本文關(guān)鍵詞：氯氧鉍基復(fù)合可見光催化劑的制備、表征及性能研究

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【摘要】：近些年來,環(huán)境問題逐漸成為關(guān)注的熱點,污染物的降解處理也備受關(guān)注。光催化技術(shù)以其反應(yīng)條件溫和、可將污染物降解為CO_2和H_2O等小分子以及無二次污染等特點,成為最有發(fā)展前景的一種環(huán)保技術(shù)。光催化技術(shù)是基于光催化劑在可見光的照射下對環(huán)境中的有機污染物進行降解的。BiOX(X=Cl,Br,I)具有獨特的層狀結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)、電子特性以及很好的光催化活性和穩(wěn)定性,其中BiOCl更是表現(xiàn)出了較好的催化效率,是一種很有潛力的光催化材料。然而,BiOCl禁帶寬度較大(≈3.5 eV),只能吸收波長小于410 nm的紫外光,太陽能利用率較低。因此,本論文對BiOCl進行了不同方法改性以拓寬其可見光響應(yīng)范圍,具體內(nèi)容如下:(1)BiOCl_xI_y固溶體催化劑的研究。以Bi(NO_3)3·5H_2O為主要原料,通過水解法、溶劑熱法、超聲波快速合成法制備了一系列BiOCl_xI_y固溶體催化劑,并對制備的樣品利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外可見漫反射光譜儀(UV-vis DRS)、比表面分析儀(BET-BJH)等進行表征分析和暗吸附-光催化活性的測試。實驗結(jié)果表明:相對于單一的BiOCl而言,BiOCl_xI_y固溶體催化劑不僅對有機染料具有較好的暗吸附性能,而且還具有較好的光催化性能。其中,BiOCl3I1樣品無論是暗吸附性能還是光催化性能都達(dá)到最優(yōu)。此外,針對吸附與光催化之間的聯(lián)系進行了探討。(2)異質(zhì)結(jié)構(gòu)NiO/BiOCl復(fù)合光催化劑的研究。采用水解法制備一系列不同摩爾比的NiO/BiOCl復(fù)合光催化劑。其中,摩爾比為0.6:1的NiO/BiOCl光催化劑的光催化降解有機染料的活性最好。通過表征手段以及光催化性能測試對其光催化機理和光解產(chǎn)物進行了探索。結(jié)果表明:異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生成,使得NiO/BiOCl復(fù)合光催化劑不僅拓寬了對光的響應(yīng)范圍,而且可以更有效地利用已經(jīng)吸收的光能。(3)等離子體光催化劑Ag/BiOCl的研究。通過光照沉積法,使納米銀顆粒負(fù)載到寬禁帶的BiOCl光催化劑上,利用納米Ag的等離子體表面效應(yīng),使其在可見光光區(qū)響應(yīng)。通過表征手段對其晶相結(jié)構(gòu)、形貌、光吸收性能進行了研究。結(jié)果表明,催化劑中的銀是以金屬態(tài)的形式存在,其粒徑大約為5 nm,并且在載體表面的分散性良好;催化劑在可見光區(qū)大約500 nm處有明顯的銀納米粒子的表面等離子體共振吸收峰。光催化降解甲基橙結(jié)果表明:所合成的Ag/BiOCl具有良好的可見光光催化活性。(4)對以上三種光催化劑可能的光催化降解機理以及光解產(chǎn)物進行了探討,此外,對其進行了實際污水處理以及光電轉(zhuǎn)換性能的初步探索。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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本文編號：1273305