铋系半导体可见光催化剂的制备及性能表征

发布时间：2023-03-07 10:50

　　环境与能源已成为人类社会可持续发展面临的两个重大问题。基于太阳能利用的半导体光催化技术为环境治理和新能源生产提供了新思路和新途径。二氧化钛(TiO₂)是最重要的一类半导体光催化剂。但是,TiO₂存在太阳能利用率低和光催化反应量子效率低等缺陷严重制约了TiO₂光催化技术的广泛实际应用。而铋系半导体作为一类新型的可见光催化剂正日益受到研究人员的重视。本论文利用不同的方法成为制备3种铋系半导体,研究结果表明它们都具有较高的可见光催化性能。(1)用水热法制备暴露面为{101}单晶铁酸铋(BiFeO₃)纳米片,样品是形貌规整的矩形片状,边长约为140 nm²30 nm,厚度约为30 nm。BiFeO₃纳米片在可见光下降解罗丹明B(RhB)时展现了较高的降解效率,在3小时内对10 mg/L的RhB降解率为89%,是固相烧结法制备的样品的10.47倍,是溶胶-凝胶法制备样品的4.77倍。这是因为BiFeO₃纳米片具有铁电性,内电场方向垂直于纳米片,...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 二氧化钛
    1.3 光催化的机理
    1.4 二氧化钛的改性
        1.4.1 二氧化钛的金属离子掺杂
        1.4.2 二氧化钛的非金属离子掺杂
        1.4.3 二氧化钛的氧离子缺陷
        1.4.4 二氧化钛复合光催化剂
        1.4.5 贵金属-二氧化钛复合
    1.5 铋系半导体光催化剂
        1.5.1 铁酸铋
        1.5.2 钛酸铋
        1.5.3 卤氧化铋
    1.6 本论文研究内容及意义
第二章 实验试剂及实验制备与表征仪器
    2.1 实验药品
    2.2 表征方法及其参数
第三章 水热法制备单晶BiFeO₃纳米片
    3.1 引言
    3.2 样品制备的实验步骤
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料表征
        3.3.2 紫外-可见漫反射光谱
        3.3.3 光催化性能表征
        3.3.4 提高光催化性能的机理
    3.4 本章小结
第四章 熔盐法制备单晶Bi₄Ti₃O₁₂纳米片
    4.1 引言
    4.2 样品制备的实验步骤
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料表征
        4.3.2 紫外-可见漫反射光谱
        4.3.3 光催化性能表征
        4.3.4 提高光催化性能的机理
    4.4 本章小结
第五章 熔盐法制备Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂纳米片
    5.1 引言
    5.2 样品制备的实验步骤
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 材料表征
        5.3.2 紫外-可见漫反射光谱
        5.3.3 光催化性能表征
        5.3.4 提高光催化性能的机理
    5.4 本章小结
第六章 BiOCl/TiO₂/Nb₂O₅复合可见光催化剂
    6.1 引言
    6.2 样品制备的实验步骤
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 材料表征
        6.3.2 紫外-可见漫反射光谱
        6.3.3 光催化性能表征
        6.3.4 提高光催化性能的机理
    6.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3757457