CN113546615A - Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于压电光催化剂领域，特别涉及一种Bi2WO6/Black‑TiO2复合催化剂及其制备方法和应用。复合催化剂以黑钛为载体，钨酸铋为活性组分，Bi2WO6在催化剂中的质量含量为0.1％～10％，该催化剂用于在太阳光下压电降解罗丹明B。本发明的复合光催化剂合成方法简单、成本低廉、绿色环保。对有机染料具有更强的吸附能力和更好的光催化活性。另外，Bi2WO6与B‑TiO2能很好地结合形成异质结结构，二者协同改善了载流子的分离，提高电子空穴的分离效率，在太阳光照射下表现出优异的压电‑光催化性能。
Description
技术领域
本发明属于光催化剂领域，具体涉及一种Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
环境污染和破坏以及能源短缺是在全球范围内面临的最严重问题。随着造纸和纺织等行业的快速发展，生产过程中会排放大量有机污染物，其中染料废水化学耗氧量高、成分复杂。废水中的有机染料污染物具有高的溶解性和稳定性，难以去除。然而，大多数Advanced Oxidation Process技术仍然有许多问题需要克服。例如，基于半导体的光催化在有条件使用和太阳能效率方面有局限性。常用的臭氧氧化法操作成本高，Fenton氧化法受pH值范围窄和产生离子型污泥的限制。而且，常规的生化法很难降解其中的有机污染物组分。
目前，压电-光催化已经成为近年来人们的研究热点。因为压电-光催化能有效利用自然界的太阳能、风能、水波能等。压电效应是材料在所受应力改变时产生电势差的效应。随着科学技术的进步，压电材料在能源环境领域的研究越来越受到关注，尤其是压电材料与光催材料相结合，既能提高光催化效率，又能耦合自然界的风能、水波能和太阳能于一体，若能优化组合，则能发挥最佳的能源环境效益。
TiO2具有高效、无毒、化学性质稳定的特点，是目前研究最广泛的光催化剂。在光照作用下，TiO2纳米颗粒会将有机污染物分解成二氧化碳以及水等无污染的物质，这就让TiO2纳米颗粒在环境治理上将有较大的作用，它的优势在于不会产生二次污染物，充分利用太阳光能来做能源，成本也很低。但是，锐钛矿型TiO2，价带电子被成功激发跃迁后，产生的光生电子和空穴极易复合，使得TiO2光催化剂的综合量子产率降低，从而降低了TiO2的光催化效率。
Bi2WO6是一种钙钛矿型半导体材料，其禁带宽度为2.8eV，光生电子-空穴对的高复合率使光催化活性下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以黑钛为载体，钨酸铋为活性组分的复合催化剂，应用于压电光催化降解罗丹明B。该催化剂稳定性好，制备方法简单高效、成本低廉、经济环保。
具体制备方法步骤如下：
(1)采用水热法制备Bi2WO6，制备流程如下：先称取Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O放入聚四氟乙烯内衬中，加入去离子水和硝酸溶液，搅拌15min，然后采用HCl调节pH范围为2～9，放入烘箱，调节温度为160℃，设置时间为10h。冷却为室温后，用水和无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱，调节温度进行干燥，最终得到淡黄色的粉末，即Bi2WO6粉末。
其中，硝酸铋与钨酸钠的摩尔比为2:1，干燥温度为45℃～65℃，干燥时间为8h～12h。
(2)B-TiO2采用溶胶法制备，制备流程如下：准备两个烧杯，分别标为A和B，将300ml无水乙醇和100ml钛酸四丁酯放入烧杯A，搅拌30min。将40ml冰醋酸，40ml去离子水，100ml乙醇放入烧杯B，待搅拌完成后，将B烧杯中的溶液倒入A烧杯溶液中，然后放烘箱，设置时间为16h，温度为120℃。然后放入管式炉中，通氮气，煅烧温度为400℃～600℃，保温时间为3h。
(3)将B-TiO2和Bi2WO6在水中混合，超声1小时，搅拌4小时，然后放入烘箱。温度设为100℃，时间为8小时。冷却到室温后，得到产物Bi2WO6/B-TiO2。
其中，按照质量比，Bi2WO6：B-TiO2＝1：10～1000。
上述方法制备的光催化剂Bi2WO6/B-TiO2在太阳光的条件下，压电降解罗丹明B。方法如下：称取15～25mg的催化剂和50～70mL的8～12mol/L的罗丹明B放入烧杯中，首先暗态条件下用恒温磁力搅拌器搅拌30min，转速为200～300r/min，然后在30～50W的氙灯下进行反应，氙灯与罗丹明B染料废水的液面距离为10～20cm，光照时间为50～70min，在超声条件下，完成对有机污染物的降解。
本发明的有益效果：本发明合成的Bi2WO6/B-TiO2新型光催化剂，合成方法简单、成本低廉、绿色环保。Bi2WO6/B-TiO2复合材料对有机染料具有更强的吸附能力和更好的光催化活性。另外，Bi2WO6与B-TiO2能很好地结合形成异质结结构，二者协同改善了载流子的分离，提高电子空穴的分离效率，在太阳光照射下表现出优异的压电-光催化性能。
附图说明：
图1是实施例5、对照例3合成的Bi2WO6/B-TiO2催化剂和B-TiO2的XRD图。
图2是实施例5合成的Bi2WO6/B-TiO2催化剂的扫描电镜图。
图3是实施例5合成Bi2WO6/B-TiO2催化剂的降解罗丹明B的性能图。
图4是实施例5合成Bi2WO6/B-TiO2催化剂在不同条件下降解罗丹明B的性能图。
图5是实施例5、8、9、10、11的降解罗丹明B的柱状图。
图6是不同捕获剂的添加对催化降解RhB溶液的平衡曲线图。
图7为Bi2WO6、B-TiO2和Bi2WO6/B-TiO2的氮气吸附脱附曲线。
图8为Bi2WO6、B-TiO2和Bi2WO6/B-TiO2的孔径分布图。
具体实施方式
Bi2WO6制备方法为：先称取2.425g Bi(NO3)3·5H2O，0.284g的Na2WO4·2H2O放入聚四氟乙烯内衬中，加入10ml的去离子水，10ml的4mol/L的硝酸溶液，搅拌15min，然后采用盐酸调节pH值为2.8，放入烘箱，调节温度为160℃，设置时间为10h。冷却为室温后，用水和无水乙醇洗涤至pH＝7，放入真空干燥箱，调节温度为60℃，时间设置为10h，最终得到淡黄色的粉末，即Bi2WO6粉末。
