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AgPO/bioi复合材料的制备及其光催化性能研究

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化工新型材料 2024年

作者：唐建可马春蕾薛彦峰太原工业学院化学与化工系太原工业学院化学与化工系

采用简易研磨法将Ag3PO4颗粒负载在纳米片组装的bioi微球表面，制备出p-n型Ag3PO4/bioi异质结光催化剂。利用不同表征手段对Ag3PO4/bioi复合材料的物相、形貌、化学组成和光学吸收特性进行了分析，并探索了其在可见光下光降解盐酸金霉素... 详细信息

采用简易研磨法将Ag3PO4颗粒负载在纳米片组装的bioi微球表面，制备出p-n型Ag3PO4/bioi异质结光催化剂。利用不同表征手段对Ag3PO4/bioi复合材料的物相、形貌、化学组成和光学吸收特性进行了分析，并探索了其在可见光下光降解盐酸金霉素（CTC）的性能。结果表明：AB-2(Ag3PO4与bioi质量比为1∶2)表现出最高的光降解CTC活性，可见光照射75min后AB-2对CTC（20mg/L）的去除率为79.2%，高于单一Ag3PO4与bioi光催化剂。此外，AB-2光催化剂在循环使用5次后对CTC的去除率为70.3%，具有较好的重复使用性。p型bioi和n型Ag3PO4构成p-n型异质结结构，促进了光生电子和空穴的有效分离，进而降低了电子-空穴对的复合效率，提升了Ag3PO4/bioi复合材料的光催化活性。

关键词： Ag PO bioi 光催化降解盐酸金霉素

g-C3N4基复合材料的制备及其光催化降解抗生素性能研究

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g-C3N4基复合材料的制备及其光催化降解抗生素性能研究

作者：罗栖成都大学

学位级别：硕士

近年来,随着抗生素在畜牧养殖业和医疗方面的大量应用和废水的排放,环境污染问题越来越严重,急需一种绿色环保、高效、低能耗的技术完美解决水污染问题。光催化技术在温和的条件下能有效利用太阳能降解水体污染物,具有重要的实用价值,... 详细信息

近年来,随着抗生素在畜牧养殖业和医疗方面的大量应用和废水的排放,环境污染问题越来越严重,急需一种绿色环保、高效、低能耗的技术完美解决水污染问题。光催化技术在温和的条件下能有效利用太阳能降解水体污染物,具有重要的实用价值,其中新型光催化剂的开发成为此技术的关键。石墨相氮化碳（g-CN）因其适宜的能带构造、优异的化学稳定性、原材料丰富、无毒、制备方法简单等优点,得到了广泛的应用。但由于块状g-CN光生电子-空穴对复合率过高、量子效率低以及比表面积小的问题,限制了其光催化活性,无法规模化应用。针对这些缺点,本文对g-CN材料进行形貌调控自组装合成一维管状结构g-CN,并对管状g-CN构建异质结,系统地研究其结构、光催化性能及反应机理,制备出高效的g-CN基复合材料。本文的具体研究内容如下:（1）以三聚氰胺和三聚硫氰酸的混合物为前驱体,通过简单热聚合法自组装合成g-CN微米管。通过沉积沉淀法在g-CN微米管表面原位生长构建g-CN/bioi Z型异质结,探究不同质量分数的g-CN复合bioi的微观形貌及光学特性。在模拟太阳光照射下,当g-CN微米管为5wt%时,g-CN/bioi表现出最好的光催化活性,60 min内对四环素（TC）和土霉素（OTC）的降解效率分别为84.2%和81.4%,表明g-CN管状结构可以有效增强电荷分离和传输。结合紫外-可见漫反射光谱和光致发光光谱分析可知,g-CN/bioi光催化活性的增强主要是因为异质结的构建调控了g-CN能带结构,抑制光生电子-空穴对的复合以及拓宽了g-CN的光响应范围。光电化学性能测试表明g-CN/bioi具有更大的光电流和更高电荷转移效率。通过捕获实验揭示了参与g-CN/bioi光催化降解过程的主要活性物种为超氧自由基（·O）和空穴（h）,结合能带结构测试,进一步解释光催化降解过程的Z型反应机理。（2）采用一步水热法在碱性环境中合成锐钛矿相TiO纳米线,通过沉积沉淀法制备不同质量分数的TiO/g-CN/bioi复合光催化剂。研究不同质量分数的TiO对三元复合催化剂形貌结构和降解性能的影响。结合比表面积测试和光电化学性能测试的分析,复合材料增大了g-CN的比表面积,为光催化反应提供大量的活性位点。同时构建新型双Z型异质结,有效的加快了光生载流子的传输和分离,提升其光催化性能。在光催化降解TC的实验中,复合光催化剂都具有更优的光催化降解性能。当TiO含量为10wt%时,TiO/g-CN/bioi对TC具有最佳的降解效率90.2%,同时对OTC的降解效率达到84.8%。最后,通过自由基捕获实验、电子自旋共振波谱测试以及能带结构测试的结果分析,确定了TiO/g-CN/bioi复合材料在降解过程中遵循双Z型异质结反应机理。

