本文關(guān)鍵詞：鉍基含氧酸鹽微納材料的制備及其性能研究

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【摘要】：眾所周知,材料結(jié)構(gòu)決定其性能。針對(duì)微納材料,這一特點(diǎn)顯然更為突出。本論文為了合成結(jié)構(gòu)新穎的半導(dǎo)體催化劑,主要采用水熱法等“綠色化學(xué)技術(shù)”制備出了一系列鉍基含氧酸鹽,其中主要包括鉬酸鉍(Bi_2MoO_6)、鎢酸鉍(Bi_2WO_6)、釩酸鉍(BiVO_4)以及磷酸鉍(BiPO_4)。論文中針對(duì)各目標(biāo)產(chǎn)物等進(jìn)行了一系列表征分析,并深入地探討了其生長機(jī)理和光學(xué)性能,其主要實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容及結(jié)果可簡要?dú)w納如下:1、采用了一種簡單溫和的十二烷基磺酸鈉(SDS)輔助水熱法合成了一種結(jié)構(gòu)新穎的納米帶組裝的三維(3D)蜂窩狀Bi_2MoO_6超結(jié)構(gòu)(BMO-1)。通過對(duì)制備的樣品進(jìn)行了XRD、FESEM、HRTEM、BET和UV-vis DRS等測試分析,發(fā)現(xiàn)合成的BMO-1表現(xiàn)出了良好的純度和結(jié)晶性、獨(dú)特的納米帶組建的3D多孔超結(jié)構(gòu)、較大的比表面積(40.7 m2/g)以及較高的光吸收能力和在可見光區(qū)內(nèi)合適的帶隙值(2.85 eV)。同時(shí)對(duì)BMO-1提出了一種可能的SDS輔助生長機(jī)理,并對(duì)其制備過程中的影響因素進(jìn)行了分析探討。此外,經(jīng)過在可見光下吸附光催化降解羅丹明B(Rh B)實(shí)驗(yàn),與合成的BMO-2(矩形片狀Bi_2MoO_6)等進(jìn)行對(duì)比,BMO-1展現(xiàn)出更強(qiáng)的吸附能力和更為優(yōu)秀的光催化性能。因此,結(jié)構(gòu)獨(dú)特的3D蜂窩狀Bi_2MoO_6超結(jié)構(gòu)對(duì)RhB等染料污染物具有突出的雙重降解能力。這一特性可主要?dú)w因于其所獨(dú)有的多孔結(jié)構(gòu)、超強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和可重復(fù)利用性。2、通過一種簡單綠色且無表面活性劑和模板的水熱法制備了兩種花球狀Bi_2WO_6微納材料——三級(jí)結(jié)構(gòu)Bi_2WO_6花狀微球(BWO-1)和二級(jí)結(jié)構(gòu)Bi_2WO_6花狀微球(BWO-2)。對(duì)添加不同量Bi(NO_3)3·5H_2O而制得的樣品進(jìn)行FESEM等各項(xiàng)表征后,發(fā)現(xiàn)三級(jí)結(jié)構(gòu)Bi_2WO_6花狀微球是由微小的納米片組裝而成,而二級(jí)結(jié)構(gòu)Bi_2WO_6花狀微球則是由較大矩形納米片構(gòu)建出來的。根據(jù)光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,BWO-1比BWO-2有明顯更強(qiáng)的可見光光催化性能,這主要是由于表征分析出BWO-1在(100)晶面有更顯著取向性生長、有更大的比表面積和更獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)。此外,由于制備的兩種獨(dú)特Bi_2WO_6微納材料催化劑具備良好的可分離性、易吸附性、穩(wěn)固性和再循環(huán)能力,兩者在將來可能被廣泛應(yīng)用于可見光下的環(huán)境催化等方面。3、選擇了一種簡單的室溫沉淀和隨后的煅燒路徑成功獲得了單斜相的BiVO_4蜂窩球(BVO-2)。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)煅燒溫度對(duì)BiVO_4蜂窩球的形成過程有重大影響,并對(duì)不同溫度下微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析討論。與四方相BiVO_4實(shí)心球(BVO-1)對(duì)比,經(jīng)光催化測試發(fā)現(xiàn)BVO-2在極少量助催化劑H_2O2的輔助下展現(xiàn)出了相對(duì)更好的可見光驅(qū)動(dòng)光催化性能。此外,BVO-2因其具有超高的穩(wěn)定性和耐用性,在污水處理和太陽能利用方面都將有巨大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。4、使用乙二醇(EG)和H_2O以及兩者的混合物作為溶劑,通過一種簡單的溶劑熱法制備了一系列的單斜相BiPO_4晶體。針對(duì)EG和H_2O的體積比對(duì)BiPO_4晶體的生長過程、形貌和尺寸變化的影響作了詳細(xì)的討論。另外,由于具有不同微觀結(jié)構(gòu),對(duì)應(yīng)的BiPO_4晶體則展現(xiàn)出不同的光學(xué)性能,將來很可能應(yīng)用于制造獨(dú)特的發(fā)光器件。
【關(guān)鍵詞】：鉍基含氧酸鹽 微納材料 水熱法 光催化 污水處理
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ135.32