B-TiO2制备制备方法为：准备两个烧杯，分别标为A和B，将300ml无水乙醇和100ml钛酸四丁酯放入烧杯A，搅拌30min。将40ml冰醋酸，40ml去离子水，100ml乙醇放入烧杯B，待搅拌至均匀完成后，将B烧杯中的溶液倒入A溶液中，然后放烘箱，设置时间为16h，温度为120℃。然后放入管式炉中通氮气，煅烧温度为500℃，保温时间为3h。
所述降解效率是按如下公式计算：
R＝(C-C0)/C0*100％
R:降解效率
C0:初始浓度
C:降解反应后的浓度。
实施例1
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:20，即5％Bi2WO6/B-TiO2，混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。首先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为86.65％。
实施例2
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:100，即1％Bi2WO6/B-TiO2，混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。首先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为94.2％。
实施例3
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比3:400，即0.75％Bi2WO6/B-TiO2，混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为95.8％。
实施例4
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比11:1000，即0.55％Bi2WO6/B-TiO2，混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。首先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为97.17％。
实施例5
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200，即0.5％Bi2WO6/B-TiO2，混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为98.4％。
实施例6
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:400，即0.25％Bi2WO6/B-TiO2，混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为97.3％。
实施例7
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:1000，即0.1％Bi2WO6/B-TiO2，混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为92.2％。
实施例8
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取5mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为48.37％。
实施例9
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取10mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为59.08％。
实施例10
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取40mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为92.36％。
实施例11
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂和0.33g乙二胺四乙酸二钠，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为43.02％。
实施例12
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂和100μl异丙醇，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为72.65％。
实施例13
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂和0.18g对苯醌，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为46.15％。
对照例1
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到降解效率为66.9％。
对照例2
将原料Bi2WO6、B-TiO2按质量比1:200混合于80ml的去离子水中，超声1小时，搅拌4小时，放入烘箱，设置温度为100℃，保持8小时。待冷却至室温后研磨，得到Bi2WO6/B-TiO2催化剂。
称取20mg的Bi2WO6/B-TiO2催化剂，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在超声的条件下，降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到制备例1的降解效率为42.3％。
对照例3
称取20mg的B-TiO2，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到制备例1的降解效率为68％。
对照例4
称取20mg的Bi2WO6，分散在60ml的罗丹明B中。先暗态搅拌30min，然后在太阳光的条件下，超声降解60min，通过测量分光度，计算降解效率，经分析计算得到制备例1的降解效率为64.88％。
