本文關(guān)鍵詞：新型Bi基異質(zhì)結(jié)納米催化材料的制備與催化性能研究　出處：《內(nèi)蒙古大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： BiOCl Bi-MOFs 異質(zhì)結(jié) 還原 煅燒 電子-空穴分離效率

【摘要】：隨著工業(yè)化和城市化的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)化石燃料如煤、石油和天然氣等的巨大消耗對能源和環(huán)境造成巨大的壓力,因此開發(fā)新能源和解決環(huán)境污染已成為當(dāng)今科學(xué)研究的重點(diǎn)。太陽能作為一種可再生、綠色清潔能源,在解決能源和環(huán)境問題中極具應(yīng)用潛力。利用光催化技術(shù)可將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能,能夠?qū)h(huán)境有機(jī)污染物催化降解,還可以將污染水資源的重金屬離子催化還原為無毒金屬離子,因此光催化技術(shù)被認(rèn)為是當(dāng)前綜合利用太陽能最為有效的途徑之一。光催化技術(shù)的核心是光催化劑,而無機(jī)半導(dǎo)體光催化劑又是一類非常重要的光催化劑。這其中,鉍基半導(dǎo)體光催化材料如鹵氧鉍作為一種性能優(yōu)異的無機(jī)半導(dǎo)體光催化劑,近年來引起人們的廣泛關(guān)注。作為鹵氧鉍光催化劑中最為重要的一種,BiOCl具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu),由[Bi2O2]2+層和雙Cl-層交替組成,其結(jié)構(gòu)、尺寸、形貌和表面特性對其光催化性能具有重要影響。然而,BiOCl光催化劑的禁帶寬度為3.5 eV,在紫外光照下具有優(yōu)異的光催化活性,而在可見光照下的光催化活性卻不盡如人意。因此,如何提高BiOCl在可見光照下的光催化活性是新型鹵氧鉍光催化劑的發(fā)展方向。本文第一部分首先制備了具有框架結(jié)構(gòu)的Bi-MOFs,并以其為前驅(qū)體,采用H2還原的方法制備了表面均勻分散有Bi單質(zhì)納米粒子的Bi/Bi-MOFs納米結(jié)構(gòu),通過將Bi/Bi-MOFs與FeCl3溶液反應(yīng)生成BiOCl內(nèi)米片,得到了嫁接于Bi-MOFs上具有BiOCl/Bi異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的新型BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料。該BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料具有獨(dú)特的異質(zhì)結(jié)分級結(jié)構(gòu),Bi-MOFs由BiOCl/Bi結(jié)構(gòu)覆蓋,可通過控制反應(yīng)時間,調(diào)控異質(zhì)結(jié)中BiOCl和Bi的含量,從而達(dá)到優(yōu)化其催化性能的目的。以紫外和可見光照下對Cr(Ⅵ)的催化還原作為模型反應(yīng),評價了異質(zhì)結(jié)BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料的光催化性能。研究表明,BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料對Cr(Ⅵ)具有很好的催化還原性能,能分別在50 min和3h內(nèi)將Cr(Ⅵ)完全還原為Cr(Ⅲ),其對可見光的響應(yīng)大大增強(qiáng),紫外光和可見光照下的光催化性能明顯優(yōu)于純BiOCl材料。其較高的光催化活性源于BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料較大的比表面積以及異質(zhì)結(jié)BiOCl/Bi較強(qiáng)的電子-空穴分離效率。本文第二部分同樣以Bi-MOFs為前驅(qū)體,采用高溫煅燒的方法制備了Bi/Bi-MOFs納米結(jié)構(gòu),將Bi/Bi-MOFs與FeCl3溶液反應(yīng),得到了嫁接于Bi-MOFs上具有BiOCl/Bi異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的新型BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料。該催化材料具有獨(dú)特的納米分級結(jié)構(gòu),Bi-MOFs表層附著Bi納米微球和BiOCl納米片。以可見光下對Cr(Ⅵ)的還原作為反應(yīng)模型,評估了高溫煅燒法制備的BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料的光催化性能。研究表明,BiOCl/Bi/Bi-MOFs催化材料對Cr(Ⅵ)具有很好的催化活性,能在2.5 h內(nèi)將Cr(Ⅵ)徹底還原,其光催化性能明顯優(yōu)于純BiOCl材料。與本文第一部分氫氣還原法制備的BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料相比,高溫煅燒法制備的BiOCl/Bi/Bi-MOFs納米催化材料催化活性得到明顯提升。本文第三部分還從Bi-MOFs前驅(qū)體出發(fā),在800℃下煅燒制備了Bi/Bi-MOFs納米結(jié)構(gòu)。利用Bi/Bi-MOFs與不同配比的FeCl3和FeBr3溶液反應(yīng)生成了具有不同BiOCl/BiOBr比例的異質(zhì)結(jié)BiOCl/BiOBr/Bi-MOFs納米催化材料。該催化材料具有獨(dú)特的納米分級結(jié)構(gòu),Bi-MOFs表層附著BiOCl/BiOBr納米片。以可見光下對Cr(Ⅵ)的還原作為反應(yīng)模型,評估了BiOCl/BiOBr/Bi-MOFs納米催化材料的光催化性能。研究表明,(BiOCl:BiOBr=1:2)/Bi-MOFs納米催化材料對Cr(Ⅵ)具有很好的催化活性,能在4h內(nèi)將Cr(Ⅵ)徹底還原,其光催化性能明顯優(yōu)于其它比例的異質(zhì)結(jié)BiOCl/BiOBr/Bi-MOFs納米催化材料。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TB383.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳樹新,郁章玉,秦永寧;納米電催化材料的研究進(jìn)展[J];曲阜師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年02期

