花状Bi2WO6∶Er 3+纳米球的纯绿色上转换荧光和增强的光催化活性
Bi2Sn2O7的合成及其光催化性能
Bi2Sn2O7的合成及其光催化性能高二平;王文中【摘要】Bi2Sn2O7是一种特殊的烧绿石结构复杂氧化物,具有可见响应光催化性能,其带隙约为2.61 eV.采用水热法合成出棒状Bi2Sn2O7和颗粒组成的球形Bi2Sn2O7光催化材料,发现通过改变反应物的添加次序,可以产生不同的成核形式,从而导致产物的最终形貌不同.在可见光激发下,以罗丹明B为目标降解物进行了产物光催化性能的表征.由纳米颗粒组成的球状Bi2Sn2O7表现出更强的光催化性能,100 min时降解率达98％.通过光催化过程中的自由基淬灭反应,发现Bi2Sn2O7降解有机污染物的主要活性物种为超氧自由基和空穴.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2015(030)001【总页数】6页(P87-92)【关键词】Bi2Sn2O7;可见光;水热合成;光催化【作者】高二平;王文中【作者单位】中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050【正文语种】中文【中图分类】O643半导体光催化由于其在环境和能源领域的应用前景引起了广泛的研究兴趣。
近些年,一系列含铋的光催化材料具有良好的可见光催化性能, 成为光催化的研究热点。
虽然Bi 很少用于TiO2 的掺杂, 但铋基氧化物如BiVO4[1]、Bi2WO6[2]、Bi2MoO6[3]、BiPO4[4]、Bi2Ti2O7[5]等不仅可利用可见光激发, 而且由于具有独特的晶体结构, 在光催化性能方面呈现出较高的活性。
Bi3+离子具有5d106s26p0 的电子构型, Bi6s 轨道与O2p 轨道相互作用导致较小的带隙和较分散的价带, 从而形成较轻的空穴有效质量, 有利于光生空穴的迁移[6]。
特别是Bi(Ⅲ)氧化态的6s 轨道与6p 轨道杂化会形成立体化学活性的孤电子对, 而这种孤电子对往往与低对称性的晶体结构密切相关[7-8]。
这种孤电子对和低对称晶体结构对光催化氧化过程有重要影响。
不同溶剂对钨酸铋形貌及可见光催化性能的影响
不同溶剂对钨酸铋形貌及可见光催化性能的影响张鸿羽;王爱军;袁耀【摘要】以水、乙醇、乙二醇与丙三醇的纯溶液和水与三种醇的混合溶液为溶剂,通过溶剂热法合成了Bi2WO6催化剂,并对其形貌及可见光催化性能进行研究,结果表明:相比纯溶剂,混合溶剂合成的Bi2WO6结构复杂、形貌规则,且粒径较大、分散性好;此外,随着溶剂分子中羟基数目的增加,Bi2WO6呈现出结晶度降低,晶体粒径和纳米片尺寸减小的规律;最后,乙二醇和水混合溶剂制备的花球状Bi2WO6光催化活性良好,且容易沉淀分离,易于回收,具有实际应用价值.%Bi2WO6 was synthesized by solvothermal method,using four pure solutions(H2O,C2H5OH, (CH2OH)2 and C3H8O3)and three alcohol-water solutions as solvents.Research on the morphology and visible-light photocatalytic properties of Bi2WO6 suggested that Bi2WO6 synthesized by alcohol-water solutions had more complex structure and regular morphology with larger size and better dispersion compared with Bi2WO6 synthesized by pure solvents.In addition, with the increase of hydroxyl groups, the crystallinity of Bi2WO6 went worse and the size of crystal and nanosheet decreased.Furthermore, the follow-spherical Bi2WO6 prepared by the mixture of ethylene glycol and water had better visible-light photocatalytic activity, it was of better value to apply to reality because it can be subsided and recycled easily.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)009【总页数】4页(P81-84)【关键词】溶剂热法;钨酸铋;形貌;可见光催化性能【作者】张鸿羽;王爱军;袁耀【作者单位】中国石油大学(北京)理学院,中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室,北京 102249;中国石油大学(北京)理学院,中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室,北京 102249;中国石油大学(北京)理学院,中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室,北京 102249【正文语种】中文【中图分类】O643.3TiO2在光催化领域有着广泛应用，但TiO2基光催化材料的禁带宽度为3.2 V，只有420 nm 以下的紫外光可以利用[1]。
球形花状结构氧化锡光催化降解亚甲基蓝
球形花状结构氧化锡光催化降解亚甲基蓝刘斌;杜燕萍;常薇;郁翠华;杨合情【摘要】为了研究SnO2对亚甲基蓝的光催化降解性能,以SnCl4·5H2O为原料,通过水热法,在200℃下反应24h,制备出直径范围为1.7μm～2.0μm球形花状结构SnO2.考察催化剂用量、光照时间及pH值对光催化降解亚甲基蓝性能的影响.结果表明,球形花状结构SnO2对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化性能,催化剂的最佳加入量是1.25mg/mL,在最佳加入量下,紫外光照射时间超过30min时,亚甲基蓝溶液降解率达到96.3％;且随着溶液pH值的增加,亚甲基蓝溶液降解率逐渐增加,光催化反应更加完全.【期刊名称】《纺织高校基础科学学报》【年(卷),期】2015(028)003【总页数】5页(P343-347)【关键词】氧化锡;球形花状结构;光催化;亚甲基蓝【作者】刘斌;杜燕萍;常薇;郁翠华;杨合情【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;陕西师范大学材料科学与工程学院,陕西西安710062;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;陕西师范大学材料科学与工程学院,陕西西安710062【正文语种】中文【中图分类】O643金属氧化物,如二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)等,由于其独特的物理和化学性能,近年来备受关注[1-2]．SnO2是一种重要的n-型半导体材料,其带隙宽度为3.6eV,由于其独特的光学、电学和化学性质,在锂离子电池、染料敏化太阳能电池、气敏传感器、光催化及透明电极等领域具有广泛地应用[3]．这些器件的性能在很大程度上取决于SnO2纳米结构单元的尺寸、形貌及其组装形成的纳米结构．因此,不同尺寸和形貌的SnO2的制备成为研究热点.