Claims (9)
1.一种Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂以黑钛为载体，钨酸铋为活性组分，Bi2WO6在催化剂中的质量含量为0.1％～10％。
2.一种Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：
(1)采用水热法制备Bi2WO6：
先称取Bi(NO3)3·5H20和Na2WO4·2H2O放入聚四氟乙烯内衬中，加入去离子水和硝酸溶液搅拌，然后调节pH值，放入160℃烘箱10h，冷却为室温后，用去离子水和无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱中干燥，得到淡黄色的Bi2WO6粉末；
(2)采用溶胶法制备B-TiO2：
准备两个烧杯，分别标为A和B，将无水乙醇和钛酸四丁酯放入烧杯A，磁力搅拌均匀；将冰醋酸，去离子水和无水乙醇放入烧杯B，搅拌均匀；待搅拌完成后，将B烧杯中的溶液倒入A烧杯溶液中，然后放120℃烘箱16h，待冷却后，放入管式炉，通氮气煅烧，得到B-TiO2；
(3)将B-TiO2和Bi2WO6在水中混合超声、搅拌均匀，然后放入烘箱中干燥，得到产物Bi2WO6/B-TiO2。
3.根据权利要求2所述的Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用HCl调节pH值范围为2～9。
4.根据权利要求2所述的Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硝酸铋与钨酸钠的摩尔比为2:1，干燥温度为45℃～65℃，干燥时间为8h～12h。
5.根据权利要求2所述的Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，A烧杯中乙醇和钛酸四丁酯的体积比为:3：1，B烧杯中乙醇、冰醋酸和去离子水的体积比为10：4：4。
6.根据权利要求2所述的Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，采用管式炉煅烧，保持温度为400℃～600℃，煅烧3小时。
7.根据权利要求2所述的Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，Bi2WO6和B-TiO2的质量比为1：10～1000。
8.根据权利要求1所述的Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂在太阳光下压电降解罗丹明B。
9.根据权利要求8所述的Bi2WO6/Black-TiO2复合催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂的应用方法为：称取15～25mg的催化剂和50～70mL的8～12mol/L的罗丹明B放入烧杯中，首先暗态条件下用恒温磁力搅拌器搅拌30min，转速为200～300r/min，然后在30～50W的氙灯下进行反应，氙灯与罗丹明B染料废水的液面距离为10～20cm，光照时间为50～70min，在超声条件下，完成对有机污染物的降解。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113955823A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-21 | 常州大学 | 1T/2H MoSe2/Bi2WO6压电-光复合催化剂的应用 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101972639A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-02-16 | 中国石油大学(华东) | 分段煅烧法制备高活性二氧化钛光催化剂的方法 |
| CN102249300A (zh) * | 2011-05-12 | 2011-11-23 | 陕西鸿禧新材料有限公司 | 一种制备黑色二氧化钛的方法 |
| CN102335602A (zh) * | 2010-07-21 | 2012-02-01 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种钨酸铋复合光催化剂及其制备和应用 |
| CN104607178A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-13 | 延安大学 | 一种钨酸铋-二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法 |
| CN105597728A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-05-25 | 电子科技大学 | 二氧化钛/钛酸铋超声强化型光催化剂及其制备方法 |
| CN108579715A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-28 | 徐靖才 | 一种多孔易分离二氧化钛纳米催化剂的制备方法 |
| CN109529807A (zh) * | 2018-12-23 | 2019-03-29 | 上海师范大学 | 增强光催化降解反应的压电-光催化剂及其制法和应用 |
| CN109911933A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-21 | 广东工业大学 | 一种黑色二氧化钛纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN110420630A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-08 | 上海市农业科学院 | 一种黑色二氧化钛光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110882704A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-03-17 | 常州大学 | 一种棒状硫化镉复合钨酸铋z型异质结光催化材料的制备方法 |
