卤氧化铋薄膜的制备及其吸附与光催化性能研究

发布时间：2017-11-26 01:16

  本文关键词：卤氧化铋薄膜的制备及其吸附与光催化性能研究

  更多相关文章： BiOCl薄膜 BiOBr薄膜 BiOI薄膜 吸附 光催化

【摘要】：有机染料废水具有高毒性对环境造成重大污染,威胁到人类和其他生物的健康成长,染料废水污染问题迫切需要解决。近年来,光催化法和吸附法作为绿色的染料废水治理方法备受瞩目。卤氧化铋作为一种三元半导体材料,具有特殊的层状结构和良好的化学稳定性,在污染治理方面有很大的应用空间。但是,当前制备卤氧化铋的研究方法多为溶剂热等方法,制备出的材料一般为粉体材料,应用到染料废水处理中,很难实现材料的回收与再利用,势必将造成材料的浪费,增大治理的成本。本论文致力于制备卤氧化铋薄膜,并研究其对有机染料的光催化性能和吸附性能。本文采用两种不同的方法分别制备氯氧化铋(BiOCl)薄膜和卤氧化铋薄膜BiOX(X=Cl,Br,I),使用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)等方法对所制备的材料结构和形貌进行表征。主要工作归纳如下:(1)首次提出一种简单方法,将铜片放入含有BiCl3、H2O2和乙二醇的混合溶液中,在70?C条件下,反应30 min,即可在铜片上生成的具有花片状结构的BiOCl薄膜。通过吸附罗丹明B(RhB)和刚果红(CR)实验对所制备的BiOCl薄膜的吸附性能进行评价。在25?C条件下,Langmuir模型得出Bi OCl薄膜吸附罗丹明B和刚果红的理论饱和吸附量分别为1667 mg/g和1429 mg/g,高于大多数文献报道的吸附剂的吸附量。所制备的BiOCl薄膜经过5次循环使用吸附效果依然显著。另外,Zeta电位表明BiOCl薄膜吸附过程中几乎不存在静电作用,红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)均表明,在吸附过程中氢键起到关键作用。(2)采用电沉积法,以Bi(NO3)3·5H2O、对苯醌、乙醇和KX(X=Cl,Br,I)作为电解液,制备固载于FTO导电玻璃上卤氧化铋薄膜。所制备的卤氧化铋薄膜均由薄片组成。通过光催化降解罗丹明B的实验对卤氧化铋的光催化效率、可循环性和稳定性进行考察。在紫外-可见光照射下,3 h后,BiOCl和BiOBr薄膜的光催化效率分别达到100%和99%,碘氧化铋的光催化效率为30%。所制备的BiOCl和BiOBr薄膜相对于所制备的BiOI有较好的光催化活性,并且经过5次循环后,降解效率下降不明显。
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ135.32

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本文编号：1228043