本文選題：晶面調(diào)控 + 設(shè)計(jì)與合成　； 參考：《安徽師范大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：環(huán)境問題與能源問題是當(dāng)今社會(huì)面臨的兩大難題,半導(dǎo)體光催化技術(shù)在環(huán)境污染控制和新能源開發(fā)領(lǐng)域具有極好的應(yīng)用前景,而高效、高穩(wěn)定性的半導(dǎo)體光催化劑的開發(fā)則是光催化領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。對(duì)半導(dǎo)體光催化劑暴露晶面的有效調(diào)控是提高其光催化活性的重要途徑。本論文中,我們主要研究了晶面可控的BiOCl納米材料的合成及光催化性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.采用水熱法,通過調(diào)節(jié)HCl的濃度合成了暴露(001)晶面的Bi OCl納米薄片。隨HCl濃度的增加,暴露(001)晶面的BiOCl納米片的厚度從7 nm逐漸增加到200 nm。HCl濃度為8 mmol/L時(shí)得到厚度約為7-15 nm的BiOCl納米薄片。隨著BiOCl納米薄片的厚度逐漸減小,其光催化活性逐漸增強(qiáng),主要原因是:隨著BiOCl納米片厚度減小,在BiOCl[001]方向自誘導(dǎo)內(nèi)電場(chǎng)作用下,光生電子或空穴向(001)面擴(kuò)散的距離變短,從而使光生電子-空穴對(duì)的分離與傳遞速率增大;此外,較薄的BiOCl納米片具有較大的比表面積,有利于對(duì)羅丹明B分子的吸附,從而增強(qiáng)BiOCl的光敏化作用。2.利用葡萄糖作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,水熱合成一維BiOCl納米材料。這種結(jié)構(gòu)由暴露(001)晶面的BiOCl納米薄片沿著[001]方向自組裝堆積而成,從而導(dǎo)致組裝后的一維BiOCl納米材料暴露(110)晶面。光催化性能研究顯示,催化劑表現(xiàn)出明顯的晶面依賴的光催化活性,(001)晶面的催化活性明顯高于(110)晶面。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)合成晶面可控的半導(dǎo)體催化劑提供了一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法。3.對(duì)上文合成的暴露(110)晶面的一維BiOCl納米材料高溫煅燒,得到一維BiOCl/Bi4O5Cl2異質(zhì)結(jié)構(gòu)。采用XRD、SEM、TEM、TG、XPS和UV-Vis等對(duì)產(chǎn)物的組成、結(jié)構(gòu)、形貌及光學(xué)性能進(jìn)行了表征。光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,暴露晶面和異質(zhì)結(jié)的形成都對(duì)催化活性有重要的影響作用。當(dāng)復(fù)合材料中含有少量或過量的Bi4O5Cl2時(shí),晶面對(duì)催化活性的影響強(qiáng)于異質(zhì)結(jié),而當(dāng)復(fù)合材料中含有適量的Bi4O5Cl2時(shí),異質(zhì)結(jié)對(duì)催化活性的影響起主要作用。自由基捕獲實(shí)驗(yàn)表明,BiOCl/Bi4O5Cl2異質(zhì)結(jié)在催化過程中起主要作用的反應(yīng)活性物種是?O2-和h+。
[Abstract]:Environmental problems and energy problems are two major problems facing the society today. Semiconductor photocatalytic technology has an excellent application prospect in the field of environmental pollution control and new energy development. The development of high stability semiconductor photocatalyst is the focus of photocatalysis. It is an important way to improve the photocatalytic activity of semiconductor photocatalyst by effectively controlling the exposed crystal surface. In this thesis, we mainly studied the synthesis and photocatalytic properties of BiOCl nanomaterials with controllable crystal surface. The specific contents of the study are as follows: 1. Bi OCl nanocrystals with exposed surface were synthesized by hydrothermal method by adjusting the concentration of HCl. With the increase of HCl concentration, the thickness of BiOCl nanocrystals on the exposed surface increased from 7 nm to 8 mmol/L at 200 nm.HCl concentration, and the thickness of BiOCl nanocrystals was about 7-15 nm. With the decrease of the thickness of BiOCl nanocrystals, the photocatalytic activity increases gradually. The main reason is that with the decrease of the thickness of BiOCl nanocrystals, the diffusion distance of photogenerated electrons or holes to the surface of BiOCl [001] becomes shorter under the action of self-induced internal electric field in the direction of BiOCl [001]. Therefore, the separation and transfer rate of photogenerated electron-hole pairs are increased, and the thin BiOCl nanoparticles have a larger specific surface area, which is favorable to the adsorption of Rhodamine B molecules, thus enhancing the Guang Min reaction of BiOCl. 2. One dimensional BiOCl nanomaterials were synthesized by hydrothermal method using glucose as structural guide. The structure is composed of BiOCl nanocrystalline wafers with exposed surface (001) and self-assembled along [001] direction, which leads to the exposure of one-dimensional BiOCl nanomaterials to the crystal plane (110). The photocatalytic properties of the catalyst show that the catalytic activity of the crystal surface is obviously higher than that of the crystal surface. This work provides a simple and effective method for designing and synthesizing semiconductor catalysts with controllable crystal face. One-dimensional BiOCl/Bi4O5Cl2 heterostructures were obtained by calcination of one-dimensional BiOCl nanomaterials with exposed crystal planes above. The composition, structure, morphology and optical properties of the products were characterized by XRDX, SEM, TGX and UV-Vis. The results of photocatalytic experiments show that both the exposed crystal plane and the formation of heterojunction have an important effect on the catalytic activity. When there is a little or too much Bi4O5Cl2 in the composite, the effect of the crystal on the catalytic activity is stronger than that on the heterojunction, but when the composite contains a proper amount of Bi4O5Cl2, the heterogeneity plays a major role in the influence of the catalytic activity. Free radical trapping experiments show that the reactive species of BiOCl-Bi4O5Cl2 heterojunction play a major role in the catalytic process are O _ 2- and h.
【學(xué)位授予單位】：安徽師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O643.36;TB383.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 杜仕國,施冬梅,鄧輝;納米材料的特異效應(yīng)及其應(yīng)用[J];自然雜志;2000年02期