目前为止,研究人员已经通过多种方法,如化学气相沉积、热蒸发法、水热法、微波法和溶胶凝胶法,制备了SnO2纳米粒子、纳米棒、纳米带、纳米片、纳米管、纳米线、纳米花、空心球等纳米结构,并对这些纳米结构的物理及化学性能进行了测试[4-11]．SnO2纳米管[8]和空心球[11]已经被应用于制造锂离子电池的负极,测试发现,这些SnO2纳米结构具有较高的储锂容量和良好的电循环性能．此外,SnO2纳米带、纳米线、纳米粒子、纳米棒和纳米管等纳米结构已经被用于构筑各种气体传感器,并被广泛应用于乙醇、一氧化碳、氢气、二氧化氮、2-丙醇等气体和液体的测定[12-16]．结果表明,这些具有不同纳米结构的SnO2传感器比SnO2粉末具有更高的灵敏度．文献[17-18]研究了SnO2纳米棒和纳米花对罗丹明B降解的光催化能力,结果发现,SnO2纳米棒[17]和纳米花[18]对罗丹明B降解的催化性能高于SnO2纳米颗粒．然而,有关球形花状纳米结构SnO2光催化降解亚甲基蓝的研究至今未见报道．本文通过水热法制备球形花状纳米结构SnO2光催化剂,以亚甲基蓝溶液为研究对象,讨论催化剂的用量、光照时间及pH值对球形花状纳米SnO2光催化性能的影响．1.1 试剂与仪器(1) 试剂四氯化锡(SnCl4·5H2O,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司),氢氧化钠(NaOH,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司),聚乙烯吡咯烷酮(PVP, Mr=30000,分析纯,国药集团化学试剂有限公司),亚甲基蓝(分析纯，北京化工厂),二次蒸馏水．(2)仪器 IKA RO10型磁力搅拌器(广州仪科实验室技术有限公司),DHA-9246A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司),AL-204型电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司),TGL-16G型台式高速离心机(上海安亭科学仪器厂),UV-2450型紫外可见分光光度计(日本岛津公司)，BL-GHX-V型光化学反应仪(西安比朗生物科技有限公司)．1.2 方法(1) 球形花状结构SnO2的制备根据文献[19],称取0.500g SnCl4·5H2O于50 mL 烧杯中,再向其中依次加入2mL, 6M NaOH,0.5g PVP和13mL H2O,搅拌形成清亮溶液.将该溶液转入具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中,密封反应釜,在200℃下反应24h,然后自然冷却至室温,得白色成淀.离心后分别用去离子水和无水乙醇依次洗涤3次,室温下,最终得到白色粉末状产物．(2) 光催化实验实验采用BL-GHX-V型光化学反应仪,光源是300W汞灯．首先,量取20mL,10mg/L的亚甲基蓝溶液于体积为50mL的石英试管中,再称取不同量的SnO2样品分散到亚甲基蓝溶液中,于暗处震荡10min,使亚甲基蓝分子和半导体光催化剂表面建立起吸附脱附平衡,然后置于紫外灯管下,进行测试．由于溶液pH值不同，对亚甲基蓝的结构会产生不同的影响,为了仅考虑SnO2对亚甲基蓝的光催化降解性能,所以在光催化实验方法中没有控制溶液的pH．所有实验均在室温下进行,照射一定时间后取出,高速离心，将光催化剂与溶液进行分离,取上层清液用岛津UV-2450紫外可见分光光度计进行分析测定．(3) 降解率计算先用紫外可见分光光度计对亚甲基蓝进行全波段(190nm～800nm) 扫描,确定亚甲基蓝的最大吸收波长(664 nm),再用紫外可见分光光度计在此波长下测定清液的吸光度．由Lambert-Beer定律可知:A=εbc,式中b为光程，cm;c为质量浓度,g/L;ε为质量吸光系数,L/g·cm,亚甲基蓝溶液的降解率按照下面的公式进行计算:式中:η为亚甲基蓝溶液的降解率,%；C0为含有SnO2样品的亚甲基蓝溶液的初始浓度,g/L；C为含有SnO2样品的亚甲基蓝溶液光照不同时间后的实际浓度,g/L；A0为含有SnO2样品的亚甲基蓝溶液的初始吸光度；A为含有SnO2样品的亚甲基蓝溶液光照不同时间后的吸光度.2.1 SEM和XRD分析制备的球形花状结构SnO2的SEM和XRD图谱如图1所示．从图1(a)可看出,所制备的产物由大量的球形花状结构物质组成,其直径范围为1.7μm～2.0μm．由图1(b)可见,所有衍射峰均指向四方相SnO2(JCPDS卡号:41-1445)．此外,其衍射峰比较尖锐,说明该产物结晶性很高．除此之外,没有其他杂质峰出现, 说明所制备的产物为纯的四方相SnO2．2.2 亚甲基蓝溶液的吸收光谱分别测定未经紫外光照射的亚甲基蓝溶液,紫外光照射30min后的亚甲基蓝溶液和含有SnO2球形花状结构并经紫外光照射30min后的亚甲基蓝溶液的吸收光谱,其结果如图2所示．从图2可以看出,亚甲基蓝溶液的最大吸收波长为664nm(曲线Ⅰ),当紫外光照射30min后,其吸光度大约下降了12%(曲线Ⅱ),而含有SnO2球形花状结构的亚甲基蓝溶液,在紫外光照射30min后,其吸光度大约下降了96%(曲线Ⅲ)．由此可见,采用球形花状结构SnO2作为光催化剂可有效降解亚甲基蓝溶液．2.3 SnO2用量对降解率的影响在光催化反应中,催化剂的用量是非常重要的影响因素．在20mL,10mg/L的亚甲基蓝溶液中加入光催化剂SnO2,用300W汞灯照射,通过改变SnO2的加入量,探究紫外光照射30min后亚甲基蓝溶液的降解率,其结果如图3所示．由图3可知,随着SnO2用量的增加,亚甲基蓝溶液的降解率逐渐增加．但当加入量至25mg后,亚甲基蓝溶液的降解率增加缓慢,不再有明显的提高.故SnO2最佳用量为25mg．2.4 光照时间对降解率的影响在其他反应条件固定不变的情况下,在20mL亚甲基蓝溶液中加入25mg 光催化剂SnO2,研究不同紫外光照射时间下亚甲基蓝溶液的降解率,其结果如图4所示．由图4 可知,随光照时间的延长,亚甲基蓝溶液的降解率不断升高,但是当光照时间超过30min后,降解率升高至最大值96.3%且增加缓慢,说明亚甲基蓝溶液基本降解完全．2.5 pH值对降解率的影响向7份,20mL亚甲基蓝溶液中分别加入25mg 光催化剂SnO2,用HCl和NaOH调节溶液pH值分别为1,3,5,7,9,11,13,用300W汞灯光照20min后,计算降解率,其结果如图5所示．由图5可见,随着溶液pH值的增加,亚甲基蓝溶液的降解率逐渐增加．由于SnO2受到紫外光照射后,会产生空穴,空穴可以和OH-反应生成羟基自由基(·OH),·OH具有很强的氧化性,可以使亚甲基蓝氧化褪色[20]．在酸性pH范围时,亚甲基蓝溶液的降解率增加缓慢,这是由于在酸性溶液中,OH-浓度较低,所产生的·OH的数目相对较小,所以降解率增加缓慢．当溶液由酸性过渡到碱性时,OH-增加很多,产生的·OH数目随之增加,所以在溶液pH=7的前后,亚甲基蓝溶液的降解率大幅增加,当溶液的pH值增加到11以后,亚甲基蓝溶液的降解率达91%,亚甲基蓝溶液基本降解完全．由于光照时间较短只有20min,所以其降解率低于光照30min的降解率．本文通过水热法制备了对亚甲基蓝具有良好光催化性能的球形花状结构SnO2,并考察了催化剂用量、光照时间及溶液pH值对其光催化性能的影响．结果表明,300W汞灯照射30min,SnO2最佳加入量1.25mg/mL；当紫外光照时间超过30 min时,亚甲基蓝溶液降解率达到了96.3%.当溶液pH由酸性变化到碱性时,亚甲基蓝溶液降解率大幅增加,降解更加完全．球形花状SnO2的制备方法操作方便、条件温和、设备简单,有望用于大规模生产,且可能应用于其他氧化物花状结构的制备,预计其在染料废水处理方面有一定的应用价值．当然,这种光催化剂的性能还没有与其他光催化剂进行比较,此外,这种光催化剂对不同染料的降解性能和降解机理还有待于进一步的研究．