【摘要】：近年來,半導(dǎo)體光催化劑在環(huán)境污染物凈化和太陽能轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用得到了人們極大的關(guān)注。作為新型半導(dǎo)體光催化劑(BiO)_2CO_3,因其特殊的層狀結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的光催化性能,使其成為具有應(yīng)用潛力的對象之一。但是由于(BiO)_2CO_3較寬的帶隙能只能利用紫外光,這極大地限制了其對太陽能的應(yīng)用。因此,本論文旨在通過離子摻雜和異質(zhì)結(jié)構(gòu)筑等手段,設(shè)計具有可見光響應(yīng)的高活性(BiO)_2CO_3光催化劑,并通過系統(tǒng)的表征手段研究其光催化性能增強機制。主要研究內(nèi)容及其結(jié)論如下:(1)通過簡單的化學(xué)沉淀法成功合成了新型的I-(BiO)_2CO_3光催化劑,并利用XRD、SEM、EDS、DRS、XPS和SPV等表征手段對樣品性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析。在可見光(λ400 nm)照射下,評價了I-(BiO)_2CO_3光催化劑對羅丹明B和二氯苯酚的光催化降解性能。結(jié)果表明,I-(BiO)_2CO_3光催化劑的催化活性得到明顯提高,這是由于在(BiO)_2CO_3的價帶頂形成了I-離子雜質(zhì)能級,使其帶隙能減小,拓寬了I-(BiO)_2CO_3樣品的可見光吸收范圍,進(jìn)而增強其光催化活性。(2)以上述的I-(BiO)_2CO_3為載體,通過酸刻蝕法制備了新型的Bi OI/I-(BiO)_2CO_3異質(zhì)結(jié)光催化劑。在可見光(λ400 nm)照射下,研究了Bi OI/I-(BiO)_2CO_3對甲基橙和苯酚的光催化降解性能。結(jié)果表明,Bi OI/I-(BiO)_2CO_3的催化活性均高于(BiO)_2CO_3、I-(BiO)_2CO_3、Bi OI以及Bi OI/(BiO)_2CO_3。Bi OI/I-(BiO)_2CO_3光催化活性增強主要是由于I-離子的摻雜使(BiO)_2CO_3的帶隙能減小,增強了其可見光吸收能力,同時,Bi OI/I-(BiO)_2CO_3異質(zhì)結(jié)界面改善了光生電荷的分離效率。(3)采用光還原法合成了新穎Z機制的Ag I/Ag/I-(BiO)_2CO_3光催化劑。在可見光照射下(λ400 nm),以羅丹明B為污染物模型考察了Ag I/Ag/I-(BiO)_2CO_3的可見光催化活性。結(jié)果表明,Ag I/Ag/I-(BiO)_2CO_3表現(xiàn)出比(BiO)_2CO_3、I-(BiO)_2CO_3、Ag I/Ag/(BiO)_2CO_3和Ag I/Ag更高的光催化活性,所對應(yīng)的準(zhǔn)一級速率常數(shù)為0.63 h-1。Ag I/Ag/I-(BiO)_2CO_3光催化活性的提高主要歸因于新穎的Z機制載流子分離機制。
[Abstract]:In recent years, the application of semiconductor photocatalyst in environmental pollutant purification and solar energy conversion has received great attention. As a new semiconductor photocatalyst, (BiO) _ 2CO _ 3 has become one of the potential applications due to its special layered structure and excellent photocatalytic performance. However, the wide band gap energy of (BiO) _ 2CO_3 can only utilize ultraviolet light, which greatly limits its application to solar energy. Therefore, the aim of this thesis is to design a highly active (BiO) _ 2CO_3 photocatalyst with visible light response by ion doping and heterostructure construction, and to study the mechanism of its photocatalytic performance enhancement by means of systematic characterization. The main contents and conclusions are as follows: (1) A novel I (BiO) _ 2CO_3 photocatalyst was successfully synthesized by a simple chemical precipitation method and XRD,SEM,EDS,DRS, was used. The properties of the samples were systematically analyzed by means of XPS and SPV. The photocatalytic degradation of Rhodamine B and dichlorophenol by I- (BiO) _ 2CO_3 photocatalyst was evaluated under visible light (位 400 nm) irradiation. The results show that the catalytic activity of I- (BiO) _ 2CO_3 photocatalyst is improved obviously, which is due to the formation of impurity energy levels of I- ions at the top of the valence band of (BiO) _ 2CO_3, which reduces the band gap energy. The visible light absorption range of I- (BiO) _ 2CO_3 was broadened, and the photocatalytic activity of I- (BiO) _ 2CO_3 was enhanced. (2) I- (BiO) _ 2CO_3 was used as the carrier. A novel Bi OI/I- (BiO) _ 2CO_3 heterojunction photocatalyst was prepared by acid etching. The photocatalytic degradation of methyl orange and phenol by Bi OI/I- (BiO) _ 2CO_3 was studied under visible light (位 400 nm) irradiation. The results showed that the catalytic activity of Bi OI/I- (BiO) _ 2CO_3 was higher than that of (BiO) _ 2CO3C _ 2COC _ 3. The enhancement of photocatalytic activity of Bi OI and Bi OI/ (BiO) _ 2CO_3.Bi OI/I- (BiO) _ 2CO_3 is mainly due to the decrease of band gap energy of (BiO) _ 2CO_3 due to the doping of I- ions, which enhances the visible light absorption of (BiO) _ 2CO_3. The Bi OI/I- (BiO) _ 2CO_3 heterojunction surface improves the separation efficiency of photogenerated charges. (3) A novel Ag I / Ag / I _ (BiO) _ 2CO_3 photocatalyst with Z mechanism was synthesized by photoreduction. Under visible light irradiation (位 400 nm), the visible photocatalytic activity of Ag I / AgR / I- (BiO) _ 2CO_3 was investigated by using Rhodamine B as a pollutant model. The results showed that Ag I / Ag / I / I (BiO) _ 2CO_3 exhibited higher photocatalytic activity than (BiO) _ 2CO _ 3i _ (BiO) _ 2CO _ 3G I/Ag/ (BiO) _ 2CO_3 and Ag I/Ag. The corresponding quasi-first-order rate constant is 0.63 h-1.Ag / I / Ag- I- (BiO) _ 2CO_3 photocatalytic activity, which is mainly attributed to the novel Z mechanism carrier separation mechanism.
【學(xué)位授予單位】：淮北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃淑梅;具有光催化活性的厚型鈦陽極氧化膜[J];稀有金屬材料與工程;2002年04期

