【摘要】：半導(dǎo)體光催化技術(shù),以清潔能源太陽能激發(fā)光催化反應(yīng)降解環(huán)境污染物,降解率高且無二次污染,是一種處理廢水的環(huán)境友好型技術(shù),現(xiàn)已成為工業(yè)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室的研究趨向。寬禁帶半導(dǎo)體ZnO,可受紫外光激發(fā)產(chǎn)生活性物種氧化降解有機(jī)污染物,其禁帶寬度與Ti02接近,具有較大的激子束縛能,且價(jià)格低廉,對紫外光的響應(yīng)更強(qiáng)等優(yōu)勢,作為半導(dǎo)體光催化劑已成為該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。然而較寬的帶隙限制了光吸收性能,近年來,人們逐漸研發(fā)出更多具有可見光響應(yīng)的光催化劑,窄禁帶寬度半導(dǎo)體Bi2O3及其改性物即是此中很受歡迎且具有應(yīng)用前景的光催化劑。Bi2O3可受可見光激發(fā)發(fā)生光生電子躍遷發(fā)生氧化還原等反應(yīng)去除污染物。作為氧化鉍系非化學(xué)計(jì)量相Bi2O2.33,其諸多物理化學(xué)性質(zhì)被研究,但其光吸收性能和光催化活性尚未明確�；谝陨嫌懻搩�(nèi)容,本文主要開展了以下研究工作：(1)運(yùn)用超(亞)臨界水熱合成法制備納米ZnO,考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)物堿的濃度和種類對納米ZnO尺寸及形貌的影響,探討了ZnO晶體的生長機(jī)制。選取不同形貌的納米ZnO為光催化劑,在紫外光的激發(fā)下降解RhB,考察納米ZnO的光催化活性,并考察光催化反應(yīng)的過程參數(shù)對RhB光降解率的影響。實(shí)驗(yàn)表明,比表面積和孔容最大、禁帶寬度相對窄的納米ZnO的光催化活性最高,6 h后的光降解率可達(dá)到99.97%,其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)是直接光解的24倍。(2)運(yùn)用共沉淀法制備Bi2O3微粒,添加表面活性劑制備形貌不同的Bi2O3微粒,對Bi2O3進(jìn)行摻雜貴金屬Ag改性并改變Ag的摻雜量,并以模擬太陽光為光源降解RhB考察其光催化活性。實(shí)驗(yàn)表明,表面活性劑SDS使Bi2O3微粒呈類球形,其禁帶寬度最小且光催化活性最高,150 min之后RhB的光降解率為85.60%,反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)是直接光解的14.45倍。摻雜量3%的Ag-Bi203的光催化活性最高,120mm之后RhB的光降解率達(dá)到95.02％,反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)是直接光解的48.77倍,是純Bi2O3的2.78倍。(3)制備并改性了Bi2O2.33微粒,摻雜Ag并改變摻雜量,并首次以Bi2O2.33為光催化劑,以模擬太陽光為光源降解R.hB,考察其光催化活性。實(shí)驗(yàn)表明,Ag摻雜量為6%的催化劑光降解率達(dá)到93.54%,其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)是直接光解的26.5倍,是純Bi2O2.33的2.7倍。經(jīng)EPR檢測發(fā)現(xiàn)光照條件下的氧化活性物質(zhì)為O2和·OH自由基。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2584319