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-29
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 功能無機(jī)納米材料簡介13-15
• 1.3 光催化技術(shù)簡介與研究進(jìn)展15-17
• 1.4 鉍基含氧酸鹽微納材料簡介及其研究現(xiàn)狀17-27
• 1.4.1 鉬酸鉍簡介及其研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4.2 鎢酸鉍簡介及其研究現(xiàn)狀20-23
• 1.4.3 釩酸鉍簡介及其研究現(xiàn)狀23-26
• 1.4.4 磷酸鉍簡介及其研究現(xiàn)狀26-27
• 1.5 本論文選題依據(jù)、目的和意義27
• 1.6 本論文研究思路、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)27-29
• 第二章 3D蜂窩狀多孔Bi_2MoO_6的水熱制備及其性能研究29-46
• 2.1 前言29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分30-32
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器30-31
• 2.2.2 樣品的制備31
• 2.2.3 樣品的表征31
• 2.2.4 樣品的吸附催化性能測試31-32
• 2.3 結(jié)果分析與討論32-45
• 2.3.1 測試表征分析32-36
• 2.3.2 影響因素分析36-39
• 2.3.3 生長機(jī)理分析與探討39-42
• 2.3.4 催化性能測試結(jié)果分析42-44
• 2.3.5 光催化機(jī)理研究分析44-45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 第三章 花球狀Bi_2WO_6分級(jí)結(jié)構(gòu)的水熱合成與性能研究46-58
• 3.1 前言46
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分46-48
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器46-47
• 3.2.2 樣品的制備47
• 3.2.3 樣品的表征47
• 3.2.4 樣品的光催化性能測試實(shí)驗(yàn)47-48
• 3.3 結(jié)果分析與討論48-57
• 3.3.1 測試表征分析48-52
• 3.3.2 影響因素分析52-54
• 3.3.3 生長機(jī)理分析與探究54-55
• 3.3.4 光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第四章 蜂窩球狀BiVO_4的制備及其光催化性能研究58-67
• 4.1 前言58
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分58-60
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器58-59
• 4.2.2 樣品的制備59
• 4.2.3 樣品的表征59
• 4.2.4 樣品的光催化活性評(píng)估實(shí)驗(yàn)59-60
• 4.3 結(jié)果分析與討論60-66
• 4.3.1 測試表征分析60-62
• 4.3.2 影響因素分析62-63
• 4.3.3 生長機(jī)理探討63-64
• 4.3.4 光學(xué)性能測試分析64-65
• 4.3.5 催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 BiPO_4的溶劑熱合成及其光致發(fā)光性能研究67-74
• 5.1 前言67
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分67-69
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器67-68
• 5.2.2 樣品的制備68
• 5.2.3 樣品的表征測試68-69
• 5.3 結(jié)果分析與討論69-73
• 5.3.1 測試表征分析69-71
• 5.3.2 生長機(jī)理探討71-73
• 5.3.3 光致發(fā)光性能測試分析73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-81
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果81

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱存誠;;衡量無機(jī)含氧酸鹽熱穩(wěn)定性的一個(gè)新標(biāo)度[J];荊州師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1990年01期

2 林輝;;試談含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性[J];中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考;1985年04期

3 劉恩周;;對(duì)含氧酸鹽熱分解反應(yīng)的初步探，

本文編號(hào)：976989