【相关文献】[1] 余花娃,樊慧庆,王晶,等.Co掺杂ZnO微/纳米纤维的制备及其光催化性能[J].纺织高校基础科学学报,2014,27(2):244-247.YU Huawa,FAN Huiqing,WANG Jing,et al.Preparation and photocatalytic characterization of Co-doped ZnO micro/nanofibers[J].Basic Sciences Journal of TextileUniversities,2014,27(2):244-247.[2] 王文静,郭晓玲,王志刚,等.纳米二氧化钛光催化净化酸性染料废水的研究[J].西安工程大学学报,2011,25(2):216-219.WANG Wenjing,GUO Xiaoling,WANG Zhigang,et al.Study of photocatalysis purification of acid dyeing wastewater with titania[J].Journal of Xi′an PolytechnicUniversity,2011,25(2):216-219.[3] WANG X,HAN X G,XIE S F.Controlled synthesis and enhanced catalytic and gas-sensing properties of tin dioxide nanoparticles with exposed high-energy facets[J].Chem Eur J,2012,18(8):2283-2289.[4] KRISHNAKUMAR T,JAYAPRAKASH R,PARTHIBAVARMAN M.Microwave-assisted synthesis and investigation of SnO2 nanoparticles[J].Mater Lett,2009,63(11):896-898. [5] LUPAN O,CHOW L,CHAI G,et al.Synthesis of one-dimensional SnO2 nanorods via a hydrothermal technique[J].Physica E,2009,41(4):533-536.[6] MA X L,LI Y,ZHU Y L.Growth mode of the SnO2 nanobelts synthesized by rapid oxidation[J].Chem Phys Lett,2003,376(5/6):794-798.[7] KUMAR B,LEE D H,KIM S H,et al.General route to single-crystalline SnO2 nanosheets on arbitrary substrates[J].J Phys Chem C,2010,114(25):11050-11055.[8] LI L M,YIN X M,LIU S,et al.Electrospun porous SnO2 nanotubes as high capacity anode materials for lithium ion batteries[J].Electrochem Commun,2010,12(10):1383-1386.[9] CHEN Z W,JIAO Z,WU M H,et al.Bulk-quantity synthesis and electrical properties of SnO2 nanowires prepared by pulsed delivery[J].Mater Chem Phys,2009,115(2/3):660-663.[10] NING J J,DAI Q Q,JIANG T,et al.Facile synthesis of tin oxide nanoflowers:A potential high-capacity lithium-ion-storage material[J].Langmuir,2009,25(3):1818-1821.[11] LOU X W,WANG Y,YUAN C L,et al.Template-free synthesis of SnO2 hollownanostructures with high lithium storage capacity[J].Adv Mater,2006,18(17):2325-2329.[12] ANDREI P,FIELDS L L,ZHENG J P,et al.Modeling and simulation of single nanobelt SnO2 gas sensors with FET structure[J].Sens Actuators B,2007,128 (1):226-234.[13] WANG B,ZHU L F,YANG Y H,et al.Fabrication of a SnO2 nanowire gas sensor and sensor performance for hydrogen[J].J Phys Chem C,2008,112(17):6643-6647.[14] MATIN B M,MORTAZAVI Y,KHODADADI A A,et al.Alkaline-and template-free hydrothermal synthesis of stable SnO2 nanoparticles and nanorods for CO and ethanol gas sensing[J].Sens Actuators B,2010,151 (1):140-145.[15] WANG D,CHU X F,GONG M L.Gas-sensing properties of sensors based on single-crystalline SnO2 nanorods prepared by a simple molten-salt method[J].Sens Actuators B,2006,117(1):183-187.[16] WANG G X,PARK J S,PARK M S,et al.Synthesis and high gas sensitivity of tin oxide nanotubes[J].Sens Actuators,B,2008,131(1):313-317.[17] CHENG G E,CHEN J Y,KE H Z,et al.Synthesis,characterization and photocatalysis of SnO2 nanorods with large aspect ratios[J].Mater Lett,2011,65(21/22):3327-3329. [18] DAI S D,YAO Z L.Synthesis of flower-like SnO2 single crystals and its enhanced photocatalytic activity[J].Appl Surf Sci,2012,258(15):5703-5706.[19] LIU B,ZHANG L H,ZHAO H,et al.Synthesis and sensing properties of spherical flowerlike architectures assembled with SnO2 submicron rods[J].Sens ActuatorsB,2012,173:643-651.[20] WU S S,CAO H Q,YIN S F,et al.Amino acid-assisted hydrothermal synthesis and photocatalysis of SnO2 nanocrystals[J].J Phys Chem C,2009,113(41):17893-17898.。
