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TiO2 nanotube arrays decorated with Au and Bi2S3 nanoparticles for efficient Fe3+ ions detection and dye photocatalytic degradation

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材料科学技术：英文版 2020年第4期39卷 28-38页

作者： Jianying Huang Jiali shen shuhui Li Jingsheng Cai shanchi Wang Yao Lu Jihuan He Claire J.Carmalt Ivan P.Parkin Yuekun Lai College of Chemical Engineering Fuzhou UniversityFuzhou350116China National Engineering Laboratory for Modern silk College of Textile and Clothing EngineeringSoochow UniversitySuzhou215123China Materials Chemistry Research Centre Department of ChemistryUniversity College LondonLondonUK

Due to increasingly serious environmental problems,many researchers are investigating green cleanenergy to solve the world’s energy supply issues.so the strategy that Au nanoparticles(Au NPs)and bismuth sulfide(Bi2S3)NPs are used to evenly decorate TiO2 nanotube arrays(TiO2 NTAs)was carried out.Composite materials demonstrated enhanced solar light absorption ability and excellent photoelectrochemical performance.This was attributed to the presence of Bi2S3 NPs with a narrow band gap and the decoration with noble metallic Au NPs which resulted in local surface plasmon resonance(LsPR)effects.The Au/Bi2S3@TiO2 NTAs composites exhibit improved photocatalytic activity for the degradation of methylene blue(MB)under irradiation of UV and visible light.Moreover,the Au/Bi2S3@TiO2 NTAs exhibits high fluorescence emission at 822 nm.Due to the better binding affinity between Bi2S3,TiO2 and Fe3+ions,the synthesized nanocomposites exhibit high selectivity to Fe3+ions.The number of binding sites for Au/Bi2S3@TiO2 NTAs was estimated to be 1.41 according to the double logarithmic regression method.The calculated value of"K"was 1862 M-1.Fluorescence emission intensity decreases with increasing concentration(30μM–5000μM).The detection limit of the synthesized sensor is 0.221μM.

关键词： TiO2 nanotube Au Bi2S3 Photocatalysis Fluorescence sensing

Bi2S3@biOBr的原位合成及其可见光催化性能

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功能材料 2019年第11期50卷 11075-11078页

作者：卢朋辉罗秀珍谭明月高碧芬华侨大学材料科学与工程学院福建厦门361021 漳州卫生职业学院福建漳州363000

采用溶剂热法合成biOBr空心微球,并利用简单的离子交换原位生成Bi2S3,得到类核-壳结构的Bi2S3@biOBr复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FE-sEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRs)等手段对催化剂进行表征,并对其进行光... 详细信息

采用溶剂热法合成biOBr空心微球,并利用简单的离子交换原位生成Bi2S3,得到类核-壳结构的Bi2S3@biOBr复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FE-sEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRs)等手段对催化剂进行表征,并对其进行光电化学性能测试。实验表明,biOBr与Bi2S3形成的异质结促进了光生载流子的转移和分离。Bi2S3@biOBr在可见光作用下可以有效降解甲基橙,当Bi2S3的摩尔分数为8%时,样品具有最好的光催化性能。·O2-和h+是Bi2S3@biOBr光催化降解甲基橙的主要活性物种。

关键词： biOBr Bi2S3 光催化异质结微球

Preparation of 2D square-like Bi2S3-biOCl heterostructures with enhanced visible light-driven photocatalytic performance for dye pollutant degradation

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Water science and Engineering 2017年第4期10卷 334-339页

作者： Jing-jing Xu Jing-wen Yang Pu Zhang Quan Yuan Yan-hong Zhu Yu Wang Miao-miao Wu Zheng-mei Wang Min-dong Chen Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology School of Environmental Science and EngineeringNanjing University of Information Science and TechnologyNanjing 210044China Jiangsu Engineering Technology Research Center of Environmental Cleaning Materials Nanjing University of Information Science and TechnologyNanjing 210044China Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control Nanjing University of Information Science and TechnologyNanjing 210044China

A series of bi2 s3-biOCI composites with two-dimensional(2 D) square-like structures were prepared via a two-step anion exchange route.X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(sEM), transmission electron microscopy(TEM), and diffuse reflectance spectra(DRs)were used to investigate the properties of the as-prepared bi_2 s_3-biOCI heterostructures. The coupling of biOCl and bi_2 s_3 induced enhanced photoabsorption efficiency and bandgap narrowing. A reactive brilliant red X-3 B dye was used as a contaminant to test the photocatalytic activity of the obtained bi_2 s_3-biOCl samples under visible light irradiation. The sample bi_2 s_3-biOCl with a mass ratio of 8:4 exhibited the highest photodegradation efficiency, which was six times higher than that of pure biOCl. In addition, a mechanism for the enhancement of photocatalytic activity is proposed.

