本文關(guān)鍵詞：磷酸鉍及磷酸鉍復(fù)合物薄膜的電化學(xué)制備與光電催化性能

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【摘要】：本文在FTO導(dǎo)電玻璃上控制合成穩(wěn)定、高活性的非金屬含氧酸鹽光催化劑磷酸鉍和鉍/磷酸鉍復(fù)合物。通過電化學(xué)沉積方法、對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)、尺寸、吸收帶邊進(jìn)行研究。磷酸鉍和鉍/磷酸鉍薄膜的形貌與結(jié)構(gòu)的研究主要采用FESEM、XRD、XPS、HRTEM、Raman、DRS等測(cè)試技術(shù);磷酸鉍和鉍/磷酸鉍復(fù)合物薄膜的光電化學(xué)性能主要采用電化學(xué)工作站。BiPO_4薄膜光電催化活性主要是光催化降解MB。主要研究成果如下:(1)通過電沉積方法,成功在FTO導(dǎo)電玻璃上負(fù)載了具有優(yōu)越光電催化性能的六方磷酸鉍納米棒。使用光電流響應(yīng),線性掃描循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗圖來研究該材料的光電性質(zhì)。通過降解亞甲基藍(lán)來評(píng)價(jià)該材料的光電催化性能。電沉積40分鐘的薄膜具有良好的催化效果,連續(xù)降解30小時(shí)后薄膜依然有很好的穩(wěn)定性。從循環(huán)伏安圖可以清晰的看出電壓發(fā)生偏移,升高的陽陰兩極峰與掃描速率成正比。這表明,該反應(yīng)是擴(kuò)散控制反應(yīng)。光電催化吸附在薄膜的有機(jī)污染物時(shí),羥基自由基是主要的活性基團(tuán)。Mott-Shottky(MS)可以看出該薄膜屬于n型半導(dǎo)體。(2)在FTO導(dǎo)電玻璃上制備Bi/BiPO_4光電極,本文使用了簡(jiǎn)易的一步法:僅需要調(diào)節(jié)電解液中的過氧化氫濃度,采用電沉積方法即可。擁有致密結(jié)構(gòu)的Bi/BiPO_4納米薄膜由棒狀的磷酸鉍晶體和不規(guī)則的鉍單質(zhì)粒子組成。金屬修飾過的光電極的光電流比單純的磷酸鉍光電極高十倍多。50次循環(huán)伏安法體現(xiàn)了膜的優(yōu)越光穩(wěn)定性。熒光的降低體現(xiàn)了Bi/BiPO_4薄膜光電極光生電子/空穴復(fù)合率有所下降。磷酸鉍由于鉍納米粒子的摻雜,吸收區(qū)域發(fā)生了紅移。因此,該納米薄膜光電極在未來實(shí)際應(yīng)用和功能性電化學(xué)研究中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：光電極 光電化學(xué) 磷酸鉍 薄膜 電沉積
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 引言9-24
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 光催化劑的研究背景和意義9-10
• 1.1.2 BiPO_4光催化劑的研究10-11
• 1.2 BiPO_4光催化劑簡(jiǎn)介11-16
• 1.2.1 BiPO_4的結(jié)晶形態(tài)11-13
• 1.2.2 BiPO_4的帶隙和鍵結(jié)構(gòu)13-15
• 1.2.3 BiPO_4的制備方法15-16
• 1.3 通過改性增強(qiáng)光催化劑活性方法16-22
• 1.3.1 摻雜16-17
• 1.3.2 晶型轉(zhuǎn)換17-18
• 1.3.3 異質(zhì)結(jié)18-19
• 1.3.4 π -共軛大分子表面雜化19-20
• 1.3.5 氧空位20-21
• 1.3.6 磷酸鉍粉末的其他改性方法21
• 1.3.7 磷酸鉍薄膜的制備及改性方法21-22
• 1.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 電沉積法制備磷酸鉍及其結(jié)構(gòu)，，電學(xué)和光學(xué)協(xié)同效應(yīng)研究24-43
• 2.1 前言24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)25-27
• 2.2.1 磷酸鉍薄膜的制備25
• 2.2.2 磷酸鉍薄膜形貌和結(jié)構(gòu)的表征25-26
• 2.2.3 磷酸鉍薄膜光學(xué)性質(zhì)的表征26
• 2.2.4 磷酸鉍薄膜電化學(xué)性質(zhì)的表征26
• 2.2.5 磷酸鉍薄膜光電催化性能的評(píng)估26-27
• 2.3 結(jié)果與討論27-41
• 2.3.1 磷酸鉍薄膜的結(jié)構(gòu)與形貌27-31
• 2.3.2 磷酸鉍薄膜電化學(xué)性質(zhì)31-35
• 2.3.3 磷酸鉍薄膜光電催化性能35-41
• 2.4 結(jié)論41-43
• 第三章 電沉積法制備鉍/磷酸鉍及其結(jié)構(gòu)，電學(xué)和光學(xué)協(xié)同效應(yīng)研究43-55
• 3.1 前言43-44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)44-46
• 3.2.1 鉍/磷酸鉍薄膜的制備44-45
• 3.2.2 鉍/磷酸鉍薄膜形貌和結(jié)構(gòu)的表征45
• 3.2.3 鉍/磷酸鉍薄膜光學(xué)性質(zhì)的表征45
• 3.2.4 鉍/磷酸鉍薄膜電化學(xué)性質(zhì)的表征45-46
• 3.3 結(jié)果與討論46-54
• 3.3.1 Bi, BiPO_4和Bi/BiPO_4薄膜的結(jié)構(gòu)和形貌46-49
• 3.3.2 Bi/BiPO_4納米膜的光電性質(zhì)49-52
• 3.3.3 Bi/BiPO_4納米薄膜的電沉積機(jī)理52-54
• 3.4 結(jié)論54-55
• 第四章 結(jié)論和展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-71
• 附錄71-72
• 致謝72

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