2 ;催化材料科學(xué)國家民委-教育部共建重點(diǎn)實驗室[J];中南民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年02期

3 戴磊;龍柱;;紙質(zhì)催化材料的研究進(jìn)展[J];紙和造紙;2011年09期

4 ;中美納米催化材料報告會在上師大舉行[J];化學(xué)世界;2012年04期

5 陳冀勝;;防化科技發(fā)展的若干新領(lǐng)域[J];化工時刊;1990年07期

6 胡長文,賀慶林,王恩波;多酸型層柱催化材料[J];大學(xué)化學(xué);1997年01期

7 姚楠,熊國興,盛世善,何鳴元,楊維慎;溶膠凝膠法制備中孔分布集中的氧化鋁催化材料[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2001年S1期

8 蒙根;許中強(qiáng);朱海燕;;熱分析質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在催化材料研究中的應(yīng)用[J];工業(yè)催化;2011年03期

9 王珍珍;翟尚儒;翟濱;肖作毅;安慶大;;基于對硝基苯酚還原模型反應(yīng)的納米金催化材料[J];化學(xué)進(jìn)展;2014年Z1期

10 童東紳;夏厚勝;周春暉;;蒙皂族粘土基催化材料的設(shè)計制備和催化作用[J];催化學(xué)報;2009年11期

相關(guān)會議論文 前10條

1 謝彬;張海燕;孟祥舉;肖豐收;;環(huán)境友好路線合成沸石催化材料[A];第十五屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會論文集[C];2009年

2 盧冠忠;郭耘;王艷芹;龔學(xué)慶;郭楊龍;;稀土氧化物催化材料的制備及催化性能[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第11分會場摘要集[C];2010年

3 謝在庫;;多孔催化材料創(chuàng)新及其在基本有機(jī)化學(xué)品合成中的應(yīng)用[A];中國化工學(xué)會2005年石油化工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

4 徐魯華;翁端;吳曉東;丁紅梅;沈美慶;;淺談稀土納米催化材料的評價技術(shù)[A];中國稀土學(xué)會第四屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

5 曹榮;;金屬-有機(jī)框架化合物負(fù)載納米鈀高效催化材料[A];第六屆全國物理無機(jī)化學(xué)會議論文摘要集[C];2012年

6 譚青峰;范煜;石岡;鮑曉軍;;由Y沸石前驅(qū)體在高嶺土上原位晶化合成復(fù)合孔道催化材料[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

7 李亭;李平;余希立;周靜紅;隋志軍;;納米碳纖維／碳?xì)謴?fù)合催化材料的合成[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

