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响应曲面法优化Fe-BiOBr光催化性能
1
作者 李稳 刘志英 徐炎华 《南京工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期30-39,共10页
利用水热合成法制备BiOBr(BOB)和Fe-BiOBr(Fe-BOB)光催化材料,运用X线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X线光电子能谱(XPS)等对其进行测试表征,并以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,考察BOB和Fe-BOB光催化材料在... 利用水热合成法制备BiOBr(BOB)和Fe-BiOBr(Fe-BOB)光催化材料,运用X线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X线光电子能谱(XPS)等对其进行测试表征,并以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,考察BOB和Fe-BOB光催化材料在可见光条件下的光催化性能,分析其降解机制,同时采用Box-Behnken响应曲面法,优化可见光下Fe-BOB降解MB的条件参数。结果表明:在BOB中成功掺杂了Fe,在Fe-BOB降解MB光催化反应体系中,活性物质·O_(2)^(-)和h^(+)在降解过程中起着重要作用,降解的最优条件为MB溶液的初始质量浓度为20.5 mg/L、催化剂投加量为225 mg、pH为2.5,经验证,MB降解率的预测值(98.7%)与实验值(98.2%)接近,响应曲面模型具有一定实用性和可靠性。 展开更多
关键词 fe-biobr 光催化 Box-Behnken响应曲面法 亚甲基蓝(MB) 降解机制
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BiOBr/NH_(2)-MIL-101(Fe)的制备及其光催化还原CO_(2)的性能
2
作者 吴桐 钟毅 +3 位作者 赵伟民 徐红 毛志平 张琳萍 《无机化学学报》 北大核心 2025年第9期1765-1775,共11页
采用溶剂热法将BiOBr和NH_(2)-MIL-101(Fe)复合制备了BiOBr/NH_(2)-MIL-101(Fe)复合光催化剂,并将其用于光催化还原温室气体CO_(2)。借助傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜-能谱、紫外可见漫反射光谱、光致发... 采用溶剂热法将BiOBr和NH_(2)-MIL-101(Fe)复合制备了BiOBr/NH_(2)-MIL-101(Fe)复合光催化剂,并将其用于光催化还原温室气体CO_(2)。借助傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜-能谱、紫外可见漫反射光谱、光致发光光谱、电化学阻抗谱对光催化剂的结构和性质进行了详细的表征。光催化CO_(2)还原性能研究表明BiOBr/NH_(2)-MIL-101(Fe)的活性明显优于纯BiOBr。当NH_(2)-MIL-101(Fe)与BiOBr的物质的量之比为0.09时制备的复合催化剂活性最高,其在可见光照射下反应6 h后,在纯水体系中的CH_(3)OH产率可达到49.68µmol·g^(-1)。BiOBr/NH_(2)-MIL-101(Fe)异质结实现了低能载流子的快速消除和高能载流子的有效分离和富集,这使得其光催化还原CO_(2)制备CH_(3)OH的产率是纯BiOBr的2.94倍。该催化剂具有良好的循环使用性,经过5次循环后,产率仍可达到首次的84.9%。 展开更多
关键词 BiOBr/NH_(2)-MIL-101(Fe)光催化剂 光催化还原CO_(2) 甲醇
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直接Z型MIL-100(Fe)/BiOBr异质结的构建及光芬顿降解磺胺甲恶唑的性能 被引量：1
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作者 李雨佳 王天予 +1 位作者 王茀学 王崇臣 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期481-495,共15页
通过原位共沉淀法可控制备了系列直接Z型MIL-100(Fe)/Bi OBr异质结。使用粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对MIL-100(Fe)... 通过原位共沉淀法可控制备了系列直接Z型MIL-100(Fe)/Bi OBr异质结。使用粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对MIL-100(Fe)/Bi OBr异质结晶体结构、微观形貌、光学性能、化学组成进行表征。以低功率发光二级管可见光为光源,探究了MIL-100(Fe)/Bi OBr异质结光芬顿降解磺胺甲恶唑(SMX)性能。最佳反应体系MB-7/Vis/H_(2)O_(2)(MB-7是MIL-100(Fe)质量为Bi OBr质量的70%时制备的样品)在光源照射70 min后可降解99.8%SMX(5 mg·L^(-1))。同时,还考察了H_(2)O_(2)浓度、催化剂投加量、p H值以及无机阴离子对MB-7/Vis/H_(2)O_(2)降解SMX影响。MB-7/Vis/H_(2)O_(2)能够在经过5轮循环降解实验后保持95%以上的SMX降解效率,表明其具有较好的循环稳定性。通过光致发光(PL)光谱、光电化学测试、活性物质捕获实验以及电子自旋共振(ESR)技术对光芬顿降解SMX机理进行了揭示。增强的光芬顿活性的机制主要来自于异质结的构建加速了光生载流子的分离,进而促进了活性物质产生以及Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环。 展开更多
