本文選題：鉍系材料 + 光催化�。� 參考：《魯東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著人民生活水平的提高和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,環(huán)境污染和資源短缺逐漸成為人類面臨的巨大挑戰(zhàn)。光催化技術(shù)能夠利用太陽(yáng)能降解環(huán)境中的有害物質(zhì),高能量密度的鋰離子電池作為一種能量存儲(chǔ)形式在生活中具有廣泛的應(yīng)用。因此,如何高效地利用和轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能以及開發(fā)其他新能源成為解決這兩大問(wèn)題的有效途徑。鉍系材料因其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)、良好的光電性能以及低廉的成本,引起了人們的極大興趣,并且在光催化降解有機(jī)污染物和促進(jìn)能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換等方面具有很大的應(yīng)用前景。本論文通過(guò)氧化還原的方法,設(shè)計(jì)并合成了Bi系基的一系列復(fù)合納米材料,構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的復(fù)合光催化材料促進(jìn)光生電荷的有效分離,提高光催化降解有機(jī)污染物效率。以KMnO_4為氧化劑,通過(guò)氧化還原反應(yīng)制備出BiOCl/MnO_x納米復(fù)合材料和Bi_2O_2CO_3/MnCO_3納米復(fù)合材料,并將Bi_2O_2CO_3/MnCO_3納米復(fù)合材料經(jīng)過(guò)500°C高溫煅燒轉(zhuǎn)變成了Bi_2O_3/MnO_x納米復(fù)合材料作為鋰離子電池的負(fù)極材料。通過(guò)三步法成功合成AgBr量子點(diǎn)耦合的多孔BiOBr。首先以乙二醇為還原劑通過(guò)簡(jiǎn)單的溶劑熱法制備多孔Bi;然后通過(guò)氧化還原反應(yīng)以NH4Fe(SO_4)2為氧化劑氧化多孔Bi來(lái)制備多孔BiOBr球;最后通過(guò)原位沉淀法,在BiOBr球上沉積AgBr量子點(diǎn)。采用X射線粉末衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)等表征手段對(duì)所制備樣品的物相和形貌進(jìn)行表征。結(jié)果表明:直徑為500 nm的三維分層BiOBr微球是由大量的納米片相互交錯(cuò)構(gòu)成;AgBr量子點(diǎn)分散BiOBr片表面而沒(méi)有改變主相BiOBr的微觀結(jié)構(gòu)和形態(tài)。BiOBr/AgBr復(fù)合材料在降解羅丹明B方面比純的BiOBr多孔球具有更好的光催化活性。通過(guò)氧化還原反應(yīng)以KMnO_4為氧化劑氧化Bi納米球制備出BiOCl/MnO_x復(fù)合材料。采用X射線粉末衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等表征手段對(duì)不同條件下所制備樣品的物相和形貌進(jìn)行表征,探究復(fù)合材料BiOCl/MnO_x的電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:BiOCl/MnO_x復(fù)合材料是由一些納米片組裝的小球和一些不規(guī)則的片狀物組成,隨著KMnO_4量的增加BiOCl/MnO_x復(fù)合材料中不規(guī)則的片狀物逐漸減少,規(guī)則的自組裝小球狀結(jié)構(gòu)逐漸增多,且形貌和尺寸變得比較均勻單一。隨著KMnO_4的量增加BiOCl/MnO_x復(fù)合材料的存儲(chǔ)能力和循環(huán)穩(wěn)定性變得更好。通過(guò)氧化還原反應(yīng)以KMnO_4為氧化劑氧化Bi納米球制備出Bi_2O_2CO_3/MnCO_3復(fù)合材料,并將Bi_2O_2CO_3/MnCO_3復(fù)合材料經(jīng)過(guò)500°C高溫煅燒轉(zhuǎn)變成了Bi_2O_3/MnO_x復(fù)合材料。采用X射線粉末衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等表征手段對(duì)不同條件下所制備樣品的物相、形貌行表征,探究Bi_2O_2CO_3/MnCO_3和Bi_2O_3/MnO_x復(fù)合材料的電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Bi_2O_2CO_3/MnCO_3復(fù)合材料是由一些片狀組成的圓球和少量正方體結(jié)構(gòu)組成的,隨著KMnO_4量的增加,樣品中會(huì)出現(xiàn)一些更小的微球及納米線,煅燒之后Bi_2O_3/MnO_x復(fù)合材料變的比較疏松多孔。與Bi_2O_2CO_3/MnCO_3復(fù)合材料相比Bi_2O_3/MnO_x復(fù)合材料具有更好的可逆性,隨著KMnO_4的量增加所制得樣品具有更好的存儲(chǔ)能力和循環(huán)穩(wěn)定性。
[Abstract]:With the improvement of people's living standards and the rapid development of economy, environmental pollution and shortage of resources are becoming a great challenge for human being. Photocatalytic technology can use solar energy to degrade harmful substances in the environment. Lithium ion batteries with high energy density are widely used in life as a form of energy storage. So, such as The efficient use and conversion of solar energy and the development of other new energy sources have become an effective way to solve these two problems. Bismuth system materials have attracted great interest due to their unique layered structure, good photoelectric performance and low cost, and they also have a great interest in photocatalytic degradation of organic pollutants and the promotion of energy storage and conversion. In this paper, a series of composite nanomaterials of Bi based on the redox method have been designed and synthesized in this paper to construct a composite photocatalyst of heterostructure to promote