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La和Zn掺杂铌酸铋的光催化降解性能及其机理

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无机化学学报 2017年第7期33卷 1205-1216页

作者：许青青吕亮叶冬菊宋铠权衢州学院化学与材料工程学院衢州324000

用化学共沉淀法制备了镧和锌掺杂的铌酸铋纳米颗粒,表征了制备样品的微观结构和光催化降解性能。结果表明制备的样品对RhB表现出良好的可见光催化降解活性,且光催化效果受各种因素的影响。其中,Bi_(0.96)La_(0.04)NbO_4用量为0.15 g时,... 详细信息

用化学共沉淀法制备了镧和锌掺杂的铌酸铋纳米颗粒,表征了制备样品的微观结构和光催化降解性能。结果表明制备的样品对RhB表现出良好的可见光催化降解活性,且光催化效果受各种因素的影响。其中,Bi_(0.96)La_(0.04)NbO_4用量为0.15 g时,对pH=4、50 m L浓度为5 mg·L-1 RhB溶液的光催化效果最佳。光催化机理研究表明催化剂在可见光照射下产生的电子空穴对Rh B的降解起主要作用。该催化剂的制备方法简单、光催化性能稳定,5次循环后的活性仍大于95%。

关键词：镧锌铌酸铋罗丹明B 光催化

碘氧化铋/铌酸铋复合光催化剂的制备及降解头孢曲松钠性能研究

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环境科学学报 2023年第11期43卷 73-83页

作者：张惠宁田丽红肖彦奎汤宇玲彭耀清祝英兰州理工大学土木工程学院兰州730050 中国市政工程华北设计研究总院有限公司北京100000 甘肃省科学院生物研究所兰州730030

采用溶剂热法制备了不同Bi/Nb/I物质的量比的碘氧化铋/铌酸铋(BiOI/BiNbO)光催化剂,探究了其光催化降解头孢曲松钠的性能.同时,利用XRD、SEM、BET及XPS等表征手段对样品的形貌结构和光电化学性能进行了分析,并考察了不同影响因素对可见... 详细信息

采用溶剂热法制备了不同Bi/Nb/I物质的量比的碘氧化铋/铌酸铋(BiOI/BiNbO)光催化剂,探究了其光催化降解头孢曲松钠的性能.同时,利用XRD、SEM、BET及XPS等表征手段对样品的形貌结构和光电化学性能进行了分析,并考察了不同影响因素对可见光降解头孢曲松钠活性的影响.结果表明:BNI-2样品具有降解头孢曲松钠的最高活性,130 min的降解效率达到约83%.4次循环实验证明BNI-2具有较好的稳定性.根据自由基捕获实验和能带结构,发现羟基自由基(·OH)是主要活性物质并提出了光降解可能的机理.本研究为合成铋基复合材料及去除水环境中的有害污染物提供了新的视角和策略.

关键词：光生载流子碘氧化铋铌酸铋抗生素纳米材料

碳量子点/铌酸铋纳米复合材料制备及光催化性能研究

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碳量子点/铌酸铋纳米复合材料制备及光催化性能研究

作者：张晓龙西安理工大学

学位级别：硕士

近年来,环境污染问题日益严重,而水体中抗生素污染物的含量更是逐年提升,我国渤海湾地区地表水中喹诺酮类药物的含量甚至达到了 6800 ng/L。为了解决这一问题,迫切需要开发一种新型的高效水处理技术。光催化技术是近年来发展最为活跃的... 详细信息

