本文關(guān)鍵詞：BiOI的制備、改性及光催化性能研究

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【摘要】：隨著全球污水處理問題日漸突出,找出處理污水的經(jīng)濟、便捷的方法已然成為人們亟待解決的問題。由此,光催化技術(shù)處理污水很快吸引了人們的目光,半導(dǎo)體材料作為性質(zhì)優(yōu)良的光催化劑而備受矚目。鉍系光催化劑中BiOI具有獨特的電子結(jié)構(gòu),良好的催化性能和光學(xué)性能,成為了光催化領(lǐng)域的研究熱點。本論文從以下幾個方面對BiOI進行研究:(1)利用共沉淀法制備BiOI,通過XRD、DRS、SEM、TEM和光催化對樣品進行表征,結(jié)果表明BiOI具有較好的光催化性能,制備樣品的最優(yōu)條件為反應(yīng)溫度60℃、PVP量0.02g、檸檬酸量0.2g、反應(yīng)時間8h、反應(yīng)溶劑為100mL水+100mL乙醇。同時,光催化結(jié)果表明,在反應(yīng)進行120min時染料的降解率可達95%。(2)利用離子交換法制備Bi_2S_3/BiOI復(fù)合材料。通過XRD、DRS、SEM、TEM、EDS和光催化對樣品進行表征,結(jié)果表明摻雜Bi_2S_3可以改善BiOI的光催化活性,摻雜Bi_2S_3會改變樣品的結(jié)晶度,并使樣品尺寸減小,而且表面由片層結(jié)構(gòu)變?yōu)榧毿☆w粒附著的形態(tài)。但Bi_2S_3摻雜量對樣品的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶以及光吸收性能和光催化活性的影響不大。同時,光催化結(jié)果表明,在反應(yīng)進行60min時染料的降解率可達90%。(3)利用液相法制備Ag_3PO_4/BiOI復(fù)合材料。通過XRD、DRS、SEM、TEM、EDS和光催化對樣品進行表征,結(jié)果表明摻雜Ag_3PO_4可以明顯提高BiOI的光催化活性,在光催化反應(yīng)進行30min時染料的降解率可達90%。
【關(guān)鍵詞】：BiOI 光催化性能 Bi_2S_3/BiOI 摻雜 Ag_3PO_4/BiOI
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O643.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 BiOI的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與光催化機理10-11
• 1.2.1 BiOI的結(jié)構(gòu)10
• 1.2.2 BiOI的光催化機理10-11
• 1.3 BiOX（X=Cl、Br、I）材料的特殊形貌介紹11-14
• 1.3.1 BiOX（X=Cl、Br、I）的一維結(jié)構(gòu)（1D）12
• 1.3.2 BiOX（X=Cl、Br、I）的二維結(jié)構(gòu)（2D）12-13
• 1.3.3 BiOX（X=Cl、Br、I）的三維立體結(jié)構(gòu)（3D）13-14
• 1.4 BiOI材料的制備方法14-16
• 1.4.1 共沉淀法15
• 1.4.2 水熱法/溶劑熱法15
• 1.4.3 溶膠-凝膠法15
• 1.4.4 軟模板法15-16
• 1.5 提高BiOX (X=Cl、Br、I)光催化性能的途徑16-18
• 1.5.1 離子摻雜16
• 1.5.2 半導(dǎo)體復(fù)合16-17
• 1.5.3 貴金屬沉積17-18
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容18-19
• 第二章 實驗部分19-27
• 2.1 實驗儀器與試劑19-20
• 2.2 BiOI及其復(fù)合材料的制備方法20-22
• 2.2.1 BiOI材料的制備20-21
• 2.2.2 Bi_2S_3/BiOI復(fù)合材料的制備21
• 2.2.3 Ag_3PO_4/BiOI復(fù)合材料的制備21-22
• 2.3 BiOI材料的表征22-23
• 2.3.1 X射線衍射（XRD）表征分析22
• 2.3.2 紫外可見漫反射UV-Vis（DRS）表征分析22
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）表征分析22-23
• 2.3.4 透射電子顯微鏡（TEM）表征分析23
• 2.3.5 X射線能譜（EDS）表征分析23
• 2.4 BiOI材料光催化性能的研究23-27
• 2.4.1 羅丹明B的基本性質(zhì)23-24
• 2.4.2 羅丹明B的工作曲線24-25
• 2.4.3 降解羅丹明B的紫外-可見光譜分析25-27
• 第三章 結(jié)果與討論27-71
• 3.1 BiOI的分析結(jié)果與討論27-52
• 3.1.1 引言27
• 3.1.2 不同溫度條件下制備的BiOI樣品表征分析27-32
• 3.1.2.1 反應(yīng)溫度對制備的BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響27-28
• 3.1.2.2 反應(yīng)溫度對制備的BiOI的光吸收性能的影響28-29
• 3.1.2.3 反應(yīng)溫度對制備的BiOI的形貌的影響29-31
• 3.1.2.4 反應(yīng)溫度對制備的BiOI的光催化性能的影響31-32
