染料廢水色度深、毒性大、難降解,對環(huán)境污染的危害非常大,用現有環(huán)境技術很難將其從水中除去,因此染料廢水的治理已受到全球范圍的高度重視。光催化技術能夠實現有機物的降解與礦化,具有反應速度快,工藝成本低,運行條件溫和且不產生二次污染的優(yōu)點,是一種適用于染料廢水處理的新工藝。碘氧化鉍是鹵氧化鉍中禁帶寬度最小的催化劑,對光的吸收范圍最廣,具有較好的可見光光催化性能,但是碘氧化鉍光催化劑仍然存在可見光利用率低、有機物礦化率低和光催化劑穩(wěn)定性差的缺點,制約了其在實際環(huán)境污染治理中的應用�；诘庋趸G光催化劑存在的諸多缺點,本文主要進行了以下研究工作:1、以水楊酸作為結構調控劑,通過低溫液相沉淀法制備BiOI光催化劑,采用XRD、FESEM、EDX、BET等對其形貌和結構進行表征,考察了合成條件和光催化條件對BiOI光催化劑光催化降解染料性能的影響,結果表明BiOI光催化劑具有多孔的片狀或層狀結構,片層之間形成堆砌。BiOI光催化劑結晶度較高,能隙為1.83 eV,對應的吸收邊為678 nm。當Bi~(3+)與水楊酸摩爾比為1:1、Bi~(3+)/I~-摩爾比為1:1、反應溫度為25℃、反應pH為4、反應時間為3 h時,所制備的BiOI光催化劑的光催化降解甲基橙染料性能達到最大值。LED燈光照60 min時,BiOI光催化劑(0.1 g)對甲基橙染料(100 mL 10 mg/L)的光催化降解率達到95.8%,5次循環(huán)利用后BiOI光催化劑的光催化降解染料性能為80.2%,BiOI光催化劑光催化降解甲基橙染料符合準一級動力學,空穴(h~+)和超氧離子自由基(×O_2~-)為其光催化降解染料過程中的主要活性物質。2、采用低溫原位液相沉淀法制備BiOI/GO光催化劑,采用XRD、FESEM、XPS、EDX、BET等對其形貌和結構進行表征,考察了合成條件和光催化條件對BiOI/GO光催化劑光催化降解染料性能的影響,結果表明BiOI/GO光催化劑BiOI為片狀或層狀,片層之間形成堆砌,氧化石墨烯薄膜與BiOI接觸緊密。BiOI/GO光催化劑結晶度較高,能隙為1.81 eV,吸收邊為685 nm。XPS譜圖表明BiOI/GO光催化劑具有BiOI的Bi-O鍵和I-O鍵以及氧化石墨烯的C-C、C=C、C-H鍵、C-O鍵和O-C=O鍵。當GO含量為2%、Bi~(3+)/I~-摩爾比為1:1、反應溫度為25℃、反應pH為3、反應時間為2 h時,所制備的BiOI/GO光催化劑的光催化降解甲基橙染料性能分別達到最大值。LED燈光照60 min時,BiOI/GO光催化劑(0.05g)對甲基橙染料(100 mL 10 mg/L)的光催化降解率達到90.1%,5次循環(huán)利用后BiOI/GO催化劑的光催化降解染料性能為78.2%,BiOI/GO光催化劑光催化降解甲基橙染料符合準一級動力學。氧化石墨烯的加入可以降低BiOI/GO光催化劑的發(fā)光強度,空穴(h~+)和超氧離子自由基(·O_2~-)為其光催化降解染料過程中的主要活性物質。
【學位單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X788;O643.36;O644.1
【部分圖文】：

圖 1-1 光催化劑光催化機理示意圖.1-1 Schematic illustration of photocatalytic mechanism for photocata化劑光催化性能的影響因素劑光催化性能的影響因素有很多，了解這些因素對我們研現實指導意義。一般來說，影響光催化劑光催化性能的因偉民 等，2011），這里主要介紹內部因素：吸收能力和光生電子-空穴的反應能力：大部分的光催化是紫外光只占太陽光的 3%，所以對于太陽光的利用率低分達到 42%�？蒲泄ぷ髡甙l(fā)現光催化劑對可見光的響應化劑對可見光的利用率有很大的提升，從而提高了光催化體的禁帶寬度決定其光學吸收性能，禁帶寬度越窄，吸利用率越高。但是大多數禁帶寬度窄的半導體又存在光生和電勢較低等問題，從而導致光催化活性較差。生電子-空穴的分離效率：在庫倫力的作用下，帶負電荷

圖 1-2 BiOI 的晶體結構示意圖Fig.1-2 Schematic diagram of the crystal structure of BiOI BiOI 的制備方法備 BiOI 的方法有很多，主要共沉淀法、軟模板法、水熱法、溶膠-常用方法（王燕琴 等，2014）。1）共沉淀法淀法：包括水解沉淀、共沉淀、均勻沉淀，是制備 BiOI 光催化劑一，產物是以微米或者納米尺度的片狀結構或者自主裝的花球（Xia。該方法簡單、低價、適合大規(guī)模生產，低溫也能進行反應，但是、顆粒大小不均等。2）軟模板法模板法：利用高分子或者表面活性劑的兩性性質，在溶液中形成具形貌的微反應器，協助完成其成核、生長、自組裝的過程，而后得。該方法可以有效的避免團聚、尺寸不均等問題，在一定程度上可

圖 2-13 BiOI 光催化劑場發(fā)射掃描電鏡圖（FESEM）3 Field emission scanning electron microscope images of BiOI photoI 光催化劑的 EDX 選區(qū)見圖 2-14，能譜譜圖見圖 2-15， 2-3，可以看出，采用低溫液相化學沉淀法制備的 BiOI 光和氧原子，其中鉍原子含量為 25.35%，重量占比為 56.46%，重量占比為 36.46%，氧原子含量為 22.76%，重量占原子和碘原子的原子比為 1:0.898:1.063，與 BiOI 鉍原子子比為 1:1:1 比較接近，初步表明我們制備的光催化劑具
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本文編號：2857807