近年来,环境污染问题日益严重,而水体中抗生素污染物的含量更是逐年提升,我国渤海湾地区地表水中喹诺酮类药物的含量甚至达到了 6800 ng/L。为了解决这一问题,迫切需要开发一种新型的高效水处理技术。光催化技术是近年来发展最为活跃的水处理技术之一。TiO2作为光催化剂具有诸多优点,但其在可见光范围催化活性较低,严重制约了它的广泛应用。铌酸铋是一种新型的宽带隙半导体材料,具有良好的微波介电性能和光催化性能,在光催化领域内的应用和机理研究工作尚处于探索阶段,有待深入研究。本文利用水热-煅烧法制备出了具有高光催化活性的金属含氧酸盐BiNbO4,及其它的同系物Bi5Nb3O15,并利用碳量子点的特殊性质,将其与Bi5Nb3O15材料复合,以达到改良光催化剂催化性能的目的。本论文主要工作如下:（1）以Bi（NO3）3·5H2O和NbCl5为起始原料,利用水热-煅烧法成功合成正交相α-BiNbO4和三斜相 β-BiNbO4。结果表明:α-BiNbO4的禁带宽度为3.71 eV,比表面积为30.92 m2/g,平均孔径为16.96 nm;β-BiNbO4的禁带宽度为3.21 eV,比表面积为2.71 m2/g,平均孔径为14.29 nm。对比α-BiNbO4和β-BiNbO4在氙灯下对沙拉沙星的光催化性能,发现α-BiNbO4降解效果更佳,因此以α-BiNbO4为主要研究对象,探讨了 α-BiNbO4光催化降解沙拉沙星的影响因素。溶液初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为2.0 g/L,初始溶液pH为3,在氙灯下光照降解反应150min,对沙拉沙星的降解率为97.37%;α-BiNbO4对沙拉沙星的光催化降解反应符合降解一级动力学模型。（2）以柠檬酸和尿素为原料,利用水热法合成了碳量子点CQDs。结果表明,碳量子点表面富含亲水基团,在水中分散性良好,没有明显的团聚现象,其粒径约为5 nm,粒径分布较窄,具有良好的光致发光特性,在紫外光照射下显示明亮的蓝色荧光,当激发光波长为333 nm时,发射波长为438 nm,其量子产率可达到13.39%。碳量子点具有明显的激发光依赖性,不仅发射光的强度随激发光波长变化,而且发射光谱主波长也随激发光波长的增加有不同程度的红移现象。（3）以Bi（NO3）3·5H2O、NbCl5和碳量子点为原料,利用水热法合成了CQDs/Bi5Nb3015纳米复合材料。结果表明,Bi5Nb3O15属正交晶系,呈现不规则颗粒状;并发现CQDs/Bi5Nb3O15在28.6°处的衍射峰出现分峰现象,这可能归属于CQDs的复合导致Bi5Nb3O15的晶格发生畸变,测得其禁带宽度为2.65 eV。以沙拉沙星为降解对象,评价了 CQDs/Bi5Nb3O15复合材料光催化性能。当沙拉沙星溶液的初始浓度为10mg/L,催化剂加入量为2.0 g/L时,250 W氙灯照射反应150 min,3 wt%CQDs/Bi5Nb3O15复合材料的光催化性能最佳,对沙拉沙星的降解率可达87.90%,与纯Bi5Nb3O15相比较,其降解率提高了 39.52%;稳定性实验表明,CQDs/Bi5Nb3O15复合材料重复使用5次后,降解率仍能达到86.95%。

关键词：光催化铌酸铋碳量子点沙拉沙星降解

氧空位构建与金属铋原位还原协同增强铌酸铋光催化性能的研究

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氧空位构建与金属铋原位还原协同增强铌酸铋光催化性能的研究

作者：靳会敏东北师范大学

学位级别：硕士

面对日益突出的环境问题,打好污染防治攻坚战,发展绿色可持续的环境净化技术尤为重要。光催化作为一种高级氧化技术,具有能耗低、操作简单和无二次污染等优势,开发性能优异的光催化剂,是光催化领域治理环境污染问题的首选。铌酸铋(BiNbO... 详细信息

面对日益突出的环境问题,打好污染防治攻坚战,发展绿色可持续的环境净化技术尤为重要。光催化作为一种高级氧化技术,具有能耗低、操作简单和无二次污染等优势,开发性能优异的光催化剂,是光催化领域治理环境污染问题的首选。铌酸铋(BiNbO)以其优异的稳定性和光电性能,被认为是一种极具发展潜力的光催化剂。然而,BiNbO的光吸收范围较窄且光生载流子的复合率较高,这一缺陷限制了BiNbO在光催化领域中的实际应用。本文首次将构建氧空位和原位还原金属铋（Bi）两种改性策略共同应用于铋系半导体BiNbO的改性研究中。氧空位和金属Bi的协同作用,既能有效拓宽BiNbO的光吸收范围,又能提高BiNbO中光生电子和空穴的分离传输速率,显著增强BiNbO的光催化性能。具体工作如下:（1）采用溶剂热法、高温煅烧法和原位还原法,制备了BiNbO光催化剂、富含氧空位的BiNbO-550光催化剂和氧空位与金属Bi共存的Bi-BiNbO-550光催化剂,通过XRD、XPS、SEM、TEM、HRTEM和ESR等测试对光催化剂进行了表征。以苯酚为污染物探针,考察了氧空位含量对BiNbO-550光催化性能的影响以及金属Bi含量对Bi-BiNbO-550光催化性能的影响。（2）考察了BiNbO、BiNbO-550和Bi-BiNbO-550对农药2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）的光催化降解性能。通过自由基捕获实验测定了Bi-BiNbO-550在光催化反应过程中的活性物种,利用高分辨率质谱对Bi-BiNbO-550光催化降解2,4-D的产物和降解路径进行了分析。（3）通过分析Bi-BiNbO-550光催化剂的光电性能、紫外光电子能谱和能带位置,提出了其光催化性能增强的可能机理。

