ZnO/g-C_(3)N_(4)S型异质结的构建及光催化分解水制氢性能研究 被引量：1

1

作者 雷嘉莉 王仲秋 +4 位作者 蒋琪 何冰冰 李金懋 王国宏 王娟 《化学与生物工程》 CAS 北大核心 2024年第11期30-37,共8页

采用静电纺丝和自组装技术制备了ZnO/g-C_(3)N_(4)S型异质结复合光催化剂,采用XRD、FTIR、TG、BET、XPS、SEM、UV-Vis、PL等手段对其进行了表征;在模拟太阳光照射下,以三乙醇胺为牺牲剂,研究了ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的光催化分... 采用静电纺丝和自组装技术制备了ZnO/g-C_(3)N_(4)S型异质结复合光催化剂,采用XRD、FTIR、TG、BET、XPS、SEM、UV-Vis、PL等手段对其进行了表征;在模拟太阳光照射下,以三乙醇胺为牺牲剂,研究了ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的光催化分解水制氢性能及机理。结果表明,当g-C_(3)N_(4)质量为ZnO质量的20%时,ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的光催化活性最高,析氢速率最快(428.02μmol·g^(-1)·h^(-1)),是ZnO的45.63倍;其光催化活性的显著增强主要归因于ZnO和g-C_(3)N_(4)之间构建了S型异质结;暗态下,电子通过ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂界面从g-C_(3)N_(4)转移到ZnO上,从而形成内建电场和半导体的能带弯曲;光照下,库仑力作用促进了无用电子与空穴的复合,进而实现了具有较高还原性光生电子和较高氧化性空穴在空间上的分离,促使复合光催化剂具有优异的氧化还原能力。 展开更多

关键词 ZnO纳米纤维 ZnO/g-C_(3)N_(4) 光催化分解水制氢 S型异质结

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熔融中间体运输导向合成富氨基g-C_(3)N_(4)纳米片用于高效光催化产H_(2)O_(2)

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作者 陈郭强 郑子璇 +2 位作者 钟威 王国宏 吴新鹤 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第11期41-42,共2页

为避免使用当前g-C_(3)N_(4)纳米片合成策略中的外加辅助,如模板、强酸、强碱等,本研究设计了一种g-C_(3)N_(4)熔融中间体运输的创新模式,在没有任何外加物质辅助情况下,成功一步合成富含氨基g-C_(3)N_(4)纳米片。该创新模式具体包括先... 为避免使用当前g-C_(3)N_(4)纳米片合成策略中的外加辅助,如模板、强酸、强碱等,本研究设计了一种g-C_(3)N_(4)熔融中间体运输的创新模式,在没有任何外加物质辅助情况下,成功一步合成富含氨基g-C_(3)N_(4)纳米片。该创新模式具体包括先将三聚氰胺放置在倒置坩埚的顶部平台上,随后进行一步煅烧。在煅烧过程中,三聚氰胺及其随后形成的g-C_(3)N_(4)中间体转变为熔融状态,并沿倒置坩埚外表面逐渐向下流动。这种熔融中间体运输模式可以有效减少其团聚,并使其依次分批聚合成富含氨基的g-C_(3)N_(4)纳米片。此外,所得富氨基g-C_(3)N_(4)纳米片的光催化产H_(2)O_(2)速率显著提高,约为85.8μmol·L^(-1)·h^(-1),是传统块体g-C_(3)N_(4)的2倍,这主要是因为除了其纳米片结构具有较大的比表面积外,富氨基结构可以有效增强对O_(2)原料和*OOH中间体的吸附,并加速*OOH高效转化为H_(2)O_(2)。该探究提供了一种创新模式来合成富含氨基的g-C_(3)N_(4)纳米片,并深入探究了其光催化机理。 展开更多

关键词 光催化 氮化碳纳米片 富氨基 中间体运输 产过氧化氢

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多功能梭形Fe_(3)O_(4)@PDA纳米载体的制备与表征

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作者 王晓晖 刘景林 +1 位作者 丁鑫 胡艳军 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第5期1505-1515,共11页

