本文選題：碳酸氧鉍 + 固相合成��； 參考：《新疆大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：光催化技術(shù)通過化學(xué)氧化的方法,可將有機(jī)污染物直接氧化降解為二氧化碳、水和無害的無機(jī)酸,具有降解速率快,降解無選擇性,污染物降解完全的特點(diǎn),是最有應(yīng)用前景的綠色環(huán)境治理技術(shù)。目前研究較多的光催化劑主要是TiO_2等氧化物,硫化物以及銀基材料也引起了研究者的重視。這些開發(fā)出的光催化劑存在太陽光利用率低或者易光腐蝕的缺點(diǎn)。因而,開發(fā)新的光催化劑仍然是光催化研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。Aurivillius類化合物碳酸氧鉍(Bi_2O_2CO_3)具有扭曲的層狀結(jié)構(gòu),可以為光生電子和空穴提供順暢的轉(zhuǎn)移路徑,表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性,可作為一類具有應(yīng)用潛力的光催化劑�，F(xiàn)有制備碳酸氧鉍的方法主要是水熱法、微波輔助液相法、共沉淀法等液相合成方法,低熱條件下的固相合成的方法尚未報(bào)道。本論文采用低熱固相化學(xué)反應(yīng)合成片狀單體Bi_2O_2CO_3納米材料以及Bi_2O_3/Bi_2O_2CO_3、BiOCl/Bi_2O_2CO_3和BiOBr/Bi_2O_2CO_3納米復(fù)合材料,并以模擬染料為降解對象,研究了在紫外光和可見光照射下樣品的光催化降解性能,探討了影響光催化性能的主要因素,并通過光催化反應(yīng)過程中的活性物種的探究,推測了這些材料的光催化機(jī)理。主要的研究內(nèi)容包括:(1)選擇不同的鉍鹽、碳酸鹽為原料,在室溫條件下采用固相化學(xué)反應(yīng)合成了薄片結(jié)構(gòu)的碳酸氧鉍納米材料,確定了該合成的最佳反應(yīng)體系和反應(yīng)條件,用羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍(lán)和酸性品紅四種模擬污染物對碳酸氧鉍的光催化性能進(jìn)行研究。在紫外光照射30 min后,碳酸氧鉍對四種染料都有降解,對羅丹明B降解最佳,可達(dá)100%。通過表面活性劑改變固相合成的微環(huán)境,使該納米材料的納米片的平面尺寸變大,厚度變薄,其光催化性能也有較大程度的提高,紫外光照射24 min下即可實(shí)現(xiàn)對羅丹明B的完全降解。(2)為了進(jìn)一步提高碳酸氧鉍的催化性能,先通過前述固相合成體系合成單體Bi_2O_2CO_3,再通過Bi_2O_2CO_3的煅燒處理過程成功制備出薄片結(jié)構(gòu)的β-Bi_2O_3/Bi_2O_2CO_3納米復(fù)合材料。β-Bi_2O_3的引入使Bi_2O_2CO_3的光吸收范圍從紫外光區(qū)拓展到可見光區(qū),在可見光照射180 min后對甲基橙可以達(dá)到完全降解,其光催化降解效率明顯高于單體Bi_2O_2CO_3。通過活性自由基的捕捉實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)超氧負(fù)離子是促進(jìn)有機(jī)模擬染料降解的主要活性基團(tuán)。(3)室溫條件下,采用硝酸鉍分別與碳酸氫鈉和氯化鈉或者十六烷基三甲基溴化銨進(jìn)行固相化學(xué)反應(yīng)合成了薄片結(jié)構(gòu)的BiOCl/Bi_2O_2CO_3和BiOBr/Bi_2O_2CO_3納米復(fù)合材料。在合成BiOBr/Bi_2O_2CO_3納米復(fù)合材料過程中,十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)起反應(yīng)物和軟模板的雙重作用。BiOCl/Bi_2O_2CO_3樣品在可見光下表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性,60 min可將RhB完全降解,其光催化效率是單體Bi_2O_2CO_3的188倍,這是由于光催化過程中染料敏化起主要作用所致。BiOBr/Bi_2O_2CO_3復(fù)合材料在可見光照射60 min后對RhB完全降解,其降解效率是單體Bi_2O_2CO_3的25倍。
[Abstract]:The photocatalytic degradation of Bi _ 2O _ 2CO _ 3 and Bi _ 2O _ 3 / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 , Bi _ 2O _ 3 / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 and Bi _ 2O _ 3 / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 and Bi _ 2O _ 3 / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 , BiOCl / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 and BiOBr / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 have been studied . BiOCl / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 and BiOBr / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 nanocomposites were synthesized from Bi _ 2O _ 2CO _ 3 and BiOBr / Bi _ 2O _ 2CO _ 3 by solid - phase chemical reaction of bismuth nitrate with sodium bicarbonate and sodium chloride or cetyl trimethyl ammonium bromide at room temperature .

【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 艾智慧;王吉玲;張禮知;;pH調(diào)控合成溴氧鉍納米片的底物依賴光催化特性（英文）[J];催化學(xué)報(bào);2015年12期

2 赫榮安;曹少文;周鵬;余家國;;可見光鉍系光催化劑的研究進(jìn)展[J];催化學(xué)報(bào);2014年07期

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本文編號：1794961