关键词：铌酸铋光催化氧空位原位还原 2,4-二氯苯氧乙酸

合成工艺对BiNbO_4微波介质陶瓷的影响

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无机材料学报 1998年第4期13卷 491-495页

作者：姚尧赵梅瑜吴文骏王依琳中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

本文研究了BiNbO4粉料合成温度及烧结助剂CuO-V2O5添加程序对BiNbO4陶瓷烧结特性及微波介电性能的影响．结果表明：合成温度为850℃／2h及合成后加入烧结助剂CuO-V2O5的BiNbO4陶瓷有高的密度值、较为均匀的晶粒尺寸及良好的介电性能：在... 详细信息

本文研究了BiNbO4粉料合成温度及烧结助剂CuO-V2O5添加程序对BiNbO4陶瓷烧结特性及微波介电性能的影响．结果表明：合成温度为850℃／2h及合成后加入烧结助剂CuO-V2O5的BiNbO4陶瓷有高的密度值、较为均匀的晶粒尺寸及良好的介电性能：在100MHz，εr＝49～52，在3GHz，εr＝44，Q＝2000～2300，τr＝38ppm（-40～25℃）；τr＝±6ppm（25～85℃）．

关键词： BiNbO4 工艺微波介质陶瓷铌酸铋烧结

BiNbO_4掺杂对BaTiO_3基陶瓷的改性效应研究

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功能材料 2008年第4期39卷 641-644页

作者：杜旻袁颖张树人杨林波李言荣电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室四川成都610054

对三元系统BaTiO3（BT）-Bi0.5Na0.5TiO3（BNT）-BiNb04的微结构和介电性能进行了研究。1％（摩尔分数）BNT掺杂使BT的居里温度由127℃大幅提高到140℃。BiNbO4掺杂显著降低了高温端的电容温度变化率，相反低温端的电容温度变化率升高... 详细信息

对三元系统BaTiO3（BT）-Bi0.5Na0.5TiO3（BNT）-BiNb04的微结构和介电性能进行了研究。1％（摩尔分数）BNT掺杂使BT的居里温度由127℃大幅提高到140℃。BiNbO4掺杂显著降低了高温端的电容温度变化率，相反低温端的电容温度变化率升高。掺杂3％～4％（摩尔分数）BiNbO4的BT陶瓷满足X8R特性。烧结温度过高时，居里峰明显被抑制，居里温度向低温移动，而低温介电峰向高温移动。SEM结果表明，1％（摩尔分数）BiNbO4掺杂时，陶瓷晶粒细小且尺寸均匀。BiNbO4含量增大，陶瓷内部出现异常生长的第二相晶粒，且第二相比例随BiNbO4含量增加而增大。XRD分析表明，基质晶粒为BaTiO3,第二相包括Ba2TiO4、NaBiTi2O6及BaTiNb4O13。

关键词：钛酸钡铌酸铋 X8R 多层陶瓷电容器

可见光型纳米Bi_3NbO_7的制备及光催化性能

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硅酸盐学报 2013年第7期41卷 1019-1025页

作者：申延明魏勤洪刘东斌樊丽辉李士凤沈阳化工大学化学工程学院沈阳110142

以Nb2O5、Bi(NO3)3 5H2O为原料,采用共沉淀法制备了纳米Bi3NbO7光催化剂,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析和紫外可见漫反射光谱对样品的结构和表面形貌进行了相关表征,并在可见光(λ>400nm)照射下考察样品降解孔雀... 详细信息

以Nb2O5、Bi(NO3)3 5H2O为原料,采用共沉淀法制备了纳米Bi3NbO7光催化剂,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析和紫外可见漫反射光谱对样品的结构和表面形貌进行了相关表征,并在可见光(λ>400nm)照射下考察样品降解孔雀绿的光催化活性。结果表明:焙烧温度低于400℃,或焙烧时间少于8h,均不能形成Bi3NbO7物相。在400℃焙烧8h,所制备的Bi3NbO7具有窄的禁带宽度(2.29eV),较大的比表面积(15.87m2/g)以及适宜的孔径(21.9 nm),可见光催化活性最好,150 min照射后孔雀绿几乎全部降解,优于商品P25和铌酸催化剂。

关键词：共沉淀法铌酸铋光催化可见光孔雀绿

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新型铋系光催化剂的制备、表征及其性能研究

新型铋系光催化剂的制备、表征及其性能研究

作者：丁艳浙江师范大学

学位级别：硕士

随着经济及科学技术的迅速发展,环境污染和能源危机严重地影响着人们的日常生活,因此,有效地利用太阳能净化环境,开发新能源已成为纳米功能材料、环境科学等领域的研究热点。光催化技术为解决环境污染和能源危机提供了一个绿色节能的方... 详细信息