关键词： Photocatalysis Bi2S3 biOCl Visible light Heterostructure

bi_2s_3-biOCl/煤矸石复合光催化剂的制备及光催化性能

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复合材料学报 2017年第8期34卷 1847-1852页

作者：李燕杨旭光曹林林安徽建筑大学材料与化学工程学院合肥230601

以表面改性煤矸石粉、bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4Cl为原料,采用超声化学法制备了biOCl/煤矸石前驱体;并通过biOCl/煤矸石前驱体和硫代乙酰胺(TAA)的阴离子交换反应,原位制备了bi_2s_3-biOCl/煤矸石复合光催化剂。利用XRD和sEM对bi_2s_3-bi... 详细信息

以表面改性煤矸石粉、bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4Cl为原料,采用超声化学法制备了biOCl/煤矸石前驱体;并通过biOCl/煤矸石前驱体和硫代乙酰胺(TAA)的阴离子交换反应,原位制备了bi_2s_3-biOCl/煤矸石复合光催化剂。利用XRD和sEM对bi_2s_3-biOCl/煤矸石复合光催化材料的结构及表面形貌进行了表征,并以可见光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明:在可见光辐照下,bi_2s_3-biOCl/煤矸石复合光催化剂表现出较高的光催化降解能力,这是由于bi_2s_3与biOCl复合后形成的异质结促进了光生电子和光生空穴的分离,抑制了它们的复合。

关键词：声化学法阴离子交换 biOCl Bi2S3 煤矸石光催化性能

bi_(2)s_(3)/CNFs复合材料制备及其光催化性能

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精细化工 2021年第9期38卷 1840-1847页

作者：汪鸣凤申久英彭蕾刘润雨刘心中席北斗福建工程学院生态环境与城市建设学院福建福州350000 澳蓝(福建)实业有限公司福建福州350000 中国环境科学研究院北京100012

采用水热法制备硫化铋(bi_(2)s_(3))和活性纳米碳纤维掺杂硫化铋复合材料(bi_(2)s_(3)/CNFs),以降解水溶液中甲硝唑(MTZ)抗生素。通过XRD、sEM、TEM、FTIR、XPs、UV-Vis和PL等对样品的晶型、形貌、结构、元素组成、表面官能团、光学性... 详细信息

采用水热法制备硫化铋(bi_(2)s_(3))和活性纳米碳纤维掺杂硫化铋复合材料(bi_(2)s_(3)/CNFs),以降解水溶液中甲硝唑(MTZ)抗生素。通过XRD、sEM、TEM、FTIR、XPs、UV-Vis和PL等对样品的晶型、形貌、结构、元素组成、表面官能团、光学性质进行了表征。结果表明,活性纳米碳纤维(CNFs)引入bi_(2)s_(3)中,可降低光生电子-空穴对的复合速率,提高其光催化活性。在可见光照射下,考察了bi_(2)s_(3)/CNFs复合材料光催化降解MTZ的活性,发现CNFs掺量为47%(以bi_(2)s_(3)质量计,下同)、MTZ质量浓度为10 mg/L,复合材料用量为60 mg时,bi_(2)s_(3)/CNFs复合材料光催化性能优异,在3 h内,MTZ的降解率为92%。bi_(2)s_(3)/CNFs复合材料在3次循环后也表现出良好的稳定性和可回收性。活性基团捕获实验表明,羟基自由基(·OH)、光生空穴(h^(+))和超氧自由基(·O_(2)^(–))参与了bi_(2)s_(3)/CNFs对MTZ的降解,而·OH和h^(+)是该体系的主要活性组分,并在此基础上初步探讨了光催化反应机理。