关键词： g-C3N4微米管 bioi TiO2纳米线异质结光催化抗生素

bioi/Brookite TiO₂复合材料光催化降解四环素的研究

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化学工程与技术 2024年第2期14卷 83-88页

作者：芦寒寒阳静思徐瑾蕾武汉工程大学化学与环境工程学院湖北武汉

以板钛矿TiO2为研究对象,采用水热法将bioi对其进行复合制备了bioi/brookite复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)对复合材料进行了表征,对样品的晶相组成及形貌进行了分析讨论。以四环素(TC)为目标降解物,考察了bioi/b... 详细信息

以板钛矿TiO2为研究对象,采用水热法将bioi对其进行复合制备了bioi/brookite复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)对复合材料进行了表征,对样品的晶相组成及形貌进行了分析讨论。以四环素(TC)为目标降解物,考察了bioi/brookite复合材料的光催化活性。结果表明,在可见光照射下,110 min内8 mol% bioi/brookite复合材料对TC的降解率高达82%。

关键词： bioi 板钛矿光催化降解

bioi/K-C_(3)N_(4)纳米花状复合催化剂的制备及光催化降解甲醛的研究

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化工技术与开发 2024年第3期53卷 16-19页

作者：闫刚赵振洵吉林建筑大学材料科学与工程学院吉林长春130118

以bioi为载体负载K-C_(3)N_(4),用共沉淀法制备了一系列质量比不同的bioi/K-C_(3)N_(4)复合材料。采用扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪、X射线衍射仪和光电化学测试等方法,对bioi/K-C_(3)N_(4)的光催化性能进行了系统性研究。结... 详细信息

以bioi为载体负载K-C_(3)N_(4),用共沉淀法制备了一系列质量比不同的bioi/K-C_(3)N_(4)复合材料。采用扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪、X射线衍射仪和光电化学测试等方法,对bioi/K-C_(3)N_(4)的光催化性能进行了系统性研究。结果表明在可见光下,bioi/K-C_(3)N_(4)复合样品对甲醛的降解率在60min内可达到81%,比未复合前有显著提高,表明样品具有良好的光催化性能。

关键词： bioi K-C_(3)N_(4) 光催化降解甲醛

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不同反应溶剂制备bioi光催化性能

化工科技 2024年第1期32卷 60-64页

作者：张元斌赵华李军刘京津孙新宇辽宁石油化工大学石油化工学院辽宁抚顺113001

采取溶剂热法,分别以乙醇、乙二醇和甘油作为溶剂制备bioi催化剂,采用XRD、XPS、SEM和N2吸附-脱附对微观结构进行了表征。以罗丹明B为降解染料,在模拟可见光下考察不同溶剂制备的bioi光催化性能。实验结果表明,以乙二醇为溶剂制备的BiO... 详细信息

