钒酸铋光催化复合材料的制备及对大肠杆菌灭活性能研究
钒酸铋光催化复合材料的制备及对大肠杆菌灭活性能研究
近年来,相对于其他抗菌方法光催化抗菌具有的独特优势,使其受到了很多人的青睐。
而钒酸铋（BiVO<sub>4</sub>）是一种性能较好的光催化剂,有良好的可见光响应活性和催化性能。
本文以钒酸铋（BiVO<sub>4</sub>）为主线,通过非金属硼（B）掺杂、贵金属（Ag）负载以及与g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>复合等催化剂改性方法来设计合成复合材料,提高催化剂的催化活性。
本论文针对以上复合催化剂的性能进行了系统的研究,主要内容如下:1.通过简单的水热法一步合成硼原子（B）掺杂钒酸铋（BiVO<sub>4</sub>）复合催化剂。
由于B本身具有缺电子特性,所以B的掺杂很好的降低了BiVO<sub>4</sub>的电子-空穴的复合几率。
通过XRD、TEM、SEM等一系列表征手段对其晶相结构以及形貌进行了研究。
通过在LED白光下对大肠杆菌（E.coli）GB 8099的灭活评估了催化剂的光催化性能。
理论计算进一步证明了B的掺杂可以抑制光生电子与空穴的复合,提高BiVO<sub>4</sub>的催化活性。
B的掺杂使BiVO<sub>4</sub>的抗菌活性由惰性转变为高活性,在60 min 致使1x10<sup>6</sup> CFU/mL大肠杆菌（E.coli）GB 8099完全灭活。
2.通过水热法进一步调节pH值成功制备了不同晶相的钒酸铋（BiVO<sub>4</sub>）晶体。
然后通过光沉积法进一步成功制备了不同比例银负载的BiVO<sub>4</sub>复合催化剂。
瞬态吸收光谱表征、表面光电压测试等结果表明
Ag/tz-BiVO<sub>4</sub>具有很好的光催化性能,银单质的负载会让
BiVO<sub>4</sub>本身的活性位点增多,空穴和电子的分离效率提高。
在LED白光下对大肠杆菌（E.coli）GB 8099进行灭活来评估该催化剂的催化性能。
通过捕获试验、ESR测试、H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>荧光定量分析等对灭活大肠杆菌（E.coli）GB 8099的机理进行了进一步的研究。
3.通过水热法以及煅烧法成功制备了复合催化剂
g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/BiVO<sub>4</sub>。
g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>通过进一步的酸化处理,与钒酸铋
（BiVO<sub>4</sub>）复合之后结晶性明显提高。
通过XRD、TEM、SEM等一系列表征手段对复合催化剂的晶相结构以及形貌进行了研究。
在LED白光下对大肠杆菌（E.coli）GB 8099的灭活来评估了不同复合比例催化剂的抗菌性能。
最后,通过捕获试验以及电子自旋共振图谱ESR测试,来对复合催化剂灭活大肠杆菌（E.coli）GB 8099的活性物种进行了进一步的研究。
实验结果证明,BiVO<sub>4</sub>经过掺杂、负载以及构结异质结结构改性之后,抗菌活性明显提升。
钒酸铋复合光催化剂的改性及光催化性能的研究
钒酸铋复合光催化剂的改性及光催化性能的研究钒酸铋复合光催化剂的改性及光催化性能的研究摘要：光催化技术是一种环境友好且高效能的处理废水和空气污染物的方法。
钒酸铋（BiVO4）作为一种半导体光催化剂，在可见光区域中具有较高的光吸收能力和光生电荷分离效率。
然而，其光催化性能的提高仍然是一个挑战。
本研究通过不同的改性方法对BiVO4进行研究，以提高其光催化性能。
1. 引言光催化技术是一种能够利用可见光或紫外光激发半导体产生光生电荷并催化化学反应的技术。
相比于传统的化学处理方法，光催化技术具有无需添加化学试剂、反应条件温和、产物易分离等优点，是一种环境友好且经济可行的处理废水和净化空气的方法。
2. 钒酸铋的光催化性能及存在的问题钒酸铋是一种具有较高光催化活性的半导体材料。
其在可见光范围内的吸收能力较强，能够有效地产生光生电荷对。
然而，其光生电荷对的分离效率较低，导致光催化反应的效率较低。
此外，BiVO4的光吸收范围局限于可见光的一部分，不能完全利用整个可见光区域。
3. 钒酸铋的改性方法为了改善BiVO4的光催化性能，研究人员采取了多种改性方法。
