本文關(guān)鍵詞：鉍基異質(zhì)結(jié)光催化劑的合成及其可見光催化性能研究

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【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,全球環(huán)境污染越來越嚴(yán)峻。目前,光催化技術(shù)已應(yīng)用于解決環(huán)境污染問題。然而傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光催化劑,如TiO_2,其帶隙較寬,只能夠利用太陽光中7%的紫外光。因此,傳統(tǒng)的光催化材料已經(jīng)不能滿足實(shí)際光催化應(yīng)用的需要,故開發(fā)新型的可見光催化劑顯得尤為重要。目前一些新型的單一半導(dǎo)體光催化材料由于其電子和空穴分離效率低,仍不具有較高的可見光催化活性�；谝陨蠁栴},本文利用離子液體輔助超聲的方法通過控制反應(yīng)物的用量合成了一系列的具有高效光催化活性的鉍基異質(zhì)結(jié)光催化劑。具體研究內(nèi)容如下:(1)在室溫下利用離子液體輔助超聲的方法合成BiOI/BiOCl異質(zhì)結(jié)光催化劑。簡單的改變[EMIM]I的用量,就能得到具有不同形貌結(jié)構(gòu)的BiOI/BiOCl復(fù)合物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)加入[EMIM]I的用量為40%時(shí)所制的BiOI/BiOCl光催化劑,在可見光下對羅丹明B(RhB)和喹啉藍(lán)(QB)具有很好的光催化效果。同時(shí),第一性原理也被應(yīng)用于研究BiOI/BiOCl復(fù)合物的表面電子結(jié)構(gòu),以此來說明表面電子結(jié)構(gòu)對光催化性能的影響。(2)在室溫下利用離子液體輔助超聲法一步合成了m-BiVO_4/BiOCl。通過簡單的改變[BMIM]Cl用量,合成了一系列的m-BiVO_4/BiOCl復(fù)合材料。對樣品的晶相進(jìn)行了表征,包括XRD,XPS,EDS等;通過SEM和TEM觀測了樣品的形貌。在可見光和太陽光下催化降解RhB來測定樣品的光催化活性,結(jié)果表明所制備的m-BiVO_4/BiOCl具有很好的光催化活性和穩(wěn)定性且提出了可能的光催化機(jī)理。(3)在室溫下通過離子液體輔助超聲的方法合成了Bi_2WO_6/BiOCl光催化劑。通過對比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[BMIM]Cl離子液體對合成Bi_2WO_6/BiOCl具有重要作用。利用可見光和太陽光下催化降解RhB和QB測定了其光催化活性。結(jié)果表明所合成的Bi_2WO_6/BiOCl具有較高光催化活性和穩(wěn)定性,并提出了一種可能的光催化機(jī)理。(4)利用離子液體輔助超聲法在室溫下制備了BiVO_4/Bi_xO_yI異質(zhì)結(jié)光催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)物用量均對產(chǎn)物的形成具有重大的影響。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間增長或[EMIM]I用量的增加,產(chǎn)生了Bi_2O_3雜峰。BiVO_4/Bi_5O_7I的光催化活性研究表明其在可見光下對RhB和QB都具較高的降解效果。
【關(guān)鍵詞】：超聲 離子液體 異質(zhì)結(jié) 光催化
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;O644.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 綜述11-22
• 1.1 引言11
• 1.2 光催化的基本原理11-12
• 1.3 異質(zhì)結(jié)光催化劑的基本光催化原理12-13
• 1.4 異質(zhì)結(jié)的優(yōu)勢與選擇13
• 1.5 異質(zhì)結(jié)光催化劑的種類13-16
• 1.5.1 金屬/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)光催化劑13-14
• 1.5.2 半導(dǎo)體/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)光催化劑14-15
• 1.5.3 分子/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)光催化劑15
• 1.5.4 多功能異質(zhì)結(jié)光催化劑15-16
• 1.6 制備方法16-18
• 1.6.1 水（溶劑）熱合成法16
• 1.6.2 溶膠-凝膠合成法16
• 1.6.3 球磨法16-17
• 1.6.4 超聲波法17
• 1.6.5 化學(xué)共沉淀法17-18
• 1.6.6 其他合成方法18
• 1.7 離子液體簡介18-19
• 1.8 現(xiàn)有問題及挑戰(zhàn)19
• 1.9 本文選題意義及主要的研究內(nèi)容19-22
• 第2章 離子液體輔助超聲法合成高光催化活性的BiOI/BiOCl復(fù)合材料22-36
• 2.1 前言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)藥品22-23
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器22-23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品23
• 2.3 BiOI/BiOCl復(fù)合材料的合成及表征23-25
• 2.3.1 BiOI/BiOCl復(fù)合材料的制備23-24
• 2.3.2 樣品的表征測試方法24
• 2.3.3 樣品光催化性能測試24-25
• 2.4 結(jié)果與討論25-35
• 2.4.1 樣品的XRD表征分析25
• 2.4.2 樣品的XPS和EDS表征分析25-26
• 2.4.3 樣品的形貌分析26-28
• 2.4.4 樣品的紫外-可見漫反射光譜分析28
• 2.4.5 樣品的比表面積和孔徑分析28-30
• 2.4.6 吸附作用和光催化活性30-32
• 2.4.7 BiOI/BiOCl復(fù)合材料的能帶結(jié)構(gòu)32-33
• 2.4.8 光催化機(jī)理33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 高光催化活性m-BiVO_4/BiOCl復(fù)合材料的室溫一步法快速合成36-49
• 3.1 前言36-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)藥品37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器37
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品37
• 3.3 m-BiVO_4/BiOCl復(fù)合材料的合成及表征37-38
• 3.3.1 m-BiVO_4/BiOCl復(fù)合材料的制備37-38
• 3.3.2 樣品的表征測試方法38
• 3.3.3 樣品光催化性能測試38
• 3.4 結(jié)果與討論38-48
• 3.4.1 樣品的XRD表征分析38-39
• 3.4.2 樣品的XPS和EDS表征分析39-40
• 3.4.3 樣品的形貌表征分析40-42
• 3.4.4 樣品的紫外-可見漫反射光譜分析42-43
• 3.4.5 樣品的比表面積和孔徑分析43-45
• 3.4.6 樣品的光催化活性45-46
• 3.4.7 光催化機(jī)理46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 Bi_2WO_6/BiOCl復(fù)合材料的制備表征及其光催化性能的研究49-63
• 4.1 前言49-50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)藥品50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器50
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品50
• 4.3 Bi_2WO_6/BiOCl復(fù)合材料的合成及表征50-51
• 4.3.1 Bi_2WO_6/BiOCl復(fù)合材料的制備50-51
• 4.3.2 樣品的表征測試方法51
• 4.3.3 樣品的光催化性能測試51
• 4.4 結(jié)果與討論51-62
• 4.4.1 樣品的XRD表征分析51-53
• 4.4.2 紅外光譜分析53-54
• 4.4.3 樣品的形貌結(jié)構(gòu)分析54-55
• 4.4.4 樣品的XPS和EDS分析55-56
• 4.4.5 樣品的紫外-可見漫反射光譜分析56-57
• 4.4.6 樣品的比表面積和孔徑分析57-58
• 4.4.7 樣品的光催化活性58-60
• 4.4.8 光催化機(jī)理60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 室溫可控合成BiVO_4/Bi_xO_yI異質(zhì)結(jié)光催化劑63-75
• 5.1 前言63
• 5.2 實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)藥品63-64
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器63
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品63-64
• 5.3 BiVO_4/Bi_xO_yI復(fù)合材料的合成及表征64-65
• 5.3.1 不同反應(yīng)物用量合成BiVO_4/Bi_xO_yI復(fù)合材料64
• 5.3.2 不同反應(yīng)時(shí)間合成BiVO_4/Bi_xO_yI復(fù)合材料64-65
• 5.3.3 樣品的表征測試方法65
• 5.3.4 樣品的光催化性能測試65
• 5.4 結(jié)果與討論65-74
• 5.4.1 樣品的XRD表征分析65-67
• 5.4.2 樣品的形貌分析67-70
• 5.4.3 樣品的XPS和EDS分析70-71
• 5.4.4 樣品的紫外-可見漫反射光譜分析71-72
• 5.4.5 樣品的光催化活性72-73
• 5.4.6 參與光催化反應(yīng)的主要活性物種73-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 第6章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-85
• 致謝85-86
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86-87
• 個(gè)人簡介87

