本文關(guān)鍵詞：BiOBr及其復(fù)合材料的制備與光催化性能

  更多相關(guān)文章： BiOBr (001)面 Bi_2S_3 CdSe 量子點(diǎn) 光催化

【摘要】：當(dāng)今社會(huì),環(huán)境污染是全球經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中遇到的重大社會(huì)問題之一,也是許多科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)問題之一。半導(dǎo)體光催化技術(shù)以其環(huán)保、能耗低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),在應(yīng)對(duì)和解決水污染和空氣污染方面越來越受到人們的關(guān)注。盡管二氧化鈦(TiO2)是目前光催化領(lǐng)域中最為廣泛研究的半導(dǎo)體催化劑。然而,由于其較大的帶隙能(3.2 eV),只能被紫外光(λ380 nm)激發(fā),對(duì)太陽能的利用率較低。因此,開發(fā)具有可見光響應(yīng)的光催化劑成為許多研究者的新方向。在本文中,以新型可見光催化劑BiOBr為研究對(duì)象,通過晶面/形貌調(diào)控、原位復(fù)合、量子點(diǎn)沉積復(fù)合等途徑進(jìn)一步促進(jìn)了BiOBr的光生電子-空穴的分離效率和拓寬其光響應(yīng)范圍。通過場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、能量散射X射線譜(EDS)、透射電鏡(TEM)、X射線粉末衍射儀(XRD)、紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)、熒光光譜(PL)、比表面積和光電流測(cè)試等手段,對(duì)催化劑樣品的形貌、晶相結(jié)構(gòu)、光吸收性能、表面元素分析、比表面大小、光生載流子的分離效率等進(jìn)行了研究分析,本論文主要包括以下三個(gè)體系:(1)具有高(001)面暴露率的BiOBr正方片的制備及其可見光降解甲基橙(MO)的研究。采用簡單的溶劑熱法,調(diào)節(jié)混合溶劑中水和乙二醇的體積比,制備出不同形貌的BiOBr晶體,其(001)面暴露率不同。通過在可見光下降解甲基橙實(shí)驗(yàn),研究其光催化活性與(001)面的暴露率的變化關(guān)系。研究表明,當(dāng)水和乙二醇的體積比為1:1時(shí),合成的BiOBr正方片具有(001)面的暴露率高,比表面積較大的優(yōu)點(diǎn)�？梢姽庀鹿獯呋到鈱�(shí)驗(yàn)表明,BiOBr正方片樣品表現(xiàn)了最高的光催化活性,(001)面暴露率是影響光催化活性主要因素,比表面積大小是影響活性的次要因素。(2)BiOBr@Bi_2S_3的原位合成及其可見光降解甲基橙(MO)的研究。以乙二醇為溶劑,溶劑熱法合成BiOBr空心微球,以Na2S為硫源,通過簡單的離子交換在BiOBr表面原位合成Bi_2S_3,制備出新型BiOBr@Bi_2S_3核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。通過控制硫源的量,探討不同Bi_2S_3含量的BiOBr@Bi_2S_3復(fù)合樣品光催化降解MO活性。研究表明,復(fù)合樣品都展現(xiàn)了強(qiáng)的可見光響應(yīng)。與單純的BiOBr和Bi_2S_3相比,所有的BiOBr@Bi_2S_3復(fù)合樣品在可見光下的降解活性都顯著增強(qiáng)。當(dāng)Bi_2S_3摩爾百分比為8%時(shí),BiOBr@Bi_2S_3樣品光催化活性最高。BiOBr@Bi_2S_3樣品活性增強(qiáng)的主要原因是Bi_2S_3和BiOBr表面間形成的緊密異質(zhì)結(jié),加快了光生電子-空穴的有效分離。對(duì)降解過程中活性物種的分析可知,?O2-起主要作用。(3)QDs-CdSe/BiOBr復(fù)合微球的制備及其可見光還原Cr(VI)性能研究。首先通過醇熱法制備BiOBr微球,并用硅烷偶聯(lián)劑修飾使其表面帶正電;在堿性條件下對(duì)Se粉進(jìn)行還原,用巰基乙酸修飾制備表面帶負(fù)電CdSe量子點(diǎn)溶膠。利用化學(xué)浴沉積法,通過靜電作用將CdSe量子點(diǎn)沉積在BiOBr微球表面。通過二者的復(fù)合,提高載流子的分離效率并拓寬光吸收范圍,從而提高了材料的的光催化活性。探討不同CdSe量子點(diǎn)的負(fù)載量對(duì)BiOBr微球光催化活性的影響。光催化還原Cr(VI)實(shí)驗(yàn)表明,所有復(fù)合樣品的可見光催化性能比純的BiOBr活性都有所提高。其中5wt%QDs-CdSe/BiOBr的樣品,在60 min內(nèi)降解率達(dá)到90%;此外,重復(fù)性實(shí)驗(yàn)表明復(fù)合材料具有很好的光催化穩(wěn)定性能。
【關(guān)鍵詞】：BiOBr (001)面 Bi_2S_3 CdSe 量子點(diǎn) 光催化
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 光催化氧化還原技術(shù)10-14
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 光催化氧化有機(jī)污染物機(jī)理11-12