针对聚多巴胺(PDA)基纳米药物载体药物负载率低的共性问题,合成具有独特梭形结构的Fe_(3)O_(4)@PDA纳米粒子(NPs),该载体独特的梭形结构可实现高达90%(900μg/mg)的药物负载率,显著优于传统PDA基载体.实验结果表明:梭形Fe_(3)O_(4)@PDA ... 针对聚多巴胺(PDA)基纳米药物载体药物负载率低的共性问题,合成具有独特梭形结构的Fe_(3)O_(4)@PDA纳米粒子(NPs),该载体独特的梭形结构可实现高达90%(900μg/mg)的药物负载率,显著优于传统PDA基载体.实验结果表明:梭形Fe_(3)O_(4)@PDA NPs具有良好的生物相容性、高效的光热转换能力和优异的近红外(NIR)吸收能力,可在pH/NIR双响应下控制药物释放;由于其内嵌Fe_(3)O_(4),因此梭形Fe_(3)O_(4)@PDA NPs可作为光声/磁共振成像的对比剂,用于双模态成像引导的化学-光热协同治疗. 展开更多

关键词 聚多巴胺 聚乙二醇修饰 梭形纳米载体

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Bi/BiVO_4&Bi_4V_2O_(11)复合催化剂的制备及其光催化性能 被引量：14

4

作者 梁梦君 邓楠 +4 位作者 向心怡 梅英 杨志远 杨赟 杨水金 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第2期263-270,共8页

经由溶剂热反应、光辅助还原过程制备Bi/Bi VO_4&Bi_4V_2O_(11)纳米复合光催化材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(... 经由溶剂热反应、光辅助还原过程制备Bi/Bi VO_4&Bi_4V_2O_(11)纳米复合光催化材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、N_2吸附-脱附等温线和光致发光(PL)等手段对该复合物进行表征。实验结果表明当金属Bi与BiVO_4&Bi_4V_2O_(11)的质量比值为0.8,可见光照射30 min时,Bi/BiVO_4&Bi_4V_2O_(11)复合催化剂对罗丹明B(RhB)的降解率可达95.6%。此外,Bi/BiVO_4&Bi_4V_2O_(11)对四环素(TC)的降解也表现出增强的光催化性能。Bi/BiVO_4&Bi_4V_2O_(11)复合材料提升的光催化性能可能归因于金属Bi的表面等离子体共振(SPR)效应、拓宽的可见光吸收范围和增大的比表面积。此外,提出了复合光催化剂可能的光催化机理。 展开更多

关键词 Bi/BiVO4&Bi4V2O11 SPR效应 光催化 罗丹明B 四环素 降解机理

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Bi2WO6/UiO-66复合材料的制备及其光催化性能 被引量：17

5

作者 何云鹏 金雪阳 +2 位作者 李文卓 杨水金 吕宝兰 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第6期996-1004,共9页

通过水热法制备了一种复合光催化剂Bi2WO6/UiO-66,探究了模板剂乙酸(CH3COOH)对UiO-66形貌的影响和2种中心元素Bi与Zr的不同物质的量之比对光催化性能的影响。通过XRD、SEM、N2吸附-脱附、UV-VisDRS、XPS等对催化剂的物相、形貌、比表... 通过水热法制备了一种复合光催化剂Bi2WO6/UiO-66,探究了模板剂乙酸(CH3COOH)对UiO-66形貌的影响和2种中心元素Bi与Zr的不同物质的量之比对光催化性能的影响。通过XRD、SEM、N2吸附-脱附、UV-VisDRS、XPS等对催化剂的物相、形貌、比表面积、光吸收性能、元素组成等进行表征。实验结果表明,当nBi∶nZr=2∶1时,Bi2WO6/UiO-66对罗丹明B(RhB)的光催化活性最高,可见光照射50min后,RhB的相对浓度降低98.5%。经过5次循环利用实验,催化剂的光催化活性没有明显下降,说明复合光催化剂的稳定性高。根据自由基捕获实验证明了空穴(h^+)为光催化中起决定性作用的活性物质,结合电化学测试以及UV-VisDRS表征提出了可能的光催化降解机理。 展开更多

关键词 Bi2WO6 UiO-66 复合物 光催化

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S-Scheme异质结光催化产氢研究进展 被引量：14

6

作者 吴新鹤 陈郭强 +2 位作者 王娟 李金懋 王国宏 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期26-45,共20页

