本文關(guān)鍵詞：釩酸鉍基半導(dǎo)體復(fù)合材料的制備及光電性能研究

  更多相關(guān)文章： 釩酸鉍基半導(dǎo)體 異質(zhì)結(jié)構(gòu) 光催化

【摘要】：環(huán)境和能源與人類生活息息相關(guān),環(huán)境污染和能源短缺給我們的生產(chǎn)、生活及健康帶來了許多消極影響,引起人們的廣泛關(guān)注,特別是環(huán)境污染中的水污染問題。水是生命之源,近年來,由于水污染給人類造成了許多慘痛的教訓(xùn),處理和解決水污染成為人們的當(dāng)務(wù)之急。目前處理污水常見方法有物理法,化學(xué)法和生物法,這些方法在取得一定成效的同時也帶來了很多問題,如周期長、效率低、二次污染嚴(yán)重等使得這些方法不能被廣泛應(yīng)用,因此,我們在選擇處理手段時要考慮去尋找更安全有效的方式。目前,在眾多污水處理技術(shù)中,光催化技術(shù)由于其綠色、環(huán)保、高效、穩(wěn)定等優(yōu)勢得到了的普遍關(guān)注。光催化技術(shù)主要是利用太陽光輻射半導(dǎo)體材料,光生電子空穴對發(fā)生氧化還原反應(yīng)能有效降解污水中的污染物。該技術(shù)的關(guān)鍵部分是半導(dǎo)體催化劑材料。目前Bi基半導(dǎo)體材料由于具有特殊的性能在光催化領(lǐng)域獨樹一幟,得到了廣泛應(yīng)用。本文探究了一系列Bi基半導(dǎo)體及復(fù)合材料的制備及光催化性能開展工作,主要從從以下幾個方面進行研究：1.介孔BiVO4/Ag/AgCl異質(zhì)微米球的簡易合成及光催化性能的提高本章節(jié)中,我們介紹了一種簡單又新奇的雙離子交換的方法去合成尺寸統(tǒng)一的介孔BiVO4/Ag/AgCl異質(zhì)微米球。用花狀BiOCl微球作為初始模板,通過簡單的滴加方法加入NaVO3和AgNO3,在400攝氏度的條件下煅燒2小時,經(jīng)由簡單的固相雙離子交換的反應(yīng),即可獲得介孔的BiVO4/Ag/AgCl。值得注意的是,在形成BiVO4/AgCl微球的雙離子交換過程中,Ag+起到了至關(guān)重要的作用,BiVO4/AgCl微球在可見光照射2小時條件下進一步轉(zhuǎn)換成BiVO4/Ag/AgCl。合成的介孔BiVO4/Ag/AgCl微球在可見光下具有良好的降解甲基橙和苯酚的效果,其性能的提高與其Z型機理有很大相關(guān)性。2.高效Z-型介孔BiVO4-Bi2O3復(fù)合微棒光催化劑的制備及性能研究本章節(jié)中,介紹了通過溶劑熱反應(yīng)制備均一介孔BiVO4-Bi2O3復(fù)合微棒(CMRs)的方法。該反應(yīng)利用Na2C2O4和NaVO3作為初始原料,180攝氏度的條件下反應(yīng)10個小時合成BiVO4-Bi(OH)C2O4 CMRs前驅(qū)體,為獲得介孔BiVO4-Bi2O3 CMRs,將前驅(qū)體于350攝氏度下退火4小時。制備的該介孔BiVO4-Bi2O3 CMRs在降解無色有機污染物苯酚和有色污染物甲基橙上有著良好的光催化性能�？梢姽庀鹿庹�1小時苯酚的降解率達到96.3%,相比于單純的BiVO4、Bi2O3及BiVO4/Bi2O3混合物,其效率提高分別為48、192及160倍。通過進一步的表征驗證了Z型結(jié)構(gòu)提高了其光催化性能。3.二元異質(zhì)BiVO4/CuWO4-x復(fù)合納米顆粒的制備及其性能研究本工作中我們通過簡單的兩步法合成二元異質(zhì)復(fù)合材料BiVO4/CuWO4-x顆粒,首先用水熱法和高溫煅燒制備出顆�；頒UWO4-x,然后通過陽離子吸附在CuWO4-x模板的表面吸附上金屬離子Bi3+,再向溶液中滴加VO3-,反應(yīng)釜中140℃的條件下反應(yīng)12個小時得到BiVO4/CuWO4-x納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。對制備的BiVO4/CuWO4-x納米復(fù)合結(jié)構(gòu)進行光催化性能研究,發(fā)現(xiàn)其在降解苯酚和光解水制氧方面有一定性能。
【關(guān)鍵詞】：釩酸鉍基半導(dǎo)體 異質(zhì)結(jié)構(gòu) 光催化