2 ;納米材料 新世紀(jì)的黃金材料[J];城市技術(shù)監(jiān)督;2000年10期

3 ;什么是納米材料[J];中國粉體技術(shù);2000年05期

4 鄒超賢;納米材料的制備及其應(yīng)用[J];廣西化纖通訊;2000年01期

5 吳祖其;納米材料[J];光源與照明;2000年03期

6 ;納米材料的特性與應(yīng)用方向[J];河北陶瓷;2000年04期

7 沈青;納米材料的性能[J];江蘇陶瓷;2000年01期

8 李良訓(xùn);納米材料的特性及應(yīng)用[J];金山油化纖;2000年01期

9 劉冰,任蘭亭;21世紀(jì)材料發(fā)展的方向—納米材料[J];青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年03期

10 劉憶,劉衛(wèi)華,訾樹燕,王彥芳;納米材料的特殊性能及其應(yīng)用[J];沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王少強(qiáng);邱化玉;;納米材料在造紙領(lǐng)域中的應(yīng)用[A];'2006（第十三屆）全國造紙化學(xué)品開發(fā)應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 宋云揚(yáng);余濤;李艷軍;;納米材料的毒理學(xué)安全性研究進(jìn)展[A];2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(第四卷)[C];2010年

3 ;全國第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2001年

4 鐘家湘;葛雄章;劉景春;;納米材料改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐與建議[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2001年

5 高善民;孫樹聲;;納米材料的應(yīng)用及科研開發(fā)[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2001年

