【摘要】：經(jīng)濟的高速發(fā)要所帶來的環(huán)境污染問題和能源危機制約著社會的可持續(xù)發(fā)展,而半導體光催化技術被認為是最有前景的解決之道。BiOCl作為一種鉍系光催化劑,因具有獨特的層狀結(jié)構(gòu)和自生的內(nèi)建電場、成本低廉、穩(wěn)定性高及無毒等優(yōu)點而備受關注。為提高BiOCl的光催化活性,調(diào)控BiOCl形貌和構(gòu)建異質(zhì)結(jié)(或同質(zhì)結(jié))成為常用方法。BiOCl形貌調(diào)控主要通過溶劑熱法合成且需要引入結(jié)構(gòu)導向劑(如有機溶劑、表面活性劑等),但大量的溶劑和結(jié)構(gòu)導向劑會帶來嚴重的環(huán)境問題,不利于產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)。此外,異質(zhì)結(jié)多為分步合成,反應復雜。而構(gòu)筑BiOCl同質(zhì)結(jié)無需引入其它元素(相對于異質(zhì)結(jié))即可顯著提高光生電荷分離效率及光催化活性,但有關一步合成BiOCl同質(zhì)結(jié)的研究還很少,亟需開發(fā)新的合成技術。本文采用無溶劑、低溫固相反應方法,成功制備了 BiOCl多級微花、大片和微花/大片同質(zhì)結(jié),樣品的光催化活性可比擬已有BiOCl材料,但制備方法更節(jié)能、環(huán)保,具有較大應用價值。具體研究內(nèi)容如下:1.分別以三氯叔丁醇和五水合硝酸鉍為C1源和Bi源,采用固相反應法,控制溫度為120～160 ℃,即可一鍋法得到BiOCl多級微花和大片。微花是由高度暴露(001)面、厚度約為15 nm的小納米片構(gòu)成,而大片高度暴露(010)面,厚度達到幾百納米。隨反應溫度增加,樣品中微花含量逐漸降低,大片含量逐漸增加;Cl/Bi摩爾比由1增至3時,樣品中大片含量急劇減少,但有部分微花解體并形成堆疊結(jié)構(gòu)。大片由微花高溫下熔合得到,高溫能加速熔合過程。大片的紫外光吸收性能優(yōu)于微花,但帶隙更寬,比表面積更小。微花極易形成,樣品在120 ℃反應0.5 h即可觀察到微花的大范圍存在。2.BiOCl多級微花與大片的緊密接觸形成了同質(zhì)結(jié)。高分辨透射電子顯微鏡可清楚觀察到同質(zhì)結(jié)界面及緊密接觸的微花小片和大片暴露晶面的不同。紫外-可見吸收光譜、X射線光電子能譜及模特-肖特基測試表明,微花和大片具有不同的能帶結(jié)構(gòu),且能帶位置匹配。熒光光譜及光電化學測試表明了同質(zhì)結(jié)構(gòu)建所導致的樣品光生電荷分離效率的顯著提高,這使同質(zhì)結(jié)樣品具有更高的光催化活性。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;O644.1
【圖文】：

．３．６其它類型光催化劑逡逑除以上種類光催化劑外，研宄較多的光催化劑還包括有機半導體（如石化碳［３９］）、有機金屬（如Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ）配合物、鉭基（如Ｔａ２０５）、鈰基（ｅ０２）、錫基（如邋ＳｎＳ２、Ｓｎ０２）等。逡逑．４邋ＢｉＯＣｌ合成方法逡逑當前關于光催化劑制備方法的研宄己較為豐富，基于ＢｉＯＣｌ材料的主要方法包括水解法、溶劑（水）熱法、溶膠－凝膠法、高溫固相法、化學氣相法等。逡逑．４．１水解法逡逑水解法是早期研宄的一種極為常用的制備方法，一般采用ＨＣ１作為調(diào)節(jié)

增加反應活性位點，而且可改變材料的￡ｇ，增進光吸收。對于ＢｉＯＣｌ，逡逑己獲得的形貌主要有一維結(jié)構(gòu)的納米纖維和納米線，二維納米片、納米盤和支撐逡逑薄膜以及三維多級結(jié)構(gòu)（花型、微球和柱體等），如圖１．３所示。逡逑ｍｍｍ逡逑一維結(jié)構(gòu)\″味峁梗郟擔矗蒎穩(wěn)峁辜溴義賢跡保巢煌蚊玻攏椋希茫斕模櫻牛屯煎義希疲椋紓酰潁澹歟沖澹櫻牛灣澹椋恚幔紓澹簀澹錚駑澹攏椋希茫戾澹螅幔恚穡歟澹簀澹鰨椋簦楨澹洌椋媯媯澹潁澹睿翦澹恚錚潁穡瑁錚歟錚紓椋澹簀義洗釉齟蟊缺礱婊慕嵌壤純矗嗉督峁溝墓怪親鈑行У�。臍ぐ，制备辶x希攏椋希茫烊嗉督峁怪饕咳薌寥確ê銑傘？賞ü骺厝薌晾嘈�、窂摩温度和时辶x霞�、铋（慢x┰礎ⅲ穡燃疤砑詠峁溝枷蚣粒ㄈ綾礱婊钚約粒┑仁迪鄭攏椋希茫烊噱義霞督峁溝鬧票�。燃偯ｈｅｎ｀P擔叮蕕韌ü薌寥確ǎ裕茫裕粒么媯桑茫茫焙銑閃誦蚊補嬖蟈義系模攏耍模茫蔽⑶頡＃兀椋岬齲郟擔罰菀砸葉嘉薌梁銑閃司哂鋅杉獯呋钚緣娜義希攏椋希茫煳⒛擅濁頡ｅ義暇嫻骺厥切蚊駁骺氐牧硪恢匾芯糠矯�。这主要矢`滌冢攏椋希茫熳隕淼牟沐義獻唇峁辜澳誚ǖ緋〉拇嬖�。燃傏ｈａｎ＞樜题组｀P保萃ü捎盟確ㄖ票噶吮┞叮ǎ埃埃保╁義蝦停ǎ埃保埃┚嫻模攏椋希茫斕ゾ擅灼峁礱鰨謐賢夤庀攏┞叮ǎ埃埃保┚嫻難義希瑰義

本文編號：2783755