the effective separation of light generated charge and to improve the efficiency of photocatalytic degradation of organic pollutants. KMnO_4 is used as an oxidant and redox reaction is prepared. BiOCl/MnO_x nanocomposites and Bi_2O_2CO_3/MnCO_3 nanocomposites were transformed into Bi_2O_3/MnO_x nanocomposites as negative materials for lithium ion batteries by calcining Bi_2O_2CO_3/MnCO_3 nanocomposites at 500 degrees C at high temperature. The porous BiOBr. coupled with AgBr quantum dots was successfully synthesized by three steps. A porous Bi was prepared by a simple solvent heat method, and then porous BiOBr spheres were prepared by oxidation-reduction reaction with NH4Fe (SO_4) 2 as oxidant to oxidize porous Bi. Finally, AgBr quantum dots were deposited on BiOBr spheres by in situ precipitation. The samples were prepared by X ray powder diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The results show that the three dimensional layered BiOBr microspheres with a diameter of 500 nm are composed of a large number of nanoscale microspheres, and the AgBr quantum dots disperse the BiOBr surface without changing the main phase BiOBr, and the microstructure and morphology.BiOBr/AgBr composites have better light acceleration than the pure BiOBr porous spheres in the degradation of the Luo Danming B side. The BiOCl/MnO_x composite was prepared by oxidizing Bi nanospheres with KMnO_4 as oxidant. X ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) were used to characterize the phase and morphology of the samples prepared under different conditions, and the electrochemical properties of the composite BiOCl/MnO_x were investigated. The experimental results show that the BiOCl/MnO_x composite is composed of some small spheres assembled by some nanoscale and some irregular flakes. With the increase of the amount of KMnO_4, the irregular patches in the BiOCl/MnO_x composites gradually decrease, and the regular self assembled spherules gradually increase, and the morphology and size become more uniform and single. With the KMnO, the morphology and size of the composite are more uniform and single. The storage capacity and cyclic stability of BiOCl/MnO_x composites are better. Bi_2O_2CO_3/MnCO_3 composites are prepared by oxidation reduction reaction with KMnO_4 as oxidant to oxidize Bi nanospheres, and Bi_2O_2CO_3/MnCO_3 composites are converted to Bi_2O_3/MnO_x composites through 500 degree high temperature calcination. X ray powder is used. The final diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) are used to characterize the phase and morphology of the samples prepared under different conditions and explore the electrochemical properties of Bi_2O_2CO_3/MnCO_3 and Bi_2O_3/MnO_x composites. The results show that the Bi_2O_2CO_3/MnCO_3 composite is a sphere composed of some flakes and a small number of square bodies. With the increase of KMnO_4, some smaller microspheres and nanowires will appear in the sample. After calcining, the Bi_2O_3/MnO_x composite becomes porous and porous. Compared with the Bi_2O_2CO_3/MnCO_3 composite, the Bi_2O_3/MnO_x composite has a better reversibility, and the samples are better with the increase of the amount of KMnO_4. Storage capacity and cyclic stability.
【學(xué)位授予單位】：魯東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB332

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本文編號(hào)：1962292