随着不可再生能源的大量消耗,能源短缺成为人类社会面临的重大挑战。在众多新能源制备技术中,光催化分解水制氢技术只需丰富的太阳能作为驱动力就可以实现分解水制氢,且制氢条件温和、绿色无污染,被认为是解决当前能源短缺危机的有效技... 随着不可再生能源的大量消耗,能源短缺成为人类社会面临的重大挑战。在众多新能源制备技术中,光催化分解水制氢技术只需丰富的太阳能作为驱动力就可以实现分解水制氢,且制氢条件温和、绿色无污染,被认为是解决当前能源短缺危机的有效技术之一。光催化制氢技术的核心是光催化剂,因此发展高效稳定的光催化剂至关重要。然而,单组分光催化剂由于空穴-电子复合速度快、氧化还原能力有限、太阳能利用效率低等原因,通常只能呈现出有限的光催化分解水制氢活性。为此,科研人员做了大量改性研究,其中常见的改性策略有元素掺杂、助催化剂修饰、构建异质结等。通常,元素掺杂、助催化剂修饰等改性手段可以在一定程度上提高光催化剂的制氢活性,但并不能有效解决单相光催化剂的缺陷,导致其改性效果受到制约。然而,在两个或多个半导体之间构建异质结可以有效解决上述单组分光催化剂的缺陷。相较于当前流行的传统II型异质结和Z-型异质结,S-型异质结的电荷转移机制更为合理,受到科学家们的广泛关注与应用。因此,本文首先对S-型异质结光催化体系的发展背景进行介绍,包括传统II型异质结、全固态Z-型异质结和液相Z-型异质结光催化系统。随后对S-型异质结光催化机理进行具体阐述,并对其机理表征方法进行了概述,包括原位XPS光谱、开尔文探针力显微镜、电子顺磁共振、选择性沉积和密度泛函理论计算。此外,本文系统总结了当前报道的S-型异质结光催化剂在分解水制氢领域中的应用及其制氢性能增强机理分析,包括g-C_(3)N_(4)基、金属硫化物基、TiO_(2)基、其他氧化物基等S型异质结光催化剂。总体而言,S型异质结光催化剂由于其有效的载流子分离和增强的光氧化还原能力,通常呈现出优异的光催化制氢性能。最后,指出了S型异质结光催化剂在分解水产氢中的发展瓶颈,并展望攻克该瓶颈以进一步提高S型异质结的光催化效率,从而达到工业应用标准。 展开更多

关键词 光催化 产氢 异质结 S型

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MOF-808/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能 被引量：11

7

作者 赵莹鑫 胡豪 +2 位作者 周鑫 杨水金 杨赟 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1553-1563,共11页

将高稳定性的MOF-808与BiOCl结合,采用简便的水热法制备出新型MOF-808/BiOCl复合异质结材料。以环丙沙星(CIP)为污染物,探究复合材料MOF-808/BiOCl对CIP的光催化性能。发现含有10%MOF-808的复合材料(MOF-808/BiOCl-10%)表现出最佳的光... 将高稳定性的MOF-808与BiOCl结合,采用简便的水热法制备出新型MOF-808/BiOCl复合异质结材料。以环丙沙星(CIP)为污染物,探究复合材料MOF-808/BiOCl对CIP的光催化性能。发现含有10%MOF-808的复合材料(MOF-808/BiOCl-10%)表现出最佳的光催化活性。在紫外光照射20 min内,MOF-808/BiOCl-10%对CIP的光催化降解效率高达94.7%。通过X射线粉末衍射、扫描电镜、红外光谱、荧光光谱、紫外可见漫反射光谱、光电流、电化学阻抗等表征技术来考察材料的物相组成、形貌以及光电化学性质。紫外可见漫反射光谱的结果表明,MOF-808/BiOCl-10%材料光吸收范围得到提高。同时进行了自由基捕获实验。基于以上实验数据,提出了MOF-808/BiOCl复合材料可能的光催化机理。 展开更多

关键词 Zr-MOF BiOCl 光催化 抗生素 降解机理

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铁电极化对层状Bi2MoO6光催化性能的增强 被引量：9

8

作者 邹晨涛 张志 +1 位作者 廖文静 杨水金 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1717-1727,共11页

