【摘要】：隨著環(huán)境問題的日益嚴峻,環(huán)境治理成為現(xiàn)在的工作重點,在環(huán)境治理中人們漸漸的發(fā)現(xiàn),環(huán)境功能材料在治理環(huán)境中效果極佳,清潔環(huán)保且沒有二次污染,使其成為學術界的研究重點。鉍系光催化劑因為其獨特的結構和多種形貌,具有非常好的催化、穩(wěn)定性能,對染料羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍和抗生素環(huán)丙沙星等具有良好的降解能力,故在環(huán)境的治理中逐漸成為人們研究的熱點;Bi2O2CO3和Bi2O3能夠較好的利用紫外光和可見光被人們深度的剖析,其單一組分的材料往往在環(huán)境的治理中效果不佳,而復合材料能夠充分的運用它們的優(yōu)點,提高量子效率,因此單一組分的Bi2O2CO3和Bi2O3需要進行修飾來提高它們的光催化性能。Bi2O2CO3是一種性能優(yōu)良的半導體光催化劑,但由于僅能吸收紫外光及量子效率較低而影響了其在環(huán)境治理中的應用。Bi2O3是一種新型可見光光催化劑,但其光催化性能及光穩(wěn)定性仍需提高。為此,本論文采用原位轉化法分別合成出了花球狀Bi2O2CO3/BiPO4、蜂巢狀 β-Bi2O3/Bi2O2CO3 和 β-Bi2O3/α-Bi203 二元復合物光催化材料。通過XRD、XPS、FE-SEM、DRS等一系列的表征手段對材料的結構、化學組成、形貌、光化學性質進行表征分析,并研究復合材料的光催化性能,以及探討了催化劑的光催化機理。論文研究的主要內容如下:(1)采用水熱合成法制備出花球Bi2O2CO3,再以此為模板,利用原位轉化制備出花球狀Bi202CO3/BiPO4異質結復合光催化材料。通過XRD、XPS、HRTEM、DRS、PL等表征手段對樣品進行了表征,探究了材料的催化機理,并以羅丹明B為降解物,研究材料的光催化活性,考察了磷酸二氫鈉的用量對Bi2O2CO3/BiPO4光催化性能的影響。結果表明,Bi2O2CO3/BiPO4異質結光催化材料仍然保持了 Bi2O2CO3模板的花球狀結構,光催化活性明顯優(yōu)于純的Bi2O2CO3和BiPO4,在紫外光照射下30min后,對羅丹明B的降解率達到98.3%,與Bi2O2CO3相比,催化劑的性能提高了 2.89倍。說明將Bi2O2CO3和BiPO4復合形成了異質結,有效的降低了光生電子與空穴的復合,進而提高樣品的催化性能。(2)采用水熱合成法制備出蜂巢Bi2O2CO3,利用其為模板,通過高溫煅燒原位分解制備出蜂巢狀β-Bi2O3/Bi2O2CO3異質結復合光催化材料,通過XRD、DRS、PL、XPS等表征手段對材料進行了表征。并以羅丹明B為降解物,考察了煅燒溫度對蜂巢狀β-Bi2O3/Bi2O2CO3光催化性能的影響,得到煅燒溫度為400℃時的復合材料在開燈150min后對羅丹明B的降解率達到了 88%比純的Bi2O2CO3提高了將近兩倍多,同時研究了蜂巢狀β-Bi2O3/Bi2O2CO3異質結光催化材料對羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍和環(huán)丙沙星等不同有機污染物的降解效果,得到降解率分別為92.6%、79.5%、55.7%和86.1%;以及催化劑的用量為50mg(1g/L)時對羅丹明B的降解效率最好。(3)首先采用水熱合成法制備出蜂巢Bi2O2CO3,利用其為模板,通過高溫煅燒原位轉化制備出蜂巢狀β-Bi2O3/α-Bi2O3復合光催化材料,通過XRD、DRS、PL、XPS等表征手段對光催化材料進行了表征,研究了催化劑對染料羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍和抗生素環(huán)丙沙星等不同有機污染物的降解效果,對它們的降解率為96.4%、81%、57.1%和88%;并得到煅燒溫度為550℃時制備的異質結材料性能最優(yōu),可見光條件下照射120min,對RhB降解率達到95%,及催化劑的用量為40mg(0.9g/L)時對RhB的降解效率最優(yōu)。
【學位授予單位】：河南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703;O643.36
【圖文】：

秘基光催化材料的制備及性能研宄可見光很好的將ＮＯ完全降解［１５］；光催化材料降解廢水中的有機物，ｒａｎｋ［１１＿用光催化材料�。唬埃瞾斫到鈴U水中的污染物ＣＫ１邋［１１］降解效果化材料能夠很好的處理環(huán)境中的很多問題。逡逑光催化劑在環(huán)境的治理中利用清潔、無污染的太陽能，能夠將污染０分子，且不會產生二次污染，在處理環(huán)境中有機廢水中，經過幾十的比較深入，本文主要以處理環(huán)境中有機顏料廢水為研宄背景。逡逑導體光催化的基本原理逡逑

ｒ邋＇邋ｉ＿±ｉ．邋？邋＇邋！邋＾邐０４逡逑圖１－２為Ｂｉ２０２Ｃ０３結構圖｜５Ｓ】逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｂｉ２０２Ｃ0３．逡逑Ｂｉ２０２Ｃ０３，表現(xiàn)出較好的性能；同時ＳｕｑｉｎＬｋｉ等人［６１＠也利用檸檬酸植離子來修飾并逡逑一步合成出花球狀的Ｂｉ２０２Ｃ０３，在光照１２０ｍｉｎ后對Ｍ０的降解率最好能夠達到９０．８％。逡逑而ＹａｎＺｈｅｎｇ等人［６３］用檸檬酸在溫度、時間、ｐＨ不同的條件下分別合成了花狀、海綿逡逑狀、片狀三種不同形貌的Ｂｉ２０２Ｃ０３，如下圖１－３［６３］。逡逑＾＿．＿署＿逡逑Ｉ，悘署＿邐＾逡逑圖１－３邋８丨２０２0３３的ＳＥＭ圖：（ａ）花狀（ｂ）海綿狀（ｃ）片狀ｔ６３）逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ＳＥＭ邋ｏｆ邋Ｂｉ２0２Ｃ0３：（ａ）邋ｆｌｏｗｅｒｓ邋（ｂ）邋ｓｐｏｎｇｙ邋（ｃ）邋ｓｈｅｅｔｓ．逡逑同樣也有一些人通過復合、構建異質結來提高Ｂｉ２０２Ｃ０３的性能，如ＳｕｑｉｎＬｉｕ等人逡逑［Ｗ１通過Ｆｅ摻雜制備出花球狀Ｆｅ／Ｂｉ２０２ＣＯ３能有效的降解甲基橙，在模擬太陽光照射逡逑１２０ｍｉｎ后降解率達到８２．２％比純樣品性能提高近Ｌ３倍［６２］；邋Ｃａｏ邋Ｊ等人［６４１制備出逡逑Ｂｉ２Ｏ２Ｃ０３／Ｂｉ０Ｘ邋（Ｘ＝ＣＵ邋Ｂｒ，邋Ｉ）邋ｐ－ｎ型光催化材料，其在可見光下降解甲基橙比純的逡逑Ｂｉ２Ｏ２Ｃ０３和ＢｉＯＸ有很大的提升。研宄表明通過調控材料形貌和摻雜、復合、貴金屬沉逡逑５逡逑

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