采取溶剂热法,分别以乙醇、乙二醇和甘油作为溶剂制备bioi催化剂,采用XRD、XPS、SEM和N2吸附-脱附对微观结构进行了表征。以罗丹明B为降解染料,在模拟可见光下考察不同溶剂制备的bioi光催化性能。实验结果表明,以乙二醇为溶剂制备的bioi微球颗粒小,分散性好,对罗丹明B的降解率为91.6%。反应速率常数为0.020 17 min^(-1),分别是乙醇和甘油作溶剂制备样品的11倍和1.3倍。活性物种捕获实验表明,h+是参与反应的主要活性物种。

关键词：溶剂羟基光催化 bioi

一步法制备氮化碳复合材料及其光催化降解有机污染物性能

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工业催化 2024年第5期32卷 56-61页

作者：丛泓昆许兆怡郭翔宇柳成荫李晓强烟台大学环境与材料工程学院山东烟台264005

光催化技术是解决能源短缺和治理环境污染最有前途的技术。氮化碳作为一种新型绿色无污染半导体材料备受青睐。纯氮化碳量子效率低,易产生光生载流子复合现象,在可见光照射下的光催化性能受到限制,可采用贵金属修饰、离子掺杂及异质结... 详细信息

光催化技术是解决能源短缺和治理环境污染最有前途的技术。氮化碳作为一种新型绿色无污染半导体材料备受青睐。纯氮化碳量子效率低,易产生光生载流子复合现象,在可见光照射下的光催化性能受到限制,可采用贵金属修饰、离子掺杂及异质结构建等对其进行改性。以三聚氰胺、碘化钾、五水合硝酸铋为原料,高温520℃焙烧三聚氰胺制备石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),通过一步共沉淀法使bioi在生成的过程中原位生长在g-C_(3)N_(4)上,制备n-n型g-C_(3)N_(4)/bioi异质结光催化剂。异质结相界面的出现增加了光生载流子的分离效率,比普通石墨相氮化碳具有更好的光催化性能。降解模拟污染物甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)结果表明,当n(g-C_(3)N_(4))∶n(bioi)=1∶1时,催化剂表现出最好的光催化活性,MO降解率几乎100%,MB降解率98%,RhB降解率80%,降解速率常数分别是纯相g-C_(3)N_(4)的385倍、24.3倍和2.5倍。

关键词：催化化学光催化降解异质结氮化碳 bioi

Enhancing the intrinsic properties of flower-like bioi by S-doping toward excellent photocatalytic performances

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Journal of Materials Science & Technology 2022年第23期118卷 190-198页

作者： Jie Xiong Hong-Yan Zeng Sheng Xu Jin-Feng Peng Fang-Yuan Liu Li-Hui Wang College of Chemical Engineering Xiangtan UniversityXiangtan 411105China School of Mechanical Engineering Xiangtan UniversityXiangtan 411105China

A facile strategy was proposed to fabricate the S-doped flower-like bioi microspheres(S-bioi) for boosting the photocatalytic performance of bioi via engineering the surface oxygen vacancy and exposed {001}crystal planes.The S-doping generated oxygen vacancies in bioi lattice structure to create point defects and exposed {001} crystal planes,resulting in a decrease in bandgap and an enhancement in charges separation,which could significantly hasten the photocatalytic reaction.The concentration of CH_(4) N_(2) S was a key factor to promote the Cr(Ⅵ) reduction activities.The optimized S-bioi_(1.25) presented a superior Cr(Ⅵ) removal efficiency of 100% for 60 min,which Cr(Ⅵ) reduction rate was 11.3 times higher than the pristine bioi and still remained 97.5% Cr(Ⅵ) removal after 5 cycles.DFT calculation confirmed that the bandgap of the S-bioi was narrowed compared to that of bioi,but the S-bioi still remained the intrinsic band structure of the pristine bioi.