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1 ;光催化劑及其應(yīng)用[J];大眾標(biāo)準(zhǔn)化;2002年10期

2 ;納米固體光催化劑[J];機(jī)電設(shè)備;2003年05期

3 ;炭與TiO_2光催化劑的復(fù)合及協(xié)同作用研究進(jìn)展[J];中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)文摘;2004年06期

4 唐劍文;吳平霄;葉代啟;黨志;曾少雁;劉云;王菲菲;謝先法;;鈦柱撐膨潤土光催化劑的制備及其催化性能的研究[J];地質(zhì)學(xué)報(bào);2006年04期

5 王勇;張軍;楊青林;郭林;嵇天浩;鄧元;江雷;;炭與TiO_2光催化劑復(fù)合研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年S2期

6 劉子全;;磁載TiO_2光催化劑的進(jìn)展[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(高教版);2007年01期

7 李景印;韓忠宵;李朝陽;王輝;李子成;;碳納米管改性TiO_2光催化劑的制備及性能[J];化學(xué)研究;2008年01期

8 孫楊;李曉丹;楊梅;邵忠財(cái);蘇會東;洪營;;TiO_2光催化劑的研究進(jìn)展[J];渤海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期

9 羅磊;李志光;涂飛躍;李瓊;;TiO_2光催化劑的負(fù)載技術(shù)研究進(jìn)展[J];化工科技;2008年04期

10 臧丹煒;楊亞君;;納米TiO_2光催化劑的制備及應(yīng)用[J];天津化工;2009年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱永法;;高能效高活性光催化劑的研究[A];第六屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 陳紅霞;;光催化劑的制備及其應(yīng)用[A];第七屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2010年

