【摘要】：二維材料具有多孔性、比表面積大、結(jié)晶性好、表面活性位點(diǎn)多、豐富的主客體選擇性、較快的電子分離效率等特性,這種獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)特性在光催化反應(yīng)體系中有利于光催化性能的提升。Bi_2WO_6是由[WO_4]~(2-)層和[Bi_2O_2]~(2+)層組成的層狀三明治結(jié)構(gòu),帶隙值約為2.7 eV,這種層狀特點(diǎn)在制備的過程中更易形成二維納米片結(jié)構(gòu),而較窄的帶隙又有吸收可見光的能力,因此Bi_2WO_6廣泛應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。本論文合成了厚度、組成可控的二維鎢酸鉍納米片及其復(fù)合物,研究了納米片的厚度、組成對光催化性能的影響,并對其機(jī)理進(jìn)行初步研究。本論文包括以下幾部分:(1)用水熱方法制備二維Bi_2WO_6納米片,然后用Bi_2WO_6作為載體,TAA作為硫源,通過離子交換法合成了Bi_2S_3/Bi_2WO_6(BWS)結(jié)構(gòu)。Bi_2S_3帶隙值為1.3 eV,能有效地吸收太陽光。在復(fù)合材料中,Bi_2S_3納米顆粒均勻的分散在Bi_2WO_6的表面,沒有改變Bi_2WO_6的結(jié)晶性和形貌結(jié)構(gòu)。通過研究BWS光催化降解RhB性能發(fā)現(xiàn),BWS-2光降解效率比BWO提高了將近2倍。另外,通過自由基捕獲實(shí)驗(yàn)證明了催化降解過程中的最重要的活性基團(tuán)是超氧自由基(·O_2~-)。(2)用水熱方法制備二維Bi_2WO_6納米片,通過調(diào)節(jié)前軀體濃度可控合成不同厚度的超薄二維Bi_2WO_6納米結(jié)構(gòu)。隨著前驅(qū)物濃度的減少,樣品的厚度從27 nm減少到16nm。隨著樣品厚度的變薄,相應(yīng)的比表面積增大,活性位點(diǎn)增多。通過光催化還原Cr(Ⅵ)研究不同厚度Bi_2WO_6二維納米片的性能發(fā)現(xiàn),BWO-3納米片具有最優(yōu)的光催化還原Cr(Ⅵ)的能力,探索了氧空位(OVs)在光還原Cr(Ⅵ)過程中的重要作用。(3)用水熱法制備二維Bi_2WO_6納米片。通過利用NaOH溶液調(diào)節(jié)前驅(qū)體的pH值合成Bi_2WO_6納米片,隨著pH值的變化,Bi_2WO_6納米結(jié)構(gòu)的形貌會(huì)產(chǎn)生一定的變化。當(dāng)溶液的pH≤6時(shí),Bi_2WO_6保持良好的納米片結(jié)構(gòu),而且,隨著pH的增大,比表面積和孔尺寸相應(yīng)的增大,提高了樣品的表面活性,進(jìn)而影響催化劑的催化性能。而當(dāng)溶液的pH6時(shí),Bi_2WO_6納米片會(huì)發(fā)生一定的團(tuán)聚,影響光催化的進(jìn)行。通過光催化還原Cr(Ⅵ)研究了不同pH合成Bi_2WO_6的性能發(fā)現(xiàn),當(dāng)前驅(qū)物溶液的pH≈6時(shí),在可見光照射120 min的情況下,就可達(dá)到98.4%,相比其它樣品來說,具有更強(qiáng)的還原Cr~(6+)的能力。
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;O644.1
【圖文】：

半導(dǎo)體光催化原理

圖 1-2 （I）p-n 結(jié)半導(dǎo)體；（II）non-p-n 異質(zhì)結(jié)系統(tǒng)（2）半導(dǎo)體與金屬復(fù)合金屬與 n-型半導(dǎo)體復(fù)合，可以使半導(dǎo)體的能帶彎曲，使載流子在二者之間流動(dòng)。如

z型體系

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 馮妍;吳青松;張國英;孫亞秋;;可見光響應(yīng)型Bi_2WO_6光催化劑[J];化學(xué)進(jìn)展;2012年11期

本文編號：2793710