相同，但是光催化降解活性大小不同. 采用Bi/W-1(pH=1)催化降解四环素时，光照100 min下光催化降解率达66%左右；采用Bi/W-2(pH=3)时，光照100 min下光催化降解率为45%左右；采用Bi/W-3(pH =5)时，光照100 min下光催化降解率仅34%左右. 也即随着制备钨酸铋催化剂时溶液pH的增加，催化剂的光催化降解四环素的性能逐渐降低. 这是因为在强酸性条件下，得到的钨酸铋的比表面积最大，催化活性位点较多，催化剂吸附的四环素能够很好地与活性位点作用，因此，光催化降解效率较好.2.2 催化剂用量对催化活性的影响图2给出了不同Bi/W-1催化剂用量对四环素光催化降解活性的影响. 由图2可以看出，在一定量的催化剂下，四环素的光催化降解率均随光照时间延长而增加. 光催化活性随催化剂量变化而改变. 当不加催化剂时，光照100 min，光催化降解率为7%左右；而随着催化剂用量的增大，光催化降解率也逐渐增加，当催化剂与四环素的物质的量之比为n(Bi/W-1)/n(TC)= 0.3∶1时，催化降解效果最佳，光照100 min时，光催化降解率高达66%；再增加催化剂量，光催化降解率反而减低. 原因可能是催化剂用量的增加导致催化剂自身发生聚集，降低了底物与催化活性位点的接触，从而使催化剂的催化活性降低.2.3 光源的影响光源对钨酸铋催化降解性能的影响如图3所示. 紫外光条件下， Bi/W-1对四环素的光催化降解率的影响不大，紫外光照射100 min时，光催化降解率仅为1%左右；太阳光条件下，Bi/W-1对四环素降解的光催化活性较高，光照100 min时，光催化降解率高达66%；红外灯照射下，Bi/W-1的催化活性次之，光照100 min时，光催化降解率达55%左右. 这种现象与常见的光催化研究的结论不同，原因正在进一步研究中.2.4 光照强度的影响实验过程中用照度计测定了光照强度(E)对催化活性的影响. 实验结果如图4所示，由图4可以看出，随着光照强度高增加，Bi/W-1的光催化性能逐渐增大. 光照强度E=30 000 lx时，光照累计时间达100 min时，光催化降解率高达66%左右；当光照强度降低为3 000 lx，Bi/W-1-1的催化活性较低，光催化效率仅30%左右. 因为随着光照强度增加，能量增大，催化剂产生更多的催化活性位点，因而催化活性增大.通过控制溶液的酸度，制备了具有比较好的光催化降解活性的钨酸铋催化剂. 实验表明，当催化剂与四环素的物质的量之比为0.3∶1时，以较强的太阳光为光源，空气为氧化剂，可以达到比较好的催化降解效果. 光源的影响机理以及催化剂结构的进一步优化仍在深入进行中.致谢:感谢郑州大学化学与分子工程学院李中军教授和郑州大学工业催化研究所王向宇教授对本研究的帮助.【相关文献】[1] LONG M C, ZHENG L H. Engineering vacancies forsolarphotocata-lytic applications [J]. Chinese Jounal of Catalysis, 2017(4): 617-624.[2] PALOMINOS R A, MONDACA M A, GIRALDO A, et al. Photo-catalytic oxidation of the antibiotic tetracycline on TiO2 and ZnO suspensions [J]. Catalysis Today, 2009, 144(1): 100-105.[3] GAD-ALLAH T A, ALI M E M, BADAWY M I. Photocatalytic oxidation of ciprofloxacin under simulated sunlight [J]. Journal of Hazardous Material, 2011, 186(1): 751-755.[4] 陈威, 王慧, 杨俞, 等. 光催化完全分解水制氢研究进展[J]. 化学研究, 2014, 25(2): 201-208. CHEN W, WANG H, YANG Y, et al. Progress in research of photocatalytic hydrogen production from overall water spitting [J]. Chemical Research, 2014, 25(2): 201-208. [5] 张倩倩, 郑轲, 陈威, 等. Cu负载TiO2及其CdS复合物的光解水性能[J]. 化学研究, 2016, 27(4): 414-418.ZHANG Q Q, ZHENG K, CHEN W, et al. Performance of photocatalytic water splitting on Cu/TiO2 and its CdS composite [J]. Chemical Research, 2016, 27(4): 414-418.[6] LIU Y, WANG W M, FU Z Y, et al. Nest-like structures of Sr doped Bi2WO6: synthesis and enhanced photocataly-tic properties [J]. Materials Science and Engineering B-Advanced Functional Solid-State Materials, 2011, 176(16): 1264-1270.[7] LI Y Y, LIU J P, HUANG X T, et al. Hydrothermal synthesis of Bi2WO6 uniform hierarchical microspheres [J]. Crystal Growth & Design, 2007, 7(7): 1350-1355.[8] DUAN F, ZHENG Y, CHEN M Q. Flowerlike PtCl4/ Bi2WO6 composite photocatalyst with enhanced visible-light-induced photocatalytic activity [J]. Applied Surface Science, 2011, 257(6): 1972-1978.[9] ZHUO Y Q, HUANG J F, CAO L Y, et al. Photocatalytic activity of snow-like Bi2WO6 microcrystalline for decomposition of Rhodamine B under natural sunlight irradiation [J]. Materials Letters, 2013, 90: 107-110.[10] KUDO A, HIJII S. H2 or O2 evolution from aqueous solutions on layered oxide photocatalysts consisting of Bi3+ with 6s2 configuration and d0 transition metalions [J]. Chemistry Letters, 1999, 28(10): 1103-1104.[11] XU J J, AO Y H, CHEN M D. A simple method for the preparation of Bi2WO6-reduced grapheme oxide with enhanced photocatalytic activity under visible light irradiation [J]. Materials Letters, 2013, 92(2): 126-128.[12] 楚小龙. 介孔钨酸铋光催化降解抗生素类药物四环素的研究[D]. 天津: 南开大学, 2014.CHU X L. Effective degradation of tetracycline by mesoporous Bi2WO6 under visible light irradiation [D]. Tianjing: Nankai University, 2014.[13] 吴亚帆. 钨酸铋的制备以及光催化降解四环素研究[D]. 西安: 长安大学, 2014.WU Y F. Preparation of Bi2WO6 photocatalyst and use for photocataltic degradation of tetracycline [D]. Xi’an: Chang’an University, 2014.[14] 钟爽. Bi2WO6 基可见光催化剂的制备及在连续流反应器中降解四环素废水的研究[D]. 长春: 吉林大学, 2016.ZHONG S. Preparation of novel Bi2WO6 photocatalyst and degradation of tetracycline in continuous flow photocataltic reactor [D]. Changchun: Jilin University, 2016.。

