水污染和能源短缺問題是新世紀制約人類社會發(fā)展的重大問題。鉍基氧化物材料可通過光催化反應降解有機污染物。傳統(tǒng)方法是將其制成納米粉體或薄膜,但是納米粉體難以回收利用,易造成二次污染、光催化涂層易脫落、光催化效率低。這些問題制約了光催化材料的實際運用與發(fā)展。微晶玻璃可以制成各種形狀,利用方便性大大提高。本文使用傳統(tǒng)熔融法制備鉍基氧化物微晶玻璃,研究了其光催化降解有機污染物的性能,為光催化材料的制備和應用提供了一種新的途徑。使用傳統(tǒng)的熔融淬冷法制得了不同晶相的玻璃,通過適當?shù)臒崽幚沓晒χ频昧酥骶喾謩e為Bi_4Ti_3O_(12)、Bi VO_4、Bi_2MoO_6的微晶玻璃。使用XRD對熱處理前后微晶玻璃物相進行表征,使用Raman光譜和FT-IR光譜對熱處理前后微晶玻璃內部的網(wǎng)絡結構進行分析,通過BET測定微晶玻璃粉的比表面積、平均孔直徑、平均孔體積,使用紫外可見漫反射光譜分析了其光吸收性能,使用差示掃描量熱法(DSC)分析了其熱性能。通過對不同種類有機污染物的光催化反應,研究Bi_4Ti_3O_(12)、BiVO_4、Bi_2MoO_6的微晶玻璃微晶玻璃降解有機污染物的催化性能。論文主要內容及結論如下(1)使用傳統(tǒng)熔融淬冷法制備了(1-x)Li_2B_4O_7-x Bi_4Ti_3O_(12)(x=0、0.1、0.2、0.3)玻璃,通過適當?shù)臒崽幚慝@得了晶相為Bi_4Ti_3O_(12)和Bi_2Ti_2O_7的微晶玻璃,晶體的尺寸在20nm左右。隨著熱處理溫度升高,析出晶相含量越多。當x=0.3時,在模擬太陽光的照射下,0.7Li_2B_4O_7-0.3Bi_4Ti_3O_(12)微晶玻璃(500℃-8h)對羅丹明B、甲基橙的降解效果微弱,對亞甲基藍有一定的降解效果(180min降解8%)。(2)使用傳統(tǒng)熔融淬冷法制備了(1-x)Li_2B_4O_7-xBiVO_4(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)玻璃,通過適當?shù)臒崽幚慝@得了主晶相為BiVO_4的微晶玻璃,BiVO_4晶體尺寸在15-28nm左右。隨著熱處理溫度和保溫時間增加,微晶玻璃組分中析出Bi VO_4晶相含量越多,晶粒尺寸越大。當x=0.5時,在模擬太陽光的照射下,0.5Li_2B_4O_7-0.5BiVO_4(475℃-16h)微晶玻璃對羅丹明B、甲基橙的降解效果微弱,在中性和堿性條件下對亞甲基藍有一定的降解效果(180min降解率分別為65%和65%)。在酸性條件下對亞甲基藍0.5Li_2B_4O_7-0.5BiVO_4(475℃-16h)微晶玻璃光催化作用低(180min降解2%)。(3)使用傳統(tǒng)熔融淬冷法制備了(1-x)Li_2B_4O_7-xBi_2MoO_6(x=0、0.1、0.2、0.3)玻璃,通過適當?shù)臒崽幚慝@得了主晶相為Bi_2MoO_6、Bi_(3.64)Mo_(0.66)O_(6.55)的微晶玻璃,晶粒尺寸均在20nm左右。隨著熱處理溫度的升高,微晶玻璃組分中析出Bi_2MoO_6晶相含量越多。當x=0.3時,在模擬太陽光的照射下0.7Li_2B_4O_7-0.3Bi_2MoO_6(475℃-16h)微晶玻璃對羅丹明B、甲基橙的降解效果微弱,在酸性和中性條件下對亞甲基藍有一定的降解效果(180min降解55%)。在堿性條件下0.7Li_2B_4O_7-0.3Bi_2MoO_6(475℃-16h)微晶玻璃光催化作用較高(180min降解65%)。硝酸腐蝕處理0.7Li_2B_4O_7-0.3Bi_2MoO_6(475℃-16h)微晶玻璃30min,對亞甲基藍的光催化活性有明顯提升(180min降解73%)。Bi_2MoO_6微晶玻璃與H_2O_2(1.67mM/L)混合對羅丹明B有一定的降解效果(180min降解54%)。
