鉍基材料的制備及其光催化性能的研究
發(fā)布時(shí)間：2021-04-14 05:21
隨著世界人口的增長和工業(yè)的發(fā)展,水污染問題日益嚴(yán)重,已成為全球最具挑戰(zhàn)性的問題之一。半導(dǎo)體光催化降解作為一種可持續(xù)的綠色技術(shù)而備受關(guān)注。鉍基光催化劑是一種新型光催化劑,由于其具有適合的禁帶寬度,良好的穩(wěn)定性以及高效的催化活性,被越來越多的研究者關(guān)注。對(duì)于光催化劑在污染物降解方面的應(yīng)用,優(yōu)異的光催化劑應(yīng)該同時(shí)擁有較寬的吸收光譜,高效的電荷分離能力,超強(qiáng)的氧化還原能力以及優(yōu)異的吸附污染物能力。但對(duì)于單一組分的光催化劑,無法同時(shí)滿足以上這些要求。因此本論文構(gòu)造兩種以鉍基半導(dǎo)體催化劑為基礎(chǔ)的異質(zhì)結(jié)型復(fù)合光催化劑來優(yōu)化鉍基光催化劑的催化活性,主要工作如下:1.通過簡(jiǎn)單的原位結(jié)晶法合成了Ti O2（B）-Bi OBr異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑材料。在該催化劑中,Ti O2（B）充當(dāng)模板劑的作用,使尺寸減小的Bi OBr納米片原位生長在其表面,復(fù)合材料保留了Ti O2（B）的特征,擁有較大的比表面積和適合的孔徑分布;Ti O2（B）和Bi OBr二者之間存在緊密的界面接觸,有效促進(jìn)光生載流子在不同材料間的轉(zhuǎn)移。該催化劑具...
【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
半導(dǎo)體光催化機(jī)理圖
廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文20度計(jì)測(cè)試其吸光度。為了深入分析該催化劑的存在的反應(yīng)機(jī)理，我們通過活性物種的捕獲實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們的猜想，活性物種捕獲實(shí)驗(yàn)與上述光催化活性測(cè)試類似。不同之處在于污染物濃度以及取樣時(shí)間不同（包括后續(xù)其他染料降解測(cè)試），還有特別不同之處是在反應(yīng)溶液中加入了一定量的異丙醇、對(duì)苯醌和甲醇等作為活性物種捕獲劑。2.3結(jié)果與討論2.3.1XRD分析圖2-1TiO2(B)、BiOBr及其復(fù)合物的XRD圖Figure2-1XRDpatternsofTiO2(B),BiOBrandtheircomposites制備的TiO2(B)、BiOBr以及不同復(fù)合比例的TiO2(B)-BiOBr復(fù)合材料的粉末衍射圖譜如圖2-1所示。純的BiOBr樣品的所有特征峰與四方晶系的BiOBr標(biāo)準(zhǔn)卡片（PDF#09-0393)相對(duì)應(yīng)，主要衍射峰在2θ=10.9o、21.9o、25.2o、31.7o、32.2o、39.4o、46.2o、50.7o、53.4o、57.1o、66.2o和67.4o依次對(duì)應(yīng)BiOBr（001）、（002）、（101）、（102）、（110）、（112）、（200）、（104）、（211）、（212）、（204）和
第二章TiO2(B)-BiOBr異質(zhì)結(jié)的合成及其光催化性能研究21（220）晶面。所得到不同復(fù)合比例的TiO2(B)-BiOBr異質(zhì)結(jié)主要衍射峰與BiOBr基本吻合，并且我們可以發(fā)現(xiàn)這些復(fù)合材料的主峰的強(qiáng)度隨著TiO2(B)的量的增加依次降低，主要原因可能是TiO2(B)的加入，充當(dāng)了模板劑，使得BiOBr的尺寸變小，結(jié)晶性下降，固復(fù)合材料的整體結(jié)晶性也隨之下降。正如我們所知，TiO2常見的相主要有板鈦礦，銳鈦礦和金紅石相，而TiO2(B)作為一種亞穩(wěn)定相，被研究的較少，我們所得到的TiO2(B)衍射峰與文獻(xiàn)報(bào)道一致[59]。此處不難發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合材料的粉末衍射峰的2θ=7.6o處存在一個(gè)微弱的小峰，該處恰好對(duì)應(yīng)的是TiO2(B)的（010）晶面，并且我們可以明顯看出在復(fù)合材料中該峰強(qiáng)隨TiO2(B)的占比減少而減弱，且在比例為TiO2(B)：BiOBr=1:4（摩爾比）的復(fù)合材料中幾乎看不到該峰的存在，這正是TiO2(B)引入所致，同時(shí)也證實(shí)了TiO2(B)的存在。