钨酸铋-石墨烯复合光催化剂的制备及其光催化性能

钨酸铋-石墨烯复合光催化剂的制备及其光催化性能姜宇晴;张新欣;兰梦;薛芒;董晓丽【摘要】利用溶剂热法,在N,N-二甲基甲酰胺与乙二醇混合溶剂中制备了钨酸铋-石墨烯光催化剂.通过XRD、SEM、TEM、EDS和DRS对纯相钨酸铋及钨酸铋-石墨烯催化剂的形貌及性能进行表征,证明钨酸铋成功复合在石墨烯上,且钨酸铋-石墨烯催化剂的光谱吸收延伸至可见光.在可见光下,纯相钨酸铋及钨酸铋-石墨烯分别对罗丹明B(RhB)进行降解,结果表明,钨酸铋-石墨烯与纯相钨酸铋相比,前者表现出更好的光催化性能,与光生电子与空穴能够快速分离有关.相同时间(40 min)与光照条件下,当钨酸铋复合质量分数为0.6% 的石墨烯时,对污染物RhB的降解率可达84.0%,而纯相钨酸铋的降解率仅为67.2%.%Bi2WO6-RGO photocatalyst was prepared by solvothermal method in the mixed solvents of N,N-dimethylformamide and ethylene glycol.The structure,physical and chemical properties of pure Bi2WO6and Bi2WO6-RGO composite catalysts were characterized by XRD,SEM,TEM,EDS and DRS.The results showed that Bi2WO6-RGO was successfully composited with grapheme.UV-vis spectra showed that Bi2WO6-RGO photocatalysts had strong adsorption in the visible light region. The rhodamine B(RhB)pollutant was degraded byBi2WO6or Bi2WO6-RGO catalysts under visible light.The results confirmed that Bi2WO6-RGO exhibited better photocatalytic activity than pureBi2WO6,which was attributed to accelerated separation of photo electron from holes in the composite catalyst.At the same time(40 min)and light conditions,the degradation rate of pollutant(RhB)by Bi2WO6-RGO(0.6%)was high up to 84.0%,while its degradation rate by the pureBi2WO6was only 67.2%.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】4页(P105-108)【关键词】光催化剂;石墨烯;溶剂热法;钨酸铋【作者】姜宇晴;张新欣;兰梦;薛芒;董晓丽【作者单位】大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连 116034【正文语种】中文【中图分类】X7030 引言半导体光催化技术具有降解有机污染物彻底、不会产生二次污染、易操作等优点, 所以在治理环境方面具有广阔的应用前景。

铁-溴氧化铋-钨酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用

发明名称本发明公开了一种铁/溴氧化铋/钨酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用，制备步骤包括：将Bi(NO 3)3·5H 2O加入乙二醇溶液中，用酸调节pH为3～5，得混合液，搅拌后，将NaBr、Na 2WO 4和Fe(NO 3)3·9H 2O加入混合液中，用碱调节pH为6.5～7.5，继续搅拌，得混合溶液；将混合溶液置于120℃～150℃下进行溶剂热反应18h～24h；反应结束后，将反应产物进行固液分离，洗涤沉淀物，干燥，即得。

本发明的铁/溴氧化铋/钨酸铋复合光催化剂比表面积大、可见光响应好、光能利用率高，且循环利用的稳定性好，光催化效率高，铁/溴氧化铋/钨酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用摘要可应用于高效催化降解水体中的盐酸四环素。

C N 115722236 A铁/溴氧化铋/钨酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于复合光催化材料技术领域，尤其涉及铁/溴氧化铋/钨酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术[0002]1928年发现青霉素以来，人们开始在治疗各种病症方面大量使用抗生素，四环素作为最常用的一类抗生素，其生产和使用量占据了抗生素类药物生产和消费的巨大比重。

在四环素的使用过程中，医用或药用四环素进入人体或动物体内后，无法被生物体完全代谢吸收，绝大部分四环素会以原药或代谢产物形式通过排泄物进入环境中。

由于四环素药物含有稳定的萘环结构，在环境中能稳定存在，同时还具有生物累积性、生物难降解性、持久性以及诱导抗性基因产生等特性，会造成不同程度的水环境污染，给生态环境和人类健康带来了潜在的危害。

[0003]常规的水处理方法难以将四环素类物质完全去除。

简单的物理方法更不能将水体中的抗生素类物质有效去除。

我国现有的市政污水处理厂还未有针对四环素废水处理的专有技术和工艺，制药厂产生的四环素废水进入市政污水厂后，无法有效去除，最终会随出水进入环境中。

光催化氧化技术因其绿色，高效的特点引起人们极大关注。