花状Bi2WO6光催化剂的制备及性能研究
和 降解 有机 污染 物 的催化 剂 Ｍ 。 ］
目前 ， 们 利 用 水 热 法 成 功 制 备 了 Ｂｚ 人 ｉ ＷＯｓ 纳 米 片 和纳 米 粒 子 Ｌ ］ 相 较 于 传 统 固 相 法 ， 热 制 １ ， ” 水
１０ ８ ℃分 别反 应 ２ ４ ６ １ 、 ４ ３ 、８ 、 、 、２ ２ 、 ６ ４ ｈ而后 冷却 。将
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李 孝
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２１年增刊Ｉ ４） ００ （１卷
花 状 Ｂ ２ Ｏ６ 催 化 剂 的 制 备 及 性 能 研 究 ｉ Ｗ 光
黄 毅 ， 明 ， 季 怀 ， 申 吴 黄妙 良
（ 侨 大学 材 料物理 化 学研究 所 ， 华 福建 省高 等学校 功 能材料 重点 实验 室 ， 福建 泉州 ３ ２ ２ ） ６ ０ １
得 到 的淡 黄色 沉淀 物 过 滤 ， 蒸 馏 水 冲 洗 至 中性 并 用
置 于磁 力搅拌 器 上 ８ ℃烘干 ， 到 Ｂ。 Ｏ 得 ｉ ＷＯ。 品 。 样
２ ２ 催 化 剂 的 表 征 ．
备 的 Ｂ。 Ｏ 具 有 较 小 的 粒 径 和 较 大 的 比表 面积 ， ｉ Ｗ 并 表现 出 了较 高 的光 催 化 活 性 。 同时 ， 维 超结 构 三 的 Ｂ 也得 到 了较 多 的 关 注 ， Ｈｕ ｎ ｌ 。等 ｉ ＷＯ 如 ａ ｇ１ ＿ 通 过加 入 Ｐ ＶＰ作 为 模 板 剂 成 功制 备 了 由片 状 堆 积
化 剂克 服 了传 统 光催化 剂 （ 以二 氧化 钛为 代表 ） 只能
利 用紫 外光 的缺 点 ， 功 研 制具 有 可 见 光 响 应 的光 成
２ 实 验
２ １ 催 化 剂 的 制 备 ．
取 ０ ０ ２ ｍｏ ２ Ｏ４・２ Ｏ 和 ０ ０ ５ ｌ ｉ ．０ ５ ｌ Ｎａ Ｗ Ｈ２ ． ０ ｍｏ Ｂ
离子交换法制备高光催化活性Bi2WO6@Bi2S3异质结纳米片
离子交换法制备高光催化活性Bi2WO6@Bi2S3异质结纳米片黄婷婷;李雨涵;伍晓峰;吕康乐;李覃;李玫;杜冬云;叶恒朋【期刊名称】《催化学报》【年(卷),期】2018(039)004【摘要】社会经济快速发展的同时, 也带来了日益严峻的环境污染问题. 半导体光催化氧化技术因节能环保而在环境领域有广阔的应用前景. 作为最具有代表性的半导体光催化材料, TiO2因为其禁带宽度(3.2 eV)比较大, 只能被紫外光激发, 因而对太阳能的利用率较低. 作为一种最简单的含铋层状氧化物, Bi2WO6的禁带宽度(2.7 eV)相对较小, 可以部分利用太阳光中的可见光, 因而受到广大研究者的青睐. 但是, Bi2WO6光催化材料的可见光响应范围较窄, 仅能被波长小于450 nm的光激发, 且激发后的光生载流子容易复合, 导致光催化效率不高. 因此, 迫切需要对Bi2WO6光催化材料进行结构修饰与改性,采用拓展其光响应范围和抑制载流子复合, 来提高其光催化活性.本文采用离子交换法原位合成了具有核-壳结构的Bi2S3@Bi2WO6纳米片, 充分利用Bi2S3优良的可见光响应性能和半导体异质结光催化剂的构建, 来提高Bi2WO6的光催化活性. 结果表明, 随着Na2S·9H2O用量从0增加到1.5 g, 所得催化剂的光活性不断提高, X3B的降解速率常数由0.40×10-3min-1增加到6.6×10-3min-1, 催化剂活性提高了16.5倍. 当进一步增加Na2S·9H2O的用量时(1.5-3.0 g), 复合催化剂的光活性下降. 这是由于过多Na2S·9H2O的引入导致在催化剂表面生成了没有光活性的NaBiS2层(Bi2S3+ Na2S = 2NaBiS2), 占据了催化剂的活性位点, 阻碍了染料分子与催化剂的直接接触. Bi2WO6@Bi2S3异质结纳米片光活性的提高, 可归因于Bi2S3的敏化作用极大拓展了复合催化剂的光响应范围; 另一方面, Bi2WO6和Bi2S3两者之间的半导体异质结效应有效促进了光生载流子在空间的有效分离, 抑制了光生电子-空穴的复合, 从而提高了复合催化剂的催化效率. 本研究为其他半导体复合材料的原位生长制备提供了新的思路.%As a two dimensional (2D) visible-light-responsive semiconductor photocatalyst, the photoreactivi-ty of Bi2WO6is not high enough for practical application owing to its limited response to visible light and rapid recombination of photogenerated electron-hole pairs. In this paper, 2D core-shell struc-tured Bi2WO6@Bi2S3nanoplates were prepared by calcination of a mixture of Bi2WO6(1.3 g) and a certain amount of Na2S·9H2O (0-3.0 g) at 350 ℃ for 2 h. The reactivity of the resulting photocatalyst materials was evaluated by photocatalytic degradation of Brilliant Red X-3B (X3B), anan ionic dye, under visible light irradiation (λ > 420 nm). As the amount of Na2S·9H2O was increased from 0 to 1.5 g, the degradation rate constantof X3B sharply increased from 0.40 × 10-3to 6.6 × 10-3min-1. The enhanced photocatalytic activity of Bi2WO6@Bi2S3was attributed to the photosensitization of Bi2S3, which greatly extended the light-responsive range from the visible to the NIR, and the for-mation of a heterojunction, which retarded the recombination rate of photogenerated electron-hole pairs. However, further increases in the amount of Na2S·9H2O (from 1.5 to 3.0 g) resulted in a de-crease of the photocatalytic activity of theBi2WO6@Bi2S3nanoplates owing to the formation of a photo-inactive NaBiS2layer covering the Bi2WO6surface.