2.3.2形貌分析圖2-2（a）和（b）TiO2(B)SEM圖；（c）和（d）BiOBrSEM;圖BiOBr；（e）和（f）TiO2(B)-BiOBr（21TB）SEM圖；(g)21TBHRTEM；(h)21TB能譜圖Figure2-2.SEMimages:(a,b)TiO2(B),(c,d)BiOBr,and(e,f)`21TB.TEMimages:(g)HRTEMimagesof21TB,(h)STEMimagesof21TBwithelementalmappingimages
本文編號(hào)：3136743
【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
半導(dǎo)體光催化機(jī)理圖
廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文20度計(jì)測(cè)試其吸光度。為了深入分析該催化劑的存在的反應(yīng)機(jī)理，我們通過活性物種的捕獲實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們的猜想，活性物種捕獲實(shí)驗(yàn)與上述光催化活性測(cè)試類似。不同之處在于污染物濃度以及取樣時(shí)間不同（包括后續(xù)其他染料降解測(cè)試），還有特別不同之處是在反應(yīng)溶液中加入了一定量的異丙醇、對(duì)苯醌和甲醇等作為活性物種捕獲劑。2.3結(jié)果與討論2.3.1XRD分析圖2-1TiO2(B)、BiOBr及其復(fù)合物的XRD圖Figure2-1XRDpatternsofTiO2(B),BiOBrandtheircomposites制備的TiO2(B)、BiOBr以及不同復(fù)合比例的TiO2(B)-BiOBr復(fù)合材料的粉末衍射圖譜如圖2-1所示。純的BiOBr樣品的所有特征峰與四方晶系的BiOBr標(biāo)準(zhǔn)卡片（PDF#09-0393)相對(duì)應(yīng)，主要衍射峰在2θ=10.9o、21.9o、25.2o、31.7o、32.2o、39.4o、46.2o、50.7o、53.4o、57.1o、66.2o和67.4o依次對(duì)應(yīng)BiOBr（001）、（002）、（101）、（102）、（110）、（112）、（200）、（104）、（211）、（212）、（204）和
第二章TiO2(B)-BiOBr異質(zhì)結(jié)的合成及其光催化性能研究21（220）晶面。所得到不同復(fù)合比例的TiO2(B)-BiOBr異質(zhì)結(jié)主要衍射峰與BiOBr基本吻合，并且我們可以發(fā)現(xiàn)這些復(fù)合材料的主峰的強(qiáng)度隨著TiO2(B)的量的增加依次降低，主要原因可能是TiO2(B)的加入，充當(dāng)了模板劑，使得BiOBr的尺寸變小，結(jié)晶性下降，固復(fù)合材料的整體結(jié)晶性也隨之下降。正如我們所知，TiO2常見的相主要有板鈦礦，銳鈦礦和金紅石相，而TiO2(B)作為一種亞穩(wěn)定相，被研究的較少，我們所得到的TiO2(B)衍射峰與文獻(xiàn)報(bào)道一致[59]。此處不難發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合材料的粉末衍射峰的2θ=7.6o處存在一個(gè)微弱的小峰，該處恰好對(duì)應(yīng)的是TiO2(B)的（010）晶面，并且我們可以明顯看出在復(fù)合材料中該峰強(qiáng)隨TiO2(B)的占比減少而減弱，且在比例為TiO2(B)：BiOBr=1:4（摩爾比）的復(fù)合材料中幾乎看不到該峰的存在，這正是TiO2(B)引入所致，同時(shí)也證實(shí)了TiO2(B)的存在。2.3.2形貌分析圖2-2（a）和（b）TiO2(B)SEM圖；（c）和（d）BiOBrSEM;圖BiOBr；（e）和（f）TiO2(B)-BiOBr（21TB）SEM圖；(g)21TBHRTEM；(h)21TB能譜圖Figure2-2.SEMimages:(a,b)TiO2(B),(c,d)BiOBr,and(e,f)`21TB.TEMimages:(g)HRTEMimagesof21TB,(h)STEMimagesof21TBwithelementalmappingimages
本文編號(hào)：3136743
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