本文關(guān)鍵詞：鎢酸鉍基可見光催化劑的設(shè)計、合成及其光催化機理研究

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【摘要】：近年來,Bi2WO6因其在能源、污水處理以及有機合成等領(lǐng)域的重要應(yīng)用而備受關(guān)注。然而,受制于較短的吸收波長和較高的電子-空穴復(fù)合幾率,目前報道的Bi2WO6材料距離其實際應(yīng)用仍存在較大差距。以光催化劑在偶氮染料污水處理中的應(yīng)用為背景,從提升光催化劑催化活性的角度出發(fā),通過形貌控制、異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建等方法設(shè)計了一系列基于Bi2WO6的可見光催化劑。研究了其對偶氮染料羅丹明B的催化降解性能,并提出了相應(yīng)的催化機理。論文的主要內(nèi)容包括以下方面:(1)NH4F輔助條件下Bi2WO6納米結(jié)構(gòu)的形貌控制性合成:以NH4F為形貌控制劑,通過對反應(yīng)過程中氟離子濃度的控制,在水熱條件下實現(xiàn)了Bi2WO6(如:花狀、餅狀等)納米結(jié)構(gòu)的形貌控制性合成,提出了基于動力學(xué)調(diào)控的生長機制。對不同形貌Bi2WO6納米結(jié)構(gòu)在可見光下的催化活性進行了研究。結(jié)果表明,Bi2WO6納米結(jié)構(gòu)的形貌對其在可見光區(qū)的催化性能具有較大的影響。進一步的研究顯示,不同樣品在光催化性能上的不同主要來源于其表面對羅丹明B吸附性能的差異。(2)從擴展光吸收范圍和抑制電子-空穴復(fù)合幾率的角度出發(fā),以MPA(3-巰基丙酸)為表面修飾劑,設(shè)計、合成了一系列基于Bi2WO6納米結(jié)構(gòu)的復(fù)合光催化劑Bi2WO6/MS(M=Cd、Zn、Sn、Ag等)。產(chǎn)物的漫反射光譜表明,所合成的Bi2WO6/MS異質(zhì)結(jié)構(gòu)帶隙變窄,光吸收范圍增加。產(chǎn)物的PL譜以及光電效率測試顯示所得產(chǎn)物較之復(fù)合前,電子-空穴復(fù)合幾率明顯降低。較之Bi2WO6納米結(jié)構(gòu),所制備的復(fù)合光催化劑在羅丹明B的降解過程中催化活性均顯著增強。自由基捕獲實驗顯示,光催化過程中起氧化作用的主要活性物種為光生空穴。(3)針對二元復(fù)合光催化劑氧化電位偏低的問題,設(shè)計合成了具有較高氧化電位的三元Z型復(fù)合光催化劑Bi2WO6/Ag X/Ag(X=Br、I)。光催化實驗結(jié)果顯示,此類復(fù)合光催化劑的光催化活性較之未復(fù)合以前明顯提升。光催化活性的提升主要歸結(jié)于Ag原子的表面等離子體共振效應(yīng),Z型復(fù)合結(jié)構(gòu)的形成。兩者的協(xié)同作用使得光生空穴的點位升高,電子-空穴復(fù)合幾率降低,從而導(dǎo)致復(fù)合催化劑催化效能的提升。采用草酸銨、苯醌、硝酸銀、正丁醇作為捕獲劑探究了光催化過程的機理,結(jié)果表明,光催化過程中主要的活性物種為超氧負離子。所制備的Z型復(fù)合光催化劑的氧化性與普通的二元復(fù)合光催化劑相比有了明顯的升高,且對羅丹明B的光催化降解效率與普通的二元復(fù)合光催化劑相比也有了明顯的提高。
【學(xué)位授予單位】：聊城大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張進;崔皓;翟建平;;粉煤灰漂珠負載Bi_2WO_6復(fù)合材料的制備及光催化性能研究（英文）[J];無機化學(xué)學(xué)報;2014年12期

2 陳淵;楊家添;韋慶敏;周科朝;劉國聰;;PVP輔助混合溶劑熱法制備高可見光催化活性的花狀Bi_2WO_6催化劑[J];中國有色金屬學(xué)報;2014年08期

3 張麗;閻建輝;周民杰;余艷萍;劉曄;劉又年;;ZnO/ZnAl_2O_4異質(zhì)結(jié)光催化劑的光催化降解和殺滅大腸桿菌性能（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年03期

4 唐曉山;李達;;銀包覆TiO_2納米薄膜的光催化殺菌性能[J];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報;2011年04期

5 劉文;吳一蘩;;二氧化鈦光催化氧化水中天然有機物富里酸[J];凈水技術(shù);2010年06期

6 戈磊;張憲華;;微乳液法合成新型可見光催化劑Bi_2WO_6及其光催化性能[J];硅酸鹽學(xué)報;2010年03期

7 曹玉萍;劉勇健;;光催化臭氧氧化法在廢水處理中的研究進展[J];污染防治技術(shù);2009年05期

8 邢麗貞;馮雷;陳華東;馬琳;;TiO_2光催化氧化技術(shù)在水處理中的研究進展[J];山東建筑大學(xué)學(xué)報;2007年06期

9 許效紅,姚偉峰,張寅,周愛秋,侯云,王民;鈦酸鉍系化合物的光催化性能研究[J];化學(xué)學(xué)報;2005年01期

10 劉自力,韋江慧;光催化降解糖蜜酒精廢水的研究[J];工業(yè)催化;2004年02期

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本文編號：1195954