【总页数】10页(P718-727)【作者】黄婷婷;李雨涵;伍晓峰;吕康乐;李覃;李玫;杜冬云;叶恒朋【作者单位】中南民族大学资源与环境学院催化材料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430074;中南民族大学资源与环境学院催化材料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430074;香港教育大学科学与环境系,香港;中南民族大学资源与环境学院催化材料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430074;中南民族大学资源与环境学院催化材料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430074;中南民族大学资源与环境学院催化材料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430074;中南民族大学资源与环境学院催化材料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430074;中南民族大学资源与环境学院催化材料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430074;中南民族大学资源与环境学院催化材料科学湖北省重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文【相关文献】1.电纺法构筑高光催化活性的Z型TiO2/g-C3N4/RGO三元异质结 [J], 胡黎明;闫俊涛;王春蕾;柴波;李建芬2.增强可见光光电催化活性的二维BiOI纳米片/一维BiPO4纳米棒p-n异质结\r 复合电极的制备 [J], 刘森;赵梦雨;和泽田;钟义;丁浩;陈代梅3.构建2D-2D TiO2纳米片/层状WS2异质结用以增强可见光响应光催化活性 [J], 吴勇川;刘中敏;李亚茹;陈继涛;主曦曦;那平4.SnSe/Bi2Se3纳米片异质结的制备 [J], 王盛儒;郭钦桦;简基康5.高催化活性2D/2D Ti3C2/Bi4O5Br2纳米片异质结的构建及其可见光催化去除NO [J], 杨晓庆;朱刚强;杨华琳;卢欢;丁皓璇;童妍心;饶斐;张鑫;申茜;高健智因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
五氧化二铌光催化剂的制备及其光催化性能
第41卷2024 年 3 月应用化学CHINESE JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRY第3期415⁃421五氧化二铌光催化剂的制备及其光催化性能王静*李喜兰郭秀芬（珠海科技学院应用化学与材料学院，珠海 519040）摘要为提升五氧化二铌（Nb2O5）光催化剂在实际应用中的光催化性能，提出五氧化二铌光催化剂的制备及其光催化性能研究。
首先，制备五氧化二铌纳米颗粒、五氧化二铌纳米棒和五氧化二铌纳米线，分别标记为Nb2O5-1、Nb2O5-2和Nb2O5-3，并分别暴露在罗丹明B溶液和亚甲基蓝溶液中。
然后，使用X射线衍射仪对处理前后的样品进行表征，观察其晶体结构和晶体形貌的变化；使用透射电子显微镜对样品进行观察，分析其形貌、尺寸和分散性，以及有机染料的吸附情况；使用光谱仪进行紫外-可见吸收光谱分析，观察有机染料在样品表面的吸附情况和能带结构变化。
最后，通过一定的光源照射并监测有机染料的降解速率等参数，评估样品在不同有机染料环境下的光催化性能。
实验结果表明，Nb2O5-2和Nb2O5-3结晶程度较高且为正交相结构，说明该催化剂具有优越的光催化性能和稳定性； Nb2O5-2和Nb2O5-3表征颗粒较为明显，颗粒之间团聚程度高，纳米晶在高温环境下表现为亚稳相状态，光催化活性较高； Nb2O5-2和Nb2O5-3分别在亚甲基蓝溶液和罗丹明B溶液内时，二者可有效降低溶液的吸光值，Nb2O5-2对亚甲基蓝溶液和罗丹明B溶液的催化降解率最大，光催化作用较强。
关键词五氧化二铌；光催化剂；罗丹明B溶液；亚甲基蓝中图分类号：O614 文献标识码：A 文章编号：1000-0518（2024）03-0415-07光催化剂是制作半导体的关键材料，光催化在当前世界性环境问题和不可再生资源耗竭的大环境下，是一种可行性技术［1］，半导体的带隙（E g）对其能级结构影响较大［2-3］，对于同一种光催化剂来说，其形貌和晶体形状以及粒径大小在光催化反应过程中表现的光催化活性也不尽相同。
水热合成纳米片状Bi2WO6光催化剂开放实验设计
水热合成纳米片状Bi2WO6光催化剂开放实验设计陈亦琳;林碧洲;王森林【摘要】采用水热法制备可见光响应的Bi2 WO6纳米片光催化剂,利用X射线粉末衍射、扫描电镜、氮气吸附-脱附、拉曼、紫外-可见漫反射、电化学等手段表征催化剂的晶相结构、形貌、比表面积、孔径分布、分子结构、光吸收性能、能带结构等性质.以气相苯为模拟污染物,评价催化剂在可见光下(λ>400nm)的光催化降解性能.该实验设计有助于学生了解当前化学材料领域的研究热点,掌握基本的科研方法,提高对科学问题的综合分析能力.【期刊名称】《实验室科学》【年(卷),期】2018(021)005【总页数】5页(P45-49)【关键词】开放实验;水热合成;Bi2WO6;光催化降解【作者】陈亦琳;林碧洲;王森林【作者单位】华侨大学材料科学与工程学院, 福建厦门 361021;华侨大学材料科学与工程学院, 福建厦门 361021;华侨大学材料科学与工程学院, 福建厦门361021【正文语种】中文【中图分类】O643随着经济全球化的不断深入与发展，科技进步日新月异，人才竞争也日趋激烈。
面对前所未有的机遇和挑战，我国传统的教育观念、教育内容方法、教育体制机制、教育结构和布局、教育投入等部署已不能完全适应国家经济社会发展和全民素质教育的要求，深化教育改革势在必行[1]。
根据党的十七大关于“优先发展教育，建设人力资源强国”的战略部署，为促进教育事业科学发展和全面提高国民素质，2010年7月29日，教育部发布了《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》，其中强调“支持学生参与科学研究，强化实践教学环节”是提高人才培养质量和发展高等教育的任务之一。
实践教学的目的是培养学生综合运用所学知识进行独立分析和解决实际问题的能力，是高校教学系统的重要组成部分，是培养高素质专门人才的重要环节。
因此，为适应现代高等教育对理工类人才培养的要求，开放性实验教学受到了国内各高校的重视，是目前高校教学改革的方向之一。
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. Electrochemical photolysis of water at a semiconductorelectrode[J].Nature, 1972, 238, 37-38.[2] Carey J H, Lawrence J, Tosine H M. Photodechlorination of PCB's in the presence of titanium dioxide in aqueous suspensions[J]. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 1976, 16(6)： 697-701.[3] Li Y F, Liu Z P. Particle size, shape and activity for photocatalysis on titaniaanatase nanoparticles in aqueous surroundings[J]. J Am Chem Soc,2011, 133(39)： 15743-15752.