【學位單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TQ171.733
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 半導體光催化技術概述
        1.1.1 半導體光催化研究背景
        1.1.2 半導體光催化基本原理
        1.1.3 半導體光催化影響因素
    1.2 鉍基氧化物光催化材料
4Ti₃O₁₂光催化材料'>        1.2.1 Bi₄Ti₃O₁₂光催化材料
4光催化材料'>        1.2.2 BiVO₄光催化材料
2MoO₆光催化材料'>        1.2.3 Bi₂MoO₆光催化材料
    1.3 光催化劑制備方法
        1.3.1 高溫固相反應法
        1.3.2 溶膠凝膠法
        1.3.3 水熱法
        1.3.4 沉淀法
        1.3.5 微乳液法
        1.3.6 微晶玻璃法
    1.4 本文研究內容與意義
第二章 實驗與表征方法
    2.1 實驗原材料
    2.2 實驗儀器及設備
    2.3 樣品制備
4Ti₃O₁₂微晶玻璃制備'>        2.3.1 Bi₄Ti₃O₁₂微晶玻璃制備
4微晶玻璃制備'>        2.3.2 BiVO₄微晶玻璃制備
2MoO₆微晶玻璃制備'>        2.3.3 Bi₂MoO₆微晶玻璃制備
    2.4 樣品表征與性能測試
        2.4.1 X射線衍射分析（XRD）
        2.4.2 差式掃描量熱法（DSC）
        2.4.3 紅外光譜測試（FT-IR）
        2.4.4 Raman光譜表征
        2.4.5 比表面積與孔徑表征
        2.4.6 紫外可見光吸收光譜（UV-Vis）
        2.4.7 光催化實驗
4Ti₃O₁₂微晶玻璃制備及其光催化性能研究'>第三章 Bi₄Ti₃O₁₂微晶玻璃制備及其光催化性能研究
    3.1 樣品制備
    3.2 BiTi微晶玻璃XRD表征
    3.3 BiTi微晶玻璃Raman光譜表征
    3.4 BiTi微晶玻璃FT-IR表征
    3.5 BiTi微晶玻璃光催化性能評價
    3.6 本章小結
4微晶玻璃制備及其光催化性能研究'>第四章 BiVO₄微晶玻璃制備及其光催化性能研究
    4.1 樣品制備
    4.2 BiV微晶玻璃XRD表征
    4.3 BiV微晶玻璃Raman表征
    4.4 BiV微晶玻璃FT-IR表征
    4.5 BiV微晶玻璃光催化性能評價
    4.6 本章小結
2MoO₆微晶玻璃制備及其光催化性能研究'>第五章 Bi₂MoO₆微晶玻璃制備及其光催化性能研究
    5.1 樣品制備
    5.2 BiMo微晶玻璃DSC表征
    5.3 BiMo微晶玻璃XRD表征
    5.4 BiMo微晶玻璃Raman表征
    5.5 BiMo微晶玻璃FT-IR表征
    5.6 BiMo微晶玻璃Bet表征
    5.7 BiMo微晶玻璃紫外-可見漫反射光譜分析
    5.8 BiMo微晶玻璃光催化性能評價
        5.8.1 熱處理保溫時間對BiMo微晶玻璃光催化性能的影響
        5.8.2 酸腐蝕對BiMo微晶玻璃光催化性能影響
        5.8.3 pH值對BiMo微晶玻璃光催化性能的影響
        5.8.4 外加劑對BiMo微晶玻璃光催化性能的影響
    5.9 本章小結
第六章 結論
致謝
參考文獻
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及取得的研究成果

【參考文獻】

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本文編號：2849373