光催化因其在能源轉(zhuǎn)化,污染治理和有機(jī)合成中的應(yīng)用而倍受關(guān)注,但光催化劑的實(shí)際應(yīng)用仍然存在許多瓶頸需要突破,如光催化劑的制備方法復(fù)雜,成本高,產(chǎn)量低,光生載流子壽命短等諸多問題。簡化光催化劑的合成途徑,實(shí)現(xiàn)光生電子和空穴的有效分離將是光催化技術(shù)推向工業(yè)化的關(guān)鍵一步。本文首次采用室溫固相研磨法合成了甲酸氧鉍(HCOOBiO),同時,對其進(jìn)行了鹵素?fù)诫s改性,使其光催化性能得到了改善,這對理論研究和實(shí)際應(yīng)用都具有深遠(yuǎn)的意義。主要研究內(nèi)容如下:(1)以甲酸鈉(HCOONa)和五水硝酸鉍(Bi(NO₃)₃?5H₂O)為原料,采用室溫固相研磨法制備出納米片狀HCOOBiO,通過XRD,SEM,DRS等對產(chǎn)物的物相,形貌,結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)HCOONa/Bi摩爾比等于5時,可以得到高純度,結(jié)晶性良好HCOOBiO。(2)為改善HCOOBiO的可見光響應(yīng)活性,采用一鍋法加入碘化鉀(KI)或溴化鉀(KBr)繼續(xù)研磨一段時間,制備了BiOR-Bi OBr和BiOR-Bi OI固溶體(記為BiORX-n,R=HCOO;X=Br,I;n...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 光催化技術(shù)的發(fā)展
    1.2 半導(dǎo)體光催化劑概述
        1.2.1 光催化反應(yīng)機(jī)理
        1.2.2 光催化劑的研究進(jìn)展
        1.2.3 光催化在環(huán)境方面的應(yīng)用
    1.3 鉍系半導(dǎo)體光催化材料
        1.3.1 氧化鉍
        1.3.2 鹵氧化鉍
        1.3.3 碳酸氧鉍
        1.3.4 硫化鉍
        1.3.5 甲酸氧鉍
        1.3.6 其他含鉍光催化劑
    1.4 鉍系光催化劑的制備方法
        1.4.1 水熱/溶劑熱法
        1.4.2 共沉淀法
        1.4.3 微乳液法
        1.4.4 固相合成法
    1.5 提高光催化性能的主要途徑
        1.5.1 貴金屬沉積
        1.5.2 離子摻雜
        1.5.3 光敏化
        1.5.4 復(fù)合半導(dǎo)體
        1.5.5 固溶體
    1.6 本課題的研究意義及主要內(nèi)容
        1.6.1 本課題的研究意義
        1.6.2 本課題的研究內(nèi)容
2 甲酸氧鉍的制備,表征及其光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 試劑及儀器
        2.2.1 試劑
        2.2.2 儀器
    2.3 HCOOBiO的制備
    2.4 HCOOBiO的表征
        2.4.1 X-射線粉末衍射(XRD)
        2.4.2 透射電子顯微鏡(TEM)及掃描電子顯微鏡(SEM)表征
        2.4.3 紫外-可見漫反射光譜表征(DRS)
    2.5 HCOOBiO的光催化性能
        2.5.1 光催化實(shí)驗
        2.5.2 光催化結(jié)果與討論
    2.6 本章小結(jié)
3 BiORX-n(X=Br,I)固溶體的制備,表征及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 試劑及儀器
        3.2.1 試劑
        3.2.2 儀器
    3.3 BiORX-n(X=Br,I)固溶體的制備
        3.3.1 BiORI-n固溶體的制備
        3.3.2 BiORBr-n₁固溶體的制備
    3.4 BiORX-n(X=Cl,Br)固溶體的表征
        3.4.1 X-射線粉末衍射(XRD)
        3.4.2 透射電子顯微鏡(TEM)及掃描電子顯微鏡(SEM)表征
        3.4.3 X-射線光電子能譜表征(XPS)
        3.4.4 比表面積和孔徑分布分析(BET)
        3.4.5 紫外-可見漫反射光譜表征(DRS)
        3.4.6 莫特-肖特基曲線測試(Mott-Schottky,M-S)
    3.5 光催化性能及光催化機(jī)理的研究
        3.5.1 光催化實(shí)驗
        3.5.2 光催化結(jié)果與討論
        3.5.3 材料的電化學(xué)和光電化學(xué)性能的研究
        3.5.4 光催化機(jī)理的研究與討論
    3.6 本章小結(jié)
4 BiOR_xI_yBr_z固溶體的制備、表征和光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 試劑及儀器
        4.2.1 試劑
        4.2.2 儀器
    4.3 BiOR_xI_yBr_z固溶體的制備
    4.4 BiOR_xI_yBr_z固溶體的表征
        4.4.1 X-射線粉末衍射(XRD)
        4.4.2 透射電子顯微鏡表征(TEM)
        4.4.3 X-射線光電子能譜表征(XPS)
        4.4.4 比表面積和孔徑分布分析(BET)
        4.4.5 紫外-可見漫反射光譜表征(DRS)
        4.4.6 莫特-肖特基測試(Mott-Schottky,M-S)
    4.5 光催化性能及光催化機(jī)理的研究
        4.5.1 BiOR_xI_yBr_z固溶體光催化實(shí)驗
        4.5.2 BiOR_xI_yBr_z固溶體光催化結(jié)果與討論
        4.5.3 材料的電化學(xué)和光電化學(xué)性能的研究
        4.5.4 光催化機(jī)理的研究和討論
    4.6 本章小結(jié)
5 本文總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3832352