| CN111450823A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-28 | 南京奇安威尔环境科技有限公司 | 一种降解NO的复合催化剂GQD/Bi2WO6及其制备方法 |
-
2021
- 2021-07-29 CN CN202110867764.0A patent/CN113546615A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102335602A (zh) * | 2010-07-21 | 2012-02-01 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种钨酸铋复合光催化剂及其制备和应用 |
| CN101972639A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-02-16 | 中国石油大学(华东) | 分段煅烧法制备高活性二氧化钛光催化剂的方法 |
| CN102249300A (zh) * | 2011-05-12 | 2011-11-23 | 陕西鸿禧新材料有限公司 | 一种制备黑色二氧化钛的方法 |
| CN104607178A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-13 | 延安大学 | 一种钨酸铋-二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法 |
| CN105597728A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-05-25 | 电子科技大学 | 二氧化钛/钛酸铋超声强化型光催化剂及其制备方法 |
| CN108579715A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-28 | 徐靖才 | 一种多孔易分离二氧化钛纳米催化剂的制备方法 |
| CN109529807A (zh) * | 2018-12-23 | 2019-03-29 | 上海师范大学 | 增强光催化降解反应的压电-光催化剂及其制法和应用 |
| CN109911933A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-21 | 广东工业大学 | 一种黑色二氧化钛纳米材料及其制备方法和应用 |
| CN110420630A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-08 | 上海市农业科学院 | 一种黑色二氧化钛光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110882704A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-03-17 | 常州大学 | 一种棒状硫化镉复合钨酸铋z型异质结光催化材料的制备方法 |
| CN111450823A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-28 | 南京奇安威尔环境科技有限公司 | 一种降解NO的复合催化剂GQD/Bi2WO6及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| AIZE HAO ET AL.: ""Boosting the piezocatalytic performance of Bi2WO6 nanosheets towards the degradation of organic pollutants"" * |
| HUA LEI ET AL.: ""Built-in piezoelectric field improved photocatalytic performance of nanoflower-like Bi2WO6 using low-power white LEDs"" * |
| MEINA ZHANG: ""Synthesis of Bi2WO6/TiO2 flake nano-heterostructure photocatalyst and its photocatalytic performance under visible light irradiation"", 《J MATER SCI: MATER ELECTRON》 * |
| S. MURCIA-LÓPEZ ET AL.: ""Photocatalytic activity of single and mixed nanosheet-like Bi2WO6 and TiO2 for Rhodamine B degradation under sunlike and visible illumination"", 《APPLIED CATALYSIS A: GENERAL》 * |
| XINGANG XU ET AL.: ""Piezo-photocatalytic Activity of Bi0.5Na0.5TiO3@TiO2 Composite Catalyst with Heterojunction for Degradation of Organic Dye Molecule"" * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113955823A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-21 | 常州大学 | 1T/2H MoSe2/Bi2WO6压电-光复合催化剂的应用 |
| CN113955823B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-08-25 | 常州大学 | 1T/2H MoSe2/Bi2WO6压电-光复合催化剂的应用 |
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