• 3.1.3 不同PVP添加量條件下制備的BiOI樣品表征分析32-37
• 3.1.3.1 PVP添加量對制備的BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響32-33
• 3.1.3.2 PVP添加量對制備的BiOI的光吸收性能的影響33-34
• 3.1.3.3 PVP添加量對制備的BiOI的形貌的影響34-36
• 3.1.3.4 PVP添加量對制備的BiOI的光催化性能的影響36-37
• 3.1.4 不同檸檬酸添加量條件下制備的BiOI樣品表征分析37-42
• 3.1.4.1 檸檬酸添加量對制備的BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響37-38
• 3.1.4.2 檸檬酸添加量對制備的BiOI的光吸收性能的影響38-39
• 3.1.4.3 檸檬酸添加量對制備的BiOI的形貌的影響39-41
• 3.1.4.4 檸檬酸添加量對制備的BiOI的光催化性能的影響41-42
• 3.1.5 不同反應(yīng)時間條件下制備的BiOI樣品表征分析42-46
• 3.1.5.1 反應(yīng)時間對制備的BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響42
• 3.1.5.2 反應(yīng)時間對制備的BiOI的光吸收性能的影響42-43
• 3.1.5.3 反應(yīng)時間對制備的BiOI的形貌的影響43-45
• 3.1.5.4 反應(yīng)時間對制備的BiOI的光催化性能的影響45-46
• 3.1.6 不同溶劑配比條件下制備的BiOI樣品表征分析46-51
• 3.1.6.1 溶劑配比對制備的BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響46-47
• 3.1.6.2 溶劑配比對制備的BiOI的光吸收性能的影響47-48
• 3.1.6.3 溶劑配比對制備的BiOI的形貌的影響48-50
• 3.1.6.4 溶劑配比對制備的BiOI的光催化性能的影響50-51
• 3.1.7 最優(yōu)條件下BiOI的透射電鏡（TEM）表征51-52
• 3.2 Bi_2S_3/BiOI的制備及光催化性能的研究52-58
• 3.2.1 引言52
• 3.2.2 不同溶劑摻雜量條件下制備的Bi_2S_3/BiOI樣品表征分析52-58
• 3.2.2.1 Bi_2S_3摻雜量對Bi_2S_3/BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響52-53
• 3.2.2.2 Bi_2S_3摻雜量對Bi_2S_3/BiOI的光吸收性能的影響53-54
• 3.2.2.3 Bi_2S_3摻雜量對Bi_2S_3/BiOI的形貌的影響54-56
• 3.2.2.4 Bi_2S_3/BiOI的透射電鏡（TEM）分析56-57
• 3.2.2.5 Bi_2S_3/BiOI的X射線能譜（EDS）分析57
• 3.2.2.6 Bi_2S_3摻雜量對Bi_2S_3/BiOI的光催化性能的影響57-58
• 3.3 Ag_3PO_4/BiOI的制備及光催化性能的研究58-71
• 3.3.1 引言58-59
• 3.3.2 不同Ag_3PO_4摻雜量條件下制備的Ag_3PO_4/BiOI樣品表征分析59-62
• 3.3.2.1 Ag_3PO_4摻雜量對Ag_3PO_4/BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響59-60
• 3.3.2.2 Ag_3PO_4摻雜量對Ag_3PO_4/BiOI的光吸收性能的影響60-61
• 3.3.2.3 Ag_3PO_4摻雜量對Ag_3PO_4/BiOI的光催化性能的影響61-62
• 3.3.3 不同反應(yīng)時間條件下制備的Ag_3PO_4/BiOI樣品表征分析62-64
• 3.3.3.1 反應(yīng)時間對Ag_3PO_4/BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響62
• 3.3.3.2 反應(yīng)時間對Ag_3PO_4/BiOI的光吸收性能的影響62-63
• 3.3.3.3 反應(yīng)時間對Ag_3PO_4/BiOI的光催化性能的影響63-64
• 3.3.4 不同反應(yīng)溶劑條件下制備的Ag_3PO_4/BiOI樣品表征分析64-67
• 3.3.4.1 反應(yīng)溶劑對Ag_3PO_4/BiOI的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的影響64-65
• 3.3.4.2 反應(yīng)溶劑對Ag_3PO_4/BiOI的光吸收性能的影響65-66
• 3.3.4.3 反應(yīng)溶劑對Ag_3PO_4/BiOI的光催化性能的影響66-67
• 3.3.5 Ag_3PO_4/BiOI的掃描電鏡（SEM）分析67-69
• 3.3.6 Ag_3PO_4/BiOI的透射電鏡（TEM）分析69-70
• 3.3.7 Ag_3PO_4/BiOI的X射線能譜（EDS）分析70-71
• 第四章 結(jié)論71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77

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本文編號：1030127