[4] Dong H, Chen G, Sun J,et al.A novel high-efficiency visible-light sensitiveAg2CO3photocatalyst with universal photodegradation performances: Simple synthesis, reaction mechanism and first-principles study[J]. Appl Catal B: Environ, 2013, 134： 46-54.[5] Wu M, Lin X, Wang Y, et al. Economical Pt-free catalysts for counter electrodes of dye-sensitized solar cells[J]. J Am Chem Soc,2012, 134(7)： 3419-3428.[6] Chen D, Ye J. Hierarchical WO3 hollow shells: dendrite, sphere, dumbbell, and their photocatalytic properties[J]. Adv Funct Mater, 2008, 18(13)： 1922-1928.[7] Weng B, Yang M Q, Zhang N, et al. Toward the enhanced photoactivity and photostability of ZnO nanospheres via intimate surface coating with reduced graphene oxide[J]. J Mater Chem, 2014, 2(24)： 9380-9389.[8] Liu L, Liu J, Sun D D. Graphene oxide enwrapped Ag3PO4 composite: towards a highly efficient and stable visible-light-induced photocatalyst for water purification[J]. Catalysis Science & Technology, 2012, 2(12)： 2525-2532.[9] Jana T K, Pal A, Chatterjee K. Self assembled flower like CdS-ZnO nanocomposite and its photo catalytic activity[J]. J Alloys Comp, 2014, 583： 510-515.[10] Kang D, Park Y,Hill J C,et al. Preparation of Bi-based ternary oxide photoanodes BiVO4, Bi2WO6, and Bi2Mo3O12 using dendritic Bi metal electrodes[J]. J Phys Chem Lett, 2014, 5(17): 2994-2999.[11] Jiang J,Zhao K,Xiao X Y,et al.Synthesis and facet-dependent photoreactivity of BiOCl single-crystalline nanosheets[J]. J Am Chem Soc, 2012, 134(10): 4473-4476.[12] Yang Y, Liu Y, Huang B, et al. Enhanced visible photocatalytic activity of a BiVO4@ β-AgVO3 composite synthesized by an in situ growth method[J]. RSC Advances，2014, 4: 20058-20061.[13] Li C, Chen G, Sun J, et al.Construction of Bi2WO6 homojunction via QDs self-decoration and its improved separation efficiency of charge carriers and photocatalytic ability[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2014, 160: 383-389.[14] Zhang L S,Wang H L,Chen Z G,et al.Bi2WO6 micro/nano-structures: synthesis, modifications and visible-light-driven photocatalytic applications[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2011, 106: 1-13.[15] Mann A K P,Skrabalak S E.Synthesis of single-crystalline nanoplates by spray pyrolysis:A metathesis route to Bi2WO6[J]. Chem Mater,2011, 23: 1017-1022.[16] LvY H,Yao W Q,Zhu Y F，et al.Fabrication of Wide-Range-Visible PhotocatalystBi2WO6-x nanoplates via Surface Oxygen Vacancies[J]. Scientific Reports,2016, 6: 19347.[17] Zhang L S,Zhu Y F.A Review of controllable synthesis and enhancement of performances of bismuth tungstate visible-light-driven photocatalysts[J]. Catalysis Science & Technology，2012，2: 694-706.[18] Dai X J,Luo Y S,Zhang W D,et al. Facile hydrothermal synthesis and photocatalytic activity of bismuth tungstate hierarchical hollow spheres with an ultrahigh surface area[J]. Dalton Transactions，2010; 39: 3426-3432.[19] Kuang D B,Brezesinski T,Smarsly B.Hierarchical porous silica materials with a trimodal pore system using surfactant templates[J]. J Am Chem Soc，2004, 126: 10534-10535. [20] Si D F,Li J P,He L, et al.Facile solvothermal synthesis of BiOCl-TiO2 heterostructures with enhanced photocatalytic activity[J]. Cryst Eng Comm, 2014, 16: 7564-7574.[21] Wu J,Duan F,Zheng Y,et al. Synthesis of Bi2WO6 nanoplate-built hierarchical nest-like structures with visible-light-induced photocatalytic activity[J].Journal of Physical Chemistry C，2007, 111: 12866-12871.