关键词： Bi2S3 CNFs 光催化甲硝唑降解自由基催化技术

水系锌离子电池Bi2S3正极材料的可控制备及性能研究

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水系锌离子电池Bi2S3正极材料的可控制备及性能研究

作者：王文燕长安大学

学位级别：硕士

水系锌离子电池在规模储能系统中具有广阔的应用前景。目前对水系锌离子电池正极材料的研究层出不穷,金属硫化物是近些年来一类新型的正极材料,其中宿主硫原子可削弱与锌离子之间的强静电力,在一定程度上加快促进锌离子的扩散,提升反应... 详细信息

水系锌离子电池在规模储能系统中具有广阔的应用前景。目前对水系锌离子电池正极材料的研究层出不穷,金属硫化物是近些年来一类新型的正极材料,其中宿主硫原子可削弱与锌离子之间的强静电力,在一定程度上加快促进锌离子的扩散,提升反应动力学。在目前报道的众多金属硫化物材料中,bis材料潜力巨大,在此我们选其展开研究。1.采用简单温和的溶剂热法制备了两种金属有机骨架bi-MOF前驱体(bi-BTC,bi-PYDC),将其与硫脲反应制备出bis材料(bis-BTC,bis-PYDC),并对材料进行了详细的分析表征。研究了前驱体种类、反应溶剂种类、反应时间等因素对bis形貌的调控规律。研究结果表明,采用bi-MOF前驱体有利于合成具有空心结构bis材料。而不同的bi-MOF前驱体对空心结构的形貌有重要影响。bi-PYDC为前驱体得到的为空心管状结构,而以bi-BTC为前驱体得到的是空心棒状结构,并对形成机制进行了相关讨论。将以MOF前驱体制备的bis材料与bi(NO)为原料制备的bis材料进行电化学对比测试发现,两种空心bis电极显示出优异的电化学性能。尤其是bis-PYDC电极具有最佳的性能,在2 A g的高电流密度下,经过10000个循环,其比容量仍然保持在155.8 m Ah g。通过动力学测试分析表明,空心结构有利于离子的快速嵌入脱出。最后,采用多种手段研究了bis电极的储能机理,发现在充放电过程中,主要采取Zn离子可逆地嵌入/脱出机制。2.采用柠檬酸三钠辅助溶剂热法制备了包括珊瑚状、花状和雪花状形貌的三维分级结构bis材料,将其应用于水系锌离子电池,探索电极材料形貌对电化学性能的影响。XRD结果显示柠檬酸三钠的添加不会影响物相组成,但添加浓度会对形貌产生重要影响。sEM结果显示随着柠檬酸三钠浓度增大,三维组装体形貌发生从珊瑚状、花状到雪花状的演变,组成三维组装体的单元也会发生变化。造成这种形貌变化的原因在于,柠檬酸三钠在乙二醇溶剂中可以和bi结合形成络合物来起到一个“铋源储存器”的作用,它在反应可以有控制地释放bi进而控制反应速率,使产物呈现不同的形貌。电化学测试结果显示,各种形貌的电极材料均具有优异的循环寿命,然而比容量却因为形貌的不同存在较大差异,其中bis-1.2电极有着最佳的电化学性能,在0.5 A g的电流密度下容量高达203.5 m Ah g并稳定循环4000圈,1 A g下容量维持150.2 m Ahg左右稳定循环10000圈。

关键词：水系锌离子电池 Bi2S3 金属有机骨架结构设计形貌调控

不同有机物模板作用下bi_2s_3的制备与表征

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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人工晶体学报 2014年第6期43卷 1408-1413,1419页

作者：吴雪梅马海红周正发任凤梅徐卫兵孙海燕合肥工业大学高分子材料科学与工程系合肥230009

以硝酸铋为铋源、硫脲为硫源,分别以小分子有机物-巯基乙酸、柠檬酸及聚合物半导体-羧基化PPV（羧基化的聚对苯乙炔）为模板,利用水热反应法制备了不同形貌的Bi2S3微晶,并对产物用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（sEM）、紫外-可见-... 详细信息

