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  本文關鍵詞：磁性鐵酸鉍復合材料的制備及其可見光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京理工大學》 2013年

磁性鐵酸鉍復合材料的制備及其可見光催化性能研究

宋春艷  

【摘要】：鐵酸鉍晶相主要包括鈣鈦礦相和軟鉍礦相,其較窄的帶隙能使得鐵酸鉍在可見光催化領域有著較廣泛的應用。然而較大的催化劑投加量及較低的光量子效率阻礙了鐵酸鉍催化劑在可見光催化處理廢水領域的應用,提高其光催化活性尚需研究。 本課題通過簡單易控的水熱法成功制備出一種磁性易分離可見光催化劑Bi25FeO40-石墨烯。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、BET比表面積、拉曼光譜(Raman)、X射線光電子能譜(XPS)及磁性測試(VSM)等手段進行表征分析。XRD表征結果表明,高堿度條件下Bi25FeO40晶體的出現是由于石墨烯的加入,同等水熱條件下不摻雜石墨烯時制備出的則是BiFeO3。該催化劑制備過程一步完成氧化石墨的還原及鐵酸鉍與石墨烯的復合,Raman和XPS表征結果可證明這一現象。Bi25FeO40-石墨烯復合材料中Bi25FeO40相對單純BiFeO3粒子尺寸減小,比表面積增大,磁性增強。 Bi25FeO40-石墨烯光催化降解甲基紫(Methyl Violet,簡稱MV)的實驗結果表明,Bi25FeO40-石墨烯復合材料的光催化活性相對于單純鐵酸鉍(BiFeO3,Bi25FeO40)有了較大的提高。EIS及光生電流響應測試分析結果表明,光催化活性提高一是由于石墨烯的復合導致吸附性能的提高；另一方面是由于石墨烯與Bi25FeO40較好的協同效應,有效抑制了Bi25FeO40內部光生電子-空穴對的復合。Bi25FeO40與石墨烯可見光催化降解MV的過程符合Langmuir-Hinshewood(簡稱L-H)模型,受表面反應步驟控制。 利用混合-加熱焙燒法制備新型Bi25FeO40-石墨相氮化碳(簡稱Bi25FeO40-CN)可見光催化劑,并對其進行XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS及VSM的表征。Bi25FeO40-CN降解亞甲基藍(Methylene Blue,簡稱MB)的結果表明,Bi25FeO40-CN復合材料可見光催化MB的效率遠高于Bi25FeO40,這主要是由于Bi25FeO40與CN具有較好的協同效應,同時CN的加入可使Bi25FeO40-CN復合材料的帶隙能減小。此外,Bi25FeO40-CN復合光催化材料展現出超順磁性,可通過磁選分離并回收。Bi25FeO40-CN可見光催化降解MB的過程亦符合L-H模型,遵循吸附占主導作用的反應機理。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：O643.36
【目錄】：

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