6 ;全國第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（下卷）[C];2001年

7 金一和;孫鵬;張穎花;;納米材料的潛在性危害問題[A];中國毒理學(xué)通訊[C];2001年

8 張一方;呂毓松;任德華;陳永康;;納米材料的二種制備方法及其特征[A];第四屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

9 古宏晨;;納米材料產(chǎn)業(yè)化重大問題及共性問題[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國第三屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2003年

10 馬玉寶;任憲福;;納米科技與納米材料[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國第三屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 周建人;我國出臺(tái)首批納米材料國家標(biāo)準(zhǔn)[N];中國建材報(bào);2005年

2 記者 王陽;上海形成納米材料測(cè)試服務(wù)體系[N];上�？萍紙�(bào);2004年

3 ;納米材料七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2005年

4 通訊員 韋承金邋記者 馮國梧;納米材料也可污染環(huán)境[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

5 廖聯(lián)明;納米材料 利弊皆因個(gè)頭小[N];健康報(bào);2009年

6 盧水平;院士建議開展納米材料毒性研究[N];中國化工報(bào);2009年

7 郭良宏 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員 江桂斌 中國科學(xué)院院士;納米材料的環(huán)境應(yīng)用與毒性效應(yīng)[N];中國社會(huì)科學(xué)報(bào);2010年

8 記者 任雪梅　莫璇;中科院納米材料產(chǎn)業(yè)園落戶佛山[N];佛山日?qǐng)?bào);2011年

9 實(shí)習(xí)生 高敏;納米材料：小身材涵蓋多領(lǐng)域[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

10 本報(bào)記者 李軍;納米材料加速傳統(tǒng)行業(yè)升級(jí)[N];中國化工報(bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊楊;功能化稀土納米材料的合成及其生物成像應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 王艷麗;基于氧化鈦和氧化錫納米材料的制備及其在能量存儲(chǔ)中的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 吳勇權(quán);含銪稀土納米材料的功能化及其生物成像應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 曹仕秀;二硫化鎢(WS_2)納米材料的水熱合成與光吸收性能研究[D];重慶大學(xué);2015年

5 廖蕾;基于功能納米材料的電化學(xué)催化研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

6 胥明;一維氧化物、硫化物納米材料的制備，功能化與應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

7 李淑煥;納米材料親疏水性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定與計(jì)算預(yù)測(cè)[D];山東大學(xué);2015年

8 范艷斌;亞細(xì)胞水平靶向的納米材料的設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

9 丁泓銘;納米粒子與細(xì)胞相互作用的理論模擬研究[D];南京大學(xué);2015年

10 駱凱;基于金和石墨烯納米材料的生物分子化學(xué)發(fā)光新方法及其應(yīng)用[D];西北大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 向蕓頡;卟啉納米材料的制備及其應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2010年

2 劉武;層狀納米材料/聚合物復(fù)合改性瀝青的制備與性能[D];華南理工大學(xué);2015年

3 劉小芳;基于納米材料/聚合膜材料構(gòu)建的電化學(xué)傳感器應(yīng)用于生物小分子多組分的檢測(cè)[D];西南大學(xué);2015年

4 王小萍;基于金納米材料構(gòu)建的電化學(xué)傳感器及其應(yīng)用[D];上海師范大學(xué);2015年

5 郭建華;金納米材料的修飾及其納米生物界面的研究[D];河北大學(xué);2015年

6 魏杰;普魯士藍(lán)納米粒子的光熱毒性研究[D];上海師范大學(xué);2015年

7 張華艷;改性TiO_2納米材料的制備及其光電性能研究[D];河北大學(xué);2015年

8 胡雪連;基于納米材料的新型熒光傳感體系的構(gòu)筑[D];江南大學(xué);2015年

9 黃樊;氧化鈷基催化材料形貌、晶面控制與催化性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

10 周佳林;新型核殼結(jié)構(gòu)金納米材料用于腫瘤的近紅外光熱治療研究[D];浙江大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1912777