• 1.1.3 光催化還原制氫機(jī)理12-13
• 1.1.4 光催化還原Cr(VI)機(jī)理13-14
• 1.2 鹵氧化鉍光催化材料14-19
• 1.2.1 鹵氧化鉍的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)14-15
• 1.2.2 鹵氧化鉍的制備方法15-16
• 1.2.3 鹵氧化鉍光催化材料研究中的問題16
• 1.2.4 BiOBr的改性研究16-19
• 1.3 選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容19-22
• 1.3.1 選題依據(jù)19-20
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與分析方法22-28
• 2.1 試劑與儀器22-23
• 2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑22-23
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器23
• 2.2 催化劑的表征23-28
• 2.2.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)分析23-24
• 2.2.2 透射電鏡(TEM)分析24
• 2.2.3 能量散射X射線譜測(cè)試(EDS)24
• 2.2.4 X射線粉末衍射分析（XRD）24
• 2.2.5 紫外-可見(UV-vis)漫反射光譜分析24-25
• 2.2.6 熒光（PL）光譜分析25
• 2.2.7 光電流響應(yīng)25
• 2.2.8 光催化性能測(cè)試25-28
• 第3章 具有高活性(001)面的BiOBr納米正方片的合成及其光催化性能的研究28-38
• 3.1 引言28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過程28-29
• 3.3 結(jié)果與討論29-37
• 3.3.1 晶相結(jié)構(gòu)29-30
• 3.3.2 形貌特征30-33
• 3.3.3 光學(xué)性質(zhì)33-34
• 3.3.4 比表面積分析34
• 3.3.5 光電流響應(yīng)34-36
• 3.3.6 光催化活性36-37
• 3.4 小結(jié)37-38
• 第4章 BiOBr@Bi_2S_3的原位合成及其可見光催化性能研究38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過程38-40
• 4.2.1 BiOBr空心微球的制備：38-39
• 4.2.2 BiOBr@Bi_2S_3復(fù)合微球的制備：39
• 4.2.3 樣品的光電流測(cè)試39
• 4.2.4 催化劑的活性評(píng)價(jià)39
• 4.2.5 表征39-40
• 4.3 結(jié)果與討論40-47
• 4.3.1 樣品的晶體結(jié)構(gòu)40-41
• 4.3.2 樣品的形貌41-42
• 4.3.3 樣品的光吸收性能42
• 4.3.4 樣品的比表面積42-43
• 4.3.5 樣品的光催化活性43-44
• 4.3.6 樣品的光電流分析44-45
• 4.3.7 樣品的熒光分析45-46
• 4.3.8 光催化反應(yīng)活性物種分析46-47
• 4.4 小結(jié)47-48
• 第5章 QDs-CdSe/BiOBr微球的制備及其光還原Cr(VI)活性研究48-58
• 5.1 引言48-49
• 5.2 實(shí)驗(yàn)過程49-50
• 5.2.1 QDs-CdSe/BiOBr樣品的制備49
• 5.2.2 表征49
• 5.2.3 樣品的光電流測(cè)試49-50
• 5.2.4 催化劑的活性評(píng)價(jià)50
• 5.3 結(jié)果與討論50-56
• 5.3.1 形貌表征50-51
• 5.3.2 晶相結(jié)構(gòu)51-52
• 5.3.3 光吸收性質(zhì)52-53
• 5.3.4 熒光分析53-54
• 5.3.5 光催化性能研究54-55
• 5.3.6 光催化活性穩(wěn)定性測(cè)試55-56
• 5.3.7 光電流響應(yīng)分析56
• 5.4 小結(jié)56-58
• 第6章 論文總結(jié)58-60
• 參考文獻(xiàn)60-68
• 致謝68-70
• 個(gè)人簡歷70

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2 王富;劉春艷;;發(fā)光碳量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用[J];影像科學(xué)與光化學(xué);2011年04期

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5 田瑞雪;武玲玲;趙清;胡勝亮;楊金龍;;碳量子點(diǎn)的氨基化及其對(duì)發(fā)光性能的影響[J];化工新型材料;2014年01期

6 ;“量子點(diǎn)”晶體將推動(dòng)部分物理工藝的進(jìn)步[J];光機(jī)電信息;2002年10期

7 徐萬幫;汪勇先;許榮輝;尹端l，

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