3 周秀文;;納米級TiO_2光催化劑的性能及應(yīng)用前景[A];四川省環(huán)境科學(xué)學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

4 傳秀云;;納米組裝天然多孔礦物作為TiO_2光催化劑載體應(yīng)用研究[A];2004年全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

5 傳秀云;;天然多孔礦物作為TiO_2光催化劑載體應(yīng)用研究[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

6 楊海峰;張?zhí)O;曹陽;;TiO_2光催化劑改性的研究進(jìn)展[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

7 何雨洋;王家強(qiáng);;以生物粉末為模板制備高效TiO_2光催化劑[A];第十五屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會論文集[C];2009年

8 吳保朝;丁正新;付賢智;員汝勝;;TiO_2/M_xO_y/SiO_2纖維態(tài)光催化劑的制備及催化性能研究[A];第七屆全國催化劑制備科學(xué)與技術(shù)研討會論文集[C];2009年

9 劉秀華;;貴金屬元素?fù)诫sTiO_2光催化劑[A];中國工程物理研究院科技年報(bào)(2009年版)[C];2010年

10 秦祖贈;劉自力;楊克迪;文衍宣;;含銦、鉍可見光催化劑的研究進(jìn)展[A];第七屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報(bào)記者 董小雷;環(huán)保技術(shù)新寵——光催化劑[N];中國化工報(bào);2002年

2 蔡忠仁;高效光催化劑抑菌防霉[N];中國化工報(bào);2011年

3 ;納米固體光催化劑獲發(fā)明專利[N];今日信息報(bào);2003年

4 蔡忠仁;納米固體光催化劑獲發(fā)明專利[N];中國化工報(bào);2003年

5 羅�；�;住友化工開發(fā)出可見光型氧化鈦光催化劑[N];中國有色金屬報(bào);2003年

6 記者 吳苡婷;書寫“水變氫”的傳奇[N];上�？萍紙�(bào);2011年

7 武文;二氧化鈦?zhàn)詽嵅ＡТ笫袌稣谛纬蒣N];中華建筑報(bào);2002年

8 ;日本開發(fā)出一種高效分解水的新型催化劑[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2002年

9 胡連榮;日本高速路的立體環(huán)保舉措[N];中國環(huán)境報(bào);2003年

10 虹影;日本開發(fā)降溫新建材[N];中國房地產(chǎn)報(bào);2004年

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1 滕鳳;TiO_2光催化劑的改性研究及其器件化應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

2 董淑英;鋅、鉍系/石墨烯可見光催化劑的制備及其性能研究[D];河南師范大學(xué);2014年

3 董紅軍;IVA和VB族銀基復(fù)合氧化物的光催化活性及穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

4 劉洪燕;金屬納米粒子表面等離子體光催化劑的制備、表征和光催化產(chǎn)氫性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

5 曾磊;強(qiáng)降解VOC納米TiO_2光催化劑的制備及機(jī)理研究[D];華中科技大學(xué);2015年

6 朱艷艷;結(jié)構(gòu)調(diào)控對半導(dǎo)體光催化活性的影響研究[D];清華大學(xué);2015年

7 朱英明;納米二氧化鈦基光催化劑的改性和光催化性能研究[D];天津大學(xué);2015年

8 孫圣楠;金屬與非金屬改性TiO_2/ASC光催化劑的制備與NO氧化表面光電子行為研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

9 吳偉明;硝基苯類有機(jī)物的光催化加氫及其機(jī)理研究[D];福州大學(xué);2014年

10 張燕輝;石墨烯基復(fù)合光催化劑的制備及其催化性能的探索研究[D];福州大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃艷;硫化物摻雜TiO_2光催化劑的合成及性質(zhì)研究[D];西北大學(xué);2011年

2 李亞男;幾種水生植物葉和幾種植物粉模板TiO_2光催化劑的合成及其性能研究[D];云南大學(xué);2012年

3 饒硯迪;三元光催化劑TiO_2-Ca(OH)_2-Graphite的設(shè)計(jì)、制備及在太陽光下降解染料廢水的研究[D];燕山大學(xué);2015年

4 劉曉霞;尖晶石型復(fù)合氧化物的制備及其光催化性能的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

5 趙成;聚苯胺負(fù)載氧化亞銅磁性可見光催化劑的制備及催化性能研究[D];天津理工大學(xué);2015年

6 馬帥華;復(fù)合型硫化物光催化劑催化還原CO_2的性能研究[D];天津理工大學(xué);2015年

7 王歡;Ag@AgX插層復(fù)合物光催化劑的制備及活性研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

8 馬春紅;上轉(zhuǎn)換發(fā)光劑/TiO_2復(fù)合膜的制備及其光催化降解污染物同時(shí)制氫的研究[D];遼寧大學(xué);2015年

9 王平;新型光催化劑及光降解塑料薄膜的制備[D];鄭州大學(xué);2015年

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