本文關(guān)鍵詞：基于鐵酸鉍與鎢酸鉍的光催化劑的制備及其光催化性能的研究

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【摘要】：本文主要討論半導(dǎo)體材料在光催化降解中應(yīng)用,介紹半導(dǎo)體光催化材料在光催化過程中主要的優(yōu)勢以及不足。并詳細敘述半導(dǎo)體光催化劑的反應(yīng)機理,并詳細介紹了影響半導(dǎo)體光催化性能的主要因素。著重討論國內(nèi)外常用的半導(dǎo)體光催化的改性技術(shù)。然后對制備多元氧化物半導(dǎo)體光催化劑的研究進展進行探究。在以上的基礎(chǔ)上研究人員確定以草酸鐵、鎢酸鉍為研究對象通過水熱法制備高效光催化劑的研究方向。得出以下成果：研究人員通過溫和水熱法合成了金屬有機框架配合物[Fe(ox) (phen)]n,并對其形貌與結(jié)構(gòu)進行了X射線單晶衍射(single-XRD),X射線衍射(XRD,X射線電子能譜(XPS)、紅外光譜(IR),紫外可見漫反射吸收光譜(DSC)等表征。配合物屬于單斜晶系,空間群為P21,并形成了二維的鏈狀結(jié)構(gòu)。配合物在可見光下可降解羅丹明B、甲基橙,并提出了一個可能的降解機理。研究人員通過簡單、水熱法合成了一種新型的納米自主裝的Bi25Fe040(BFO)四面體立方塊。研究人員采用X射線衍射(XRD),電子能譜(EDS)、X射線光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM),透射電鏡(TEM)和高分辨(HRTEM)等對其形貌結(jié)構(gòu)進行表征。并發(fā)現(xiàn)BFO樣品具有良好的光催化活性。研究人員基于合理設(shè)計異質(zhì)結(jié)結(jié)果,通過溫和水熱法成功合成了一種新型的、高效的Bi25FeO40-Bi2WO6異質(zhì)結(jié)光催化劑,采用預(yù)先制備的BiWO6納米片作為Bi3+源和第二階段的合成原料。對制得的光催化劑進行了粉末X射線衍射(XRD),紅外光譜,電子能譜(EDS),X射線光電子能譜(XPS)以及掃描電子顯微鏡(SEM)。對Bi25FeO40-Bi2WO6異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的紫外-可見光催化性能也進行了測試,實驗結(jié)果證明Bi25FeO40-Bi2W06異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光催化性能高于物理混合的兩種樣品以及單獨的一種樣品(Bi25FeO40和Bi2WO6)。其光催化效果的增強可能是因為匹配的能帶位置,緊密的表面連接以及異質(zhì)結(jié)間“表面對表面”的接觸模式。另外,文章末尾提出了一個可能的光催化降解機理以及討論了光生電子與空穴的分離過程。
【關(guān)鍵詞】：水熱法 草酸鐵 鎢酸鉍 光催化 可見光
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1. 緒論14-26
• 1.1 引言14
• 1.2 半導(dǎo)體光催化劑的反應(yīng)機理14-16
• 1.2.1 納米半導(dǎo)體的特性14-15
• 1.2.2 半導(dǎo)體的光催化特性15-16
• 1.3 影響半導(dǎo)體光催化劑光催化性能的主要因素16-19
• 1.3.1 催化劑本身的影響16-18
• 1.3.2 反應(yīng)條件的影響18-19
• 1.3.3 降解物自身的影響19
• 1.4 半導(dǎo)體光催化劑的改性技術(shù)19-21
• 1.4.1 貴金屬沉積19-20
• 1.4.2 金屬離子摻雜20
• 1.4.3 半導(dǎo)體材料復(fù)合20-21
• 1.4.4 表面光敏化21
• 1.4.5 新型半導(dǎo)體光催化研究進展21
• 1.5 多元氧化物半導(dǎo)體光催化劑的研究進展21-22
• 1.5.1 固相法22
• 1.5.2 水熱法22
• 1.5.3 化學溶液分解法22
• 1.6 本論文的選題依據(jù)與研究內(nèi)容22-24
• 參考文獻24-26
• 2. 基于鄰菲羅啉的鐵基金屬有機框架材料的合成,結(jié)構(gòu)和光催化的性能研究26-38
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實驗部分27-28
• 2.3 結(jié)果與討論28-35
• 2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)的測定和相關(guān)晶體學數(shù)據(jù)28-29
• 2.3.2 晶體結(jié)構(gòu)分析29-30
• 2.3.3 紅外光譜分析30-31
• 2.3.4 固體紫外吸收光譜分析31
• 2.3.5 粉末X-射線多晶衍射譜圖分析31-32
• 2.3.6 X射線光電子能譜分析32-33
• 2.3.7 光催化相關(guān)性研究33-35
• 2.4 小結(jié)35-36
• 參考文獻36-38
• 3. 新型的納米小顆粒自組裝的Bi_(25)FeO_(40)四面體的水熱合成、影響因素以及杰出的光催化性能的研究38-54
• 3.1 引言38-39
• 3.2 實驗部分39
• 3.3 結(jié)果與討論39-49
• 3.3.1 X射線衍射與X射線光電子能譜分析39-40
• 3.3.2 紅外與拉曼光譜分析40-41
• 3.3.3 掃描與透射顯微鏡圖像分析41-42
• 3.3.4 X射線電子能譜(EDS)分析42-43
• 3.3.5 影響因素43-45
• 3.3.6 光催化性能45-49
• 3.4 結(jié)論49-52
• 參考文獻52-54
• 4. 基于晶面設(shè)計的Bi_(25)FeO_(40)-Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)構(gòu)對光催化活性的研究54-70
• 4.1 引言54-55
• 4.2 實驗內(nèi)容55
• 4.3 結(jié)果與討論55-65
• 4.3.1 XRD分析55-57
• 4.3.2 紅外光譜分析57-58
• 4.3.3 XPS分析58
• 4.3.4 掃描與元素分布圖譜分析58-60
• 4.3.5 紫外-可見固體漫反射吸收光譜分析60-61
• 4.3.6 光催化性能表征61-63
• 4.3.7 表面光電流圖譜分析63
• 4.3.8 活性物種捕捉實驗63-64
• 4.3.9 純的Bi_(25)FeO_(40)(S1)的價帶譜分析64-65
• 4.4 結(jié)論65-67
• 參考文獻67-70
• 致謝70-72
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果72

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