通过对铁电光催化剂Bi2MoO6和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构建的有机-无机复合膜材料施加电场极化,来探究铁电极化对Bi2MoO6光催化剂活性提升的影响。未极化的Bi2MoO6在光照40 min时降解罗丹明B(RhB)的效率为57.6%,在光照150min时对双酚A(B... 通过对铁电光催化剂Bi2MoO6和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构建的有机-无机复合膜材料施加电场极化,来探究铁电极化对Bi2MoO6光催化剂活性提升的影响。未极化的Bi2MoO6在光照40 min时降解罗丹明B(RhB)的效率为57.6%,在光照150min时对双酚A(BPA)的降解效率为33.4%。在15 V电压下极化1.5 h的Bi2MoO6材料在相同条件下降解罗丹明B和双酚A的效率分别达到98.1%和79.2%,光催化活性得到了较大的提升。光催化活性提升的原因归因于内部电场的增强。未极化的Bi2MoO6的内电场的铁电畴是无序、分布不均匀的,光生载流子非常容易发生体内复合。当外加电场极化Bi2MoO6时,Bi2MoO6的铁电畴趋于有序,极化方向趋于同一方向,表面一侧(C^+区)产生正电荷,在另一侧(C^-区)产生负电荷,从C^-区指向C^+区的极化电场推动光生电子和空穴分别迁移到C^+和C^-区域。这一过程促使光生电荷载流子快速从体内迁移至表面,提高和延长了光生载流子的分离效率和寿命,导致光催化活性的提升。 展开更多

关键词 光催化 半导体 Bi2MoO6 极化 可见光 双酚A

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一步法制备Bi2MoO6/CoMoO4绣花球结构及其光催化性能 被引量：8

9

作者 张志 邹晨涛 +1 位作者 杨志远 杨水金 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1446-1456,共11页

以五水硝酸铋为铋源,采用简易的一步水热法合成出Bi2MoO6/CoMoO4绣花球结构。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)和电化学测... 以五水硝酸铋为铋源,采用简易的一步水热法合成出Bi2MoO6/CoMoO4绣花球结构。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)和电化学测试等表征对所制备催化剂的物相组成、微观形貌、光学性质以及光生电荷复合效率进行了分析。研究结果表明,引入Bi2MoO6之后,Bi2MoO6/CoMoO4复合异质结的光吸收范围明显被拓宽,其光生电荷的分离率也得到了提升。以亚甲基蓝和头孢曲松钠为污染物来模拟废水,在可见光的条件下评估催化剂样品的光催化降解活性。在可见光下光照60 min后,Bi2MoO6负载量为30%(w/w)的复合物具有最佳的光催化性能,其降解速率常数约为纯CoMoO4的2倍。基于实验的所有表征,进一步地研究了Bi2MoO6/CoMoO4体系相应的光催化机理。 展开更多

关键词 光催化 异质结 水热法 Bi2MoO6 CoMoO4 可见光

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MOF-808/Bi_(2)MoO_(6)复合材料的构筑及其光催化性能 被引量：9

10

作者 张晓燕 陈飘 +3 位作者 赵莹鑫 李雄建 杨水金 杨赟 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第5期805-814,共10页

采用简单的两步水热法制备出了锆基金属有机骨架和钼酸铋的复合材料MOF-808/Bi_(2)MoO_(6)。通过X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱、N_(2)吸附-脱附测试和电化学... 采用简单的两步水热法制备出了锆基金属有机骨架和钼酸铋的复合材料MOF-808/Bi_(2)MoO_(6)。通过X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱、N_(2)吸附-脱附测试和电化学测试对所制备材料的组成、微观结构、光学性质以及光生载流子的复合效率进行了分析。与纯Bi_(2)MoO_(6)和MOF-808相比,0.5%-MOF-808/Bi_(2)MoO_(6)复合材料展示出了较高的光催化活性,在可见光照射120 min时对抗生素环丙沙星(CIP)的降解率达89.7%。通过自由基捕获实验,证明了·O_(2)^(-)是主要活性物种,基于此我们提出了可能的光催化降解机理。 展开更多

关键词 MOF-808 Bi_(2)MoO_(6) 光催化性能 环丙沙星

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Br掺杂Bi_(2)WO_(6)微球的制备及其光催化性能 被引量：11

11

作者 周鑫 张志 +2 位作者 陈飘 杨水金 杨赟 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1716-1728,共13页