一种常见的方法是通过合成氮、硫等元素的掺杂改变BiVO4的电子能带结构，促进光生电荷的分离。
另一种方法是通过复合BiVO4与其他光催化材料，如二氧化钛（TiO2）等进行复合。
复合BiVO4的光催化剂具有较强的光吸收能力和光生电荷分离效率，提高了催化反应的效率。
4. 钒酸铋改性及复合光催化剂的光催化性能研究4.1 钒酸铋的硫掺杂改性研究人员采用硫酸钠为硫源，采用水热法制备了硫掺杂BiVO4（S-BiVO4）。
实验结果表明，S-BiVO4的光催化活性显著提高。
硫掺杂可以调整BiVO4的电子能带结构，有利于光生电荷的分离。
此外，硫的掺杂还导致了BiVO4表面的氧缺陷增加，提高了反应物在催化剂表面的吸附能力。
4.2 钒酸铋与钨酸铋复合改性研究人员采用沉淀法将BiVO4与钨酸铋（H3BW12O40）复合，制备了BiVO4/H3BW12O40复合光催化剂。
不同形貌钒酸铋纳米材料的可控制备及光催化性能研究的开题报告
不同形貌钒酸铋纳米材料的可控制备及光催化性能研究的开题报告一、研究背景异质结构钒酸铋（BiVO4）作为一种新兴的光催化材料，在环境修复和人工光合作用等领域具有广泛的应用前景。
然而，BiVO4纳米材料的光催化性能很大程度上取决于其形貌和晶体结构等因素。
因此，对BiVO4纳米材料的可控制备和光催化性能研究具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过不同的合成方法和控制条件，制备出具有不同形貌和晶体结构的BiVO4纳米材料，并系统研究其光催化性能。
具体研究内容包括：1.采用水热法、共沉淀法和溶胶凝胶法等不同的制备方法，制备出不同形貌的BiVO4纳米材料；2.通过XRD、SEM、TEM和BET等检测手段，对不同形貌的BiVO4纳米材料的晶体结构、形貌和比表面积等进行表征和分析；3.采用可见光谱光度计和荧光光谱仪等测试方法，研究不同形貌的BiVO4纳米材料在可见光照射下对染料降解的光催化性能。
三、研究方法和步骤1.合成不同形貌的BiVO4纳米材料：采用水热法、共沉淀法和溶胶凝胶法等制备方法，通过调整反应物比例、反应温度和时间等条件，制备出不同形貌的BiVO4纳米材料。
2.表征不同形貌的BiVO4纳米材料：采用XRD、SEM、TEM和BET 等检测手段，对不同形貌的BiVO4纳米材料的晶体结构、形貌和比表面积等进行表征和分析。
3.测试不同形貌的BiVO4纳米材料的光催化性能：采用可见光谱光度计和荧光光谱仪等测试方法，研究不同形貌的BiVO4纳米材料在可见光照射下对染料降解的光催化性能。
四、研究意义和创新点1.研究不同形貌的BiVO4纳米材料的制备方法和光催化性能，提高了对其性能及应用的认识和了解。
2.研究不同形貌的BiVO4纳米材料的形貌结构对光催化性能的影响，为设计和制备更有效的光催化材料提供了理论和实验基础。
3.本研究的主要创新点在于通过比较不同制备方法和控制条件对BiVO4纳米材料形貌结构和光催化性能的影响，系统研究BiVO4纳米材料形貌结构与光催化性能的关系，为更好地控制和调控其光催化性能提供基础。
不同形貌钒酸铋的光催化性能研究
活性 。
关键 词 Ｂ ｉ Ｖ Ｏ ； 水热法 ； 表征 ；４ ； Ｏ ６ １ ４ ． ５ ３ ２
文献标志码 Ａ
文章编号 １ ０ ０ ４ — ２ ４ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ５ ２ — ４ ０
Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｂ ｉ ＶＯ ， ｗ ｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ
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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。
钒酸铋光催化材料的合成
钒酸铋光催化材料的合成钒酸铋（BiVO4）是一种具有优异光催化性能的半导体材料，广泛应用于光催化水分解、有机物降解、人工光合作用等领域。
本文将介绍钒酸铋光催化材料的合成方法及其在环境治理和能源转化中的应用。
钒酸铋的合成方法有多种，常见的有溶液法、水热法、溶胶-凝胶法等。
其中，溶液法是一种简单易行且可扩展的方法。
