近年來,化石能源燃燒產生的大量CO2和工業(yè)生產排放的有機污染物已經影響了人類的生活。以半導體材料為主的光催化劑由于綠色清潔、產物沒有二次污染等優(yōu)點應用在有機污染物的降解和CO2還原領域。因此,制備一種既高效又環(huán)保的光催化劑是當下的研究熱潮。鉍系材料因為帶隙小,可以在可見光下吸收而被應用于光催化降解和CO2還原中,但載流子的高效復合在一定程度上抑制了材料的催化能力,導致催化的效率低。研究發(fā)現(xiàn),構筑鉍系材料固溶體或異質結構可以提高材料的光催化性能。本文把單一的鉍系材料和其他半導體材料通過電紡和溶劑熱制備方法來構筑復合材料。進而提高鉍系材料催化性能。具體工作內容如下:（1）采用電紡技術制備聚丙烯腈（PAN）納米纖維,并以PAN納米纖維為骨架,利用溶劑熱法合成Bi2W0.5Mo0.5O6納米管。光催化實驗表明,Bi2W0.5Mo0.5O6固溶體納米管比Bi2MoO6和Bi2WO6納米管的催化性能更好。這是由于元素之間存在著電子協(xié)同效應,并且Bi2W0.5Mo0.5O6固溶體納米管的中空的結構可以使光在其內部發(fā)生多次的反射,提高了吸收光的能力,顯著改善了將CO2光還原為CO/CH4的催化活性。（... 

【文章來源】：哈爾濱師范大學黑龍江省

【文章頁數】：44 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

反應釜示意圖

第3章Bi2W0.5Mo0.5O6固溶體納米管及其CO2光還原性能研究11Bi2W0.5Mo0.5O6生長在PAN納米纖維表面上，表明形成了PAN/Bi2W0.5Mo0.5O6復合納米纖維。把PAN/BWMO復合納米纖維進行熱處理后，PAN納米纖維由于熱分解而被完全去除，進而得到具有管狀結構的Bi2W0.5Mo0.5O6固溶體。從圖3-1（c）中，我們可以看到BWMONTs管道的外徑大約為400nm，壁厚大約為80nm左右，管道的平均直徑大約為240nm。從圖3-1（d）的TEM圖像中可以觀察到深色邊緣和淺色中心之間形成了明顯的亮度對比，這也進一步證實了中空結構的形成。圖3-1（a）PAN納米纖維的SEM圖像（b）PAN/BWMO納米纖維的SEM圖像（c）BWMONT的SEM圖像（d）BWMONTs的TEM圖像Fig.3-1(a)SEMimageofPANnanofibers(b)SEMimageofthePAN/BWMOnanofibers(c)SEMimageoftheBWMONTs(d)TEMimageoftheBWMONTs為了進一步闡明樣品的組成成分和結構特征，我們采用TEM-EDX沿著BWMONTs的徑向掃描（圖3-2中嵌入的紅線）獲得了納米管結構中各組成部分的空間分布。在壁面區(qū)域中發(fā)現(xiàn)了Bi、W和Mo的三個信號峰。這與在SEM和TEM圖像中觀察到BWMONTs的結構一致。另外，EDX的圖譜分析表明，BWMONTs中W和Mo的摩爾比約為1:1.05。

哈爾濱師范大學碩士學位論文12圖3-2TEM-EDX線掃描BWMONTs的光譜Fig.3-2TEM-EDXlinescansspectraofBWMONTs從圖3-3的XRD圖譜中可以看出，PAN納米纖維由于其無定型的高分子結構而展現(xiàn)出較差的結晶性，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的衍射峰。Bi2MoO6和Bi2WO6因為都是Aurivillius結構，通常情況下它們具有相同的晶體結構，它們的峰幾乎是在相同的衍射角上獲得的，因此，XRD的圖譜不能有效區(qū)分這兩種具有相同結構的物質。對于PAN/BWMO復合納米纖維，主要的強衍射峰與Bi2MoO6或Bi2WO6的標準卡片（JCPDS76-2388）匹配，表明形成了Bi2W0.5Mo0.5O6固溶體。BWMONTs的XRD圖譜顯示出更高的強度和更窄的衍射峰，這表明煅燒在增強結晶的過程中起著主導作用。圖3-3樣品的XRD圖Fig.3-3XRDpatternsofthesamples


本文編號：3514052