本文關(guān)鍵詞：BiOCl薄膜的原位合成及其光催化性能研究　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： BiOCl薄膜 光催化 氧化還原法 電化學(xué)法 原位合成

【摘要】：BiOCl光催化劑因其獨特的微觀結(jié)構(gòu)和電子躍遷模式,在水中染料降解方面表現(xiàn)出了較好的光催化活性,被認為是21世紀最具應(yīng)用前景的光催化材料之一。但粉末催化劑在使用過程中表現(xiàn)出易團聚、回收再利用困難、運行費用高等問題,因此將粉末BiOCl催化劑固定化成為了該領(lǐng)域的研究重點。其中原位合成是一種直接在金屬鉍基表面生成BiOCl薄膜的制備方法,所制薄膜和基底有良好的相容性,最重要的是生長在金屬鉍基表面的薄膜與基底是以化學(xué)鍵連接,不易脫落;并且整個薄膜制備過程不需高溫高壓,具有反應(yīng)條件溫和、操作簡單、易控制、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點,故BiOCl薄膜光催化劑的原位合成方法越來越受到研究者們的關(guān)注。為此,本文以金屬Bi板為基底,以原位合成BiOCl薄膜為目的,通過氧化還原法和電化學(xué)法制得了不同形貌的BiOCl薄膜光催化劑,并對其形成機理、物化性質(zhì)以及光催化性能進行了考察,為該光催化劑的應(yīng)用和發(fā)展提供了一定的借鑒和指導(dǎo)。主要研究內(nèi)容如下:1.NaClO氧化還原法合成BiOCl薄膜及其光催化性能以NaClO為氯源,直接在金屬Bi板上原位合成了四方晶相的BiOCl薄膜光催化劑,并對其組成結(jié)構(gòu)、形貌特征以及光催化活性進行了考察,從中發(fā)現(xiàn)所制薄膜是由超薄納米片組裝而成的“毛線團”微球結(jié)構(gòu),在模擬太陽光照射下具有較好的光催化活性和穩(wěn)定性。模擬太陽光下照射210min,98.2%的羅丹明B得到降解,經(jīng)四次循環(huán)降解后降解率仍可維持在91.6%。經(jīng)研究BiOCl薄膜的形成機理,我們發(fā)現(xiàn)乙二醇和NaCl O的氧化還原反應(yīng)可以將Cl-緩慢釋放,正是該緩慢釋放的Cl-對直接在金屬Bi板上合成不易脫落的BiOCl薄膜光催化劑發(fā)揮了重要作用。2.FeCl_3氧化還原法合成BiOCl薄膜及其光催化性能以三氯化鐵(FeCl_3)為溶劑和氯源,在室溫條件下,以金屬鉍板為鉍源原位合成了BiOCl薄膜光催化劑,并對其組成結(jié)構(gòu)、形貌特征以及光催化活性進行了考察,從中發(fā)現(xiàn)所制薄膜為四方晶相BiOCl,表面光滑完整,同時由高倍SEM發(fā)現(xiàn)該薄膜是由0.1-3μm薄而大的片狀結(jié)構(gòu)組成。所制薄膜在模擬太陽光照射下具有良好的光催化活性和穩(wěn)定性。模擬太陽光照射180 min后,羅丹明B的降解率達到97.5%,經(jīng)五次循環(huán)后對羅丹明B的降解率仍保持在96%以上。此外通過捕獲劑實驗發(fā)現(xiàn)BiOCl薄膜在光催化降解羅丹明B時,·O2-和h+是主要活性物種,且·O2-作用更大。3.電化學(xué)法合成BiOCl薄膜及其光催化性能以NaClO為電解質(zhì)溶液,金屬Bi板為陽極材料,石墨為陰極材料,利用電化學(xué)法在Bi板上原位合成了BiOCl薄膜,并對其組成結(jié)構(gòu)和形貌特征進行表征,結(jié)果表明所制薄膜為組分單一的BiOCl催化劑且其表面形貌為均勻的片狀結(jié)構(gòu)。通過制備條件優(yōu)化發(fā)現(xiàn)當NaClO用量為0.095 mol、電解電流為0.05 A、EDTA添加量為2 mmol且不改變?nèi)芤簆 H(p H=7.5)時所制薄膜的催化活性最佳,經(jīng)模擬太陽光照射150 min后,磺胺甲惡唑(SMZ)的降解率達到89.8%,經(jīng)五次循環(huán)使用后對SMZ的降解率仍在82%以上。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.2;O643.36

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉山虎;許慶峰;邢瑞敏;中田一彌;寺島千晶;藤]嬚，

本文編號：1336762