8 張志智;徐志揚(yáng);李研;馬波;范峰;張海娟;張喜文;凌鳳香;;新型復(fù)合催化材料的合成與表征[A];第十一屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2007年

9 林凱峰;姜艷秋;陳娜;許憲祝;;納米介孔催化材料的合成及應(yīng)用探索[A];第十四屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2013年

10 張宏曄;孫振宇;謝蕓;劉志敏;;可控合成金屬/金屬氧化物納米催化材料的綠色方法研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第01分會場摘要集[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 陳福弟;上海石化院承擔(dān)的新型多孔催化材料創(chuàng)制項目啟動[N];中國石化報;2004年

2 鐘希;稀土催化材料的應(yīng)用進(jìn)展（一）[N];中國有色金屬報;2004年

3 記者 葉青　通訊員 粵科宣;電催化材料“基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究并行”[N];廣東科技報;2014年

4 姚燕燕;我國加快稀土環(huán)保催化材料開發(fā)[N];中國化工報;2004年

5 于生;酯化反應(yīng)催化新體系問世[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報;2008年

6 記者 王燕寧　通訊員 徐少亞 楊芳;我國合成出新催化材料并發(fā)現(xiàn)其液固相轉(zhuǎn)變催化體系[N];科技日報;2008年

7 本報記者 樊麗萍;引進(jìn)海歸,從“單兵”到團(tuán)隊[N];文匯報;2012年

8 崔晉;稀土復(fù)合氧化物催化材料研究及應(yīng)用獲進(jìn)展[N];中國有色金屬報;2003年

9 鐘希;稀土催化材料的應(yīng)用進(jìn)展（二）[N];中國有色金屬報;2004年

10 本報記者 陳丹江;用技術(shù)“催化”煤化工示范工程[N];中國化工報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 熊昆;電解析氣催化材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 于潔玫;納米TiO_2調(diào)制結(jié)構(gòu)對表面物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量傳遞的影響研究[D];山東大學(xué);2015年

3 李婷婷;含鉍氧化物復(fù)合光催化材料的制備及其光催化降解有機(jī)污染物[D];湖南大學(xué);2015年

4 張義華;鈦基催化材料的合成、表征和選擇氧化性能研究[D];大連理工大學(xué);2001年

5 林凱峰;具有高氧化活性的介孔催化材料的合成及其結(jié)構(gòu)與催化性能表征[D];吉林大學(xué);2005年

6 張f ;納米介孔催化材料的組裝構(gòu)建及其應(yīng)用研究[D];華東師范大學(xué);2009年

7 王洪林;鈦硅復(fù)合催化材料的合成、表征及催化性能[D];大連理工大學(xué);2000年

8 屈芳;粘土基多孔吸附/催化材料及其凈化典型VOCs的性能[D];浙江大學(xué);2010年

9 姚建峰;多孔催化材料的制備與表征[D];南京工業(yè)大學(xué);2005年

10 金煒陽;核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合催化材料AC@ZSM-5的構(gòu)建及其費(fèi)—托合成應(yīng)用初探[D];浙江大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張麗;負(fù)載型TiO_2納米催化材料的制備與催化性能的研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 侯和婷;多孔銅鈰基納米催化材料的制備、表征及其催化性能的研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

3 閻軍磊;具有MOFs殼層磁性催化材料的制備及性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

4 趙穎;氧化石墨烯基稀土復(fù)合催化材料的制備及其催化性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

5 王宗鑫;貴金屬負(fù)載型納米纖維催化材料的制備及其催化性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2016年

6 徐偉杰;負(fù)載型Pd催化材料的大氣壓冷等離子體增強(qiáng)制備及性能研究[D];大連大學(xué);2016年

7 史蒂超;新型Bi基異質(zhì)結(jié)納米催化材料的制備與催化性能研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2016年

8 李英俊;異質(zhì)結(jié)納米催化材料的控制合成及其電催化性能研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2016年

9 石領(lǐng)娟;新型納米催化材料的制備及性能研究[D];河北大學(xué);2013年

10 章澤杰;應(yīng)用于空氣電極的鐵系催化材料的制備及催化性能研究[D];中南大學(xué);2012年

，

本文編號：1354228