本文關(guān)鍵詞：新型BiOCl基復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能研究

  更多相關(guān)文章： BiOCl BiOCl/Ag_2O PVP/BiOCl/FACS 碳量子點(diǎn)(CQDs) 粉煤灰漂珠(FACS) 光催化降解 甲基橙

【摘要】：隨著人類社會(huì)的高速發(fā)展,環(huán)境污染日益嚴(yán)重,尤其是工業(yè)廢水,已經(jīng)對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染。光催化技術(shù)是一種極具前景的技術(shù),在廢水處理領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用逐漸成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。針對(duì)當(dāng)前光催化領(lǐng)域存在的對(duì)太陽能利用率低,光催化效率低等關(guān)鍵問題,圍繞開發(fā)環(huán)境友好型、光催化效率高的催化劑這個(gè)目標(biāo),本文探索了基于Bi OCl的復(fù)合半導(dǎo)體材料的設(shè)計(jì)與合成,研究不同的負(fù)載量對(duì)其光催化活性的影響以及Bi OCl基光催化劑在降解有機(jī)污染物方面的機(jī)理與應(yīng)用。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.通過簡單的水熱法和溶劑熱法合成了不同形貌的Bi OCl,通過XRD、SEM、BET、DRS手段對(duì)其進(jìn)行了一系列的表征,并且比較了其光催化性能,結(jié)果表明二乙二醇合成的Bi OCl在可見光下照射50分鐘,降解甲基橙的效率達(dá)到87.7%。Bi OCl光催化降解甲基橙溶液時(shí),空穴和超氧陰離子自由基起主要作用。2.考慮到金屬氧化物Ag_2O具有的優(yōu)良性質(zhì),利用簡單的原位化學(xué)沉淀法合成了Bi OCl/Ag_2O復(fù)合光催化劑,并且探討了不同Ag_2O含量的Bi OCl/Ag_2O(2%、6%、10%)復(fù)合光催化劑光催化降解甲基橙溶液的活性,結(jié)果表明,Bi OCl/Ag_2O(6%)光催化降解效率最高,40分鐘內(nèi)達(dá)到98%。采用一系列的表征對(duì)催化劑進(jìn)行了分析,推斷出Bi OCl/Ag_2O復(fù)合光催化劑的光催化降解機(jī)理。3.以檸檬酸鈉為碳源,用一步水熱法合成碳量子點(diǎn)。由于碳量子點(diǎn)優(yōu)良的特性,我們用一步溶劑熱法合成了不同CQDs含量的復(fù)合光催化劑(1wt%,3wt%,5wt%)CQDs/Bi OCl,并考察了復(fù)合光催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)、吸收光性質(zhì)以及光電性質(zhì)等。光催化降解鄰硝基苯酚,結(jié)果表明,3wt%CQDs/Bi OCl對(duì)2-NP的降解效果最好。這歸功于CQDs是優(yōu)良的電子載體,減小了電子-空穴的復(fù)合,提高Bi OCl的光催化降解效率。4.對(duì)Bi OCl的固定化進(jìn)行了探索,選用粉煤灰漂珠為載體,添加不同的表面活性劑(PVP,SDS,CTAB)用一步溶劑熱法合成了Bi OCl負(fù)載粉煤灰漂珠的復(fù)合光催化劑,考察了光催化降解甲基橙溶液的性能,結(jié)果表明,加入SDS的吸附效果最好,加入PVP的吸附效果其次;光催化降解,PVP/Bi OCl/FACS光催化降解效率最高,達(dá)到98%。針對(duì)PVP輔助合成的PVP/Bi OCl/FACS,光還原沉積貴金屬Ag,由于Ag的存在,增大了光生電子-空穴對(duì)的分離效率,光催化效率進(jìn)一步提高。
【關(guān)鍵詞】：BiOCl BiOCl/Ag_2O PVP/BiOCl/FACS 碳量子點(diǎn)(CQDs) 粉煤灰漂珠(FACS) 光催化降解 甲基橙
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 緒論11-25
• 1.1 引言11-12
• 1.2 半導(dǎo)體光催化的基本概況12-15
• 1.2.1 半導(dǎo)體光催化的基本理論12-13
• 1.2.2 半導(dǎo)體光催化的影響因素13-14
• 1.2.3 半導(dǎo)體光催化的改性方法14-15
• 1.3 鹵氧化鉍15-22
• 1.3.1 鹵氧化鉍的基本結(jié)構(gòu)和組成15-18
• 1.3.2 BiOCl的光催化改性18-21
• 1.3.3 BiOCl光催化劑的固定化21-22
• 1.4 粉煤灰漂珠22-23
• 1.4.1 粉煤灰漂珠簡介22
• 1.4.2 粉煤灰漂珠的資源化利用22-23
• 1.5 本文研究的思路和主要內(nèi)容23-25
• 第二章 不同形貌BiOCl的制備及其光催化性能研究25-35
• 2.1 引言25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分25-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品25-26