以五水合硝酸铋和二水合钨酸钠为原料,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为溴源,制备Br掺杂Bi_(2)WO_(6),通过调节CTAB的含量,利用水热法制备了Br掺杂量不同的Bi_(2)WO_(6)催化剂。以抗生素环丙沙星、诺氟沙星作为污染物,测试Br掺杂Bi_(2)WO... 以五水合硝酸铋和二水合钨酸钠为原料,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为溴源,制备Br掺杂Bi_(2)WO_(6),通过调节CTAB的含量,利用水热法制备了Br掺杂量不同的Bi_(2)WO_(6)催化剂。以抗生素环丙沙星、诺氟沙星作为污染物,测试Br掺杂Bi_(2)WO_(6)催化剂的光催化性能。结果表明,2%掺杂量(物质的量分数)的Bi_(2)WO_(6)相比于Bi_(2)WO_(6)的光催化降解性能最好。此外,通过X射线粉末衍射、红外光谱、扫描电镜、荧光光谱、X射线光电子能谱和拉曼光谱等一系列表征,对Br掺杂后催化剂的物相组成、微观形貌、光生电荷分离率和光学性质等进行分析。最后进行了自由基捕获实验并提出了可能的光催化机理。 展开更多

关键词 Bi_(2)WO_(6) 微球 光催化性能

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H_2O_2处理H_3PW_6Mo_6O_(40)/ZrO_2-SiO_2光催化降解甲基橙 被引量：1

12

作者 杨水金 段国滨 徐玉林 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期459-464,共6页

采用浸渍法制备了H_3PW_6Mo_6O_(40)/ZrO_2-SiO_2催化剂,用H_2O_2进行敏化处理,并通过FT-IR、XRD对其进行了表征。探讨了该催化剂对甲基橙溶液的催化降解活性,较系统地研究了溶液的初始浓度、溶液的pH、催化剂用量对光催化降解甲基橙的... 采用浸渍法制备了H_3PW_6Mo_6O_(40)/ZrO_2-SiO_2催化剂,用H_2O_2进行敏化处理,并通过FT-IR、XRD对其进行了表征。探讨了该催化剂对甲基橙溶液的催化降解活性,较系统地研究了溶液的初始浓度、溶液的pH、催化剂用量对光催化降解甲基橙的影响。研究发现:H_3PW_6Mo_6O_(40)/ZrO_2-SiO_2对甲基橙有良好的降解效果。在甲基橙溶液初始浓度为10mg·L^(-1),溶液pH为2.5,催化剂用量为溶液总质量0.5%的条件下光照2.5h,甲基橙的降解率达到91.1%。H_3PW_6Mo_6O_(40)/ZrO_2-SiO_2催化剂光催化降解甲基橙溶液为一级动力学反应。 展开更多

关键词 H3PW6Mo6O4i/ZrO2-SiO2 光催化 降解 甲基橙

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一种阴离子型三维金属有机框架材料Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)(BDC=对苯二甲酸根,Bipy=联吡啶)的制备及其对甲基紫的吸附性能 被引量：4

13

作者 龚文朋 陈丹 杨水金 《应用化学》 CSCD 北大核心 2017年第11期1321-1328,共8页

以2-氨基对苯二甲酸、4,4'-联吡啶配体和硝酸铜为原料,在溶剂热的条件下,合成了一种的阴离子型三维金属有机框架(MOF)材料Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)(BDC=对苯二甲酸根,Bipy=联吡啶)。通过IR、XRD、SEM、TG、N_2吸附法测比... 以2-氨基对苯二甲酸、4,4'-联吡啶配体和硝酸铜为原料,在溶剂热的条件下,合成了一种的阴离子型三维金属有机框架(MOF)材料Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)(BDC=对苯二甲酸根,Bipy=联吡啶)。通过IR、XRD、SEM、TG、N_2吸附法测比表面积等技术手段表征材料的结构和性能。研究了Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)材料对甲基紫的吸附性能,探讨了甲基紫溶液的初始p H值和初始浓度以及不同吸附温度对吸附量的影响。结果表明,等温吸附模型符合Langmuir等温吸附模型,动力学符合拟二级动力学。热力学参数ΔG<0、ΔΗ<0和ΔS<0,表明Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)对甲基紫的吸附是自发和放热的,在溶液p H=9,温度为20℃条件下,Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)对甲基紫的吸附量为60.09 mg/g,说明Cu(BDC)(4,4'-Bipy)_(0.5)材料可以通过氨基改性,提高其对染料的吸附能力。 展开更多

关键词 三维金属有机骨架 甲基紫 吸附

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