铋系半导体催化剂的制备与对环境污染物降解性能的研究

发布时间：2020-06-06 14:11

【摘要】：本论文主要围绕两个方面进行研究,一是BixOyFz中F/O比例对其内电场和光催化性能的影响,二是Bi12SiO20和Bi2Si05的不同晶体结构对光催化性能的影响。(1)采用简单的水热法制备出了 BixOyYz光催化材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(UV-DRS)、荧光光谱(PL)以及N2比表面积分析仪等测试手段对产物进行了表征。结果表明,F/O比值越小,BixOyYz的内电场(IEF)强度越大,光生载流子的分离效率越高,电子和空穴复合的几率越低,光催化活性越好,对环境污染废水的降解性能越强。其中,BiOF(F/O = 1)在紫外条件下的光催化活性分别是Bi7O5Fu(F/O = 2.2)和BiO0.9F2.35(F/O = 2.6)的2.2倍和2.6倍。(2)时至今日,并没有关于Bi_2SiO_5和Bi12SiO20晶体结构区别的比较研究和晶体结构对光催化性能影响的研究报道。本文通过简单的水热法制备了 Bi_2SiO_5和Bi12SiC20光催化材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(UV-DRS)、荧光光谱(PL)、表面压(SPV)以及N2比表面积分析仪等测试手段对产物进行了表征。实验结果表明,Bi_2SiO_5在紫外条件下的光催化性能是Bil2SiO20的2.1倍,展现出了 Bi_2SiO_5能够更有效地降解环境污染废水的能力。我们将更高的光催化性能归因于Bi_2SiO_5更高的比表面积(Bi12SiO201.6m2g-1,Bi_2SiO_5 28.3 m2g-1)、利于电荷传输的层状晶体结构以及体相内特殊的Bi-O-Si键。
【图文】：

从而达到环境净化的目的。光催化技术凭借自身条件温点，在与其他传统水处理方法的比较中显示出了明显的其光催化活性，必将会促进人类社会的持续发展，使得能带分为三部分：价带（ｖａｌｅｎｃｅ邋ｂａｎｄ，邋ＶＢ）：能量低，ａｎｄ，邋ＣＢ）：能量高，没有电子；禁带（Ｅｇ）：大小一般为间。光生空穴和光生电子的氧化还原能力极大地促进下，价带上的电子被激发而跃迁至导带，，与此同时，失生空穴，这样导带上的电子和价带上产生的空穴组成了穴有效分离并有效迁移至表面后，空穴与电子分别与催氧发生反应，生成氧化性与还原性更高的羟基自由基和用下，水中的污染物被有效降解，水质得到了净化。逡逑

＇邋＇邋？邋？邋？逡逑图１－２光催化原理图逡逑１．４．２光催化技术的应用逡逑环境保护方面，光催化技术能够将无机污染物氧化还原成Ｃｒ６＋、Ｈｇ２＋、Ｐｄ２＋等重金逡逑属离子，对于有机化合物，光催化技术更是能够将烃类、表面活性剂、染料以及有机磷逡逑６逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ426;X703

【参考文献】

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本文编号：2699792