本文關(guān)鍵詞：退火法修復(fù)ZnO缺陷及回流法制備鉬酸鉍的光催化性能研究

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【摘要】：本文利用球磨和退火兩種簡(jiǎn)單方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究,表明晶格缺陷對(duì)光催化性能的影響。同時(shí),用沸騰回流方法合成了的不同pH值的鉬酸鉍光催化劑,表明了不同形貌、結(jié)構(gòu)的鉬酸鉍與光催化性能的關(guān)系,本論文選取ZnO和Bi2MoO6這兩種不同類型的光催化劑作為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了ZnO晶格缺陷和不同pH值條件下回流法合成的鉬酸鉍對(duì)光催化性能的影響與規(guī)律。采用退火方法修復(fù)了球磨產(chǎn)生的缺陷型ZnO光催化劑,球磨使Zn O產(chǎn)生了大量缺陷,而退火能修復(fù)其中的部分缺陷。通過(guò)缺陷結(jié)構(gòu)、種類和數(shù)目來(lái)調(diào)控光催化劑的價(jià)帶電子態(tài)密度分布,影響能帶間隙和光生電荷的分離和遷移,進(jìn)而對(duì)光催化活性產(chǎn)生影響。利用多種科研技術(shù)揭示了表面缺陷和體相缺陷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),揭示了缺陷狀態(tài)與光電流及光催化降解過(guò)程的外在關(guān)系以及與光生電荷的分離與遷移的內(nèi)在規(guī)律。當(dāng)溫度350度退火16小時(shí),光催化活動(dòng)達(dá)到最大,這是因?yàn)榍蚰ギa(chǎn)生的大量體相缺陷和非輻射缺陷導(dǎo)致催化活性的降低,退火方法可以有效修復(fù)球磨ZnO樣品的部分晶格結(jié)構(gòu)缺陷。利用回流方法在不同的pH值下合成了鉬酸鉍光催化材料,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)100度回流12小時(shí),pH=6時(shí)的Bi2MoO6樣品對(duì)MB的降解效果最好,此時(shí)是非常規(guī)整的片層結(jié)構(gòu),而pH=6.5時(shí)由于氧化鉍顆粒生成,與鉬酸鉍形成異質(zhì)結(jié),不利于光催化效果的提高。而堿性條件下形成Bi3.64Mo0.36O6.55相對(duì)MB的光催化效率最低。
【關(guān)鍵詞】：晶格缺陷 球磨 沸騰回流 退火 光催化
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ135.32;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 半導(dǎo)體光催化原理9-10
• 1.3 半導(dǎo)體光催化活性的主要影響因素10-12
• 1.3.1 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)10
• 1.3.2 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)10-11
• 1.3.3 半導(dǎo)體的粒徑及比表面積11-12
• 1.4 提高半導(dǎo)體光催化性能的途徑12-14
• 1.4.1 金屬/非金屬元素?fù)诫s12-13
• 1.4.2 貴金屬表面沉積13
• 1.4.3 半導(dǎo)體的復(fù)合13-14
• 1.4.4 表面氧缺陷的形成14
• 1.5 本論文涉及的幾種光催化劑簡(jiǎn)介14-15
• 1.5.1 簡(jiǎn)單半導(dǎo)體ZnO14-15
• 1.5.2 可見(jiàn)光型光催化劑Bi_2MoO_615
• 1.6 本研究工作的主要內(nèi)容及意義15-18
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分18-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品18
• 2.2 實(shí)驗(yàn)相關(guān)儀器18-19
• 2.3 材料性能表征手段19-23
• 2.3.1 X射線衍射儀（XRD）19
• 2.3.2 紫外-可見(jiàn)漫反射光譜儀（DRS）19
• 2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）19-20
• 2.3.4 高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）20
• 2.3.5 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）20
• 2.3.6 拉曼光譜儀（Raman）20
• 2.3.7 傅立葉紅外光譜儀（FT-IR）20-21
• 2.3.8 光致發(fā)光光譜儀（PL）21
• 2.3.9 電子自旋共振儀（ESR）21
• 2.3.10 光電化學(xué)系統(tǒng)21-22
• 2.3.11 光化學(xué)反應(yīng)儀22-23
• 2.4 光催化材料的制備方法簡(jiǎn)述23
• 2.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理23-26
• 第三章 缺陷對(duì)ZnO光催化活性的影響26-38
• 3.1 引言26-27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分27-28
• 3.2.1 缺陷ZnO光催化劑的制備27
• 3.2.2 光催化活性評(píng)價(jià)27-28
• 3.3 結(jié)果與討論28-36
• 3.3.1 ZnO、球磨樣品與退火樣品的形貌與結(jié)構(gòu)28-33
• 3.3.2 ZnO、球磨樣品與退火樣品的光催化活性及光電流的評(píng)價(jià)33-35
• 3.3.3 缺陷對(duì)ZnO、球磨樣品與退火樣品光催化活性的影響機(jī)理35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 鉬酸鉍光催化劑的可控合成及性能研究38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分38-39
• 4.2.1 Bi_2MoO_6光催化劑的制備38
• 4.2.2 光降解實(shí)驗(yàn)38-39
• 4.3 結(jié)果與討論39-47
• 4.3.1 酸堿度對(duì)Bi_2MoO_6光催化劑形貌和結(jié)構(gòu)的影響39-42
• 4.3.2 光學(xué)性質(zhì)和光催化活性42-44
• 4.3.3 鉬酸鉍樣品的光催化機(jī)理44-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 結(jié)論48-50
• 參考文獻(xiàn)50-60
• 致謝60-62
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 滿毅;宗瑞隆;朱永法;;Bi_2MoO_6納米薄膜的制備及其光電性能[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2007年11期

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本文編號(hào)：525794