关键词 光芬顿 异质结 MIL-100(Fe) BiOBr 磺胺甲恶唑
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新型MIL-101(Fe)/BiOBr S型异质催化剂用于高效光催化降解抗生素和还原六价铬:光催化性能分析和光催化机理研究 被引量：1
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作者 李世杰 王春春 +3 位作者 董珂欣 张鹏 陈晓波 李鑫 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第8期101-112,共12页
水污染对生态环境和人类健康造成了巨大危害,特别是水体中抗生素和重金属具有毒性且难生物降解,已经引起科研工作者的广泛关注.传统的水处理技术难以有效地消除这些污染物.近年来,人们致力于开发绿色、低碳且高效的光催化技术用于解决... 水污染对生态环境和人类健康造成了巨大危害,特别是水体中抗生素和重金属具有毒性且难生物降解,已经引起科研工作者的广泛关注.传统的水处理技术难以有效地消除这些污染物.近年来,人们致力于开发绿色、低碳且高效的光催化技术用于解决环境污染问题,该技术实现大规模应用的核心在于开发出经济、高效的光催化剂.由于单一半导体光催化材料(如BiOBr)存在一些缺陷(如有限的催化活性位点和光生电子-空穴快速复合等),因此,构建具有可见光响应、高暴露活性位点和强氧化还原能力的异质结特别是新兴的梯(S)型异质结是去除这些污染物的有效策略之一.MIL-101(Fe)是一种新型的可见光驱动的金属-有机配体框架材料,具有强还原活性、高比表面积和较好的可见光吸收能力,因此,将氧化型的Bi OBr与还原型的MIL-101(Fe)进行合理设计,构筑S型异质结,有望开发出高效的催化材料.本文采用溶剂热法成功制备了一种新型的MOF基S型异质结MIL-101(Fe)/BiOBr,用于可见光照射下光催化还原六价铬(Cr(Ⅵ))和降解抗生素恩诺沙星.结果表明,在单一污染物体系中,MIL-101(Fe)/BiOBr可有效还原99.4%的Cr(Ⅵ)和氧化分解84.4%的恩诺沙星.值得注意的是,在Cr(Ⅵ)和恩诺沙星共存的条件下,MIL-101(Fe)/BiOBr对(Cr(Ⅵ))和恩诺沙星的去除效率明显提升,这主要是由于S型催化剂、Cr(Ⅵ)和恩诺沙星之间具有协同效应.MIL-101(Fe)/BiOBr催化剂活性增强的主要因素如下:(1)MIL-101(Fe)提供了大量的活性位点,改善了催化材料的光吸收能力.(2)S型载流子分离路径不但促进了电子和空穴的高效分离,而且增强了体系的氧化还原能力.此外,采用自由基捕获实验、电子自旋共振波谱仪、液相色谱-质谱联用技术以及毒性分析软件,系统分析了光催化反应机理、抗生素分解过程和中间产物的生物毒性.综上,本文提供一种简单有效的策略来构筑高活性的MOF/无机半导体S型异质结材料用于高效净化水体环境. 展开更多
关键词 MIL-101(Fe)/BiOBr S型异质结 Cr(Ⅵ)还原 抗生素降解 金属-有机框架材料
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不同溴源制备铁掺杂BiOBr及其可见光光催化活性研究 被引量：14
5
作者 李新玉 方艳芬 +3 位作者 熊世威 贾漫珂 马万红 黄应平 《分子催化》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期575-584,共10页
采用不同Br源制备Fe改性溴氧化铋(Fe-BiOBr)并结合X-射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、紫外可见漫反射和荧光分光光度计对催化剂进行表征.发现以NaBr作Br源能成功得到Fe掺杂BiOBr,Fe进入BiOBr晶格内部形成了Bi—O—Fe或Br—O—Fe键... 采用不同Br源制备Fe改性溴氧化铋(Fe-BiOBr)并结合X-射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、紫外可见漫反射和荧光分光光度计对催化剂进行表征.发现以NaBr作Br源能成功得到Fe掺杂BiOBr,Fe进入BiOBr晶格内部形成了Bi—O—Fe或Br—O—Fe键,Fe含量约为0.20(Fe与Bi原子比),禁带宽度为1.92 eV.相同制备条件下以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(Cetrimonium Bromide,CTAB)为溴源只能得到单纯的BiOBr,禁带宽度为2.78 eV,按其含Fe量将两种Br源制备的BiOBr分别命名为Fe0.2-BiOBr和Fe0-BiOBr.在可见光下(λ≥420 nm)降解罗丹明B(Rhodamine B,RhB)发现Fe0.2-BiOBr具有更优越的可见光活性.结合电子自旋共振及自由基捕获等实验,推测Fe 3d轨道参与了BiOBr的价带和导带形成,使其禁带宽度减小,电子空穴复合率降低,其光催化氧化机理主要涉及超氧自由基(O2·-)和空穴(h+). 展开更多
关键词 FE 掺杂 BiOBr 光催化
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