[22] Tian Y,Hua G M,Li N,et al.Bismuth tungstate nano/microstructures: Controllable morphologies, growth mechanism and photocatalytic properties[J]. J Alloys Compd, 2011, 509: 724-730.[23] Li Y Y, Liu J P,Huang X T, et al. Hydrothermal synthesis of Bi2WO6 uniform hierarchical microspheres[J]. Crystal growth & design, 2007, 7: 1350-1355.[24] Shang M,Wang W Z,Xu H L. New Bi2WO6 nanocages with high visible-light-driven photocatalytic activities prepared in refluxing[J]. Crystal Growth and Design, 2008, 9: 991-996.[25] Zhang L S,Wang W Z,Zhou L, et al.Bi2WO6 nano and microstructures: shape control and associated visible-light-driven photocatalytic activities[J]. Small, 2007, 3: 1618-1625.[26] He D Q,Wang L L,Li H Y,et al.Self-assembled 3D hierarchical clew-like Bi2WO6 microspheres: synthesis, photo-induced charges transfer properties, and photocatalytic activities[J]. Cryst Eng Comm, 2011, 13: 4053-4059.[27] Zhang L,Wang W,Chen Z,et al. Fabrication of flower-like Bi2WO6 superstructures as high performance visible-light driven photocatalysts[J]. Journal of Materials Chemistry, 2007, 17(24): 2526-2532.[28] He J Y,Wang W M,Long F,et al.Hydrothermal synthesis of hierarchical rose-likeBi2WO6 microspheres with high photocatalytic activities under visible-light irradiation[J]. Materials Science and Engineering: B,2012, 177: 967-974.[29] Li C M,Chen G,Sun J X,et al.Ultrathin nanoflakes constructed erythrocyte-like Bi2WO6 hierarchical architecture via anionic self-regulation strategy for improving photocatalytic activity and gas-sensing property[J]. Applied Catalysis B: Environmental， 2015, 163: 415-423.[30] Wang D J,Xue G L,Zhen Y Z,et al.Monodispersed Ag nanoparticles loaded on the surface of spherical Bi2WO6 nanoarchitectures with enhanced photocatalytic activities[J]. Journal of Materials Chemistry,2012, 22: 4751-4758.[31] Zhang Z Y,Shao C L,Li X H,et al.Hierarchical assembly of ultrathin hexagonal SnS2 nanosheets onto electrospun TiO2 nanofibers: enhanced photocatalytic activity based on photoinduced interfacial charge transfer[J]. Nanoscale, 2013, 5(2): 606-618.[32] Li X H,Xu H Y,Zhang X T,et al.Local chemical states and thermal stabilities of nitrogen dopants in ZnO film studied by temperature-dependent x-ray photoelectron spectroscopy[J]. Applied Physics Letters, 2009, 95(19): 191903.[33] Ren J，Wang W Z,Sun S M,et al.Enhanced photocatalytic activity of Bi2WO6 loaded with Ag nanoparticles under visible light irradiation[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2009, 92(1/2): 50-55.[34] Zhang C，Zhu Y, Zhang C,et al.Synthesis of square Bi2WO6 nanoplates as high-activity visible-light-driven photocatalysts[J]. Chemistry of Materials, 2005, 17(13): 3537-3545.[35] Zhou L,Wang W Z,Liu S W,et al.A sonochemical route to visible-light-driven high-activity BiVO4 photocatalyst[J]. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical,2006, 252: 120-124.[36] Kudo A,Tsuji I,Kato H. AgInZn7S9 solid solution photocatalyst for H2 evolution from aqueous solutions under visible light irradiation[J]. Chem Commun, 2002, 26:1958-1959. [37] Tang J W,Zou Z G,Ye J H. Efficient photocatalysis on BaBiO3 driven by visiblelight[J].Journal of Physical Chemistry C, 2007, 111(34): 12779-12785.[38] Li L,Wang X,Lan Y,et al. Synthesis, photocatalytic and electrocatalytic activities of wormlike GdFeO3 nanoparticles by a glycol-assisted sol-gel process[J]. Ind Eng Chem Res, 2013, 52: 9130-9136.