关键词： bioi Sulfide doping Oxygen vacancy Photocatalyst Optical absorption

1D Bi_(2)S_(3) nanorods modified 2D bioi nanoplates for highly efficient photocatalytic activity:Pivotal roles of oxygen vacancies and Z-scheme heterojunction

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第11期142卷 45-59页

作者： Peng Ju Yu Zhang Lei Hao Jiazhen Cao Xiaofan Zhai Kunpeng Dou Fenghua Jiang Chengjun Sun Key Laboratory of Marine Eco-Environmental Science and Technology Marine Bioresource and Environment Research CenterFirst Institute of OceanographyMinistry of Natural ResourcesQingdao 266061China Laboratory of Marine Drugs and Bioproducts Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology(Qingdao)Qingdao 266237China CAS Key Laboratory of Marine Environmental Corrosion and Bio-fouling Institute of OceanologyChinese Academy of SciencesQingdao 266071China Department of Chemical Product Engineering College of Chemical Engineering and TechnologyTaiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China College of Information Science and Engineering Ocean University of ChinaQingdao 266100China

In this study,a novel Bi_(2)S_(3)/bioi Z-scheme photocatalyst with 3D porous hierarchical network-like heterostructure(BSBI NHs)and rich oxygen vacancies(OVs)was fabricated by a facile ion exchange method followed by the in-situ growth process.A possible formation mechanism of BSBI NHs was studied,showing the self-assembled process of in-situ interwoven growth of 1D Bi_(2)S_(3) nanorods(NRs)on the surface of 2D bioi disk-like nanoplates(NPs),which followed the Ostwald ripening and epitaxial growth.The modification of bioi NPs by Bi_(2)S_(3) NRs brought about the formation of Z-scheme heterojunction and massive OVs,which improved the visible-light response property and promoted the separation of photoexcited charge carriers of BSBI NHs.BSBI NHs exhibited a significantly enhanced photocatalytic activity compared with Bi_(2)S_(3) and bioi,and BSBI-1 can remove almost all bacteria and Rhodamine B(RhB)after 60 min visible light illumination.In addition,the photocatalytic mechanism was studied and speculated based on the tests of active species capture,electron spin resonance(ESR),and density functional theory(DFT)simulation calculation,proving the primary roles of·OH,·O_(2)^(-)and h^(+)during the photocatalytic reaction.This work provides new insights into the design and exploitation of novel heterojunctions with highly efficient photocatalytic performances for environmental remediation applications.

关键词： Antifouling Biofouling bioi Photocatalysis Bi_(2)S_(3)

超声沉淀法制备Ti_(3)C_(2)/bioi复合材料及其可见光催化性能

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复合材料学报 2022年第10期39卷 4685-4693页

作者：陈丹丹李燕王爱国詹璇安徽建筑大学先进建筑材料安徽省重点实验室合肥230601

为提高bioi在可见光下的光催化性能,采用氟化氢铵蚀刻碳钛化铝得到氧封端的Ti_(3)C_(2),以五水合硝酸铋为铋源,碘化钾为碘源,利用超声沉淀法合成Ti_(3)C_(2)/bioi复合材料。通过XRD、SEM、UV-vis、FTIR、EIS、I-t、PL等手段对材料的组... 详细信息

为提高bioi在可见光下的光催化性能,采用氟化氢铵蚀刻碳钛化铝得到氧封端的Ti_(3)C_(2),以五水合硝酸铋为铋源,碘化钾为碘源,利用超声沉淀法合成Ti_(3)C_(2)/bioi复合材料。通过XRD、SEM、UV-vis、FTIR、EIS、I-t、PL等手段对材料的组成、形貌、结构、光吸收、电化学阻抗、瞬态光电流响应、光谱响应等方面进行表征和测试。以甲基橙(MO)为目标污染物,模拟可见光照射下研究Ti_(3)C_(2)/bioi复合材料的光催化性能。结果表明:bioi成功负载到Ti_(3)C_(2)上,在模拟太阳光照射下,Ti_(3)C_(2)/bioi复合材料表现出较高的光催化降解能力。其中Ti_(3)C_(2)质量分数为6wt%的Ti_(3)C_(2)/bioi复合粉的光催化效率最高,在光照0.5 h后降解率达到91.6%,较纯bioi提高4.5倍。氧封端的Ti_(3)C_(2)作为助催化剂及时转移光生电子,在电荷耗尽层保持了电荷分离,极大提高了光催化性能。

关键词：超声沉淀法 Ti_(3)C_(2) bioi 复合材料光催化降解