首先，将适量的钒酸铋前驱物（如钒酸铋乙醇溶液）溶解于溶剂中，通常为水或有机溶剂。
然后，通过搅拌、超声处理等方式使前驱物均匀分散在溶液中。
接下来，将溶液转移到反应容器中，并进行热处理。
在特定的温度下，前驱物会发生水解、沉淀和结晶等反应，最终形成钒酸铋光催化材料。
此外，还可以通过控制溶液的pH值、温度、反应时间等参数来调控钒酸铋的形貌和晶体结构，从而进一步优化光催化性能。
钒酸铋光催化材料在环境治理和能源转化中具有广泛的应用前景。
首先，钒酸铋可用于光催化水分解产氢。
将钒酸铋作为光阳极材料，通过吸收可见光能量激发电子-空穴对，从而实现水的光解反应。
这种光催化水分解技术可以高效地产生氢气，为清洁能源的制备提供了新途径。
其次，钒酸铋还可应用于光催化有机物降解。
由于钒酸铋具有较窄的能带间隙和良好的可见光吸收性能，它能够有效吸收太阳光并产生活性氧物种，从而分解有机污染物。
这种光催化降解技术可用于处理废水、空气净化等环境治理领域。
此外，钒酸铋还可用于人工光合作用，利用太阳光能驱动钒酸铋光催化剂将水和二氧化碳转化为有机化合物，实现人工合成燃料的目标。
这种人工光合作用技术有望解决传统能源短缺和环境污染等问题。
钒酸铋光催化材料是一种具有重要应用潜力的光催化材料。
通过合理选择合成方法和调控条件，可以获得具有优异光催化性能的钒酸铋材料。
其在光催化水分解、有机物降解、人工光合作用等领域的应用有望为环境治理和能源转化提供有效的解决方案。
未来，需要进一步研究钒酸铋材料的结构性能关系，优化其光催化性能，并探索其在其他领域的应用潜力，为可持续发展做出更大的贡献。
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。
钒酸铋光催化材料的制备及其光催化性能的研究的开题报告
钒酸铋光催化材料的制备及其光催化性能的研究的开题报告一、选题背景钒酸铋（BiVO4）是一种新型的光催化材料，在可见光区域具有高效的光催化性能。
它具有良好的稳定性、可重复性和低毒性，可以应用于环境污染治理、光化学反应等方面。
钒酸铋光催化材料的制备及其光催化性能的研究具有重要的科学意义和应用价值。
二、研究目的和意义钒酸铋光催化材料的制备及其光催化性能的研究，对于探究钒酸铋在光催化反应中的作用机理、改进其光催化性能、应用于环境污染治理等方面具有重大意义。
本研究旨在探究钒酸铋光催化材料的制备方法、表征技术、光催化反应机理等方面，并研究不同条件下钒酸铋的光催化性能，为其在环境污染治理、光化学反应等方面的应用提供理论和实验基础。
三、研究内容和方法3.1 研究内容（1）钒酸铋光催化材料的制备方法研究。
（2）钒酸铋材料的结构表征。
（3）钒酸铋材料的光催化性能研究。
（4）不同条件下钒酸铋光催化性能的对比研究。
3.2 研究方法（1）采用溶胶-凝胶法、水热法等方法制备钒酸铋材料。
（2）采用X射线衍射谱（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、荧光光谱等表征手段对钒酸铋材料进行结构和光催化性能的表征。
（3）设计一系列光催化反应实验，研究钒酸铋材料在不同条件下的光催化性能。
四、预期成果及意义4.1 预期成果（1）成功制备钒酸铋光催化材料。
（2）系统性地研究钒酸铋材料的结构和光催化性能。
（3）探究钒酸铋材料在不同条件下的光催化性能变化规律。
4.2 意义本研究将为钒酸铋光催化材料的制备及其在环境污染治理、光化学反应等方面的应用提供实验和理论基础，研究成果具有重要的科学意义和应用价值。
可见光催化剂钒酸铋的可控合成及性能研究
可见光催化剂钒酸铋的可控合成及性能研究李杰; 宋晨飞; 逄显娟【期刊名称】《《无机材料学报》》【年(卷),期】2019(034)002【总页数】9页(P164-172)【关键词】BiVO4; 微波水热; 可控合成; 光催化【作者】李杰; 宋晨飞; 逄显娟【作者单位】河南科技大学医学院洛阳 471023; 河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室洛阳 471023【正文语种】中文【中图分类】O643钒酸铋(BiVO4)是一种可见光催化材料, 具有化学稳定性好、太阳光利用率高和无毒等特点, 引起了广泛关注。
BiVO4主要有三种晶体结构, 即四方锆石结构(z-t)、单斜白钨矿结构(s-m)和单斜四方结构(s-t), 其中BiVO4(z-t)属于低温相, 经过670~770 K热处理会不可逆地转变为BiVO4(s-m), BiVO4(s-t)和BiVO4(s-m)可在528 K下互相转变。