[39] Konstantinou I K,Albanis T A. TiO2-assisted photocatalytic degradation of azo dyes in aqueous solution: kinetic and mechanistic investigations: a review[J]. Appl Catal B: Environ, 2004, 49: 1-14.[40] Kim W J,Pradhan D,Min B K, et al.Adsorption/photocatalytic activity and fundamental natures of BiOCl and BiOClxI1-x prepared in water and ethylene glycol environments, and Ag and Au-doping effects[J]. Appl Catal B: Environ, 2014, 147: 711-725.[41] Chun C,Zhu LY,Wang S F,et al.Novel mesoporous graphite carbon nitride/BiOI heterojunction for enhancing photocatalytic performance under visible-light irradiation[J]. ACS AppliedMaterials & Interfaces, 2014, 6: 5083-5093.[42] Wang X,Tian P，Li L.Hierarchical nanostructures assembled from ultrathin Bi2WO6 nanoflakes and their visible-light induced photocatalytic property[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2015, 620: 228-232.。
卤氧化铋在光催化领域的研究进展
2021 年第50 卷第 5 期石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY·479·卤氧化铋在光催化领域的研究进展孙新宇，李会鹏，赵 华，蔡天凤（辽宁石油化工大学 石油化工学院，辽宁 抚顺 113001）［摘要］卤氧化铋（BiOX ，X=Cl ，Br ，I ）作为窄带隙的光催化材料，具有优秀的可见光吸收能力，特殊的层状结构使光生电子更容易分离，体现了优秀的光催化性能。
首先对BiOX 的晶体结构和电子结构进行了介绍，分析了BiOX 一般的光催化机理；其次分析了阻碍BiOX 实际应用的问题，对近年来BiOX 的改性措施进行了综述，包括异质结的构建、元素掺杂、表面修饰、特殊形貌的构建等四种改性措施；最后对BiOX 在今后的研究方向进行了展望。
［关键词］卤氧化铋；光催化；表面修饰；光催化活性［文章编号］1000-8144（2021）05-0479-08 ［中图分类号］TQ 06 ［文献标志码］ARecent advances on bismuth oxyhalide in photocatalysisSun Xinyu ，Li Huipeng ，Zhao Hua ，Cai Tianfeng（Institute of Petroleum and Chemical Engineering ，Liaoning Petrochemical University ，Fushun Liaoning 113001，China ）［Abstract ］Bismuth oxyhalide(BiOX ，X is Cl ，Br ，I)，as a narrow band gap photocatalytic material ，has shown excellent visible light absorption and photocatalytic performance due to its special layered structure which makes it easier to separate photo-generated electrons. The crystal structure and electronic structure of BiOX are firstly introduced and general photocatalytic mechanism of BiOX is also analyzed. The problems which hinder the practical application of BiOX is illustrated and the modification measures of that in recent years ，especially four kind of modification measures ，namely ，heterojunction construction ，element doping ，surface modification and special morphology construction ，are reviewed. The research direction of BiOX in the future is further prospected.［Keywords ］bismuth oxyhalide ；photocatalysis ；surface modification ；photocatalytic activityDOI ：10.3969/j.issn.1000-8144.2021.05.013［收稿日期］2020-12-22；［修改稿日期］2021-01-28。
负载铜钨酸铋的制备及其光催化性能
负载铜钨酸铋的制备及其光催化性能许明明;安佳乐;张新欣;王宇;董晓丽;马春【摘要】利用两步水热法制备了可见光响应的Cu/Bi2 WO6光催化剂,通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和光致发光光谱等对样品进行表征.在可见光照射下光催化分解罗丹明B(RhB),对Cu/Bi2 WO6复合材料的光催化性能进行了评价.实验结果表明,Cu2+被乙二醇还原为Cu单质并负载在花球状钨酸铋表面.与纯Bi2 WO6相比,Cu/Bi2 WO6的可见光吸收更强,光生载流子利用率更高.Cu的负载量为1.0％时,Cu/Bi2 WO6复合材料的光催化活性最高,在可见光照射100 min后对RhB的降解率达到90％.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2019(038)005【总页数】5页(P360-364)【关键词】光催化剂;钨酸铋;水热法【作者】许明明;安佳乐;张新欣;王宇;董晓丽;马春【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;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 引言二氧化钛作为传统半导体光催化剂具有无毒、催化活性高、稳定性好等优点，但TiO2的带隙宽为3.2 eV仅能吸收紫外光，所以迫切需要开发高效的、具有可见光响应的光催化剂。
1999年Kudo和Hijii首次报道了乌酸铋(Bi2WO6)具有光催化分解水的活性，在不同半导体复合体系中Bi2WO6禁带宽度约为2.7 eV，能有效地对可见光做出响应[1]。
然而，Bi2WO6的光催化性能明显受限于光吸收效率低、电荷转移速率慢和光生载流子复合率高等因素。