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器26-27
• 2.3 催化劑的合成27
• 2.4 催化劑的表征27
• 2.5 光催化降解實(shí)驗(yàn)27-28
• 2.6 結(jié)果與討論28-34
• 2.6.1 物相分析28-29
• 2.6.2 催化劑的形貌分析29-30
• 2.6.3 紫外漫反射分析30-31
• 2.6.4 光催化性能31
• 2.6.5 比表面積(BET)分析31-32
• 2.6.6 光催化機(jī)理分析32-33
• 2.6.7 BiOCl光催化劑的穩(wěn)定性33-34
• 2.7 本章小結(jié)34-35
• 第三章 BiOCl/Ag_2O復(fù)合光催化劑的制備及性能研究35-50
• 3.1 引言35-36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)36-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑36-37
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器37
• 3.3 催化劑的合成37
• 3.4 催化劑的表征37-38
• 3.5 電化學(xué)性能測(cè)試38
• 3.6 光催化性能測(cè)試38
• 3.7 結(jié)果與討論38-49
• 3.7.1 XRD分析38-39
• 3.7.2 SEM和TEM分析39-40
• 3.7.3 XPS分析40-41
• 3.7.4 EDS分析41-42
• 3.7.5 紫外-可見漫反射分析42-43
• 3.7.6 光催化降解性能及其動(dòng)力學(xué)的分析43-44
• 3.7.7 光催化反應(yīng)后分析44-45
• 3.7.8 光電性能分析45-46
• 3.7.9 熒光光譜46-47
• 3.7.10 EPR分析47
• 3.7.11 光催化機(jī)理研究47-49
• 3.8 本章小結(jié)49-50
• 第四章 碳量子點(diǎn)(CQDs)對(duì)BiOCl的修飾改性研究50-65
• 4.1 引言50-51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-52
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品51
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器51-52
• 4.3 催化劑的制備52
• 4.4 樣品的表征52
• 4.5 電化學(xué)測(cè)試52
• 4.6 光催化實(shí)驗(yàn)52-53
• 4.7 結(jié)果與討論53-64
• 4.7.1 碳量子點(diǎn)的微觀結(jié)構(gòu)表征及其分析53-54
• 4.7.2 碳量子點(diǎn)熒光光譜分析54-55
• 4.7.3 CQDs/BiOCl的X射線衍射分析55-56
• 4.7.4 XPS分析56-57
• 4.7.5 掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）分析57-58
• 4.7.6 能譜（EDS）分析58-59
• 4.7.7 紫外漫反射分析59-60
• 4.7.8 光電流分析60-61
• 4.7.9 交流-阻抗分析61-62
• 4.7.10 光催化降解分析62
• 4.7.11 光催化機(jī)理分析62-64
• 4.8 本章小結(jié)64-65
• 第五章 BiOCl負(fù)載粉煤灰漂珠的制備及其光催化性能研究65-77
• 5.1 引言65-66
• 5.2 實(shí)驗(yàn)66
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑66
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器66
• 5.3 催化劑的制備66-67
• 5.4 光催化活性測(cè)試67-68
• 5.5 催化材料的表征68
• 5.6 結(jié)果與討論68-76
• 5.6.1 不同表面活性劑的BiOCl/FACS的XRD分析68
• 5.6.2 不同表面活性劑的BiOCl/FACS光催化降解68-69
• 5.6.3 樣品的物相分析與結(jié)構(gòu)表征69-70
• 5.6.4 紫外漫反射分析70-71
• 5.6.5 SEM分析71-73
• 5.6.6 EDS分析73
• 5.6.7 XPS分析73-74
• 5.6.8 比表面積（BET）分析74-75
• 5.6.9 光催化性能分析75-76
• 5.7 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)77-78
• 參考文獻(xiàn)78-87
• 攻讀碩士期間獲得研究成果87-88
• 致謝88-89

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4 徐W，

本文編號(hào)：1134541