2 曹維良,張凱華,張敬暢;納米硫化鎘制備條件對光催化活性的影響[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年01期

3 康振晉;;共沉淀法合成鐵酸鍶及其光催化活性研究[J];延邊大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年04期

4 王佛松,沙人玉,金應(yīng)泰,王玉玲,鄭玉蓮;鑭系元素化合物在異戊二烯聚合中的催化活性[J];中國科學(xué);1979年12期

5 高孝恢,龍翔云,肖慎修,陳天朗;分子篩中軌道相互作用及其C~+的催化活性[J];催化學(xué)報;1988年04期

6 肖寶鈞;林西平;;沸石表面酸性與催化活性的研究[J];沈陽化工學(xué)院學(xué)報;1989年01期

7 肖寶鈞 ,陳麗特 ,王占華;幾種氟化載體的表面酸性與催化活性研究[J];江蘇化工學(xué)院學(xué)報;1990年02期

8 楊懷,丁容,解希元,高文興;冶煉工藝與熱處理工藝對骨架鎳催化活性的影響[J];東北工學(xué)院學(xué)報;1990年01期

9 戴長飛;;含水氧化鋯的催化活性[J];精細(xì)化工信息;1990年11期

10 曲雅煥，，楊明明;苯乙烯──丙烯酸載體──鐵配合物的某些表征參數(shù)對其催化活性的影響[J];哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報;1994年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 李微雪;;鉑臺階面的初始氧化及其對催化活性影響的理論研究[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

