本文選題：碳酸氧鉍 + 固相合成　； 參考：《新疆大學》2017年碩士論文

【摘要】：光催化技術通過化學氧化的方法,可將有機污染物直接氧化降解為二氧化碳、水和無害的無機酸,具有降解速率快,降解無選擇性,污染物降解完全的特點,是最有應用前景的綠色環(huán)境治理技術。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。因而,開發(fā)新的光催化劑仍然是光催化研究領域的熱點。Aurivillius類化合物碳酸氧鉍(Bi_2O_2CO_3)具有扭曲的層狀結構,可以為光生電子和空穴提供順暢的轉移路徑,表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性,可作為一類具有應用潛力的光催化劑�，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道。本論文采用低熱固相化學反應合成片狀單體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,并通過光催化反應過程中的活性物種的探究,推測了這些材料的光催化機理。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反應合成了薄片結構的碳酸氧鉍納米材料,確定了該合成的最佳反應體系和反應條件,用羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍和酸性品紅四種模擬污染物對碳酸氧鉍的光催化性能進行研究。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下即可實現(xiàn)對羅丹明B的完全降解。(2)為了進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構的β-Bi_2O_3/Bi_2O_2CO_3納米復合材料。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驗測試發(fā)現(xiàn)超氧負離子是促進有機模擬染料降解的主要活性基團。(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行固相化學反應合成了薄片結構的BiOCl/Bi_2O_2CO_3和BiOBr/Bi_2O_2CO_3納米復合材料。在合成BiOBr/Bi_2O_2CO_3納米復合材料過程中,十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)起反應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 .

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

【參考文獻】

相關期刊論文 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];催化學報;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展[J];催化學報;2014年07期

3 楊曦,余剛,孔令仁,王連生;酸性紅3B的雜多酸光催化降解動力學[J];環(huán)境科學;2002年03期

，

本文編號：1794961