随着经济及科学技术的迅速发展,环境污染和能源危机严重地影响着人们的日常生活,因此,有效地利用太阳能净化环境,开发新能源已成为纳米功能材料、环境科学等领域的研究热点。光催化技术为解决环境污染和能源危机提供了一个绿色节能的方法,其关键是光催化材料。光催化材料的能带结构是由充满电子的价带和空的导带构成,当其受到能量大于其带隙能的光照射时,电子从价带跃迁至导带,形成光生电子(e-)-空穴(h+)对,e-和h+与催化剂表面吸附的H2O、H+和O2反应生成活性氧粒子(·O2-、H2O、H2O2,·OH、·O2-、H2O·和H2O2),活性氧粒子具有具有较强的氧化性,可以降解有机污染物,净化环境。铋与其它元素形成的化合物除了具有多种电子结构及晶体结构外,还表现出较强的光催化特性,其中部分化合物在可见光的照射下显示出较好的光催活性。但是,此类光催化剂仍然存在一些缺点,比如光生电子(e-)-空穴(h+)易复合,比表面积较小等,这在很大程度上限制了该类光催化剂的使用范围。通过金属离子的掺杂,可以在半导体中产生晶格缺陷或能级缺陷,导致改变半导体激发光波长,增加载流子的扩散长度,从而减少光生电子和空穴的复合,提高半导体光催化剂的光催化性能。本论文的研究内容如下:(1)用化学共沉淀法制备了镧、锌掺杂的铌酸铋。用现代测试技术表征样品的结构和形貌,证明了镧和锌元素已成功地掺入到铌酸铋中。以RhB为模拟污染物,研究了样品的投料量、掺杂剂的含量、RhB溶液的浓度及pH值和光源对RhB的降解率的影响。结果表明,镧、锌掺杂铌酸铋样品对RhB的光催化降解效果均优于母体。其中,RhB溶液浓度为5mg.L-1、pH = 4、催化剂用量为0.15g、光源为太阳光时,与同系列样品相比,Bi0.96La0.04NbO4对RhB的光催化降解效果最佳,且重复使用性能较好。(2)用水热法制备了镧、锌掺杂的钒酸铋。用现代测试技术表征样品的结构和形貌,证明了镧和锌元素已成功地掺入到了钒酸铋中。以RhB为模拟污染物,研究了样品的投料量、掺杂剂的含量、RhB溶液浓度及pH值和光源对RhB的光催化降解性能。结果表明,镧、锌掺杂钒酸铋样品对RhB的光催化降解效果均优于母体。其中,RhB溶液的浓度为5mg.L-1、pH = 4、催化剂用量为0.1 g、光源为可见光时,Bi0.92Zn0.08VO4(EDTA)对RhB也同样具有最好的光催化降解效果和重复使用性能。(3)以上述镧、锌掺杂的铌酸铋和钒酸铋为抗菌剂,研究样品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌性能。抗菌实验结果表明,镧、锌掺杂的铌酸铋和钒酸铋的抗菌性能均优于母体。其中,Bi0.96La0.04NbO4和Bi0.92Zn0.08VO4(EDTA)对三种菌株的抗菌效果最好,此外,不同抗菌剂对***均有最好的抗菌效果。(4)研究了 Bi0.96La0.04NbO4 和 Bi0.92Zn0.08VO4(EDTA)光催化降解 RhB 的机理,实验结果表明.OH是光催化降解RhB的主要活性物质,亦即催化剂在光照射下产生的光生电子空穴起主要作用。同样地,光生电子空穴也在光催化抗菌过程中扮演最主要的角色。

关键词：钒酸铋铌酸铋掺杂光催化性能抗菌性能

A位非化学计量对BiNbO_4陶瓷性能的影响

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电子元件与材料 2004年第4期23卷 11-14,18页

作者：王宁赵梅瑜李蔚殷之文中国科学院上海硅酸盐研究所

为了研究烧成过程中可能的Bi挥发对BiNbO4系材料造成的影响,对A位非化学计量的Bi(1+x)NbO4材料烧结性能、晶相结构、显微织构及微波介电性能作了详细研究,结果表明,A位Bi少量缺量可以促进BiNbO4陶瓷晶粒的生长,使其烧结温度降低,烧结样... 详细信息

为了研究烧成过程中可能的Bi挥发对BiNbO4系材料造成的影响,对A位非化学计量的Bi(1+x)NbO4材料烧结性能、晶相结构、显微织构及微波介电性能作了详细研究,结果表明,A位Bi少量缺量可以促进BiNbO4陶瓷晶粒的生长,使其烧结温度降低,烧结样品的晶相组成仍为正交-BiNbO4相,微波介电性能有所改善;A位Bi过量对BiNbO4陶瓷的烧结性没有明显影响,Bi过量达0.030时,烧结样品内有富Bi的Bi5Nb3O15第二相产生,样品的微波介电性能急剧恶化。

关键词：微波介质陶瓷非化学计量铌酸铋