本文關(guān)鍵詞：鈦酸鉍相關(guān)納米材料水熱合成和光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文采用水熱法,通過(guò)研究不同水熱反應(yīng)參數(shù)對(duì)產(chǎn)物的影響,優(yōu)化水熱工藝,成功制備了鈦酸鉍(BTO)、BiFeO3和Bi6Ti3Fe2O18納米材料,并利用離子置換技術(shù)合成了Bi6Ti3Fe2O18-BiOCl納米復(fù)合材料。利用粉末X射線(xiàn)衍射(XRD)、紫外-可見(jiàn)吸收光譜、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和可見(jiàn)光光催化降解有機(jī)物等測(cè)試手段對(duì)這些化合物的形貌、結(jié)構(gòu)及光催化性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的表征和研究。采用水熱法,研究了體系pH值、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成鈦酸鉍納米材料形貌和相組成的影響,制備得到一種新型結(jié)構(gòu)的鈦酸鉍納米帶。利用XRD和TEM對(duì)合成產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)合煅燒成相分析測(cè)定產(chǎn)物的化學(xué)成分,初步獲得了所制備的鈦酸鉍納米帶的結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)成分。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)不同反應(yīng)參數(shù)下合成的鈦酸鉍納米帶的長(zhǎng)寬比不同、晶相結(jié)構(gòu)、光催化活性不同。利用紫外-可見(jiàn)吸收光譜和X射線(xiàn)光電子能譜測(cè)定材料的禁帶寬度和價(jià)帶位置,確定了鈦酸鉍納米材料的帶隙結(jié)構(gòu)。利用可見(jiàn)光(λ390 nm)及模擬太陽(yáng)光照射下的羅丹明B降解實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了BTO納米帶樣品的光催化性能。結(jié)果表明水熱合成法制備的鈦酸鉍納米材料在反應(yīng)時(shí)間為48h、水熱溫度為200℃、溶液pH值為12.98條件下有最高的光催化活性,模擬太陽(yáng)光照射150 min羅丹明B的降解率達(dá)到93.39%,且表現(xiàn)出較好的可見(jiàn)光(λ390 nm)光催化活性。利用水熱合成法制備得到Bi FeO3納米顆粒團(tuán)聚物,光降解羅丹明B實(shí)驗(yàn)顯示,BiFeO3納米材料具有一定的光催化能力。利用水熱法合成了Bi6Ti3Fe2O18納米材料。研究了反應(yīng)時(shí)間、溶液p H值等工藝條件對(duì)產(chǎn)物形貌與結(jié)構(gòu)的影響,得到最佳水熱合成工藝條件。光催化降解羅丹明B的實(shí)驗(yàn)表明,在模擬太陽(yáng)光照射下Bi6Ti3Fe2O18的光催化能力較弱。采用離子置換法利用HCl與Bi6Ti3Fe2O18反應(yīng),得到Bi6Ti3Fe2O18-BiOCl納米復(fù)合材料。研究了不同反應(yīng)時(shí)間(2h、3h、4h)對(duì)復(fù)合材料微觀形貌、光催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明Bi6Ti3Fe2O18與HCl反應(yīng)4h的光催化性能最優(yōu)。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)Bi6Ti3Fe2O18-Bi OCl納米材料的光催化活性?xún)?yōu)于BTO和Bi Fe O3納米材料,并且在大于390nm可見(jiàn)光照射下也有較好的光催化活性。
【關(guān)鍵詞】：鈦酸鉍 納米材料 水熱法 光催化 復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ135.32;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 選題背景10-11
• 1.1.1 中國(guó)水資源概況10
• 1.1.2 染料廢水的處理方法10-11
• 1.2 半導(dǎo)體光催化11-17
• 1.2.1 半導(dǎo)體的基本屬性與光催化反應(yīng)機(jī)理11-12
• 1.2.2 影響光催化反應(yīng)活性的因素12-15
• 1.2.3 半導(dǎo)體光催化劑的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 鈦酸鉍系光催化材料研究進(jìn)展17-19
• 1.3.1 鈦酸鉍系化合物合成方法17-19
• 1.4 本論文研究的意義和內(nèi)容19-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法21-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器21-22
• 2.2 催化劑的制備22-23
• 2.2.1 BiFeO_3的制備22
• 2.2.2 鈦酸鉍納米材料的制備22
• 2.2.3 Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)的制備22-23
• 2.2.4 BiOCl與Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)復(fù)合光催化劑的制備23
• 2.3 催化劑表征方法23-24
• 2.3.1 X射線(xiàn)衍射測(cè)試23
• 2.3.2 X射線(xiàn)光電子能譜23
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡23-24
• 2.3.4 透射電子顯微鏡24
• 2.4 樣品光催化性能表征24-27
• 2.4.1 光催化反應(yīng)裝置及光催化基準(zhǔn)條件確定24
• 2.4.2 紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析24-25
• 2.4.3 樣品光催化性能表征25-27
• 第3章 鈦酸鉍納米材料水熱合成及性能表征27-44
• 3.1 引言27-28
• 3.1.1 鈦酸鉍納米材料制備和性能表征27-28
• 3.2 結(jié)果與討論28-43
• 3.2.1 水熱合成條件對(duì)鈦酸鉍納米材料形貌及相組成的影響28-34
• 3.2.2 鈦酸鉍納米帶的結(jié)構(gòu)分析34-38
• 3.2.3 鈦酸鉍納米帶紫外-可見(jiàn)透射光譜38-39
• 3.2.4 鈦酸鉍納米帶的X射線(xiàn)光電子能譜39-40
• 3.2.5 鈦酸鉍納米帶的光催化性能研究40-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第4章 BiFeO_3、Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)與Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)-BiOCl納米復(fù)合材料的水熱合成及性能表征44-60
• 4.1 BiFeO_3的水熱合成及其性能表征44-47
• 4.1.1 Bi FeO_3概況44
• 4.1.2 Bi FeO_3的制備及性能表征44-47
• 4.2 Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)的水熱合成及其性能表征47-55
• 4.2.1 Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)概況47
• 4.2.2 Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)的制備47-48
• 4.2.3 反應(yīng)溶液p H值對(duì)Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)形貌結(jié)構(gòu)的影響48-50
• 4.2.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)樣品形貌結(jié)構(gòu)的影響50-52
• 4.2.5 工藝參數(shù)優(yōu)化52-54
• 4.2.6 光催化活性54-55
• 4.3 Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)-BiOCl復(fù)合材料的水熱合成及其性能表征55-58
• 4.3.1 鹵氧化鉍化合物概況55-56
• 4.3.2 Bi_6Ti_3Fe_2O_(18)-BiOCl復(fù)合材料的制備及性能表征56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 陳少波;劉欣;;共沉淀法制備釹摻雜鈦酸鉍粉體[J];山東陶瓷;2011年02期

2 唐慶圓;李耀剛;闞艷梅;張國(guó)軍;王佩玲;;共沉淀法制備釩摻雜鈦酸鉍粉體及其陶瓷性能研究[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2007年04期

3 史竹青;王艷;樊彩梅;王韻芳;丁光月;;BiOCl催化劑的制備及光催化性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年10期

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本文編號(hào)：334061