本文關(guān)鍵詞：鹵氧化鉍納米材料的合成及其光催化性質(zhì)研究

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【摘要】：紡織業(yè)和工業(yè)排放的污水中包含非常多的有機(jī)污染物。一些環(huán)境專家指出,這些污染不僅會讓全球氣候變暖,而且會威脅到我們?nèi)祟惖纳�。為了消除這類污染,近年來科學(xué)家們?yōu)榘l(fā)展光催化材料做了大量的努力。二氧化鈦作為傳統(tǒng)的光催化材料在這些年取得了較快的進(jìn)展,例如裂解水產(chǎn)生氫氣、凈化空氣和廢水、分解有機(jī)污染物。然而二氧化鈦的帶隙能是3.2eV,所以只能在紫外線的照射下被激發(fā),這就大大限制了它的實際應(yīng)用。因此修飾二氧化鈦或?qū)ふ揖哂锌梢姽忭憫?yīng)的新穎光催化劑迫在眉睫。作為一個含有V VI VII三族元素的半導(dǎo)體材料,并且含有四方氟氯鉛礦構(gòu)造的鹵化氧鉍(BiOX,X=Cl、Br、I)引起了科學(xué)界的大量的關(guān)注,由于其含有特殊的電性能和光學(xué)性質(zhì)可以用作光催化材料。因而,我們有必要去探尋一種簡單的制備法來合成具有較高的光降解效率,很強(qiáng)的穩(wěn)定性而且可以被多次輪回使用的BiOX(X=Cl、Br、I)光催化材料。在本文中,我們采用簡單的溶劑熱法合成出了一系列的BiOX光催化材料,并細(xì)致地研究了反應(yīng)條件對其形貌和性質(zhì)的影響。具體工作如下:(1)在沒有任何表面活性劑參與的情況下,采取簡單的溶劑熱法合成出一系列片狀BiOCl,樣品的結(jié)晶性良好,片層厚度可以調(diào)節(jié)。得到的樣品我們都通過XRD,SEM,SAED,HRTEM,N2吸脫附測試,DRS等對其進(jìn)行了表征。不管是在紫外光還是可見光的照射下,羅丹明B(RhB)都可以被方片狀BiOCl分解。值得注意的是,BiOCl納米片不光有很好的可重復(fù)利用性,而且在數(shù)次輪回使用后,依舊顯示出優(yōu)越的光催化活性。(2)具有3-D微球狀結(jié)構(gòu)的BiOBr通過使用二乙二醇(DEG)作為溶劑和軟模板,采用溶劑熱法合成。并深入探究了微球狀BiOBr的形成機(jī)理,討論了可能存在的光催化機(jī)理。引人注目的是,微球狀BiOBr的比表面積較大,可達(dá)到55.93 m 2/g。除此之外,BiOBr微球在可見光下降解甲基橙(MO)和RhB時都顯示出較高的光催化活性。在短短50分鐘內(nèi)降解MO的效率可達(dá)到98.10%,而降解98.64%的RhB僅僅需要30分鐘。BiOBr微球有望作為高效光催化劑來降解有機(jī)污染物從而促進(jìn)環(huán)境修復(fù)。(3)在表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的輔助下,用簡單、溫和的溶劑熱方法制備出球狀BiOI。并細(xì)致地研究了PVP的質(zhì)量,Bi和I的摩爾比對生成BiOI的形貌和性質(zhì)的影響。利用猝滅劑實驗探究了球狀BiOI的光催化機(jī)理。BiOI的光催化活性通過測試MO,RhB和亞甲基藍(lán)(MB)的降解效率來進(jìn)行評估。實驗結(jié)果表明,球狀BiOI擁有優(yōu)越的光催化性能,這將為處理水中的有機(jī)污染物提供了新的契機(jī)。
【關(guān)鍵詞】：BiOX 光催化 溶劑熱合成 羅丹明B 甲基橙
【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】：2016
【分類號】：O643.36;TQ135.32
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 光催化技術(shù)概述11-15
• 1.1.1 光催化技術(shù)的研究背景11-12
• 1.1.2 光催化的概念和基本原理12-14
• 1.1.3 光催化材料的制備方法14-15
• 1.2 光催化材料的研究進(jìn)展15-19
• 1.2.1 TiO_2光催化材料的研究進(jìn)展15-18
• 1.2.2 鹵氧化鉍光催化材料的研究進(jìn)展18-19
• 1.3 光催化材料的應(yīng)用19-21
• 1.3.1 水的凈化19-20
• 1.3.2 空氣的凈化20-21
• 1.3.3 清潔能源的產(chǎn)生21
• 1.4 本論文的研究意義和內(nèi)容21-23
• 1.4.1 研究意義21-22
• 1.4.2 研究內(nèi)容22-23
• 第二章 BiOCl納米片的合成及其光催化性能研究23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 實驗部分23-27
• 2.2.1 實驗試劑及裝置23-25
• 2.2.2 BiOCl催化劑的制備25
• 2.2.3 催化劑的表征25-26
• 2.2.4 光催化性能測試26-27
• 2.3 實驗結(jié)果與討論27-36
• 2.3.1 BiOCl的物相分析27
• 2.3.2 BiOCl的形貌分析27-30
• 2.3.3 BiOCl的比表面積分析(BET)30-31
• 2.3.4 BiOCl的光學(xué)吸收性質(zhì)31-32
• 2.3.5 樣品的光催化性能測試32-34
• 2.3.6 樣品的光催化機(jī)理34-35
• 2.3.7 樣品的循環(huán)穩(wěn)定性能測試35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 微球狀BiOBr的制備及其光催化性能研究37-51
• 3.1 引言37-38
• 3.2 實驗部分38-40
• 3.2.1 實驗試劑及裝置38-39
• 3.2.2 BiOBr催化劑的制備39-40
• 3.2.3 催化劑的表征40
• 3.2.4 光催化實驗40
• 3.3 實驗結(jié)果與討論40-49
• 3.3.1 X-射線衍射分析(XRD)40-41
• 3.3.2 BiOBr的形貌分析41-43
• 3.3.3 BiOBr微球的形成機(jī)理43-44
• 3.3.4 樣品的比表面積分析(BET)44-45
• 3.3.5 樣品的光吸收性質(zhì)45-46
• 3.3.6 樣品的光催化性能測試46-47
• 3.3.7 樣品的光催化機(jī)理47-48
• 3.3.8 樣品的循環(huán)穩(wěn)定性48-49
• 3.4 小結(jié)49-51
• 第四章 BiOI的合成及其光催化性能研究51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 實驗部分51-54
• 4.2.1 實驗試劑及裝置51-53
• 4.2.2 BiOI催化劑的制備53
• 4.2.3 催化劑的表征53-54
• 4.2.4 光催化實驗54
• 4.3 實驗結(jié)果與討論54-62
• 4.3.1 X-射線衍射分析(XRD)54-56
• 4.3.2 BiOI的形貌分析56-58
• 4.3.3 比表面積的分析(BET)58
• 4.3.4 樣品的光吸收性質(zhì)58-59
• 4.3.5 樣品的光催化活性59-60
• 4.3.6 樣品的光催化機(jī)理60-61
• 4.3.7 樣品的循環(huán)穩(wěn)定性61-62
• 4.4 小結(jié)62-63
• 第五章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-73
• 致謝73-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄75-76

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