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;O644.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 半導(dǎo)體光催化11-12
• 1.2.1 半導(dǎo)體光催化技術(shù)的發(fā)展11-12
• 1.2.2 半導(dǎo)體光催化機理12
• 1.3 半導(dǎo)體材料12-16
• 1.3.1 半導(dǎo)體材料發(fā)展前景12-13
• 1.3.2 半導(dǎo)體材料合成方法13-14
• 1.3.2.1 水熱(溶劑熱)法13-14
• 1.3.2.2 模板法14
• 1.3.2.3 溶膠-凝膠法14
• 1.3.2.4 電化學(xué)法14
• 1.3.3 半導(dǎo)體材料的改性方法14-16
• 1.4 Bi-基半導(dǎo)體材料16
• 1.5 課題的研究內(nèi)容及研究意義16-18
• 第二章 實驗方案18-22
• 2.1 實驗藥品和儀器18-19
• 2.1.1 實驗試劑和藥品18-19
• 2.1.2 實驗儀器19
• 2.1.3 產(chǎn)物的制備19
• 2.2 產(chǎn)物的表征19-21
• 2.2.1 X-射線粉末衍射(XRD)19
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)19-20
• 2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)20
• 2.2.4 紫外分光光度計(UV-vis)20
• 2.2.5 X射線光電子能譜儀(XPS)20
• 2.2.6 總有機碳分析儀（TOC)20-21
• 2.3 產(chǎn)物的性能測試21-22
• 2.3.1 光催化性能測試21-22
• 第三章 介孔BiVO_4/Ag/AgCl異質(zhì)微米球的簡易合成及光催化性能的提高22-35
• 3.1 引言22-23
• 3.2 實驗部分23-25
• 3.2.1 合成BiOCl微球23-24
• 3.2.2 合成介孔BiVO_4/Ag/AgCl異質(zhì)微球24
• 3.2.3 產(chǎn)物表征24
• 3.2.4 光催化降解甲基橙和苯酚的性能測試24-25
• 3.2.5 TOC測試25
• 3.2.6 捕獲劑測試25
• 3.3 結(jié)果討論25-34
• 3.4 結(jié)論34-35
• 第四章 高效Z-型介孔BiVO_4-Bi_2O_3復(fù)合微棒光催化劑的制備及性能研究35-47
• 4.1 引言35-36
• 4.2 實驗部分36-38
• 4.2.1 BiVO_4-Bi(OH)C_2O_4微棒前驅(qū)體的合成36
• 4.2.2 介孔BiVO_4-Bi_2O_3微棒的合成36
• 4.2.3 產(chǎn)物表征36-37
• 4.2.4 光催化降解甲基橙和苯酚的性能測試37
• 4.2.5 TOC測試37
• 4.2.6 捕獲劑測試37-38
• 4.3 結(jié)果討論38-46
• 4.4 結(jié)論46-47
• 第五章 二元異質(zhì)BiVO_4/CuWP_(4-x)復(fù)合納米顆粒的制備及性能研究47-55
• 5.1 引言47-48
• 5.2 實驗部分48-50
• 5.2.1 CuWO_(4-x)納米顆粒前驅(qū)體的合成48
• 5.2.2 二元異質(zhì)BiVO_4/CuWO_(4-x)復(fù)合納米顆粒的合成48-49
• 5.2.3 產(chǎn)物表征49
• 5.2.4 光催化降解苯酚的性能測試49
• 5.2.5 電化學(xué)性能測試49
• 5.2.6 光解水制氧的性能測試49-50
• 5.3 結(jié)果討論50-54
• 5.4 結(jié)論54-55
• 結(jié)論與展望55-57
• 參考文獻57-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士期間取得的研究成果71-72
• 浙江師范大學(xué)學(xué)位論文誠信承諾書72-73

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本文編號：720919