铋系纳米材料的制备及光催化性能研究

发布时间：2021-05-18 18:01

　　铋系光催化材料由于禁带宽度比较窄,能够吸收利用可见光产生电子-空穴对,越来越多地受到研究者的关注。其中复合氧化物型催化剂由于其晶体结构和电子结构的多样性,可能同时具有对可见光的响应和高的光生载流子移动性,而成为铋系光催化剂最有潜力的高效光催化剂。BiVO4虽然禁带宽度（Eg）较小（～2.4 eV）,但是单独使用作为光催化剂时,光生电荷分离效率较低,这限制了其在光催化领域的广泛应用。BiOCl则恰恰相反,具有较高的光生电子-空穴对分离效率和光生载流子转移率,但是光响应范围窄、光催化反应机理复杂、可见光活性低。本文针对BiV04和BiOCl两种铋系光催化材料的特点,从价带结构、光学性能、光催化特性、光电特性等方面进行了初步的研究和探讨。主要研究内容如下:1.通过水热法和溶剂热法分别合成了不同形貌的单斜相BiVO4光催化材料。在水热条件下成功合成了 BiVO4,并在TiCl4和CTAB存在的条件下分别合成了片状和树枝状的BiV04。溶剂热法合成了 BiVO4纳米颗粒,并详细探讨了溶剂和反应温度对溶剂热反应的影响。2.进一步合成了 Bi/BiVO4/V2O5复合光催化材料。溶剂热法合成的BiV... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 BiVO_4光催化纳米材料简介
        1.2.1 晶体结构/电子结构
        1.2.2 制备方法
        1.2.3 光催化性能
    1.3 BiOCl光催化材料简介
        1.3.1 晶体结构/电子结构
        1.3.2 制备方法
        1.3.3 改性方法
    1.4 光催化的基本机理和研究现状
        1.4.1 半导体光催化的基本机理
        1.4.2 光催化反应的热力学
        1.4.3 光催化降解水的评估标准
        1.4.4 影响光催化剂活性的主要因素
        1.4.5 光解水的研究现状
    1.5 光催化材料的表征
        1.5.1 X射线衍射(XRD)
        1.5.2 透射电子显微镜(TEM)
        1.5.3 紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)
        1.5.4 荧光光谱(Fluorescence Spectrum)
    1.6 本课题的选题依据及研究内容
    参考文献
第二章 Bi/BiVO_4/V_2O_5复合光催化剂的合成
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 水热反应制备BiVO_4纳米材料
        2.2.3 溶剂热法制备BiVO_4纳米材料
        2.2.4 热处理
        2.2.5 样品表征
        2.2.6 光催化性能测试
        2.2.7 光电性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 水热法合成BiVO_4的性质
        2.3.2 溶剂热法合成BiVO_4的性质
        2.3.3 Bi/BiVO_4/V_2O_5复合光催化剂的性质
            2.3.3.1 样品的组成分析
            2.3.3.2 表面形貌分析
            2.3.3.3 光学性质分析
            2.3.3.4 光催化性质和电化学性质分析
            2.3.3.5 热处理温度对Bi/BiVO_4/V_2O_5复合物形成的影响
    2.4 结论
    参考文献
第三章 BiVO_4/BiOCl复合光催化剂的合成
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 BiVO_4/BiOCl复合光催化剂的合成
        3.2.3 光催化降解罗丹明B
        3.2.4 样品表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 不同溶剂制备BiVO_4/BiOCl
        3.3.2 BiOCl含量不同对BiVO_4/BiOCl材料性质的影响
        3.3.3 BiVO_4/BiOCl体系光催化降解RhB的机理
    3.4 结论
    参考文献
总结与展望
致谢
攻读硕士期间发表论文及成果
附件
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced photocatalytic properties of molybdenum-doped BiVO4 prepared by sol–gel method[J]. Gui-Lin Wang,Lian-Wei Shan,Ze Wu,Li-Min Dong.  Rare Metals. 2017(02)
[2]对中国能源问题的思考[J]. 江泽民.  上海交通大学学报. 2008(03)



本文编号：3194243