不同晶体结构的BiVO4表现出不同的光催化性能, 研究表明BiVO4(s-m)中Bi-O多面体畸变程度高于BiVO4(z-t), 有利于光生电子–空穴对的产生与分离, 显示出更高的可见光催化活性[1]。
因此, 如何控制优化合成方法, 实现不同晶体结构的可控制备, 是当前研究BiVO4可见光催化剂的一个重要方向。
目前可控合成不同晶体结构的BiVO4的方法主要有液相法[2]、微波法[3]、沉淀法[4]、水热法[5-6]和微乳法[7], 但上述制备方法存在反应时间长, 煅烧温度高, 或者原材料和有机溶剂昂贵等不足。
因此, 有必要寻找一种简易快捷、条件温和的制备方法来可控合成不同晶体结构的BiVO4。
微波水热法采用微波进行加热, 可以实现分子水平的加热和振动。
并与水热法相结合, 充分发挥了微波和水热的优势。
该方法除了兼具传统水热法的优点外, 还具有加热速度快、加热均匀、无滞后效应等特点, 可以在短时间内快速高效地制备纯相且粒径完整的纳米材料, 是纳米材料合成的一种新方法。
钒酸铋的可控合成及光催化性能的研究
钒酸铋的可控合成及光催化性能的研究钒酸铋（BiVO4）是一种研究热点材料，具有良好的光催化性能，被广泛应用于水分解、CO2还原和有机废水处理等领域。
本文将探讨钒酸铋的可控合成方法以及其光催化性能的研究。
首先，我们来了解钒酸铋的可控合成方法。
目前，主要有溶液合成法、水热合成法和溶胶-凝胶法等多种合成方法。
其中，溶液合成法是最常用的方法之一。
它可以通过控制溶液的pH值、温度和添加剂的浓度等参数，合成具有不同形貌和结构的钒酸铋纳米材料。
此外，水热合成法是一种简单有效的合成方法。
通过在高温高压条件下，将钒酸铋的前驱物与溶剂反应，可以得到具有良好结晶性能和光催化活性的钒酸铋纳米晶体。
其次，我们来讨论钒酸铋的光催化性能。
钒酸铋相对于其他光催化材料具有较宽的光吸收范围，能够吸收可见光区域的光线，从而提高光催化活性。
此外，钒酸铋的导带和价带位置相对于标准氢电极的位置，使得其具有可观的光生电子/空穴对分离效率。
这可以通过在钒酸铋表面增加共价或离子键的修饰，进一步提高其光催化性能。
例如，通过负载金属催化剂或修饰碳材料，可以增强钒酸铋的光吸收能力和电子传输速率，从而提高其光催化活性。
此外，钒酸铋的晶体结构也对其光催化性能有着重要影响。
根据文献报道，钒酸铋最稳定的单斜相（m-BiVO4）具有最高的光催化活性。
因此，改善钒酸铋晶体结构的稳定性，是提高其光催化性能的重要方向之一。
例如，通过合成特殊形貌的纳米结构，包括片状、纳米晶柱和多孔结构等，可以增加钒酸铋的活性表面积，提高光催化活性。
钒酸铋的光催化性能还可以通过控制光催化条件来进一步优化。
例如，调节光照强度、反应温度和溶液pH值等因素，可以影响光催化过程中的各种反应步骤，从而提高光催化性能。
此外，利用外加电场或光是否以进一步增强钒酸铋的光催化活性也是一个研究热点。
综上所述，钒酸铋是一种具有良好光催化性能的材料。
通过可控合成方法，可以合成具有不同形貌和结构的钒酸铋纳米材料。
一例基于钒酸铋复合材料的制备方法及应用[发明专利]
专利名称：一例基于钒酸铋复合材料的制备方法及应用专利类型：发明专利
发明人：侯东芳,黄磊,甘生龙,乔秀清,李东升
申请号：CN202011466684.6
申请日：20201214
公开号：CN112516992A
公开日：
20210319
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明是基于钒酸铋复合材料的制备方法及其应用，采用一锅法制备含钒酸铋和氧化铋的纳米复合材料，公开了一例基于钒酸铋的多功能型光催化剂的制备方法及其在CO吸附及还原得到太阳能燃料、重金属离子Cr(VI)还原和气相NO去除中的应用。
属于纳米材料制备技术及能源环保领域。
本发明采用溶剂热法，利用五水合硝酸铋和钒酸铵为原料，通过一锅法合成桑葚状的钒酸铋与氧化铋的复合材料。
得到的纳米复合材料结构良好，很好地提升了其对CO的吸附性能，并且实现了光生载流子的加速迁移和有效空间分离。
该纳米复合材料在能源及环境光催化中显示出优异的催化活性。
申请人：三峡大学
地址：443002 湖北省宜昌市西陵区大学路8号
国籍：CN
代理机构：宜昌市三峡专利事务所
代理人：成钢
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