2 刁鵬;張大峰;王靜懿;何衛(wèi)平;項民;張琦;;金納米粒子修飾電極的電化學(xué)催化活性研究[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會納米化學(xué)分會場論文集[C];2008年

3 殷立峰;包月平;牛軍峰;;碳摻雜氧化鈦納米纖維的制備和光催化活性[A];持久性有機污染物論壇2011暨第六屆持久性有機污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

4 曹運珠;魏東明;侯克玲;張財順;邢永恒;;釩氧配合物仿生催化活性研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第08分會場摘要集[C];2010年

5 孫彬;周國偉;;二氧化鈦納米棒的水熱法制備及其光催化活性[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-第6分會：膠體與界面化學(xué)技術(shù)、應(yīng)用與產(chǎn)品[C];2013年

6 余濟(jì)美;林雋;;熱處理對二氧化鈦光催化劑表面的吸附氧及催化活性影響[A];2000'全國光催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

7 田寶柱;陳峰;張金龍;;明膠對二氧化鈦晶相結(jié)構(gòu)、平均粒徑及光催化活性的影響[A];中國感光學(xué)會第七次全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)年會和第七屆青年學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C];2006年

8 余火根;王雪飛;王蘋;余家國;;光敏性銀類化合物的光穩(wěn)定性與光催化活性[A];第十三屆全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文集[C];2012年

9 徐悅?cè)A;梁達(dá)惠;劉滿樂;劉定中;張偉祥;俞文燦;;光還原沉積銅二氧化鈦的制備、表征及其光催化活性[A];2004年全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

10 潘偉;張進(jìn)濤;馬厚義;;鈀納米粒子的電化學(xué)可控合成和催化活性研究[A];中國化學(xué)會第十一屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 馮曉彤;兩化工成果入選基礎(chǔ)研究十大新聞[N];中國化工報;2008年

2 本報記者 鄺小平;墻上噴溶膠 室內(nèi)污染少[N];廣東科技報;2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 馬青蘭;納米ZnO的熒光調(diào)控及光催化性能研究[D];武漢大學(xué);2013年

2 孫濤;鈦酸鍶能帶結(jié)構(gòu)調(diào)制及光催化應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 周海波;M_xCe_(1-x)O_y復(fù)合氧化物的制備及其催化N_2O分解性能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 王義平;葡萄糖六磷酸脫氫酶G6PD的乙酰化調(diào)控及其在氧化應(yīng)激過程中的作用和分子機制[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 張俊;碳化硅納米復(fù)合材料的制備及其在光催化中的應(yīng)用[D];南京大學(xué);2015年

6 李曉微;TiO_2基球形材料的制備與光催化性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 黃剛;鈀/金屬—有機框架納米復(fù)合材料的疏水性修飾改善多相催化性能[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

8 張曉茹;N摻雜二氧化鈦納米材料的光電性質(zhì)及光催化活性[D];吉林大學(xué);2010年

9 張煒;糖-金屬配合物的合成及其催化活性研究[D];中國海洋大學(xué);2004年

10 程小芳;提高三氧化鎢和二氧化鈦光（電）催化活性的研究[D];浙江大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫夢臨;SnO_2基} 米復(fù)合光催化劑的合成、表征與性能研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 蔣耀;摻雜氧化亞銅光催化活性的理論研究[D];西南大學(xué);2015年

3 王威;新型Bi_3Ti_2O_8F半導(dǎo)體光催化劑的制備及其表面改性研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 楊建華;硫化物光催化活性增強的研究[D];華中師范大學(xué);2015年

5 張越;ZnO在光催化處理工業(yè)廢水中的應(yīng)用[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

6 錢正義;鋰空氣電池陰極材料的制備及其性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 王勝東;吖啶衍生物的鎳(Ⅱ)配合物的合成、表征及其乙烯催化性能研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2015年

8 王會敏;新型共摻雜TiO_2及其光催化活性研究[D];貴州大學(xué);2015年

9 董s

本文編號：2427781