以硝酸铋为铋源、硫脲为硫源,分别以小分子有机物-巯基乙酸、柠檬酸及聚合物半导体-羧基化PPV（羧基化的聚对苯乙炔）为模板,利用水热反应法制备了不同形貌的Bi2S3微晶,并对产物用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（sEM）、紫外-可见-近红外光谱（UV-Vis-Near-IR）等进行表征。结果表明,所制备的Bi2S3微晶为斜方晶系的辉铋矿;在巯基乙酸的作用下,Bi2S3排列成直径约为2~3μm的花状微晶;在柠檬酸的作用下,Bi2S3晶体呈絮状,结成直径约为2μm左右的绒球;在羧基化PPV的作用下,Bi2S3构成直径约为2μm的绒球。通过由UV-VisNear-IR光谱绘制的（αhν）2~hν曲线图计算得到,在不同有机物模板作用下得到的Bi2S3微晶的能带间隙均大于无模板作用得到的Bi2S3,且羧基化PPV的作用效果优于小分子有机物,使能带间隙提高为1.64 eV。

关键词： Bi2S3 巯基乙酸柠檬酸羧基化PPV 能带间隙

A catalyst-free new polyol method synthesized hot-pressed Cu-doped Bi2S3 nanorods and their thermoelectric properties

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Nano Research 2016年第11期9卷 3291-3304页

作者： Tarachand Vikash sharma Ranu Bhatt Vedachalaiyer Ganesan Gunadhor singh Okram UGC-DAE Consortium for scientific Research Indore 452001 India Technical Physics Division Bhabha Atomic Research Centre Mumbai 400085 India

This is the first report on the thermoelectric properties of a catalyst-free polyol method used to prepare stoichiometric bi2-xCuxs3 samples, x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, via hot pressing. Various systematic approaches to arrive at in their stoichiometric compositions are explored precisely with introduction of excess precursor of s. X-ray diffraction data analysis using Rietveld refinement confirms a polyhedral orthorhombic crystal structure with a space group Pnma, in contrast to Pbnm reported earlier. Raman data further substantiates this. X-ray photoelectron spectroscopy confirms the valence states of the constituent elements （bi^3＋, Cu^2＋, and s^2-） and energy dispersive X-ray analysis corroborates their compositions. The particle sizes of the pure Bi2S3 nanoparticles were 20, 35, and 82 nm as determined from the scherrer formula, atomic force microscopy, and dynamic light scattering, respectively. Their transmission electron microscopy image shows rod-like nanostructures elongated in the 〈010〉 direction with an average diameter of 23 nm and a length of several hundreds of nanometers. A 34% improvement in the thermoelectric figure of merit is observed for bi.6Cu0.4s3 as compared to pure Bi2S3 at 300 K.

关键词： Bi2S3 polyol nanorods thermoelectrics

窄带隙半导体耦合bi_2s_3/g-C_3N_4催化剂制备及光催化性能

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化学工程 2017年第4期45卷 18-24页

作者：张风丽段芳陈明清江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214122

利用原位生成法,制备了bi_2s_3含量可调的bi_2s_3/g-C_3N_4复合材料。通过X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、光致发光光谱(PL)、时间分辨荧光衰减光谱等手段对制备的光催化剂物相、形貌、结构和性能进行表征分析。可见光照射下,以罗丹明... 详细信息

利用原位生成法,制备了bi_2s_3含量可调的bi_2s_3/g-C_3N_4复合材料。通过X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、光致发光光谱(PL)、时间分辨荧光衰减光谱等手段对制备的光催化剂物相、形貌、结构和性能进行表征分析。可见光照射下,以罗丹明B(Rh B)为降解模型评价bi_2s_3/g-C_3N_4复合材料的催化性能。结果表明:bi_2s_3沉积在g-C_3N_4表面,显著增强g-C_3N_4的可见光催化性能,并随着bi_2s_3含量不同,复合光催化剂bi_2s_3/g-C_3N_4的催化性能发生变化,其中bi_2s_3质量分数为5%时表现出最佳的可见光催化活性。利用捕获剂、NBT转化确定h+是主要的活性物种,O_2^-·是次要活性物种。对bi_2s_3/g-C_3N_4光催化活性增强机理进行研究,bi_2s_3的加入显著增强g-C_3N_4对可见光的吸收,并与g-C_3N_4之间形成异质结,促进光生电子空穴的有效分离,延长载流子寿命,显著增强g-C_3N_4光催化性能。

关键词： Bi2S3 g-C3N4 复合光催化可见光