本文關(guān)鍵詞：球形碘氧化鉍納米結(jié)構(gòu)的合成及光催化性能研究　出處：《陜西師范大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 碘氧化鉍 半導(dǎo)體材料 光催化 降解效率

【摘要】：鉍基鹵氧化物是一類新型的半導(dǎo)體光催化材料,研究發(fā)現(xiàn),其獨(dú)特的原子排列所形成的層狀結(jié)構(gòu)有利于光生電子的傳輸,使這類材料具有良好的光催化性能。其中,因碘氧化鉍(BiOI)具有最窄的禁帶寬(Eg=1.8 eV)以及在可見光下高效的催化活性,而被認(rèn)為是一種很有前途的可見光響應(yīng)光催化材料,成為光催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文采用乙二醇輔助溶劑熱法,以Bi(NO3)3·5H2O和KI為原料,合成了純相的球形BiOI納米結(jié)構(gòu)；以Er(NO_3)_3·6H_2O為鉺源,制備了球形Er~(3+)摻雜BiOI；最后對BiOI進(jìn)行熱處理,分解得到多孔Bi_5O_7I球形結(jié)構(gòu)。利用XRD, XPS, SEM, TEM, BET, UV-vis等一系列測試手段,對所合成樣品的相結(jié)構(gòu)、微觀形貌、光學(xué)特性等進(jìn)行了表征分析,并以RhB、MO、Cr(Ⅵ)和MB等溶液為目標(biāo)污染物,評估了相關(guān)樣品在可見光下的光催化性能。本文的主要工作如下：(1)采用乙二醇輔助溶劑熱法,制備出了純相的球形BiOI納米粉體,SEM和TEM測試結(jié)果表明,BiOI納米粉體是由大量超薄納米片堆垛而成的多孔微球結(jié)構(gòu),尺寸約為2 μm,納米片厚度約4nm;HRTEM結(jié)果顯示,暴露面為具有高比例{001}面的納米片。以RhB和Cr(Ⅵ)的水溶液為目標(biāo)污染物,結(jié)果發(fā)現(xiàn),黑暗環(huán)境中,BiOI對RhB和Cr(Ⅵ)均具有很強(qiáng)的吸附作用。在可見光照射下,BiOI樣品對初始濃度高達(dá)50 mg/L的RhB溶液,90 min內(nèi)可以完全降解；此外,在酸性條件下,BiOI粉體對初始濃度為0.2 mmol/L的Cr(Ⅵ)溶液也具有很好的光催化還原性能,其效率也高達(dá)99%。(2)為了進(jìn)一步提高BiOI催化劑的光催化活性,對BiOI樣品進(jìn)行Er~(3+)摻雜。以Er(NO_3)_3·6H_2O為鉺源,摻雜量分別為1mol%,2mol%,3 mol%,4 mol%和5mol%,采用溶劑熱法制備出Er~(3+)-BiOI粉體。利用XRD, XPS, SEM, TEM, BET, UV-vis等一系列測試手段,對Er~(3+)-BiOI樣品的結(jié)構(gòu)、形貌、光學(xué)特性等進(jìn)行表征分析。在可見光照射下,分別以陰、陽離子型染料(RhB、MO、MB)溶液為目標(biāo)污染物,評價(jià)不同Er~(3+)摻雜量的BiOI樣品的光催化性能。結(jié)果顯示,當(dāng)Er~(3+)的摻雜濃度為2 mol%時(shí),Er~(3+)-BiOI樣品不僅對單一的高濃度陰、陽離子型染料(RhB, MO, MB)均表現(xiàn)出很好的光催化性能,而且在去除二元混合染料(RhB-MO(?)MB-MO)中,也表現(xiàn)出高效的降解效率。(3)對BiOI粉體進(jìn)行熱處理,分解得到多孔球形Bi_5O_7I納米結(jié)構(gòu)粉體,通過XRD, XPS, SEM, TEM等一系列測試手段,對得到的Bi_5O_7I樣品進(jìn)行表征分析。分析發(fā)現(xiàn),熱處理溫度為450℃時(shí)得到的Bi_5O_7I樣品,在可見光降解RhB和MO染料溶液過程中,均表現(xiàn)出高效的光催化活性。此外,在研究Bi_5O_7I粉體的重復(fù)催化實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),循環(huán)催化10次后對RhB染料的降解效率依然可以達(dá)到83.5%,具有顯著的光降解穩(wěn)定性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(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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